TEORI ASTRONOMI
Teori-teori Terbentuknya Alam Semesta / Jagat Raya
Ada banyak teori dan hipotesis tentang asal usul terbentuknya alam semesta (jagat raya) yang telah dikemukakan para ahli, diantaranya adalah sebagai berikut ini :
1. Hipotesis Nebula
Hipotesis nebula pertama kali dikemukakan oleh Immanuel Kant(1724-1804) pada tahun 1775. Kemudian hipotesis ini disempurnakan oleh Pierre Marquis de Laplace pada tahun 1796. Oleh karena itu, hipotesis ini lebih dikenal dengan Hipotesis nebula Kant-Laplace. Pada tahap awal tata surya masih berupa kabut raksasa.
Kabut ini terbentuk dari debu, es, dan gas yang disebut nebula. Unsur gas sebagian besar berupa hidrogen. Karena gaya gravitasi yang dimilikinya, kabut itu menyusut dan berputar dengan arah tertentu. Akibatnya, suhu kabut memanas dan akhirnya menjadi bintang raksasa yang disebut matahari. Matahari raksasa terus menyusut dan perputarannya semakin cepat. Selanjutnya cincin-cincin gas dan es terlontar ke sekeliling matahari. Akibat gaya gravitasi, gas-gas tersebut memadat seiring dengan penurunan suhunya dan membentuk planet dalam. Dengan cara yang sama, planet luar juga terbentuk.
2. Hipotesis Planetisimal
Hipotesis planetisimal pertama kali dikemukakan oleh Thomas C. Chamberlain dan Forest R. Moulton pada tahun 1900. Hipotesis planetisimal mengatakan bahwa tata surya kita terbentuk akibat adanya bintang lain yang hampir menabrak matahari.
3. Hipotesis Pasang Surut Bintang
Hipotesis pasang surut bintang pertama kali dikemukakan oleh James Jean dan Herold Jaffries pada tahun 1917. Hipotesis pasang surut bintang sangat mirip dengan hipotesis planetisimal. Namun perbedaannya terletak pada jumlah awalnya matahari.
4. Hipotesis Kondensasi
Hipotesis kondensasi mulanya dikemukakan oleh astronom Belanda yang bernama G.P. Kuiper (1905-1973) pada tahun 1950. Hipotesis kondensasi menjelaskan bahwa tata surya terbentuk dari bola kabut raksasa yang berputar membentuk cakram raksasa.
5. Hipotesis Bintang Kembar
Hipotesis bintang kembar awalnya dikemukakan oleh Fred Hoyle (1915-2001) pada tahun 1956. Hipotesis mengemukakan bahwa dahulunya tata surya kita berupa dua bintang yang hampir sama ukurannya dan berdekatan yang salah satunya meledak meninggalkan serpihan-serpihan kecil.
6. Hipotesis Big Bang
Big Bang merupakan salah satu teori tentang awal pembentukan jagat raya. Teori ini menyatakan bahwa jagat raya dimulai dari satu ledakan besar dari materi yang densitasnya luar biasa besar. Impilikasinya jagat raya punya awal dan akhir. Teori ini terus-menerus dibuktikan kebenarannya melalui sejumlah penemuan, dan diterima oleh sebagian besar astrofisikawan masa kini.
Sebuah bola yang jatuh gedung bertingkat 20 ke tanah disebabkan oleh gaya gravitasi yang dibawa partikel graviton. Sementara itu, pesawat televisi bisa menerima siaran langsung dari studio yang berjarak ribuan mil disebabkan oleh gelombang elektromagnetik yang dibawa partikel foton.
Selain dua contoh gaya atau interaksi fundamental alami itu, dikenal pula dua gaya lain, yakni gaya (interaksi) kuat dan gaya lemah. Dengan memanfaatkan sekelompok partikel subatom yang disebut gluon, gaya kuat mengikat proton-proton dan neutron-neutron dalam inti atom. Adapun gaya lemah bertanggung jawab atas peluruhan zat radioaktif dan memegang kendali dalam penggabungan inti atom (fusi) yang memberi tenaga pada bintang dan matahari agar tetap bercahaya. Pembawa gaya lemah tak lain partikel W dan Z. Itulah empat gaya alam fundamental yang secara alami ada di sekitar, meski sering tak kita sadari.
Albert Einstein-lah yang kali pertama menggabungkan keempat gaya dalam teori umum, yakni Teori Segala Sesuatu (Theory of Everything). Pertama, dia menggabungkan gaya gravitasi dan elektromagnetik karena secara matematika kedua interaksi itu bersifat sama, yaitu berbanding terbalik dengan kuadrat jarak. Einstein menghabiskan lebih dari 30 tahun sisa hidupnya untuk berkutat dalam masalah itu. Namun dia gagal.
Namun mimpi Einstein tak berlalu begitu saja. Banyak fisikawan top dunia berupaya mewujudkan impian menggabungkan gaya di alam semesta ini menjadi gaya tunggal. Langkah paling kondang adalah upaya trio fisikawan terkemuka, Steven Weinberg, Sheldon W Glashow, dan Abdus Salam. Ketiganya dianugerahi Nobel bidang fisika tahun 1970 atas karya mereka memadukan gaya lemah dan gaya elektromagnetik menjadi gaya elektro lemah (electroweak theory). Tahun 1984, giliran Carlo Rubbia dan Simon van der Meer yang bekerja di Pusat Riset Nuklir Eropa (CERN) di Genewa, Swiss, memperoleh Nobel karena eksperimen mereka yang membuktikan keberadaan partikel W dan Z yang merupakan partikel pembawa gaya lemah.
Setelah teori elektro lemah diperteguh dengan hasil eksperimen Rubbia, para fisikawan top dunia makin bersemangat menyusun teori yang lebih komprehensif dengan memasukkan gaya kuat. Teori yang memadukan ketiga gaya alam fundamental — gaya lemah, gaya kuat, dan elektromagnetik — disebut Grand Unified Theory atau Teori Paduan Agung. Teori yang khusus membahas gaya kuat dinamakan kromodinamika kuantum (quantum chromodynamics).
Banyak versi Teori Paduan agung diajukan, antara lain grup simetri yang disebut SU(5). Pembuktian kesahihan teori itu antara lain berasal dari peluruhan proton yang sejauh ini dianggap stabil. Namun hingga saat ini belum ada konfirmasi akhir tentang proton yang meluruh dengan sendirinya atau secara spontan. Peluruhan proton itu menjadi mungkin dengan turut campurnya partikel hipotetik, yaitu partikel bermassa 10 pangkat 34 kali massa proton dan mempunyai momentum sudut spin intrinsik 0 atau 1 serta mempunyai warna yang sama dengan warna antiquark.
