Alam semesta dan tata surya

1. RESUME KULIAH
METODE ILMIAH
• Bahasan minggu lalu, kita sudah mengenal
metode ilmiah dan mampu membedakan
mana pengetahuan yang bersifat ilmiah dan
non lmiah.
• Berdasarkan hal tersebut, kita dapat terhindar
dari tahayul dan dapat menikmati keagungan
ciptaan Tuhan Seru Sekalian Alam.
• Mendasari bahasan berikutnya, kita akan
mengenal alam semesta berdasarkan logika
metode ilmiah.

2. Tingkat Kebenaran Ilmu
Pengetahuan
Ilmu Pengetahuan terbentuk dari hasil
perpaduan antara pengamatan dan
penalaran/logika (akal sehat), sehingga
tingkat kebenarannya relatif, tidak mutlak.
Tingkatan kebenaran Ilmu :
• Hukum (Hk Archimides, boyle, phytagoras)
• Teori (T. terbentuknya gn berapi, tata surya)
• Hipotesis (dugaan jawaban atas obyek
pengamatan)

3. MENGENAL ALAM
SEMESTA
S. AGUS BAMBANG SANTOSO
agusbambangsantoso@yahoo.co.id

4. Tujuan Instruksional Umum :
Setelah mengikuti kuliah diharapkan
mahasiswa memiliki pandangan lebih luas
dalam bidang IPA melalui pemahaman
reori-teori terbentuknya alam semesta,
sistem tatasurya serta pengetahuan yang
lebih jauh tentang bumi dengan segala
lapisan selubungnya.

5. Sub Pokok Bahasan
1. Alam semesta dan tata surya
2. Mengenal tatasurya
3. Bumi

6. Alam semesta dan
tata surya

7. Alam semesta (Jagad Raya)
Alam semesta /Jagad raya kita diperkirakan
berumur sekitar 15 miliar tahun. Isi jagad
raya yang sudah berhasil diamati, berupa
1. Materi nampak,
2. Materi gelap (dark mater)

8. Materi nampak
• Terdiri dari benda-benda angkasa yang
menghasilkan cahaya atau memantulkan
cahaya sehingga keberadaaanya dapat kita
amati.
• Struktur benda angkasa dari kecil hingga besar
adalah sebagai berikut :
- matahari, bintang, planet, bulan, asteroida, dll
(akan menyusun Tata surya, Galaksi atau
Cluster galaksi)

9. Materi gelap (dark mater)
• Terdiri dari benda-benda angkasa yang
supermasif, yang runtuh akibat gravitasinya
menjadi sedemikian masifnya tetapi gaya
gravitasinya begitu besarnya sehingga semua
materi tertelan bahkan cahaya pun tak dapat
keluar dari tarikannya.
• Akibatnya materi itu tidak bisa dilihat
keberadaanya, kecuali dari akibat gravitasinya.
• Benda itu dinamakan lobang hitam (black holes)

10. • Meski tidak kelihatan justru materi gelap
mengisi sebagian besar jagad raya.
Menurut yang sekarang bisa diamati
meliputi 90 % dari materi jagad raya
berisi materi gelap. Di pusat galaksi
Bima sakti kita terdapat lubang hitam
yang sangat besar.
Materi gelap (dark mater)
lanjutan…

11. Gambar Tarikan Lobang Hitan

12. Tata Surya (solar system)
• Tata surya merupakan sistem edar planet -
planet yang mengelilingi satu/lebih bintang. Tata
surya kita pusat edar/orbitnya adalah matahari,
yang juga merupakan pusat konsentrasi massa
tata surya.
• Terdiri dari sebuah bintang yang disebut matahari
dan semua objek yang yang mengelilinginya.
Objek-objek tersebut termasuk delapan buah
planet yang sudah diketahui dengan orbit
berbentuk elips, meteor, asteroid, komet, planet-
planet kerdil atau katai, dan satelit-satelit alami.

13. Matahari/bintang
• Merupakan benda angkasa yang
menghasilkan radiasi / cahaya.
• Cahaya ini keluar dari reaksi fusi, yang
memberi energi untuk mempertahankannya
dari tarikan gravitasi sehingga tidak runtuh.
• Jika bintang kehabisan bahan bakar itu, maka
akan runtuh menjadi bintang kerdil putih (white
drawf), atau bintang netron, atau bahkan
menjadi lobang hitam, tergantung
massanya. Keruntuhan bintang yang besar
menjadi lobang hitam.

14. Distribusi masa dalam tatasurya
• Matahari merupakan 99.85% materi dari
seluruh tata surya.
• Planet-planet, disekitar matahariha
mengandung 0.135%.
• Jupiter yang merupakan planet terbesar
memiliki lebih lebaih dari 2 kali seluruh
planet lain jika digabung. Satellite planets,
comets, asteroid, meteoroid, dan media
antar planet mengandung 0.015%.

