teori alam semesta

A. Pengertian Alam Semesta, Galaksi, dan Tata Surya

Alam Semesta

Pengertian alam semesta mencakup tentang mikrokosmos dan makrokosmos. Mikrokosmos adalah benda-benda yang mempunyai ukuran sangat kecil, misalnya atom, elektron, sel, amuba, dan sebagainya. Sedang makrokosmos adalah benda-benda yang mempunyai ukuran yang sangat besar, misalnya bintang, planet, dan galaksi.

Konsep pemikiran manusia tentang pusat universe atau alam semesta sangat radikal. Awalnya para ilmuan astronom menetapkan bahwa manusialah yang sebagai pusat, yang diberi nama teori egosentris. Setelah itu mereka menetapkan bumi yang menjadi pusat yang ditokohi oleh Cladius Ptolemeus. Teori ini dikenal dengan geosentris. Namun setelah itu Nicolas Copernicus mengungkap teori baru di mana matahari dijadikan pusat alam semesta, heliosentris. Namun saat ini mereka baru menyadari bahwa teoti tersebut lebih cocok digelayutkan pada tata surya. Dan tata surya hanyalah sebagian dari galaksi, dan galaksi adalah satu kumpulan bintang dari banyak kumpulan bintang di alam semesta.

Galaksi

Langit dihiasi bintang-bintang yang jumlahnya tak terhitung, yang bisa diamati dengan mata telanjang maupun teropong bintang. Bintang-bintang berkumpul dalam suatu gugusan, meskipun antar-bintang berjauhan di angkasa.[4] Dari penjelasan Ismail al-Juwasy tersebut dapat kita katakan bahwa galaksi tak ubahnya bak sekumpulan anak ayam yang tak mungkin untuk dipisahkan dari induknya. Di mana ada anak ayam di situ pasti ada induknya. Sama halnya bintang-bintang di angkasa sana mereka tak mungkin gemerlap sendirian tanpa disandingi dengan bintang lainnya.

Galaksi yang sering kita dengar adalah Bimasakti atau milky way. Kalau kita cermati agak aneh nama milky way tersebut karena dari benda angkasa luar diumpamakan dengan susu. Namun dari keanehan tersebut terdapat keunikan, yakni bintang bertebaran di langit pada malam hari seperti susu yang tercecer di langit. Galaksi kita berbentuk spiral, dapat kita samakan dengan lingkaran obat nyamuk jika dilihat dari atas dan seperti gasing bila dilihat dari samping. Galaksi kita tidak sebundar lingkaran namun berbentuk elips. Hal ini dibuktikan dengan ukannya yang memiliki panjang sekitar 100 tahun cahaya dan lebar 10 tahun cahaya dan tata surya kita berada 30 tahun cahaya dari pusat galaksi.[5]

Selain galaksi Bimasakti kita juga dapat melihat beberapa galaksi dengan mata telanjang ataupun dengan alat. Yang diungkap oleh para ilmuan yakni galaksi Andromeda, Awan Megallianic Besar dan Awan Megallanic Kecil. Galaksi Andromeda lebih besar daripada Milky way.

Tata Surya

Tata surya terdiri dari matahari, Sembilan planet dan berbagai benda langit seperti satelit, komet, dan asteroid. Tata surya tak lebih hanyalah gugusan kecil dari benda-benda langit dan satu bintang. Tata surya adalah bagian kecil dari galaksi.

Kita kenal dengan sembilan planet mungkin ketika sekolah dasar, dari sebilan planet tersebut terbagi dua bagian yaitu planet dalam dan planet luar. Planet dalam adalah planet yang dekat dengan matahari yang terdiri dari Merkurius, Venus, Bumi, dan Mars. Sedangkan Yupiter, Saturnus, Uranus, Neptunus, dan Pluto –yang sekarang tereliminasi– termasuk planet luar.

B. TEORI ASAL MULA ALAM SEMESTA

Teori Letusan Hebat

Berbagai teori tentang jagad raya membentuk suatu bidang studi yang dikenal sebagai kosmologi. Einstein adalah ahli kosmologi modern pertama. Tahun 1915 ia menyempurnakan teori umumnya tentang relativitas, yang kemudian diterapkan pada pendistribusian zat di luar angkasa. Pada tahun 1917 secara matematik ditentukan bahwa tampaknya ada massa bahan yang hampir seragam yang keseimbangannya tak tentu antara kekuatan tarik gravitasi dan kekuatan olek atau kekuatan dorong kosmik lain yang tak dikenal.