Teori Kemanunggalan Teori Segala Sesuatu memiliki banyak versi, antara lain Teori Supersimetri dan Superstring. Namun jelas, Teori Segala Sesuatu mempunyai arti sebagai teori “kemanunggalan agung” yang menggabungkan semua teori fisika menjadi hanya sebuah teori terpadu-manunggal yang biasanya diekspresikan dalam bentuk persamaan matematika tunggal yang agung.
Supersimetri boleh dikatakan merupakan penjelasan lebih lanjut dari Teori Paduan Agung dengan menambah satu gaya lagi, yakni gravitasi, pada ketiga gaya. Dalam teori itu, kakas atau gaya gravitasi yang dibawa partikel graviton digabungkan dengan ketiga gaya alami tersebut yang dibawa ermion dan boson. Semua partikel pembawa gaya merupakan boson, yakni partikel yang memiliki spin intrinsik bilangan bulat (0, 1, 2 dan seterusnya). Adapun fermion adalah partikel yang membentuk semua yang ada (partikel materi) di semesta ini dan memiliki spin intrinsik ž bilangan ganjil (1/2, 3/2, 5/2, dan seterusnya). Dalam supersimetri, partikel boson paling besar adalah foton, graviton gluon, partikel W dan Z. Adapun partikel fermion dasar adalah quark (yang membangun proton dan neutron), neutrino, elektron dan keluarganya (tau serta mu).
Jika dalam supersimetri suatu partikel dianggap merupakan sebuah titik, dalam superstring partikel digambarkan sebagai sebuah dawai (string) yang berpilin. Teori itu lahir tanpa sengaja akhir tahun 60-an, ketika Leonard Susskind dari Stanford University menguraikan persamaan matematika Gabriele Veneziano (Itali) untuk interaksi kuat. Menurut teori itu, segalanya di alam semesta ñ semua partikel elementer dan interaksi dan bahkan ruang-waktu itu sendiri ñ dipandang sebagai dawai sepanjang kurang dari 10 pangkat -33 cm, namun memiliki tegangan sangat besar. Dawai itu bergetar dan berputar dalam suatu semesta multidimensi.
Satu dimensi tambahan ñ selain dimensi panjang, lebar, kedalaman, dan waktu ñ secara matematis diperlukan untuk menghindari tachyons (partikel yang bergerak lebih cepat daripada cahaya) dan ghosts (partikel yang dihasilkan dari probabilitas negatif). Dimensi-dimensi tambahan itu lantas termampatkan dan berpilin dalam bentuk lingkaran-lingkaran kecil yang tak dapat diamati. Partikel elementer yang berbeda berhubungan dengan dawai yang berosilasi dengan tingkatan berbeda pula. (Jika bagian ini terasa absurd, pada Anda, saya ucapkan, “Welcome to the jungle.”) Teori itu memungkinkan penggabungan medan gravitasi dan ketiga interaksi lain. Namun sampai sekarang belum ada satu pun teori yang betul-betul dapat diandalkan untuk menggabungkan keempat jenis interaksi itu, karena belum ada teori yang secara meyakinkan mampu menjelaskan keberadaan gravitasi kuantum.
Teori Relativitas Umum Salah satu postulat Teori Relativitas Umum Einstein menyatakan, singularitas (suatu keadaan ketika kelengkungan ruang-waktu menjadi tak-hingga dan konsep mengenai ruang-waktu, dan tentu juga hukum-hukum fisika, kehilangan arti atau tak berlaku lagi) dapat terjadi, tetapi tak mampu menjawab pertanyaan kapan singularitas terjadi. Teori itu pun oleh para fisikawan dianggap belum lengkap, karena belum bisa digabungkan dengan asas ketidakpastian Heinsenberg yang merupakan pilar utama dari teori besar lain, yakni mekanika kuantum.
Mekanika kuantum yang dikembangkan pada permulaan abad ke-20 dipakai untuk menjelaskan perilaku sistem-sistem teramat kecil, seperti atom dan partikel elementer lain. Mekanika kuantum memprakirakan suatu elektron tidak memiliki posisi tertentu, tetapi mempunyai kebolehjadian tertentu untuk ditemukan di suatu posisi. Pada sebuah atom, elektron-elektron tersebar dalam suatu daerah tertentu di sekeliling inti atom dengan rapat kebolehjadian yang berhingga, bahkan di inti sekalipun.
Teori klasik memprakirakan rapat kebolehjadian menemukan elektron di inti atom adalah tak hingga. Keadaan itu mirip prakiraan relativitas umum klasik yang menyatakan terdapat singularitas saat Bing Bang (Dentuman Besar). Karena itu, bila relativitas umum dan mekanika kuantum digabungkan menjadi sebuah teori gravitasi kuantum akan diketahui kemunculan singularitas adalah sebuah cacat yang sangat mengganggu.
Indikasi awal itu merupakan masalah utama adalah dari temuan runtuhnya bintang menjadi lubang hitam (black hole) yang ternyata tidak “benar-benar hitam” jika prinsip ketidakpastian Heisenberg diperhitungkan. Alih-alih lubang hitam akan memancarkan partikel dan radiasi dengan laju pancar yang terus meningkat sampai lubang hitam tersebut benar-benar lenyap dalam suatu denyar ledakan yang mahahebat, lenyapnya (penguapan) lubang hitam tetap tidak menandakan bahwa runtuhnya gravitasi akan membawanya menuju ke suatu akhir waktu yang sebenarnya.
Dalam Teori Relativitas Umum klasik yang tak melibatkan prinsip ketidakpastian, keadaan awal semesta merupakan sebuah titik yang berapat tak hingga. Akan sangat sulit menentukan syarat batas bagi semesta di titik singularitas itu. Namun bila mekanika kuantum diperhitungkan, akan terdapat kemungkinan terganggunya singularitas dan ruang-waktu akan membentuk permukaan empat dimensi yang tertutup dan tak berbatas seperti permukaan bumi kita, tetapi dengan tambahan dua dimensi ekstra. Itu berarti semesta benar-benar berdiri sendiri dan memang tak membutuhkan syarat batas tertentu. Dan, tentu tak perlu pula memunculkan asumsi ada singularitas. Maka dapatlah dinyatakan syarat batas semesta adalah ketiadaan syarat batas.
Ada banyak teori dan hipotesis tentang asal usul terbentuknya alam semesta (jagat raya) yang telah dikemukakan para ahli, diantaranya adalah sebagai berikut ini :
1. Hipotesis Nebula
Hipotesis nebula pertama kali dikemukakan oleh Immanuel Kant(1724-1804) pada tahun 1775. Kemudian hipotesis ini disempurnakan oleh Pierre Marquis de Laplace pada tahun 1796. Oleh karena itu, hipotesis ini lebih dikenal dengan Hipotesis nebula Kant-Laplace. Pada tahap awal tata surya masih berupa kabut raksasa.