15. Distribusi massa dalam tata surya kita :
Sun: 99.85%
Planets: 0.135%
Comets: 0.01% ?
Satellites: 0.00005%
Minor Planets: 0.0000002% ?
Meteoroids: 0.0000001% ?
Interplanetary Medium: 0.0000001%

16. TEORI TERBENTUKNYA ALAM
SEMESTA
1. Teori Keadaan Tetap (Steady State Theory) atau
teori Ekspansi dan Kontraksi
• menyatakan bahwa alam semesta dimanapun
dan kapanpun selalu sama.
• Bahwa tiap-tiap galaksi yang terbentuk tumbuh
menjadi tua dan akhirnya mati.
• Jadi teori ini beranggapan bahwa alam semesta
itu tak terhingga besarnya dan juga tak terhingga
tuanya (tanpa awal dan akhir atau tetap). Jadi
mengikuti siklus alam.
• Siklus berlangsung dalam waktu 30.000 juta th
yll.

17. Siklus alam semesta, tdr dr
• masa ekspansi (terbentuk galaksi
dan bintang-bintang), terjadinya
ekspansi krn adanya tenaga yg
bersumber dr reaksi inti hidrogen
yg akhirnya membentuk berbagai
unsur lain yg komplek,
• masa kontraksi (galaksi dan
bintang-bintang meredup, unsur-
unsur yang terbentuk menyusut).
Teori ini mengikuti teori materialis
yang meniadakan penciptaan.

18. TEORI TERBENTUKNYA ALAM
SEMESTA (Lanjutan…)
2. Teori Big Bang/Ledakan
(Georges Edouard Lemaitre)
• Ledakan krn reaksi inti benda dg massa dan BJ
besar --- 1,37 miliar tahun yl
• Masa yang berserakan mengembang dgn sangat
cepat menjauhi pusat ledakan
• Stl berjuta-juta tahun, massa yg berserakan tsb
berkelompok-kelompok dg Bobot Jenis yg lebih
kecil.
• Kelompok-kelompok tersebut merupakan Galaksi

19. Tahun 1948, Gerge Gamov muncul dengan gagasan lain tentang Big
Bang.
• 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.
2. Teori Big Bang/Ledakan (lanjutan…)

20. • Galaksi adalah
Kumpulan benda-benda di angkasa yang terdiri
atas beribu-ribu matahari dan bintang-bintang
yang beredar mengikuti pusatnya yang berupa
kabut gas pijar yang sangat besar dan dikelilingi
oleh kelompok-kelompok bintang yang sangat
dekat satu dengan yang lain (cluster) dan juga
dikelilingi oleh kabut gas pijar yang lebih kecil dari
pusatnya (nebule) dan tebaran ribuan bintang.
Galaksi tidak hanya satu, tetapi
beribu-ribu jumlahnya.

21. Hipotesis Fowler (1957) :
•Kabut gas hidrogen yg sangat besar, berotasi
hingga berbentuk bulat,
•Masa bagian luar berkontraksi karena gaya
beratnya, bergerak lambat, mengeluarkan
sinar/ panas radiasi, suhunya turun bentuk
tetap dan jadilah bintang.
•Masa bagian dalam terus menghasilkan
bintang-bintang baru scr pelan-pelan maupun
eksplosif.
Terjadi 12 ribu juta tahun yll

22. Galaksi (lanjutan)
• Terbentuk 400 jt thn stlh big bang
(Stephen Hawking)
• Jumlahnya beribu-ribu
• Galaksi dimana matahari kita berinduk
diberi nama BHIMA SAKTI / MILKY
WAY

23. Bentuk Galaksi
• Spiral
Bentuk amat besar dengan inti di tengah
(nukleus) dan lengan spiral dan cakram
(disk). Pada lengan terkonsentrasi debu
dan gas (nebulae), dimana terdapat
pembentukan bintang aktif. Tipikal
galaksi spiral terdiri dari 100.000 juta
bintang dan berdiameter 100.000 tahun
cahaya. Mempunyai halo galaktik yang
mengandung gas dan debu, bintang
individual dan globular cluster.

24. GALAKSI
BENTUK
SPIRAL
Spiral

25. GALAKSI
BENTUK
SPIRAL

26. • Elips
Merupakan galaksi yang sudah tua,
terbentuk dari bintang-bintang yang
sudah tua, lebih redup dibandingkan
dengan tipe spiral, dengan banyak
bintang merah besar, mengandung
sedikit awan gas dan debu interstellar,
pembentukan bintang baru sudah
berhenti.

27. Elips
GALAKSI BERBENTUK ELIPS

28. GALAKSI BERBENTUK ELIPS

29. • Irregular shape (Galaksi tak
beraturan).
Galaksi tak beraturan terdiri atas
bermilyar-milyar bintang muda, tidak
mempunyai bentuk yang pasti.

30. BENTUK GALAKSI TAK
BERATURAN

31. BENTUK GALAKSI TAK BERATURAN

32. Galaksi Bhima Sakti
• Induk matahari kita adalah galaksi Bhima
Sakti atau Milky Way.
• Bentuk Spiral.
• Garis tengah galaksi Bhima Sakti  100.000
tahun cahaya.
• Memiliki tidak kurang 100 ribu juta bintang
dan gumpalan-gumpalan kabut gas/galaksi
kecil yang jumlahnya banyak
• Berdekatan dengan galaksi Andromeda,
juga berbentuk spiral.

33. Galaksi Bhima Sakti
(lanjutan…)
• Jarak antara 2 galaksi tersebut 870.000 tahun
cahaya
Kecepatan cahaya = 300.000 km/s
= 1 milyar 80 juta km/jam
Pesawat supersonik = 3.500 km/h
Roket = 30.000 km/h
Jarak yang ditempuh cahaya dalam 1 jam akan
ditempuh oleh roket selama 36.000 jam = 4 tahun 2
bulan 12 hari
1 tahun cahaya berjarak = 1013 km

34. Terbentuknya Tata Surya
1. Hipotesis Nebular (Pertama kali dikemukakan
oleh Immanuel Kant (1727-1804) pada tahun
1775. Disempurnakan oleh Pierre Marquis de
Laplace pada tahun 1796. )
• Tata surya terbentuk dr kondensasi awan
panas/kabut gas yg sangat panas.
• Sebagian yg terpisah dan merupakan cincin yg
mengelilingi pusat, pusat tsb menjadi bintang
atau matahari dan yg mengelilingi pusat
berkondensasi meredup (dingin) menjadi
planet-planet seperti bumi, satelit atau bulan.

35. Terbentuknya Tata Surya (lanjutan…)
2. Hipotesis Planetessimal (Thomas C.
Chamberlain dan Forest R. Moulton pada
tahun 1900)
• Mirip dengan Hip Nebuler, tata surya terbentu
dari kondensasi kabut gas yg sangat besar.
• Ada intervensi kondensasi kabut gas dari
pusat lain (induk gas lain) yg sedang lewat.
• Planetesimal merup. Benda-benda kecil yg
padat yg punya daya tarik masing2, shg
terbentuk benda-benda yg lebih besar dan
menjadi panas.

36. Terbentuknya Tata Surya (lanjutan…)
3.Teori Tidal atau Hipotesis Pasang
Surut Bintang (James Jean dan Herold
Jaffries pada tahun 1919)
• Planet merupak percikan dari matahari
(sampai kini masih nampak)
• Percikan tsb disebut TIDAL.
• Tidal yg besar menjadi planet-planet

37. 4. Hipotesis Kondensasi (dikemukakan
oleh astronom Belanda yang bernama
G.P. Kuiper pada tahun 1950 (hdp
1905-1973).
• Hipotesis kondensasi menjelaskan
bahwa tata surya terbentuk dari bola
kabut raksasa yang berputar
membentuk cakram raksasa.
Terbentuknya Tata Surya (lanjutan…)

38. 5. Hipotesis Bintang Kembar: (oleh Fred
Hoyle pada tahun 1956 (hdp (1915-2001) .
• Hipotesis mengemukakan bahwa dahulu
tata surya kita berupa dua bintang yang
hampir sama ukurannya dan berdekatan
yang salah satunya meledak meninggalkan
serpihan-serpihan kecil.
• Bintang yg tdk meledak jadi matahari dan
serpihan ledakan bintang lain jadi lanet.
Terbentuknya Tata Surya (lanjutan…)

39. Prediksi Umur Bumi
• Teori Sedimen
Menghitung tebal lapisan sedimen yang
membetuk batuan
Prediksi umur bumi dengan cara ini adalah
500 juta tahun yll
• T. Kadar Garam
Menghitung kenaikan kadar garam di laut
Prediksi umur bumi dengan cara ini adalah
1000 juta tahun yll

40. • T. Thermal
Penurunan temperatur bumi
Prediksi umur bumi dengan cara ini adalah
20.000 juta tahun yll
• T. Radioaktivitas
Perhitungan waktu peluruhan zat radioaktif
Prediksi umur bumi dengan cara ini adalah 5
sampai 7 juta tahun yll.
Teori ini dianggap paling akurat untuk
memprediksi umur bumi.
Prediksi Umur Bumi (Lanjutan…)