ALAM SEMESTA
Alam semesta adalah seluruh materi, energi dan ruang
tempat kedudukan materi dan energi.
 |
| peta langit |
Ukuran alam semesta
Ukuran alam semesta kita saat ini diperkirakan 13 miliar
tahun cahaya ke segala arah. Satu tahun cahaya adalah
jarak yang ditempuh cahaya dalam satu tahun, yaitu
sekitar 9,46 triliun kilometer atau 63 ribu kali jarak bumi
ke matahari. Cahaya dipakai sebagai satuan ukur karena
cahaya adalah benda tercepat di alam semesta. Ukuran
ini tidak tetap karena alam semesta mengembang seiring
waktu sehingga ukurannya terus bertambah di masa
datang.
UMUR ALAM SEMESTA
Umur alam semesta kita juga diperkirakan 13 miliar
tahun. Hal ini dikarenakan laju pengembangan bagian
terjauh alam semsta hampir sama dengan kecepatan
cahaya itu sendiri.
Ruang gerak alam semesta
Ruang gerak di alam semesta adalah tiga dimensi,
dimana semua objek dapat bergerak dalam ruang yang
tersaji secara matematis oleh tiga sumbu saling tegak
lurus, kiri-kanan, atas-bawah, depan-belakang.
Isi alam semesta
Pada dasarnya alam semesta terisi oleh materi dan
energi. Materi dalam alam semesta secara kasarnya
terkumpul dalam hirarki berdasarkan sistem. Struktur
terbesar dalam alam semesta adalah superkluster
filamen.
 |
| super clutser filamen |
SUPER KLUTSER FILAMEN
Superkluster filamen adalah kumpulan dari puluhan
hingga ratusan kluster galaksi. Gravitasi bersama mereka
mengikatnya menjadi filamen dengan panjang 300 hingga
900 juta tahun cahaya, lebar 150 hingga 300 juta tahun
cahaya dan tebal 15 hingga 30 juta tahun cahaya. Di
antara superkluster dengan superkluster lainnya terdapat
ruang kosong raksasa dengan sedikit (bila ada) galaksi.
KLUTSER GALAKSI
Kluster galaksi adalah kumpulan dari puluhan hingga
ribuan galaksi, semua terikat dalam gravitasi bersama.
Kluster galaksi membentang dalam ukuran jutaan tahun
cahaya. Kluster galaksi kita dinamakan grup lokal .
Terdiri dari 25 galaksi. Membentang 3 juta tahun cahaya
dengan dua galaksi utama, andromeda dan bima sakti.
Dalam kasus MACSJ0025.4-1222, dua kluster galaksi
perlahan bertabrakan dalam ratusan juta tahun. Tabrakan
ini mengakibatkan materi gelap dalam kluster galaksi
menjadi terpisah sebagian dengan materi normal.
MACSJ0025 memuat ratusan galaksi, membentang tiga
juta tahun cahaya, dan berada enam miliar tahun cahaya
di rasi Cetus.
 |
| galaksi bima sakti |
Galaksi adalah sistem organisasi dari ribuan hingga
ratusan ribu tahun cahaya terdiri dari jutaan hingga
triliunan bintang, saling tercampur dengan gas dan
debu, semua terikat dalam gravitasi bersama. Ada sekitar
300 miliar galaksi di alam semesta. Ada empat jenis
galaksi berdasarkan bentuknya, spiral, elips, sferoid dan
tak beraturan.
Sebagian besar galaksi elips memiliki kluster globular
yang terang dan banyak.
Adalah umum kalau galaksi saling tabrak dan saling
makan. Sebagai contoh galaksi NGC 1316 berawal dari
galaksi elips raksasa, sekitar 100 juta tahun lalu,
menelan galaksi spiral tetangga yang kecil, NGC 1317.
bukti ini ditunjukkan oleh karakteristik galaksi spiral
berupa garis debu, dan puntiran bintang dan gas yang
redup.
Galaksi kita adalah bima sakti. Sebuah galaksi berbentuk
spiral berisi sekitar 200 miliar bintang, salah satunya
adalah matahari kita. Bima sakti kita tidak sendiri. Ia
adalah bagian dari 25 galaksi dalam kluster galaksi grup
lokal . Anggota lain termasuklah galaksi besar andromeda
(M31), M32, M33, Awan Magellan besar, Awan Magellan
kecil, Dwingeloo 1, beberapa galaksi kecil tak beraturan,
dan banyak galaksi elips cebol dan galaksi sferoid
cebol. galaksi elips cebol M32 dan NGC 205 I adalah
galaksi satelit dari galaksi besar andromeda.