Pada tahun 1922 seorang ahli fisika Rusia muncul dengan pemecahan soal itu secara lain, yang mengatakan bahwa kekuatan tolak tidak berperan bahkan jagad raya terus meluas dan seluruh partikel terbang saling menjauhi dengan kecepatan tinggi. Karena kekuatan tarik gravitasi, perluasan itu terus melambat. Sebelumnya, partikel-partikel itu telah bergerak keluar bahkan lebih cepat lagi. Dalam model jagat raya ini dahulu perluasan mulai pada saat yang unik yang disebut “letusan hebat”.

Teori letusan hebat rupanya begitu berlawanan dengan pengetahuan astronomi zaman sekarang, yang mula-mula sedikit menarik perhatian. Akhirnya sebanyak bintang dalam galaksi Bimasakti bukannya saling menjauhi satu sama lain, tetapi malahan berjalan dalam orbit sirkular mengelilingi wilayah pusatnya yang padat. Akan tetapi, pada tahun 1929 Edwin Hubble, ketika itu ahli astronomi di Observatorium Mount Wilson, mengemukakan bahwa berbagai galaksi yang telah diamatinya sebenarnya menjauhi kita, dan menjauhi yang lain, dengan kecepatan sampai beberapa ribu kilometer per-detik.

Rupanya galaksi-galaksi ini, seperti halnya Bimasakti kita, menjaga keutuhan bentuk internalnya selama waktu yang panjang. Galaksi-galaksi itu secara sendiri-sendiri mengarungi angkasa raya, kira-kira sebagain unit atau partikel yang bergerak mengarungi ruang angkasa. Teori Einstein dapat diterapkan pada berbagai galaksi, sebagai ganti bintang-bintang.[7]

Teori Keadaan Tetap

Kalau kita kembali ke tahun 1948, tidaklah ditemukan informasi yang cukup untuk menguji teori letusan hebat itu. Ahli Astronomi Inggris Fred Hoyle dan beberapa ahli astro-fisika Inggris mengajukan teori yang lain, teori keadaan tetap yang menerangkan bahwa jagat raya tidak hanya sama dalam ruang angkasa –asas kosmologi- tetapi juga tak berubah dalam waktu asas kosmologi yang sempurna. Jadi, asas kosmologi diperluas sedemikian rupa sehingga menjadi “sempurna” atau “lengkap” dan tidak bergantung pada peristiwa sejarah tertentu. Teori keadaan tetap berlawanan sekali dengan teori letusan hebat.

Dalam teori kedua, ruang angkasa berkembang menjadi lebih kosong sewaktu berbagai galaksi saling menjauh. Dalam teori keadaaan tetap, kita harus menerima bahwa zat baru selalu diciptakan dalam ruang angkasa di antara berbagai galaksi, sehingga galaksi baru akan terbentuk guna menggantikan galaksi yang menjauh. Orang sepakat mengatakan bahwa zat baru itu ialah hydrogen, yaitu sumber yang menjadi asal usul bintang dan galaksi.

Penciptaan zat berkesinambungan dari ruang angkasa yang tampaknya kosong itu diterima secara skeptis oleh para ahli, sebab hal ini rupanya melanggar salah satu hukum.

TEORI TERBENTUKNYA TATA SURYA

Melihat kenyataan bahwa planet-planet bergerak mengelilingi matahari dengan orbitnya yang berebentuk elips dengan arah peredaran yang sama yaitu berlawanan arah jarum jam jika melihatnya dari kutub utara, ternyata arah revolusi planet-planet dan satelitnya yaitu arah negative. Ini berlawanan dengan yang kita amati di bumi, peredaran harian benda-benda langit seperti matahari, bulan dan bintang berarah positf seperti arah peredaran harian matahari yang terbit di timur lalu naik dan kemudian terbenam di barat. Adanya realitas yang demikian membuat para ahli astronomi berkesimpulan bahwa tata surya terbentuk dari material yang berputar dengan arah negative, hal ini kemudian memunculkan beberapa teori tentang terjadinya tata surya sebagai berikut:

1. Teori Nebule atau teori kabut, yang dikemukakan ole Immanuel Kant (1749-1827) dan Piere Simon de Laplace (1796).

Matahari dan planet berasal dari sebuah kabut pijar yang berpilin di dalam jagat raya, karena pilinannya itu berupa kabut yang membentuk bulat seperti bola yang besar, makin mengecil bola itu makin cepat putarannya. Akibatnya bentuk bola itu memepat pada kutubnya dan melebar di bagian equatornya bahkan sebagian massa dari kabut gas menjauh dari gumpalan intinya dan membentuk gelang-gelang di sekeliling bagian utama kabut itu, gelang-gelang itu kemudian membentuk gumpalan padat inilah yang disebut planet-planet dan satelitnya. Sedangkan bagian tengah yang berpijar tetap berbentuk gas pijar yang kita lihat sekarang sebagai matahari.