Kabut ini terbentuk dari debu, es, dan gas yang disebut nebula. Unsur gas sebagian besar berupa hidrogen. Karena gaya gravitasi yang dimilikinya, kabut itu menyusut dan berputar dengan arah tertentu. Akibatnya, suhu kabut memanas dan akhirnya menjadi bintang raksasa yang disebut matahari. Matahari raksasa terus menyusut dan perputarannya semakin cepat. Selanjutnya cincin-cincin gas dan es terlontar ke sekeliling matahari. Akibat gaya gravitasi, gas-gas tersebut memadat seiring dengan penurunan suhunya dan membentuk planet dalam. Dengan cara yang sama, planet luar juga terbentuk.
2. Hipotesis Planetisimal
Hipotesis planetisimal pertama kali dikemukakan oleh Thomas C. Chamberlain dan Forest R. Moulton pada tahun 1900. Hipotesis planetisimal mengatakan bahwa tata surya kita terbentuk akibat adanya bintang lain yang hampir menabrak matahari.
3. Hipotesis Pasang Surut Bintang
Hipotesis pasang surut bintang pertama kali dikemukakan oleh James Jean dan Herold Jaffries pada tahun 1917. Hipotesis pasang surut bintang sangat mirip dengan hipotesis planetisimal. Namun perbedaannya terletak pada jumlah awalnya matahari.
4. Hipotesis Kondensasi
Hipotesis kondensasi mulanya dikemukakan oleh astronom Belanda yang bernama G.P. Kuiper (1905-1973) pada tahun 1950. Hipotesis kondensasi menjelaskan bahwa tata surya terbentuk dari bola kabut raksasa yang berputar membentuk cakram raksasa.
5. Hipotesis Bintang Kembar
Hipotesis bintang kembar awalnya dikemukakan oleh Fred Hoyle (1915-2001) pada tahun 1956. Hipotesis mengemukakan bahwa dahulunya tata surya kita berupa dua bintang yang hampir sama ukurannya dan berdekatan yang salah satunya meledak meninggalkan serpihan-serpihan kecil.
6. Hipotesis Big Bang
Big Bang merupakan salah satu teori tentang awal pembentukan jagat raya. Teori ini menyatakan bahwa jagat raya dimulai dari satu ledakan besar dari materi yang densitasnya luar biasa besar. Impilikasinya jagat raya punya awal dan akhir. Teori ini terus-menerus dibuktikan kebenarannya melalui sejumlah penemuan, dan diterima oleh sebagian besar astrofisikawan masa kini.
Sebuah bola yang jatuh gedung bertingkat 20 ke tanah disebabkan oleh gaya gravitasi yang dibawa partikel graviton. Sementara itu, pesawat televisi bisa menerima siaran langsung dari studio yang berjarak ribuan mil disebabkan oleh gelombang elektromagnetik yang dibawa partikel foton.
Selain dua contoh gaya atau interaksi fundamental alami itu, dikenal pula dua gaya lain, yakni gaya (interaksi) kuat dan gaya lemah. Dengan memanfaatkan sekelompok partikel subatom yang disebut gluon, gaya kuat mengikat proton-proton dan neutron-neutron dalam inti atom. Adapun gaya lemah bertanggung jawab atas peluruhan zat radioaktif dan memegang kendali dalam penggabungan inti atom (fusi) yang memberi tenaga pada bintang dan matahari agar tetap bercahaya. Pembawa gaya lemah tak lain partikel W dan Z. Itulah empat gaya alam fundamental yang secara alami ada di sekitar, meski sering tak kita sadari.
Albert Einstein-lah yang kali pertama menggabungkan keempat gaya dalam teori umum, yakni Teori Segala Sesuatu (Theory of Everything). Pertama, dia menggabungkan gaya gravitasi dan elektromagnetik karena secara matematika kedua interaksi itu bersifat sama, yaitu berbanding terbalik dengan kuadrat jarak. Einstein menghabiskan lebih dari 30 tahun sisa hidupnya untuk berkutat dalam masalah itu. Namun dia gagal.
Namun mimpi Einstein tak berlalu begitu saja. Banyak fisikawan top dunia berupaya mewujudkan impian menggabungkan gaya di alam semesta ini menjadi gaya tunggal. Langkah paling kondang adalah upaya trio fisikawan terkemuka, Steven Weinberg, Sheldon W Glashow, dan Abdus Salam. Ketiganya dianugerahi Nobel bidang fisika tahun 1970 atas karya mereka memadukan gaya lemah dan gaya elektromagnetik menjadi gaya elektro lemah (electroweak theory). Tahun 1984, giliran Carlo Rubbia dan Simon van der Meer yang bekerja di Pusat Riset Nuklir Eropa (CERN) di Genewa, Swiss, memperoleh Nobel karena eksperimen mereka yang membuktikan keberadaan partikel W dan Z yang merupakan partikel pembawa gaya lemah.
Setelah teori elektro lemah diperteguh dengan hasil eksperimen Rubbia, para fisikawan top dunia makin bersemangat menyusun teori yang lebih komprehensif dengan memasukkan gaya kuat. Teori yang memadukan ketiga gaya alam fundamental — gaya lemah, gaya kuat, dan elektromagnetik — disebut Grand Unified Theory atau Teori Paduan Agung. Teori yang khusus membahas gaya kuat dinamakan kromodinamika kuantum (quantum chromodynamics).
Banyak versi Teori Paduan agung diajukan, antara lain grup simetri yang disebut SU(5). Pembuktian kesahihan teori itu antara lain berasal dari peluruhan proton yang sejauh ini dianggap stabil. Namun hingga saat ini belum ada konfirmasi akhir tentang proton yang meluruh dengan sendirinya atau secara spontan. Peluruhan proton itu menjadi mungkin dengan turut campurnya partikel hipotetik, yaitu partikel bermassa 10 pangkat 34 kali massa proton dan mempunyai momentum sudut spin intrinsik 0 atau 1 serta mempunyai warna yang sama dengan warna antiquark.
Teori Kemanunggalan Teori Segala Sesuatu memiliki banyak versi, antara lain Teori Supersimetri dan Superstring. Namun jelas, Teori Segala Sesuatu mempunyai arti sebagai teori “kemanunggalan agung” yang menggabungkan semua teori fisika menjadi hanya sebuah teori terpadu-manunggal yang biasanya diekspresikan dalam bentuk persamaan matematika tunggal yang agung.
Supersimetri boleh dikatakan merupakan penjelasan lebih lanjut dari Teori Paduan Agung dengan menambah satu gaya lagi, yakni gravitasi, pada ketiga gaya. Dalam teori itu, kakas atau gaya gravitasi yang dibawa partikel graviton digabungkan dengan ketiga gaya alami tersebut yang dibawa ermion dan boson. Semua partikel pembawa gaya merupakan boson, yakni partikel yang memiliki spin intrinsik bilangan bulat (0, 1, 2 dan seterusnya). Adapun fermion adalah partikel yang membentuk semua yang ada (partikel materi) di semesta ini dan memiliki spin intrinsik ž bilangan ganjil (1/2, 3/2, 5/2, dan seterusnya). Dalam supersimetri, partikel boson paling besar adalah foton, graviton gluon, partikel W dan Z. Adapun partikel fermion dasar adalah quark (yang membangun proton dan neutron), neutrino, elektron dan keluarganya (tau serta mu).
