4. Perspektif 1:
Dari kita ke alam raya
Dicuplik dr Presentasi
P. W. Premadi
Astronomi - FMIPA Institut Teknologi
Bandung, 2008
Hubble Deep Field
1996
10/27/13
Peng Ilmu dan Teknologi Kebumian
4
5. Perspektif 2: Dari Saturnus ke kita dicuplik dr presentasi P. W. Premadi
Astronomi - FMIPA - Institut Teknologi Bandung, 2008
Planet Bumi
Peng Ilmu dan Teknologi Kebumian
7. Pembentukan Tata Surya
Nama astronomi berasal dari kata Yunani : αστρου, yang artinya benda
dilangit (heavenly body).
Bintang, benda langit yang memancarkan cahaya sendiri, kumpulan
bintang disebut galaksi.
Bintang terdekat dengan bumi adalah matahari, termasuk dalam galaksi
Bima Sakti.
Skema hipotesis kabut : Kabut matahari berbentuk piringan yang berputar
lambat dan memadat – putaran terus menerus, terjadi bentuk dasar
matahari dan sebagian massa kabut terlepas dan berbentuk gelang yang
lambat laun membentuk gumpalan yang memadat menjadi planet, lihat
gambar 2.
Skema hipotesis kabut. (a) kabut matahari berbentuk lingkaran,
(b) bentuk matahari yang dikelilingi planet.
8. Selain hipotesis kabut yang dikemukakan oleh Laplace (1796)
berdasarkan peneliti Kant (1755), juga ada hipotesis lain,
misalnya :
a. Hipotesis planetisimal dikemukakan oleh Chamberlain dan
Moulton (1905) : diduga sebuah bintang yang berpapasan dengan
Matahari secara cepat dapat menimbulkan perpecahan. Pecahan
massa terbesar menarik massa yang lebih kecil sehingga akhirnya
berderet gumpalan massa yang membentuk tata surya.
b. Hipotesis bintang ganda (double star) dikemukakan oleh
Lytton (1930). Dalam galaksi ada bintang tunggal dan bintang
berpasangan. Dalam pembentukan tata surya kita, matahari
mempunyai diameter lebih kecil dari pada pasangannya. Ketika
bintang raksasa pasangan meledak maka materi ledakan yang
kecil tertarik oleh matahari membentuk planet. Jadi materi planet
berasal dari ledakan bintang pasangan yang terlontar.
9. KEJADIAN ALAM SEMESTA
Adanya ledakan (Big Bang ) yang di ruang angkasa
Pembentukan bintang-bintang
Ledakan Supernova
Kondensasi Solar Nebula
Terbentuknya Chondrules & Solar Nebula
EarthSci
11. KEJADIAN ALAM SEMESTA
Tahapan pembentukan Tata Surya :
• Awan Solar Nebular terbentuk dari Supernova
• Perputaran awan menghasilkan kontraksi karena gravitasi membentuk cakram
• Pembentukan cincin planet menggitari pusat (Matahari)
• Matahari ternbentuk dan Cincin-2 terkondensasi membentuk Planet
EarthSci
13. A Star is Born!
Bintang-bintang pertama lahir saat umur alam semesta ratusan juta tahun
Dicuplik dr Presentasi
P. W.
Teknologi Bandung, 2008
10/27/13 Premadi Astronomi - FMIPA – InstitutPeng Ilmu dan Teknologi Kebumian
Loeb13
2006
14. SUPERNOVA
Akhir periode radiatif
termonuklir bintang
• Pengkayaan unsur kimia
• Gelombang kejut
• Magnetohidrodinamika
rumit
10/27/13
Dicuplik drdan Teknologi Kebumian
Peng Ilmu Presentasi
P. W. Premadi Astronomi - FMIPA – Institut Teknologi Bandung, 2008
14
15. Alam semesta memuai dan mendingin
10/27/13
Dicuplik drdan Teknologi Kebumian
Peng Ilmu Presentasi
P. W. Premadi Astronomi - FMIPA – Institut Teknologi Bandung, 2008
15
16. Jaringan galaksi
Dicuplik dr Presentasi
P. W. Premadi Astronomi - FMIPA – Institut Teknologi Bandung, 2008
10/27/13
Peng Ilmu dan Teknologi Kebumian
16
17. Diagram Hubble
Alam Semesta Mengembang Semakin Cepat ?
10/27/13
Dicuplik dr Presentasi
Peng Ilmu dan Teknologi Kebumian
P. W. Premadi Astronomi - FMIPA – Institut Teknologi Bandung, 2008
17
18. Galaksi dalam berbagai bentuk
warna dan ukuran
10/27/13
Dicuplik dr Presentasi
P. W. Premadi Astronomi - FMIPA – Institut
Teknologi Bandung, 2008
Peng Ilmu dan Teknologi Kebumian
18
19. Manusia
di antara yang terkecil dan yang
terbesar
10/27/13
Dicuplik dr Presentasi
P. W. Premadi Astronomi - FMIPA –
Institut Teknologi Bandung,
2008
Peng Ilmu dan Teknologi Kebumian
19
20. 10/27/13
Peng Ilmu dan Teknologi Kebumian
Dicuplik dr Presentasi
P. W. Premadi Astronomi - FMIPA –
20
Institut Teknologi Bandung, 2008
21. KEJADIAN ALAM SEMESTA
PEMISAHAN PLANET DALAM & LUAR
Planet dalam berubah dengan hilangnya unsur gas
Planet luar yang besar tetap terdiri dari unsur gas
hidrogen dan helium
EarthSci
22. Bumi dan Alam Semesta
Tata Surya : model geosentris, dikembangkan oleh Ptolemaeus (150 TM).