Awan magellan kecil adalah galaksi tak beraturan
berjarak 210 ribu tahun cahaya dari bumi. Ia memiliki
banyak daerah pembentukan bintang yang muda, salah
satunya N66, yang berusia 3 hingga 5 juta tahun dan
belum membakar hidrogen di intinya. Bintang -bintang
bayi ini berkerumun di kluster bintang NGC 346.
Galaksi triangulum (M33) adalah galaksi ketiga terbesar
dalam grup lokal. Galaksi spiral ini berdiameter 50 ribu
tahun cahaya. Jaraknya 3 juta tahun cahaya dari bima
sakti. Didalamnya terdapat daerah NGC 604 yang
merupakan daerah pembentukan bintang yang aktif.
Galaksi spiral M83 berjarak 12 juta tahun cahaya di rasi
Hydra memiliki lengan-lengan spiral besar yang
dipenuhi garis-garis debu dan kluster bintang biru
sehingga disebut galaksi roda selatan. Daerah
pembentukan bintang merah yang tidak terselip di
lengan spiral memberinya nama lain, galaksi seribu rubi.
Inti dari M83 adalah kumpulan kerumunan bintang
neutron dan lubang hitam.
PUSAT GALAKSI BIMA SAKTI
Apa yang ada di pusat galaksi? Dari sini melihat ek jarak
30 ribu tahun cahaya disana cukup sulit. Debu2 yang
saling tindih mengaburkan inti, membuatnya tak terlihat
pada teleskop optik. Rediasi dalam s[ektrum infra merah
dan radio kurang terganggu oleh debu dan berarti lebih
mampu dalam mengungkap fenomena di pusat galaksi.
Di antara benda2 aneh yang diyakini ada di tepat di
pusat galaksi adalah sumber kompak, dan sangat terang
yang disebut Sagittarius A*. Sebagian astronom
berpendapat bahwa pada titik ini sumber mirip titik
menunjukkan sebuah lubang hitam dengan massa
ekivalen dengan beberapa juta matahari.
Sebuah lubang hitam di pusat galaksi?
Sebuah lubang hitam dengan massa sejuta matahari?
Kedengarannya luar biasa namun teoritikus menunjukkan
bahwa formasi sebuah lubang hitam massif sebenarnya
normal pada evolusi galaksi. Walau demikian, tidak
semua astronom yakin bahwa sebuah lubang hitam
massif ada di pusat bima sakti.
Bukti tidak langsung mendukung keberadaan sebuah
lubang hitam masif diberikan oleh sumber radio
Sagitarrius A* (sering disingkat Sgr A*). Radiasinya
konsisten dengan teori terbaru mengenai bentuk dan
interaksi lubang hitam dengan massa sekitarnya terbaru.
Teori terbaru meramalkan bahwa bahan jatuh menuju
sebuah lubang hitam akan membentuk cakram yang
disebut cakram akresi. Saat energi gravitasional diubah
ke panas, gas dalam cakram akresi menjadi sangat
panas, memancarkan sinar x. Sebagai tambahan,
elektron di dalam cakram akan dipercepat mendekati laju
cahaya, saat elektron laju tinggi ini berinteraksi dengan
medan magnet kuat di sekitar lubang hitam, mereka
memancarkan gelobang radio pada seluruh spektrum
radio.
Teori ini menyarankan bahwa sumber radio Sgr A* dapat
berasosiasi dengan sebuah lubang hitam. Karena
cakramnya akan sangat kompak (dan karena inti galaksi
sangat jauh), sebagian besar teleskop radio
mendeteksinya sebagai sumber titik.
Cara paling langsung untuk menentukan sebuah benda
seperti Sgr A* sesungguhnya adalah lubang hitam massif
adalah mengamati efek gravitasi pada gas dan bintang
disekitarnya. Banyak isaha untuk mengukur klaju bahan
sekitarnya telah mendukung adanya sebuah benda
massif tunggal; walau demikian, itu bukan satu2nya
penjelasan untuk data yang teramati. Pengamatan infra
merah telah menunjukkan sebuah kluster bintang padat
dalam beberapa tahun cahaya dari pusat galaksi. Karena
cluster tampak memuat jutaan bintang, keberadaannya,
bukan lubang hitam, lah yang bertanggungjawab atas
efek gravitasi di bahan sekitarnya.
Apakah mungkin membedakan antara dua alternatif ini
dan akhirnya mengngkap apa yang ada di pusat galaksi?