Jika dalam supersimetri suatu partikel dianggap merupakan sebuah titik, dalam superstring partikel digambarkan sebagai sebuah dawai (string) yang berpilin. Teori itu lahir tanpa sengaja akhir tahun 60-an, ketika Leonard Susskind dari Stanford University menguraikan persamaan matematika Gabriele Veneziano (Itali) untuk interaksi kuat. Menurut teori itu, segalanya di alam semesta ñ semua partikel elementer dan interaksi dan bahkan ruang-waktu itu sendiri ñ dipandang sebagai dawai sepanjang kurang dari 10 pangkat -33 cm, namun memiliki tegangan sangat besar. Dawai itu bergetar dan berputar dalam suatu semesta multidimensi.
Satu dimensi tambahan ñ selain dimensi panjang, lebar, kedalaman, dan waktu ñ secara matematis diperlukan untuk menghindari tachyons (partikel yang bergerak lebih cepat daripada cahaya) dan ghosts (partikel yang dihasilkan dari probabilitas negatif). Dimensi-dimensi tambahan itu lantas termampatkan dan berpilin dalam bentuk lingkaran-lingkaran kecil yang tak dapat diamati. Partikel elementer yang berbeda berhubungan dengan dawai yang berosilasi dengan tingkatan berbeda pula. (Jika bagian ini terasa absurd, pada Anda, saya ucapkan, “Welcome to the jungle.”) Teori itu memungkinkan penggabungan medan gravitasi dan ketiga interaksi lain. Namun sampai sekarang belum ada satu pun teori yang betul-betul dapat diandalkan untuk menggabungkan keempat jenis interaksi itu, karena belum ada teori yang secara meyakinkan mampu menjelaskan keberadaan gravitasi kuantum.
Teori Relativitas Umum Salah satu postulat Teori Relativitas Umum Einstein menyatakan, singularitas (suatu keadaan ketika kelengkungan ruang-waktu menjadi tak-hingga dan konsep mengenai ruang-waktu, dan tentu juga hukum-hukum fisika, kehilangan arti atau tak berlaku lagi) dapat terjadi, tetapi tak mampu menjawab pertanyaan kapan singularitas terjadi. Teori itu pun oleh para fisikawan dianggap belum lengkap, karena belum bisa digabungkan dengan asas ketidakpastian Heinsenberg yang merupakan pilar utama dari teori besar lain, yakni mekanika kuantum.
Mekanika kuantum yang dikembangkan pada permulaan abad ke-20 dipakai untuk menjelaskan perilaku sistem-sistem teramat kecil, seperti atom dan partikel elementer lain. Mekanika kuantum memprakirakan suatu elektron tidak memiliki posisi tertentu, tetapi mempunyai kebolehjadian tertentu untuk ditemukan di suatu posisi. Pada sebuah atom, elektron-elektron tersebar dalam suatu daerah tertentu di sekeliling inti atom dengan rapat kebolehjadian yang berhingga, bahkan di inti sekalipun.
Teori klasik memprakirakan rapat kebolehjadian menemukan elektron di inti atom adalah tak hingga. Keadaan itu mirip prakiraan relativitas umum klasik yang menyatakan terdapat singularitas saat Bing Bang (Dentuman Besar). Karena itu, bila relativitas umum dan mekanika kuantum digabungkan menjadi sebuah teori gravitasi kuantum akan diketahui kemunculan singularitas adalah sebuah cacat yang sangat mengganggu.
Indikasi awal itu merupakan masalah utama adalah dari temuan runtuhnya bintang menjadi lubang hitam (black hole) yang ternyata tidak “benar-benar hitam” jika prinsip ketidakpastian Heisenberg diperhitungkan. Alih-alih lubang hitam akan memancarkan partikel dan radiasi dengan laju pancar yang terus meningkat sampai lubang hitam tersebut benar-benar lenyap dalam suatu denyar ledakan yang mahahebat, lenyapnya (penguapan) lubang hitam tetap tidak menandakan bahwa runtuhnya gravitasi akan membawanya menuju ke suatu akhir waktu yang sebenarnya.
Dalam Teori Relativitas Umum klasik yang tak melibatkan prinsip ketidakpastian, keadaan awal semesta merupakan sebuah titik yang berapat tak hingga. Akan sangat sulit menentukan syarat batas bagi semesta di titik singularitas itu. Namun bila mekanika kuantum diperhitungkan, akan terdapat kemungkinan terganggunya singularitas dan ruang-waktu akan membentuk permukaan empat dimensi yang tertutup dan tak berbatas seperti permukaan bumi kita, tetapi dengan tambahan dua dimensi ekstra. Itu berarti semesta benar-benar berdiri sendiri dan memang tak membutuhkan syarat batas tertentu. Dan, tentu tak perlu pula memunculkan asumsi ada singularitas. Maka dapatlah dinyatakan syarat batas semesta adalah ketiadaan syarat batas.
Perbedaan Teori Planetesimal dengan Teori Pasang Surut
Teori Planetesimal dikembangkan oleh Thomas C. Chamberlin dan Fores R. Moulton pada tahun 1905. Menurut teori ini, matahari merupakan benda yang sudah ada di antara bintang-bintang yang lain. Pada suatu waktu, ada sebuah bintang yang mendekati matahari. Ketika bintang tersebut berpapasan dengan matahari, ada bagian dari matahari yang tertarik ke arah bintang tersebut karena adanya gaya tarik gravitasi yang bekerja di antara bintang dan matahari, sehingga terbentuk semacam sayap matahari. Ketika bintang tersebut menjauh dari matahari, gaya gravitasi yang bekerja semakin melemah sehingga bagian-bagian dari sayap matahari tersebut ada yang kembali ke matahari, tetapi ada yang membeku dan tidak kembali ke matahari. Bagian-bagian yang tidak kembali membentuk gumpalan yang disebut planetesimal. Setelah lama, beberapa gumpalan menyatu membentuk planet-planet yang bergerak mengelilingi matahari.
Kelemahan teori ini adalah bahwa semestinya, gas-gas yang tertarik ke arah bintang tidak berputar mengelilingi matahari, tetapi lebih mungkain melayang bebas di angkasa.
Hipotesis pasang surut bintang pertama kali dikemukakan oleh James Jeans pada tahun 1917. Planet dianggap terbentuk karena mendekatnya bintang lain kepada matahari. Keadaan yang hampir bertabrakan menyebabkan tertariknya sejumlah besar materi dari matahari dan bintang lain tersebut oleh gaya pasang surut bersama mereka, yang kemudian terkondensasi menjadi planet. Namun astronom Harold Jeffreys tahun 1929 membantah bahwa tabrakan yang sedemikian itu hampir tidak mungkin terjadi. Demikian pula astronom Henry Norris Russell mengemukakan keberatannya atas hipotesis tersebut.