Teori kabut ini telah dipercaya orang selama kira-kira 100 tahun, tetapi sekarang telah benyak ditinggalkan karena: (1) tidak mampu memberikan jawaban-jawaban kepada banyak hal atau masalah di dalam tata surya kita dan (2) karena munculnya banyak teori baru yang lebih memuaskan.

2. Teori Planetesimal, Thomas C. Chamberlin (1843-1928) seorang ahli geologi dan Forest R. Moulton (1872-1952) seorang astronom.

Disebut Planetesimal yang berarti planet kecil karena planet terbentuk dari benda padat yang memang telah ada. Matahari telah ada sebagai salah satu dari bintang-bintang yang banyak, pada satu waktu ada sebuah bintang yang berpapasan pada jarak yang tidak terlalu jauh akibatnya terjadi pasang naik antara matahari dan bintang tadi. Pada waktu bintang itu menjauh sebagian massa dari matahari itu jatuh kembali ke permukaan matahari dan sebagian lain berhamburan di sekeliling matahari inilah yang disebut dengan planetesimal yang kelak kemudian menjadi planet-planet yang beredar pada orbitnya dan mengelilingi matahari.

3. Teori Pasang Surut, Sir James Jeans (1877-1946) dan Harold Jeffreys (1891) keduanya dari Inggris, teori ini hampir sama dengan teori Planetesimal.

Setelah bintang itu berlalu dengan gaya tarik bintang yang besar pada permukaan matahari terjadi proses pasang surut seperti peristiwa pasang surutnya air laut di bumi akibat gaya tarik bulan. Sebagian massa matahari itu membentuk cerutu yang menjorok kearah bintang itu mengakibatkan cerutu itu terputus-putus membentuk gumpalan gas di sekitar matahari dengan ukuran yang berbeda-beda, gumpalan itu membeku dan kemudian membentuk planet-planet.

Teori ini menjelaskan mengapa planet-planet di bagian tengah seperti Yupiter, Saturnus, Uranus dan Neptunus merupakan planet raksasa sedangkan di bagian ujungnya merupakan planet-planet kecil. Kelahiran kesembilan planet itu karena pecahan gas dari matahari yang berbentuk cerutu itu maka besarnya planet-planet iti berbeda-beda yang terdekat dan terjauh besar tetapi yang di tengah lebih besar lagi.

4. Teori Awan Debu, dikemukakan oleh Carl von Weizsaeker (1940) kemudian disempurnakan oleh Gerard P Kuiper (1950).

Tata surya terbentuk dari gumpalan awan gas dan debu. Gumpalan awan itu mengalami pemampatan, pada proses pemampatan itu partikel-partikeldebu tertarik ke bagian pusat awan itu membentuk gumpalan bola dan mulai berpilin dan kemudian membentuk cakram yang tebal di bagian tengah dan tipis di bagian tepinya. Partikel-partikel di bagian tengah cakram itu saling menekan dan menimbulkan panas dan berpijar, bagian inilah yang kemudian menjadi matahari. Sementara bagian yang luar berputar sangat cepat sehingga terpecah-pecah menjadi gumpalan yang lebih kecil, gumpalan kecil ini berpilin pula dan membeku kemudian menjadi planet-planet.

5. Teori Bintang Kembar

Teori ini hampir sama dengan teori planetesimal.Dahulu matahari mungkin merupakan bintang kembar,kemudian bintang yang satu meledak menjadi kepingan-kepingan.Karena ada pengaruh gaya gravitasi bintang,maka kepingan-kepingan yang lain bergerak mengitari bintang itu dan menjadi planet-planet.Sedangkan bintang yang tidak meledak menjadi matahari.

6. Teori Ledakan (Big Bang), George Gamow, Alpher dan Herman.

Alam pada saat itu belum merupakan materi tetapi pada suatu ketika berubah menjadi materi yang sangat kecil dan padat, massanya sangat berat dan tekanannya besar, karena adanya reaksi inti kemudian terjadi ledakan hebat. Massa itu kemudian berserak dan mengembang dengan sangat cepat menjauhi pusat ledakan dan membentuk kelompok-kelompok dengan berat jenis yang lebih kecil dan trus bergerak, menjauhi titik pusatnya.

Dentuman besar itu terjadi ketika seluruh materi kosmos keluar dengan kerapatan yang sangat besar dan suhu yang sangat tinggi dari volume yang sangat kecil. Alam semesta lahir dari singularitas fisis dengan keadaan ekstrem. Teori Big Bang ini semakin menguatkan pendapat bahwa alam semesta ini pada awalnya tidak ada tetapi kemudian sekitar 12 milyar tahun yang lalu tercipta dari ketiadaan.