Untuk menjawab ini, astronom harus mengukur
kecepatan bintang2 pada jarak dari lubang hitam yang
dicurigai yang berada pada batas resolusi teleskop yang
ada saat ini. Untuk membuktikan bahwa sebuah lubang
hitam berada di inti galaksi, mereka harus menunjukkan
bahwa massa beberapa juta matahari termuat dalam
volume terlalu kecil bagi sebuah kluster bintang.
Pengamatan demikian sedang dilakukan.
Mengumpulkan petunjuk dari banyak pita gelombang.
Satu pertanyaan penting yang berkaitan adalah apa yang
mentenagai sumber radio Sgr A*. Bila itu sebuah lubang
hitam yang dikelilingi sebuah cakram akresi, emisi radio
akan terbedakan sejak lama, kecuali cakram tersebut di
isi ulang dengan materi baru. Namun dari mana materi
itu datang? Dan bagaimana ia dikirimkan ke pusat?
Pengamatan dalam pita gelombang milimeter dan
sentimeter telah mengungkapkan beragam petunjuk
bagaimana mengisi ulang ini terjadi. Sebagai contoh,
beberapa benda saling interaksi telah diamati di daerah
Sgr A*. Salah satu benda tersebut adalah awan molekuler
raksasa atau GMC.
Pengamatan terbaru pada gas hidrogen atomik
menunjukkan bahwa beberapa struktur filamennya adalah
bagian dari awan masif yang jatuh menuju pusat galaksi.
Peneliti telah emnunjukkan bahwa tumbukan antara
awan dalam cincin molekuler akan menyebabkan
sebagian gas jatuh menuju pusat, memberi makan Sgr
A*. Pengamatan lebih lanjut dalam pita gelombang
milimeter dan lainnya akan mengungkap lebih banyak
detil mengenai cincin dan interaksinya dengan awan gas
molekuler sekitar, begitu juga dengan benda kompak
misterius di inti galaksi.
KLUTSER BINTANG
Kluster bintang adalah kumpulan bintang yang
membentuk tata bintang tunggal terdiri dari puluhan
hingga jutaan bintang. Matahari kita tidak berada dalam
kluster bintang.
Dalam radius sepuluh tahun cahaya, matahari hanya
punya sedikit tetangga. Hal ini karena matahari berada di
dekat lengan spiral luar galaksi bima sakti. Bila matahari
kita ada dalam kluster bintang galaksi kita, ribuan
bintang dapat berada dalam radius tersebut.
 |
| glibula |
Globula adalah tempat kelahiran bintang. Jenisnya
dicirikan oleh bentuknya.
Globula kometer dicirikan oleh kepala debu dan ekor.
Fitur ini menyebabkan globula kometer memiliki bentuk
visual mirip komet, namun kenyataannya sangat jauh
berbeda. Di kepala globula terdapat bintang-bintang
sangat muda. Globula kometer yang terkenal adalah CG4.
NEBULA
Sama dengan globula. Hanya saja bentuk nebula lebih
tidak beraturan dan tidak sepekat globula. Nebula emisi
 |
| nebula |
bintang dapat berada di dalam nebula. Contoh nebula
emisi adalah nebula hati dan jiwa (IC 1805) berjarak 6
ribu tahun cahaya dan lebarnya 300 tahun cahaya di arah
rasi Cassiopeia. Nebula seperti ini merupakan daerah
pembentukan bintang. Bin
tang yang lebih tua memicu
pembentukan bintang yang lebih muda. Pembentukan
bintang terpicu oleh aliran gas dingin penekan pada
simpul yang cukup padat hingga dapat secara gravitasi
menjadi bintang. Pada nebula semacam ini biasanya
terdapat pilar-pilar spektakuler yang perlahan terbangun
oleh gas panas yang mengalir keluar.
Nebula planeter adalah nebula yang tampak seperti
planet bila dilihat secara visual. Terbentuk dari gas yang
disemburkan oleh bintang mirip matahari yang sekarat.
Nebula planeter yang terkenal adala nebula heliks (NGC
7293). Jaraknya 700 tahun cahaya dari bumi, di rasi
Aquarius.
Nebula planeter lain yang terkenal adalah nebula cincin
(M57) berjarak 2000 tahun cahaya di rasi lira. Cincin
tengahnya selebar satu tahun cahaya. Lapisan-lapisan
gasnya merupakan lapisan luar bintang yang terlontar
dari bintang yang sekarat dan bertipe mirip matahari.
 |
| super nova |
Supernova adalah ledakan bintang pada saat bintang itu
kehabisan bahan bakar nuklirnya. Hanya bintang dengan
jangkauan massa tertentu yang mengalami supernova.