Bumi sebagai pusat alam semesta sedangkan bintang, matahari dan planet
lain mengitari bumi.
Tahun 1543, terjadi revolusi ilmiah besar-besaran oleh Copernicus (1473 –
1543) yang mengganti model geosentris menjadi heliosentris, kemudian
disempurnakan oleh Kepler (1571 – 1630).
Tata Surya terdiri dari benda-benda angkasa dengan matahari sebagai
pusatnya (heliosentris) : planet dengan satelitnya (Merkurius, Venus,
Bumi, Mars, Jupiter, Saturnus, Uranus, Neptunus dan Pluto), asteroid,
komet dan meteorid.
Pertemuan Astronomi Int di Praha (Eropa) pada tahun 2007, Pluto
dikeluarkan dari planet karena massanya kecil (densitasnya dan volumenya
kecil), digolongkan sebagai asteroid
Catatan :
meteorid
meteor meteorit
atmosfer
meteorid : benda angkasa
b
meteor : bintang jatuh
u
Meteorit : meteorid yang
m
tidak habis terbakar
i
25. BUMI & SISTEM TATA SURYA
Terrestrial Planets: Mercury – Venus – Earth – Mars, Giant Planets: Jupiter – Saturn –
EarthSci
Uranus – Neptune, and Pluto (not fit either category).
30. Asteroid
Ribuan planet-planet kecil (D < 800 km) yang orbitnya
terletak antara orbit Mars – Jupiter, beberapa asteroid
orbitnya menyimpang.
Orbit asteroid
33. Tabel 1.
Jarak rata-rata planet – matahari dan periode revolusinya
Planet
Jarak Planet –
Matahari (SA)
Periode revolusi
planet
Merkurius
0,39
88,0 hari
Venus
0,72
225,0 hari
Bumi
1,00
365,3 hari
Mars
1,52
687,0 hari
Jupiter
5,20
11,9 tahun
Saturnus
9,54
29,5 tahun
Uranus
19,19
84,0 tahun
Neptunus
30,07
164,0 tahun
Pluto
39,52
248,0 tahun
34. Data table comparing characteristics of the Nine Planets and the Sun
Mean
Distance
from the
sun(10^6
M)
Sun
0
Average
Density(kg/m
^3)
Mean
Numbe
Temperatures( r of
K)
Moons
1410
Radius(10^6
M)
Varies
9
Mercur
58
y
244
5430
623
0
Venus
108
605
5250
750
0
Earth
150
638
5520
273
1
Mars
228
340
3950
294
2
Jupiter 778
7190
1330
163
16
Saturn
1427
6020
690
93
18
Uranus 2871
2540
1290
57
15
Neptun
4497
e
2475
1640
57
8
Pluto
160
2030
50
1
10/27/13
5914
Peng Ilmu dan Teknologi Kebumian
34
35. Hukum Gravitasi Universal Newton
Menjelaskan bulan tidak jatuh ke bumi, dan bumi serta planet lain tidak
jatuh ke matahari.
r
Gaya tarik dua benda :
F
m2
m1
mm
F=G
(1)
r
Gaya sentrifugal planet dengan kecepatan v :
m v
F=
(2)
r
Orbit planet dianggap lingkaran
1
2
2
2
p
V=
GM
r
Dari (1) dan (2) :
(3)
m1 = M : massa matahari, m2 = mp : massa planet
Gaya tarik bertindak sebagai gaya sentripetal
Arti fisis (3) :
v2 ~ 1/r
gerak planet cepat jika mendekat matahari (sesuai hukum
Kepler 2).
Jika V = 0, maka gaya sentrifugal = 0, tetapi gaya tarik ≠ 0, sehingga
planet jatuh ke matahari
36. Matahari
Salah satu bintang dari kumpulan milyardan bintang dalam
galaksi Bima Sakti.
Bintang terdekat bumi; dengan jarak 1 SA, 1 SA = 150 juta km
(jarak rata-rata bumi – matahari)
Jarak bumi – Alpha Centuri (bintang terdekat kedua adalah
270.000 SA.
Satuan jarak antar bintang dinyatakan dalam :
1 tahun cahaya : jarak yang ditempuh cahaya 1 tahun
= 365,3 x 24 x 60 x 60 s x 3 x 108 m/s
= 9,5 x 1012 km
1 parsek = 3,1 x 1013 km = 3,26 tahun cahaya
Jari-jari matahari = 7 x 105 km = 109 x jari-jari bumi
Massa matahari = 1,99 x 1030 kg = 333.400 x massa bumi
Densitas (massa jenis) matahari = 1,41 gcm-3 = ¼ x densitas ratarata bumi
37. Migrasi Tahunan (Gerak Semu) Matahari
Gerak semu matahari akibat rotasi dan revolusi bumi yang
dibatasi oleh garis lintang 23,50 U disebut tropis Cancer atau
garis balik utara dan 23,50 S disebut tropis Capricorn atau garis
balik selatan.
Posisi matahari di ekuator disebut ekinoks atau hari kulminasi
terjadi pada tanggal 21 Maret dan 23 September. Pada jam
12.00 sinar matahari tegak lurus ekuator, sinar matahari
menyinggung KU dan KS, lingkaran terang membagi garis
lintang tempat sama besar, sehingga lamanya siang dan
malam hari sama 12 jam diseluruh tempat di bumi.
Posisi matahari pada lintang 23,50 U pada tanggal 22 Juni
disebut solstis musim panas atau 23,50 S pada 22 Desember
disebut solstis musim dingin BBU. Lingkaran terang tidak
membagi garis lintang sama besar kecuali di ekuator sehingga
lamanya siang tidak sama dengan malam kecuali di ekuator.
43. Konsep Bumi
Ukuran bumi terbatas, kemampuan menopang kehidupan
terbatas, penduduk bertambah terus, sumber daya alam
renewable (dapat diperbaharui) mengalami kerusakan
parah, sumber daya alam non renewable terus berkurang
dan kerusakan alam terus meningkat → Ilmu dan
Teknologi Kebumian sangat penting : S1, S2, S3 FITB –
ITB.
Bumi sebagai bawang, terdiri dari lapisan-lapisan dari
pusatnya sampai puncak atmosfer. Bumi Indonesia terdiri
dari atmosfer, hidrosfer, litosfer dan kriosfer (Puncak Jaya
Wijaya).
Ukuran bumi : Radius polar = 6357 km, radius ekuator =
6378 km dan radius rata-rata = 6371 km.
Perbandingan keliling lingkaran dengan diameternya = π =
3,1416. Luas bumi = 4πR2 ~ 510 juta km2. Volumenya =
4/3 πR3 = 1,08 x 1012 km3. Massa bumi = 5,98 x 1024 kg, dan
densitasnya = 5,52 g/cm3.
45. Gambar 6a. Solstis
Gambar 5. Ekinoks
terang
gelap musim panas BBU
Gambar 6b. Solstis
musim dingin BBU
Gambar 7. Sudut jatuh dan insolasi : Insolasi A > B > C
46. Kecepatan Revolusi Bumi
Jika massa matahari = 1,99 x 1030 kg dan jarak rata-rata
matahari – bumi = 1 SA = 150 juta km, maka kecepatan
revolusi bumi :
GM
−11
2
−2
V=
r
, G = 6,67 x 10
6,67 x 10-11 x 1,99 x 1030
V=
ms −1
150 x 109
Nm kg
6,67 x 1,99 x 1010
=
ms −1
150
13,2733 x 109
V=
ms −1 = 0,89 x 109 ms −1 =
15
890 x 106 ms −1
V = 29,83 x 103 ms −1 ~ 29830 ms −1 ~ 30.000 ms −1
V = 107388 km/jam ~ 108000 km/jam
Dibuka Pengantar ITB, V = 107800 km/j.
Kecepatan revolusi bumi sebesar ini diperlukan agar bumi
tidak terseret jatuh ke matahari.
47. Komet
disebut juga bintang berekor. Komet mempunyai orbit elip
tetapi eksentrisitasnya sangat besar, sehingga komet hanya
dapat dilihat jika berada diperihelion dan kemudian
menghilang.
Komet terdiri dari ekor dan kepala. Karena ada gaya dorong
matahari oleh radiasi dan angin matahari (solar wind), maka
ekor komet selalu menjauhi matahari.
Yang terkenal adalah komet Halley, ditemukan oleh Halley
tahun 1705.
Munculnya komet sering dikaitkan dengan malapetaka di
Bumi. Komet Halley yang muncul di London pada bulan
Maret 1997, dikaitkan dengan bunuh dirinya 39 anggota
Sekte di Amerika (Koran PR).
53. 360
× s
keliling =
θ
s
radius =
θ
Menurut
Eratosthenes :
θ = 712′
s = 4400 stadia
1 stadia ≈ 160 meter
54. DIMENSI BUMI: TIMELINE
Radius Bola Bumi :
Eratosthenes (230 SM) : 6317 km
Posidonius (100 SM) : 5675 km
Khalifah Al-Mamum (900 M) : 7000 km
Snellius (1600 M) : 6160 km
Sekarang : 6371 km
Kosasih Prijatna,
2005
57. Apakah GEOID ?
Gauss (1828), Listing (1873) mengajukan
konsep bentuk matematis bumi: GEOID
Geoid adalah bidang ekipotensial
gayaberat bumi yang berimpit
dengan permukaan laut ‘ideal’
Realisasi: geoid dianggap paling
mendekati mean sea level (MSL)
secara global
Ellipsoid = pendekatan untuk geoid
Kosasih Prijatna,
2005