Teori Pasang Surut pertama kali disampaikan oleh Buffon.Buffon menyatakan bahwa tata surya berasal dari materi Matahari yang terlempar akibat bertumbukan dengan sebuah komet.
Teori pasang surut yang disampaikan Buffon kemudian diperbaiki oleh Sir James Jeans dan Harold Jeffreys.Mereka berpendapat bahwa tata surya terbentuk oleh efek pasang gas-gas Matahari akibat gaya gravitasi bintang besar yang melintasi Matahari.Gas-gas tersebut terlepas dan kemudian mengelilingi Matahari.Gas-gas panas tersebut kemudian berubah menjadi bola-bola cair dan secara berlahan mendingin serta membentuk lapisan keras menjadi planet-planet dan satelit.
Kesimpulan
Berdasarkan beberapa teori diatas, dapat disimpulkan bahwa tata surya kita pada dasarnya terbentuk dari bolakabut raksasa (nebula) yangberputar pada porosnya. Putaran tersebut menyebabkan bagian-bagian yang kecil dan ringan terlempar keluar dan bagian yang terbesar dan berat berkumpul di pusat, membentuk cakram raksasa. Putaran tersebut juga menyebabkan temperatur bola kabut raksasa semakin meningkat dan terbetuklah matahari. Sementara itu, bagian yang ringan terlempar ke luar mengalami kondensasi sehingga membentuk gumpalan-gumpalan yang mendingin dan memadat. Gumpalan-gumpalan tersebut membentuk planet-planet yang terjadi seperti sekarang ini
Kelemahan teori ini adalah bahwa semestinya, gas-gas yang tertarik ke arah bintang tidak berputar mengelilingi matahari, tetapi lebih mungkain melayang bebas di angkasa.
Hipotesis pasang surut bintang pertama kali dikemukakan oleh James Jeans pada tahun 1917. Planet dianggap terbentuk karena mendekatnya bintang lain kepada matahari. Keadaan yang hampir bertabrakan menyebabkan tertariknya sejumlah besar materi dari matahari dan bintang lain tersebut oleh gaya pasang surut bersama mereka, yang kemudian terkondensasi menjadi planet. Namun astronom Harold Jeffreys tahun 1929 membantah bahwa tabrakan yang sedemikian itu hampir tidak mungkin terjadi. Demikian pula astronom Henry Norris Russell mengemukakan keberatannya atas hipotesis tersebut.
Teori Pasang Surut pertama kali disampaikan oleh Buffon.Buffon menyatakan bahwa tata surya berasal dari materi Matahari yang terlempar akibat bertumbukan dengan sebuah komet.
Teori pasang surut yang disampaikan Buffon kemudian diperbaiki oleh Sir James Jeans dan Harold Jeffreys.Mereka berpendapat bahwa tata surya terbentuk oleh efek pasang gas-gas Matahari akibat gaya gravitasi bintang besar yang melintasi Matahari.Gas-gas tersebut terlepas dan kemudian mengelilingi Matahari.Gas-gas panas tersebut kemudian berubah menjadi bola-bola cair dan secara berlahan mendingin serta membentuk lapisan keras menjadi planet-planet dan satelit.
Kesimpulan
Berdasarkan beberapa teori diatas, dapat disimpulkan bahwa tata surya kita pada dasarnya terbentuk dari bolakabut raksasa (nebula) yangberputar pada porosnya. Putaran tersebut menyebabkan bagian-bagian yang kecil dan ringan terlempar keluar dan bagian yang terbesar dan berat berkumpul di pusat, membentuk cakram raksasa. Putaran tersebut juga menyebabkan temperatur bola kabut raksasa semakin meningkat dan terbetuklah matahari. Sementara itu, bagian yang ringan terlempar ke luar mengalami kondensasi sehingga membentuk gumpalan-gumpalan yang mendingin dan memadat. Gumpalan-gumpalan tersebut membentuk planet-planet yang terjadi seperti sekarang ini
TEORI TERBENTUKNYA TATA SURYA
| Teori Planetesimal dikembangkan oleh Thomas C. Chamberlin dan Fores R. Moulton pada tahun 1905. Menurut teori ini, matahari merupakan benda yang sudah ada di antara bintang-bintang yang lain. Pada suatu waktu, ada sebuah bintang yang mendekati matahari. Ketika bintang tersebut berpapasan dengan matahari, ada bagian dari matahari yang tertarik ke arah bintang tersebut karena adanya gaya tarik gravitasi yang bekerja di antara bintang dan matahari, sehingga terbentuk semacam sayap matahari. Ketika bintang tersebut menjauh dari matahari, gaya gravitasi yang bekerja semakin melemah sehingga bagian-bagian dari sayap matahari tersebut ada yang kembali ke matahari, tetapi ada yang membeku dan tidak kembali ke matahari. Bagian-bagian yang tidak kembali membentuk gumpalan yang disebut planetesimal. Setelah lama, beberapa gumpalan menyatu membentuk planet-planet yang bergerak mengelilingi matahari. Kelemahan teori ini adalah bahwa semestinya, gas-gas yang tertarik ke arah bintang tidak berputar mengelilingi matahari, tetapi lebih mungkain melayang bebas di angkasa. … Hipotesis pasang surut bintang pertama kali dikemukakan oleh James Jeans pada tahun 1917. Planet dianggap terbentuk karena mendekatnya bintang lain kepada matahari. Keadaan yang hampir bertabrakan menyebabkan tertariknya sejumlah besar materi dari matahari dan bintang lain tersebut oleh gaya pasang surut bersama mereka, yang kemudian terkondensasi menjadi planet. Namun astronom Harold Jeffreys tahun 1929 membantah bahwa tabrakan yang sedemikian itu hampir tidak mungkin terjadi. Demikian pula astronom Henry Norris Russell mengemukakan keberatannya atas hipotesis tersebut.[ Teori Pasang Surut pertama kali disampaikan oleh Buffon.Buffon menyatakan bahwa tata surya berasal dari materi Matahari yang terlempar akibat bertumbukan dengan sebuah komet. Teori pasang surut yang disampaikan Buffon kemudian diperbaiki oleh Sir James Jeans dan Harold Jeffreys.Mereka berpendapat bahwa tata surya terbentuk oleh efek pasang gas-gas Matahari akibat gaya gravitasi bintang besar yang melintasi Matahari.Gas-gas tersebut terlepas dan kemudian mengelilingi Matahari.Gas-gas panas tersebut kemudian berubah menjadi bola-bola cair dan secara berlahan mendingin serta membentuk lapisan keras menjadi planet-planet dan satelit. ======================================… Kesimpulan Berdasarkan beberapa teori diatas, dapat disimpulkan bahwa tata surya kita pada dasarnya terbentuk dari bolakabut raksasa (nebula) yangberputar pada porosnya. Putaran tersebut menyebabkan bagian-bagian yang kecil dan ringan terlempar keluar dan bagian yang terbesar dan berat berkumpul di pusat, membentuk cakram raksasa. Putaran tersebut juga menyebabkan temperatur bola kabut raksasa semakin meningkat dan terbetuklah matahari. Sementara itu, bagian yang ringan terlempar ke luar mengalami kondensasi sehingga membentuk gumpalan-gumpalan yang mendingin dan memadat. Gumpalan-gumpalan tersebut membentuk planet-planet yang terjadi seperti sekarang ini Catatan Dari sekian banyak teori yang paling mendekati kebenaran adalah teori Big Bang atau sering disebut sebagai ledakan besar yang terkendali. Bukti kebenaran teori big bang adalah jagat raya dari tahun ketahun semakin mengembang dan semakin luas. Dua atom yang paling penting dalam astronomi adalah helium dan hidrogen. Di angkasa, atom-atom hidrogen tersebar sebagai individu atau sebagai molekul. Sedangkan helium, tetap menjadi atom yang melayang-layang dengan bebas. Hipotesis Nebula Hipotesis nebula pertama kali dikemukakan oleh Emanuel Swedenborg (1688-1772) tahun 1734 dan disempurnakan oleh Immanuel Kant (1724-1804) pada tahun 1775. Hipotesis serupa juga dikembangkan oleh Pierre Marquis de Laplace secara independen pada tahun 1796. Hipotesis ini, yang lebih dikenal dengan Hipotesis Nebula Kant-Laplace, menyebutkan bahwa pada tahap awal, Tata Surya masih berupa kabut raksasa. Kabut ini terbentuk dari debu, es, dan gas yang disebut nebula, dan unsur gas yang sebagian besar hidrogen. Gaya gravitasi yang dimilikinya menyebabkan kabut itu menyusut dan berputar dengan arah tertentu, suhu kabut memanas, dan akhirnya menjadi bintang raksasa (matahari). Matahari raksasa terus menyusut dan berputar semakin cepat, dan cincin-cincin gas dan es terlontar ke sekeliling matahari. Akibat gaya gravitasi, gas-gas tersebut memadat seiring dengan penurunan suhunya dan membentuk planet dalam dan planet luar. Laplace berpendapat bahwa orbit berbentuk hampir melingkar dari planet-planet merupakan konsekuensi dari pembentukan mereka. Hipotesis Planetisimal Hipotesis planetisimal pertama kali dikemukakan oleh Thomas C. Chamberlin dan Forest R. Moulton pada tahun 1900. Hipotesis planetisimal mengatakan bahwa Tata Surya kita terbentuk akibat adanya bintang lain yang lewat cukup dekat dengan matahari, pada masa awal pembentukan matahari. Kedekatan tersebut menyebabkan terjadinya tonjolan pada permukaan matahari, dan bersama proses internal matahari, menarik materi berulang kali dari matahari. Efek gravitasi bintang mengakibatkan terbentuknya dua lengan spiral yang memanjang dari matahari. Sementara sebagian besar materi tertarik kembali, sebagian lain akan tetap di orbit, mendingin dan memadat, dan menjadi benda-benda berukuran kecil yang mereka sebut planetisimal dan beberapa yang besar sebagai protoplanet. Objek-objek tersebut bertabrakan dari waktu ke waktu dan membentuk planet dan bulan, sementara sisa-sisa materi lainnya menjadi komet dan asteroid. Hipotesis Pasang Surut Bintang Hipotesis pasang surut bintang pertama kali dikemukakan oleh James Jeans pada tahun 1917. Planet dianggap terbentuk karena mendekatnya bintang lain kepada matahari. Keadaan yang hampir bertabrakan menyebabkan tertariknya sejumlah besar materi dari matahari dan bintang lain tersebut oleh gaya pasang surut bersama mereka, yang kemudian terkondensasi menjadi planet. Namun astronom Harold Jeffreys tahun 1929 membantah bahwa tabrakan yang sedemikian itu hampir tidak mungkin terjadi. Demikian pula astronom Henry Norris Russell mengemukakan keberatannya atas hipotesis tersebut. G.P. Kuiper. Credit:wikipedia.org Hipotesis Kondensasi Hipotesis kondensasi mulanya dikemukakan oleh astronom Belanda yang bernama G.P. Kuiper (1905-1973) pada tahun 1950. Hipotesis kondensasi menjelaskan bahwa Tata Surya terbentuk dari bola kabut raksasa yang berputar membentuk cakram raksasa. Hipotesis Bintang Kembar Hipotesis bintang kembar awalnya dikemukakan oleh Fred Hoyle (1915-2001) pada tahun 1956. Hipotesis mengemukakan bahwa dahulunya Tata Surya kita berupa dua bintang yang hampir sama ukurannya dan berdekatan yang salah satunya meledak meninggalkan serpihan-serpihan kecil. Serpihan itu terperangkap oleh gravitasi bintang yang tidak meledak dan mulai mengelilinginya. (Sumber: wikipedia.org) Teori Steady State atau teori keadaan tetap ini merupakan teori alternatif dari teori big bang yang menjadi teori standar terbentuknya alam semesta. Teori Steady State ini menjelaskan bahwa material baru secara terus menerus terbentuk sejalan dengan mengembangnya alam semesta. Terbentuknya material baru ini mengikuti kaidah-kaidah kosmologi sempurna, yaitu homogen dan isotropis, sehingga alam semesta tetap dalam keadaan stabil (steady state). Agar kestabilan alam semesta tetap, maka terbentuknya materi-materi baru memiliki kecepatan yang sangat lambat (para ilmuwan berpendapat 1 atom hidrogen per centimeter kubik setiap 1 milyar tahun). Teori ini pertama kali dikemukakan oleh Sir James Jeans pada tahun 1920. Teori ini kemudian disempurnakan oleh Fred Hoyle, Thomas Gold, dan Herman Bondi sekitar tahun 1948. Teori Steady State belakangan banyak ditinggalkan sejalan dengan temuan-temuan baru dari hasil penelitian dan pengamatan dari teori terbentuknya alam semesta model big bang. Ada beberapa teori yang menjelaskan proses terbentuknya tata surya. Bahkan hingga sekarang para ahli terus menggali pengetahuan untuk menemukan teori yang dianggap paling tepat yang menjelaskan terbentuknya tata surya. Teori-teori yang telah ada sebenarnya adalah teori hasil dari eksperimen ataupun perhitungan secara matematis. Berikut ini beberapa teori tentang terbentuknya tata surya yang terkenal : Teori "Big Bang" (Teori Letusan atau Dentuman Besar) Teori ini menyimpulkan bahwa tata surya terbentuk akibat adanya satu ledakan yang sangat dahsyat yang terjadi kira-kira 13.750 juta tahun lalu (perkiraan umur alam semesta). Akibat ledakan tersebut terlontar materi-materi dalam jumlah yang sangat banyak ke seluruh penjuru alam semesta. Material-material inilah yang kemudian menjadi bentuk bintang, planet, satelit, debu kosmis, asteroid ataupun partikel-partikel kosmis lainnya. Teori ini pertama kali dicetuskan pada tahun 1927 oleh Georges Henri Edouard Lemaitre (17 July 1894 – 20 June 1966), seorang biarawan Katolik dari Belgia, ahli astronomi dan profesor fisika pada Catholic University of Louvain. Teorinya didasarkan atas teori relativitas Einstein dan asumsi-asumsi sederhana seperti homogenitas dan isotropi ruang. Teori ini kemudian dikembangkan oleh Edwin Powell Hubble (November 20, 1889 – September 28, 1953) pada tahun 1929. Teori Nebular (Teori Kabut Tebal) Di dalam ilmu cosmogony, teori nebular ini adalah teori yang paling luas diterima untuk menjelaskan pembentukan dan evolusi dari tata surya. Teori ini dikemukakan pertama kali olehEmanuel Swedenborg pada tahun 1734. Pada awalnya teori ini hanya diterapkan untuk sistem tata surya matahari kita, tetapi sekarang para ahli mencoba menerapkannya untuk model alam semesta. Teori ini menjelaskan, di alam semesta terdapat kabut yang sangat luas dan tebal yang terdiri dari gas hidrogen dan bahan-bahan masif yang membentuk gumpalan kabut raksasa (giant molecular clouds / GMC). Akibat pengaruh gaya gravitasi, molekul-molekul dari gas dan bahan masif menyatu membentuk bintang. Proses pembentukan satu bintang ini membutuhkan waktu yang sangat lama. Matahari, bintang yang terdekat dengan kita, membutuhkan waktu 100 miliar tahun untuk terbentuk secara sempurna. Kabut yang mendingin kemudian terbentuk menjadi planet-lanet dan satelit serta benda-benda langit lainnya. Teori ini kemudian dikembangkan oleh Imanuel Kant pada tahun 1755. Menurutnya, awan kabut yang disebut nebulae yang terdiri dari debu, gas dan plasma, yang bergerak berputar, akibat secara perlahan, akibat gaya gravitasi secara bertahap bersatu membentuk bintang dan planet-planet. Teori ini kemudian dikembangkan oleh Pierre Simon Marquis de Laplace. Menurutnya gas-gas panas yang berputar pada sumbunya membentuk cincin-cincin. Sebagian cincin tersebut terlempar keluar dan tetap berputar. Cincin yang terlempar ini kemudian mengalami pendinginan, sehingga terbentuk gumpalan seperti bola yang akhirnya menjadi planet-planet. TEORI TERBENTUKNYA ALAM SEMESTA1. Terbentuknya Alam Semesta 1.1 Teori Terbentuknya Alam Semesta Alam semesta terjadi pada tahun lampau bersamaan dengan berbagai letusan besar. a. Teori Dentuman Atau Ledakan Mengutamakan bahwa adanya suatu massa yang sangat besar dijagat raya dan mempunyai jenis yang sangat besar, meledak dengan hebatnya akibat adanya reaksi inti, massa yang meledak berserekan dan mengembang dengan sangat cepat serta menjauhi pusat ledakan, massa yang berserakan itu berbentuk kelompok dengan berat jenis relatif kecil dari massa semula yang kita kenal sebagai galaksi-galaksi ini terus bergerak menjauhi titik Intinya. b. Teori Ledakan Besar (Big-Bang Theory) Teori Big Bang yaitu teori yang bisa diterima secara ilmiah sekarang untuk menjelaskan asal mula terbentuknya alam semesta (universe).Teori ini berbunyi: “ Alam semesta diciptakan kira-kira 15.000.000.000 (lima belas trilyun) tahun yang lalu,kejadiannya berawal dari meledaknya atom prima atau atom awal (Primeval Atom). Ledakan itu sangat besar dan dasyat yang menyebabkan berhamburannya seluruh isi (Materi dan energi)atom prima itu ke segala arah.” Dengan dasar teori Big Bang itu, para ahli sekarang berhasil mereka ulang pembentukan alam semesta dari waktu ke waktu, dimulai dari pristiwa Big Bang bahkan saat ini mereka dapat memperkirakan bagaimana bentuk alam semesta ini beberapa abad nanti, contohnya jika Galaksi Bimasakti (Milkyway) tempat kita berpijak dan galaksi tetangga yang paling dekat yaitu Galaksi Andromedaakan saling bergerak mendekat dan suatu saat mereka akan bertabrakan. c. Teori Ekspansi Dan Kontraksi Dalam jangka waktu 30.000 juta tahun dalam masa ekspansi, terbentuklah galaksi beserta bintang-bintangnya. Ekspansi tersebut didukung oleh adanya tenaga yang bersumber dari reaksi inti hydrogen yang pada akhirnya membentuk berbagai unsur lain yang kompleks pada masa kontraksi, terjadi galaksi dan bintang-bintang yang terbentuk menyusut dengan menimbulkan tenaga berupa panas yang sangat tinggi. 1.2 Proses Terbentuknya Alam Semesta Setelah terjadinya ledakan (big Bang), terjadilah semacam bencana alam semesta (cosmic cataclysm). Alam semesta dipenuhi oleh bola-bola api yang sangat panas dan padat. Dari bola-bola api inilah kemudian terbentuk partikel-partikel dasar dan muatan-muatan energi, dari muatan-muatan energi ini kemudian terbentuk daya-daya kekuatan di alam semesta. Daya kekuatan alam yang diperkirakan pertama kali terbentuk adalah daya gravitasi, kemudian daya nuklir serta daya electromagnetis. Partikel-partikel dasar yaitu elektron, photon, neutron dan lain-lain saling bertubrukan untuk kemudian membentuk proton dan neutron. Selama masa ini sebagian besar energi masih berbentuk radiasi (percikan-percikan cahaya dari bola-bola api). Alam semesta terus mengembang dan perlahan-lahan mulai mendingin. Pada tahap ini, inti atom hidrogen, helium dan litium mulai membentuk. Tahap selanjutnya alam semesta mulai memasuki tahap suhu yang cukup dingin sehingga partikel-partikel elektron yang bermuatan negatif dapat berkait dan menyatu dengan inti-inti atom hidrogen dan helium yang bermuatan positif untuk kemudian membentuk atom-atom yang netral. Karena alam semesta terus membesar, kepadatannya otomatis semakin berkurang dan suhunya juga semakin mendingin. Proses pengembangan alam semesta terus berlanjut dengan tingkat kecepatan yang tinggi. Daya gravitasi mulai mempengaruhi tingkat kepadatan gas-gas yang terbentuk akibat Big Bang, sehingga menciptakan gumpalan-gumpalan awan gas. Saat gumpalan-gumpalan ini semakin memadat, inti gumpalan gas tersebut juga bertambah padat berlipat-lipat dengan suhu yang juga terus meningkat panas sampai akhirnya menyala sebagai bentuk awal sebuah bintang. Saat semua kantong-kantong gas mengalami proses serupa maka kelompok bintang-bintang muda ini membentuk menjadi sebuah gugusan bintang (galaksi). Seluruh proses di atas, dari Big Bang hingga terbentuknya planet, bintang serta galaksi berlangsung dalam kurun waktu milyaran tahun.Seperti halnya proses pembentukan bintang-bintang yang lain, bintang kita, yang kita kenal dengan nama Matahati (sun) juga terbentuk dari gumpalan atau kantong awan gas. Gumpalan awan gas yang berbentuk piringan yang sangat luas ini beterbangan berputar-putar. Bagian tengahnya mulai padat dan memanas untuk kemudian menyala menjadi bintang sementara materi sisa disekelilingnya saling bertumbukan, menyatu dan menggumpal membentuk planet-planet, bulan-bulan dan asteroid. Bumi yang merupakan bagian kecil dari material yang menggumpal ini menjadi planet ke tiga. Dengan suhunya yang relatif lebih dingin, memungkinkan terbentuknya atmosfer pendukung kehidupan. 1.3 Terbentuknya Materi Padat Setelah big bang sampai 300.000 tahun kemudian, bentuk materi masih berupa gas. Dari gumpalan-gumpalan gas ini selanjutnya bintang-bintang berukuran sangat besar mulai terbentuk tetapi hanya berusia pendek karena kemudian meledak (supernova). Setelah meledak gas-gasnya menggumpal lagi, menjadi padat, kemudian menyala dan terbentuk bintang-bintang lagi yang berukuran lebih kecil, meledak kembali, demikian terus menerus untuk beberapa kali sampai akhirnya terbentuk materi-materi berat di inti bintang-bintang yang meledak. Materi-materi padat inilah yang kemudian membentuk benda-benda di alam semesta seperti yang sekarang ini seperti planet-planet dll bahkan unsur-unsur pembentuk tubuh kita sebagian besar dari materi-materi berat ini. Jadi, materi-materi padat dibentuk di dalam inti bintang melalui proses fusi nuklir (peleburan / penyatuan materi nuklir) dan dimulai dari materi-materi ringan seperti hidrogen dan helium. Sementara materi-materi yang lebih berat seperti karbon, oksigen, nitrogen hingga besi dibentuk di dalam inti bintang karena memang suhu dan tekanannya lebih memungkinkan. Materi-materi ini terlempar ke luar angkasa saat bintang-bintang tersebut meledak. 1.4 Evolusi Alam Semesta Naluri manusia selalu ingin mengetahui asal usul sesuatu, termasuk asal-usul alam semesta. Berbagai hasil pengamatan dianalisis dengan dukungan teori-teori fisika untuk mengungkapkan asal-usul alam semesta. Teori yang kini diyakini bukti-buktinya menyatakan bahwa alam semesta ini bermula dari ledakan besar (Big Bang) sekitar 13,7 milyar tahun yang lalu. Semua materi dan energi yang kini ada di alam terkumpul dalam satu titik tak berdimensi yang berkerapatan tak berhingga. Tetapi ini jangan dibayangkan seolah olah titik itu berada di suatu tempat di alam yang kita kenal sekarang ini. Yang benar, baik materi, energi, maupun ruang yang ditempatinya seluruhnya bervolume amat kecil, hanya satu titik tak berdimensi. Tidak ada suatu titik pun di alam semesta yang dapat dianggap sebagai pusat ledakan. Dengan kata lain ledakan besar alam semesta tidak seperti ledakan bom yang meledak dari satu titik ke segenap penjuru. Hal ini karena pada hakekatnya seluruh alam turut serta dalam ledakan itu. Lebih tepatnya, seluruh alam semesta mengembang tiba tiba secara serentak. Ketika itulah mulainya terbentuk materi, ruang, dan waktu. Materi alam semesta yang pertama terbentuk adalah hidrogen yang menjadi bahan dasar bintang dan galaksi generasi pertama. Dari reaksi fusi nuklir di dalam bintang terbentuklah unsur-unsur berat seperti karbon, oksigen, nitrogen, dan besi. Kandungan unsur-unsur berat dalam komposisi materi bintang merupakan salah satu "akte" lahir bintang. Bintang-bintang yang mengandung banyak unsur berat berarti bintang itu "generasi muda" yang memanfaatkan materi-materi sisa ledakan bintang-bintang tua. Materi pembentuk bumi pun diyakini berasal dari debu dan gas antar bintang yang berasal dari ledakan bintang di masa lalu. Jadi, seisi alam ini memang berasal dari satu kesatuan. Bukti-bukti pengamatan menunjukkan bahwa alam semesta mengembang. Spektrum galaksi galaksi yang jauh sebagian besar menunjukkan bergeser ke arah merah yang dikenal sebagai red shift (panjang gelombangnya bertambah karena alam mengembang). Ini merupakan petunjuk bahwa galaksi galaksi itu saling menjauh. Sebenarnya yang terjadi adalah pengembangan ruang. Galaksi galaksi itu (dalam ukuran alam semesta hanya dianggap seperti partikel partikel) dapat dikatakan menempati kedudukan yang tetap dalam ruang, dan ruang itu sendiri yang sedang berekspansi. Kita tidak mengenal adanya ruang di luar alam ini. Oleh karenanya kita tidak bisa menanyakan ada apa di luar semesta ini. Secara sederhana, keadaan awal alam semesta dan pengembangannya itu dapat diilustrasikan dengan pembuatan roti. Materi pembentuk roti itu semula terkumpul dalam gumpalan kecil. Kemudian mulai mengembang. Dengan kata lain "ruang" roti sedang mengembang. Butir butir partikel di dalam roti itu (analog dengan galaksi di alam semesta) saling menjauh sejalan dengan pengembangan roti itu (analog dengan alam). Dalam ilustrasi tersebut, kita berada di salah satu partikel di dalam roti itu. Di luar roti, kita tidak mengenal adanya ruang lain, karena pengetahuan kita, yang berada di dalam roti itu, terbatas hanya pada ruang roti itu sendiri. Demikian pulalah, kita tidak mengenal alam fisik lain di luar dimensi "ruang waktu" yang kita kenal. Bukti lain adanya pengembangan alam semesta di peroleh dari pengamatan radio astronomi. Radiasi yang terpancar pada saat awal pembentukan itu masih berupa cahaya. Namun karena alam semesta terus mengembang, panjang gelombang radiasi itu pun makin panjang, menjadi gelombang radio. Kini radiasi awal itu dikenal sebagai radiasi latar belakang kosmik (cosmic background radiation) yang dapat dideteksi dengan teleskop radio. |
Tidak ada komentar:
Posting Komentar