Tahun 1006 M, cahaya mencapai bumi dari supernova di
rasi Lupus, menciptakan “bintang dadakan” di langit
yang tampak lebih terang dari Venus dan berlangsung
selama dua tahun. Supernova itu, dinamakan SN 1006,
terjadi 7 ribu tahun cahaya dan menciptakan bekas yang
terus mengembang dan memudar sekarang. SN 1006
memiliki diameter 60 tahun cahaya. Dalam tahun-tahun
terakhir, supernova yang lebih kuat lagi terjadi jauh di
kedalaman alam semesta yang tampak tanpa alat bantu,
namun hanya dalam beberapa detik.
Tata bintang
Tata bintang adalah sistem organisasi sekitar satu tahun
cahaya terdiri dari satu bintang dan jutaan hingga
triliunan benda langit kecil, dari planet, komet, asteroid,
meteoroid, satelit, debu, dan gas, semua terikat dengan
gravitasi bersama. Tata bintang kita disebut tata surya
terdiri dari satu bintang yaitu matahari, dan 8 planet,
serta tak terhitung benda lainnya. Ada tata bintang yang
terdiri dari bintang ganda, rangkap tiga, rangkap banyak
bahkan ratusan hingga jutaan bintang. Bila telah
membentuk sistem lebih dari sepuluh, tata bintang itu
disebut kluster bintang. 85% bintang di galaksi bima
sakti adalah tata bintang ganda.
 |
| bintang |
Bintang adalah benda langit satuan yang memancarkan
cahaya sendiri. Matahari adalah salah satu bintang
kuning biasa di alam semesta. Usianya 5 miliar tahun.
Korona matahari berukuran 20 kali diameter matahari
sendiri dan dapat disaksikan pada saat gerhana matahari
total. Matahari dan bintang pada umumnya memiliki
bintik yang merupakan daerah lebih dingin dari
sekitarnya. Mereka juga memiliki flare, sebuah juluran materi bintang yang mirip rambut api.
 |
| planet jupiter |
 |
| PLANET BUMI |
PLANET
Planet adalah benda langit yang mengelilingi sebuah
bintang dalam orbit tidak saling memotong dan hampir
melingkar, serta tidak menghasilkan cahaya sendiri. Tata
surya diakui memiliki delapan planet. Planet dibedakan
dari bahan penyusunnya, yaitu planet batu dan planet
gas. Contoh planet batu adalah mars, bumi, venus dan
merkurius. Contoh planet gas adalah saturnus dan
neptunus. Semua planet gas memiliki cincin dan satelit.
Selain planet, di tata surya kita juga terdapat planet
cebol. saat ini (2008) ada 5 planet cebol di tata surya,
yaitu Pluto, Ceres, Eris, Makemake dan Haumea. Haumea
berbentuk sangat lonjong dan permukaannya halus.
Orbit Haumea kadang lebih dekat ke matahari ketimbang
Pluto, namun lebih sering lebih jauh. Haumea sendiri
adalah nama IAU dari 2003EL61, yang diambil dari nama
Tuhan Hawaii. Haumea memiliki dua buah satelit yang
ditemukan tahun 2005, yang diberi nama Hi'iaka dan
Namaka, nama-nama putri sang tuhan.
Planet yang mengelilingi bintang lain disebut planet
ekstrasolar. Ada lebih dari 300 planet ekstrasolar yang
telah ditemukan (2008). Beberapa diantaranya
mengelilingi bintang yang mirip dengan matahari.
Sebagai contoh adalah bintang berjarak 500 tahun
cahaya di rasi Scorpius, ia hanya sedikit lebih massif
dan lebih dingin dari matahari. Namun ia jauh lebih
muda, hanya beberapa juta tahun. Planet yang terdeteksi
mengelilinginya berukuran 8 kali yupiter dan mengorbit
330 satuan astronomi dari bintangnya. Planet ini masih
panas dan terang dalam cahaya infra merah karena
panas yang dibangkitkan dalam pembentukannya oleh
kontraksi gravitasi.
Planet juga ditemukan dalam sistem bintang ganda.
Sebagai contoh sistem bitang ganda BD+20 307. sistem
ini sangat berdebu dan membuat sistem ini angat terang
pada panjang gelombang infra merah. Sistem ini berusia
sama dengan matahari dan debu yang mengelilinginya
berasal dari tabrakan dua planet seukuran bumi dan
venus. BD+20 307 berjarak 300 tahun cahaya di arah rasi
Aries.
 |
| bulan |
Satelit adalah benda yang sifatnya mirip planet namun
mengelilingi planet. Contoh satelit adalah bulan, anthe
dan methone (keduanya satelit saturnus). Tumbukan
meteor pada permukaan satelit planet gas dapat
menghasilkan cincin atau busur yang mengelilingi
planet.