Pada tahun 1948, Gerge Gamov muncul dengan gagasan lain tentang Big Bang. Ia mengatakan bahwa setelah pembentukan alam semesta melalui ledakan raksasa, sisa radiasi yang ditinggalkan oleh ledakan ini haruslah ada di alam. Selain itu, radiasi ini haruslah tersebar merata di segenap penjuru alam semesta. Bukti yang ’seharusnya ada’ ini pada akhirnya diketemukan. Pada tahun 1965, dua peneliti bernama Arno Penziaz dan Robert Wilson menemukan gelombang ini tanpa sengaja. Radiasi ini, yang disebut ‘radiasi latar kosmis’, tidak terlihat memancar dari satu sumber tertentu, akan tetapi meliputi keseluruhan ruang angkasa. Demikianlah, diketahui bahwa radiasi ini adalah sisa radiasi peninggalan dari tahapan awal peristiwa Big Bang. Penzias dan Wilson dianugerahi hadiah Nobel untuk penemuan mereka.

Pada tahun 1989, NASA mengirimkan satelit COBE (Cosmic Background Explorer). COBE ke ruang angkasa untuk melakukan penelitian tentang radiasi latar kosmis. Hanya perlu 8 menit bagi COBE untuk membuktikan perhitungan Penziaz dan Wilson. COBE telah menemukan sisa ledakan raksasa yang telah terjadi di awal pembentukan alam semesta. Dinyatakan sebagai penemuan astronomi terbesar sepanjang masa, penemuan ini dengan jelas membuktikan teori Big Bang.

Bukti penting lain bagi Big Bang adalah jumlah hidrogen dan helium di ruang angkasa. Dalam berbagai penelitian, diketahui bahwa konsentrasi hidrogen-helium di alam semesta bersesuaian dengan perhitungan teoritis konsentrasi hidrogen-helium sisa peninggalan peristiwa Big Bang. Jika alam semesta tak memiliki permulaan dan jika ia telah ada sejak dulu kala, maka unsur hidrogen ini seharusnya telah habis sama sekali dan berubah menjadi helium.

Segala bukti meyakinkan ini menyebabkan teori Big Bang diterima oleh masyarakat ilmiah. Model Big Bang adalah titik terakhir yang dicapai ilmu pengetahuan tentang asal muasal alam semesta. Begitulah, alam semesta ini telah diciptakan oleh Allah Yang Maha Perkasa dengan sempurna tanpa cacat.

Yang telah menciptakan tujuh langit berlapis-lapis. Kamu sekali-kali tidak melihat pada ciptaan Tuhan Yang Maha Pemurah sesuatu yang tidak seimbang. Maka lihtatlah berulang-ulang, adakah kamu lihat sesuatu yang tidak seimbang. (QS. Al-Mulk, 67:3)

C. Teori Asal Mula Bumi

Lima miliar tahun yang lalu,system tata surya kita tidak ada. Yang ada hanyalah awan debu dan gas yang secara perlahan berubah bentuk.sembilan planet, termasuk Bumi, dibentuk dari materi yang menggumpal, menyerupai gumpalan bola salju, di dalam kabut. Mengenai teori sejarah asal terbentuknya bumi sebagai berikut;

· Proses dimulai sekitar 4,6 miliar tahun yang lalu di pusat nebula matahari.

· Matahari terbentuk di pusat awan ini. Sementara itu, gas dan bahan lain di bagian luarnya menggumpal.

· Bebatun kecil berubah menjadi lebih besar, membentuk cikal bakal planet, atau protoplanet dengan diameter beberapa kilometre.

· Protoplanet saling bertumbuhan satu sama lain dan menggumpal hingga mencapai ukuran planet (memiliki diameter beberapa ribu kilometer). Hingga ratusan juta tahun, planet tersebut dibombardir secara kuat dan terus menerus oleh bebatuan lain.

· Sekitar 4,5 miliar tahun yang lalu, bumitelah diselimuti oleh lautan larva yang berasal dari bebatuan yang terbakar dan luasnya mencapai beberapa kilometre.

· Secara perlahan, lautan larva tersebut mendingin membentuk kerak yang dihantam terus menerus oleh berbagai meteor dan komet.

· Planet muda kita juga mengalami aktifitas vulkanik yang melepaskan lapisan udara secara radikal, lapisan udara ini berbeda dengan lapisan udara saat ini. Keberadaan air dimungkinkan berassal dari kedalaman bumi atau dibawa dari angkasa oleh komet dan membentuk laut. Pada saat bersamaan, kerak bumi berupa menjadi benua.

· Kemunculan benua, laut, dan lapisan oksigen rendah menghasilkan proses pembentukan molekul yang lebih kompleks, yang menuntun terciptanya fenomena yang luar biasa, yaitu kehidupan. Bahkan lebih mengejutkan lagi, kehidupan dengan sangat cepat muncul dari laut, kurang dari satu miliar tahun setelah bumi tecipta. Kehidupan memerlukan beberapa miliar tahun lagi ke daratan.