ASTEROID
 |
| ASTEROID |
Asteroid merupakan bahan baku planet yang gagal
menyatu sehingga tetap menjadi batuan yang tercerai
berai. Di tata surya, sumber asteroid utama adalah sabuk
asteroid di antara mars dan yupiter. Jumlahnya yang
begitu banyak membuat asteroid dinamakan dalam
bentuk penomoran, seperti asteroid 2867 Šteins, yang
berpapasan dengan Rosetta bulan september 2008 dan
21 Lutetia yang akan dijumpainya bulan juli 2010.
KOMET
Komet memiliki asal yang sama dengan asteroid. Hanya
saja bahan penyusunnya lebih ringan. Sehingga pada
saat berada di dekat matahari, bahan pembungkusnya
akan menguap meninggalkan jalur seperti ekor panjang.
Nama komet dinamakan sesuai penemunya, sebagai
contoh komet Churyumov-Gerasimenko yang akan
dikunjungi Rosetta bulan november 2014.
METEORID
Meteoroid adalah batuan-batuan kecil yang terlontar dari
tumbukan yang disebabkan objek lebih besar.
Bila
batuan ini memasuki atmosfer bumi, ia akan terbakar dankita menyebutnya meteor. Bila batuan ini cukup keras
dan besar, ia dapat sampai ke tanah dan kita
menyebutnya meteorit. Ada jutaan meteorit yang jatuh di
bumi setiap hari, namun kebanyakan mereka terlalu kecil
untuk disadari. Ataupun bila cukup besar, mungkin jatuh
di lautan, terkubur dalam pasir atau lumpur atau tidak
terbedakan dengan batuan biasa. Meteor yang datang
dari bulan, mars atau asteroid akan sangat membantu
bila ditemukan karena akan mengungkapkan tentang
benda langit tersebut. Terdapat waktu tertentu dimana
terjadi hujan meteor. Di setiap bulan agustus ada hujan
meteor perseid, yang diakibatkan pelintasan komet
Swift-Tuttle.
Apakah alam semesta lain itu ada?
Astronom yakin big bang menghasilkan inti atomik
dalam tiga menit pertama usia alam semesta. Bila kita
hanya memperhitungkan teori relativitas umum, maka
alam semesta muncul pada detik ke nol dari ketiadaan.
Tapi teori mekanika kuantum membaut apa yang kita
ketahui terbatas pada waktu Planck, 10^-34 detik setelah
detik ke nol hipotesis tersebut. Lepas dari itu alam
semesta meledak dan terlihat tercabut dari sesuatu yang
kenyataannya tidak ada.
Kita hanya dapat mengetahui apa yang terjadi dalam
alam semesta dari detik ke nol hipotesis (bila ada) ke
waktu Planck bila kita menemukan teori segalanya. Saat
ini belum ditemukan teori segalanya ini yang jelas harus
menyatukan dua teori fisika alam semesta yang ada saat
ini, mekanika kuantum dan relativitas umum.
Mekanika kuantum adalah seperangkat aturan matematis
yang menyajikan bagaimana alam semesta bekerja dalam
skala terkecil, di dalam atom. Mekanika kuantum
mengatakan bahwa materi dan energi dapat muncul
spontan dari ruang hampa, dikarenakan fluktuasi
kuantum, semacam sedakan dalam medan energi untuk
mengisi alam semesta. Dan bila alam semesta kita
muncul dAri sebuah fluktuasi kuantum, maka mungkin
bahwa fluktuasi kuantum lainnya dapat memercikkan
alam semesta lain.
Keberadaan alam semesta-alam semesta lain ini adalah
satu-satunya cara untuk menjelaskan kenapa alam
semesta kita, yang hukum fisikanya memungkinkan
kehidupan, ada. Menurut prinsip antropik, mungkin ada
tak terhingga jumlah alam semesta, masing-masing
dengan perangkat hukum fisikanya sendiri. Dan salah
satunya alam semesta kita. Ini lebih rasional dari pada
sebuah alam semesta tunggal tertata rapi untuk
keberadaan kita.
Bila alam semesta lain ada, tidak ada jalan
mendeteksinya. Sebagian teoritikus berpendapat bahwa
energi gravitasi dari alam semesta-alam semesta lain
dapat bocor ke alam semesta kita, dan suatu saat kita
akan mengerti cara bagaimana mendeteksinya.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar