RUANG LINGKUP ILMU PENGETAHUAN ALAM

RUANG LINGKUP ILMU PENGETAHUAN ALAM

A.   Pengertian 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.Alam semesta merupakan suatu kawasan yang sangat luas dan besar, terdapat berbagai komponen yang tidak biasa kita jumpai.

Awalnya para ilmuan astronom menetapkan bahwa manusia lah 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.

Contoh alam semesta yaitu seperti bintang, bintang merupakan salah satu objek yang bisa langsung dikenali dan dilihat sekilas mata saat kita melihat langit. Namun karena seringnya melihat bintang di malam hari, kita akan langsung membandingkan nya dengan matahari yang muncul pada siang hari. Bintang-bintang yang ada di langit terikat satu sama lainnya dalam suatu ikatan gravitasi yang membentuk galaxi Bima Sakti.

Tata Surya adalah kumpulan benda langit yang terdiri atas sebuah bintang yang disebut matahari dan semua objek yang terikat oleh gaya gravitasinya. Tata surya terbagi menjadi Matahari. Berdasarkan jaraknya dari Matahari, kedelapan planet Tata Surya ialah Merkurius (57,9 juta Km), Venus (108 juta km), Bumi (150 juta km), Mars (228 juta km), Yupiter (779 juta km), Saturnus (1.430 juta km), Uranus (2.880 juta km), dan Neptunus (4.500 juta km)

Bumi adalah salah satu planet dalam susunan tata surya galaxi Bima sakti, dimana makhluk hidup tinggal, dan berkembang biak di planet bumi.

Bumi adalah planet ketiga dari delapan planet dalam Tata Surya.  Diperkirakan usianya mencapai 4,6 miliar tahun.  Jarak antara Bumi dengan matahari adalah 149.6 juta kilometer.  Kala rotasi bumi adalah 23 jam 56 menit 4 detik. Sedangkan kala revolusinya adalah 365,25 hari. Bumi mempunyai lapisan udara (atmosfer) dan medan magnet yang disebut (magnetosfer) yang melindung permukaan Bumi dari angin surya, sinar ultraviolet dan radiasi dari luar angkasa.

Bumi  mempunyai  diameter  sepanjang  12.756 kilometer. Gravitasi  Bumi diukur sebagai  10 N kg-1 dijadikan unit ukuran gravitasi planet lain, dengan gravitasi Bumi dipatok sebagai 1. Bumi mempunyai 1 satelit alami yaitu Bulan. 70,8% permukaan bumi diliputi air. Udara Bumi terdiri dari 78% nitrogen, 21% oksigen, dan 1% uap air, karbondioksida, dan gas lain.

Titik tertinggi di permukaan bumi adalah gunung Everest setinggi  8.848 meter, dan titik terdalam adalah palung Mariana di samudra Pasifik dengan kedalaman 10.924 meter. Danau terdalam adalah Danau Baikal dengan kedalaman 1.637 meter, sedangkan danau terbesar adalah Laut Kaspia dengan luas 394.299 km2.

B.     Teori Alam Semesta

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.

C.     Anggota-Anggota Sistem Tata Surya

1. Matahari

Matahari merupakan bola gas yang berpijar, matahari adalah bintang yang beraada pada kelas spektrum G2. Matahari sangat panas sehingga berwujud gas. tekanan yang dihasilkan luar biasa besar karena tempetaturnya yang sangat tinggi di abagian intinya.Di inti matahari terjadi reaksi termonuklir. Matahari tersusun atas inti, fotosfer, kromosfer adn korona.

2.Planet

Ada beberapa hal yang menjadi syarat bahwa benda langit merupakan sebuah planet diantaranya :

a. Orbit plaet tersebut mengelilingi matahari.

b. Memiliki massa yang cukup atau lebih besar dari 10 20 kg agar dapat menghasilkan gravitasi sendiri, dengan bentuknya mendekati bulat.

c. Orbitnya tidak memotong orbit planet lain.

Planet - planet tersebut adalah Merkurius, Venus, Bumi, Mars, Jupiter, Saturnus, Uranus, Neptunus.

3. Satelit

Hampir semua planet di tata srya memiliki sitem sekunder, disebut satelit. satelit bumi adalah bulan. Hampir semua satelit alami yang paling besar terletask di orbit sinkron, dengan satu sisinya secara tetap menghadap planet induknya.

4. Asteroid

Penemuan asteroid sudah ada sejak tahun 1801, yaitu oleh Piazzi seorang astronom Italia. Asteroid temuannya dinamai Ceres. Ceres rianugerahi sebagai asteroid terbesar di taat surya dengan diameter sekitar 900 km. populasi asteroid adalah di daerah antara orbit planet Mars dan Jupiter, dikenal sebagai Main Belt atau Sabuk Utama. Selain Ceres adapila asteroid lain yang menempati orbit yang berbeda, yaitu Trojan dan asteroid AAA (Asteroids-Amor, Apollo, Aten).

5. Komet

Komet adalah sekumpulan partikel-partikel padat, berevolusi terhaadp matahari dengan eksentrisitas yang sangat besar. Komet berarti si rambut panjang. Orbit komet membentuk sudut terhadap ekliptika. Jadi periode komet sangat besar, jarang terlihat.

Komet Halley muncul setiap 75 tahun sekali. selang waktu kemunculan komet menunjukan revolusi komet itu sewaktu bergerak mendekati matahari. Ketika komet mendekati matahari materialnya menjadi sanagat panas dan menguap, dan membentuk awan gas yang bercampur dengan debu di sekitar inti padatnya.

Tekanan radiasi matahari mendorong kometpertikel-partikel komet dan membentuk ekor. Kepala komet berdiameter sekitar 20.000 km, dan panjang ekornya sampai jutaan km. Pada saat komet mencapai perihelion , maka terbentuklah ekor komat yang paling maximum.Seluruh massa komet diperkirakan mencapai sepersejuta dari massa bumi. keberadaan komet ini seperti sepele tapi komet memang benar-benar ada.komet Lulin, si komet hijau nan cantik akan mendekati Bumi

6. Meteor

Cahaya uap yang dihasilkan seperti bintang bergerak cepat melintasi langit dikenal sebagai bintang jatuh, adalah fenomena hadirnya meteor.

jumlah meteor yang bertabrakan dengan bumi selama 24 lam diperkirakan mencapai 200 juta meteor. Meteor itu dinamakan meteorit. Meteorid diabedakan dalam 2 tipe, tipe pertama yaitu meteorid yang mengelilingi matahari seperti planet orbitnya memiliki eksentrisitas yang kecil serta hampir sebidang dengan bidang utama planet.

Tipe lainnya yaitu komet yang memiliki eksentrisitas yang besar. mendekati bumi dari segala arah seakan ingin membombardir bumi dengan sudut kecil terhadap bidang orbit bumi. Meteor ini sering menumbuk bumi secara berkelompok disebut dengan Shower.

7. Materi Antar Planet

Medium antar planet terdiri dari debu dan gas. debu antar planet merupakan distribusi yang jarang dari mikrometeorit yang mengitari atata surya. Namun terdapat pula distribuso gas disekitar sistem tata surya.

Fakta adanya gas antar planet datang dari penyelidikan luar angkasa dengan peralatan canggihnya mencatat gerakan atom dan partikel yang bergerak dengan cepat. Gas antar planet terdiri dari ion dan elektron yang dipancarkan matahari ke luar angkasa. Liran ini dikenal dengan sebutan angin solar.

D.    Lapisan-lapisan pada Planet Bumi dan Fungsinya

Bumi telah terbentuk sekitar 4,6 milyar tahun yang lalu. Bumi merupakan planet dengan urutan ketiga dari sembilan planet yang dekat dengan matahari. Jarak bumi dengan matahari sekitar 150 juta km, berbentuk bulat dengan radius ± 6.370 km. Bumi merupakan satu-satunya planet yang dapat dihuni oleh berbagai jenis mahluk hidup. Permukaan bumi terdiri dari daratan dan lautan. Secara struktur, lapisan bumi dibagi menjadi tiga bagian, yaitu sebagai berikut :

a.       Kerak bumi (crush) merupakan kulit bumi bagian luar (permukaan bumi). Tebal lapisan kerak bumi mencapai 70 km dan merupakan lapisan batuan yang terdiri dari batu-batuan basa dan masam. Lapisan ini menjadi tempat tinggal bagi seluruh mahluk hidup. Suhu di bagian bawah kerak bumi mencapai 1.100 oC. Lapisan kerak bumi dan bagian di bawahnya hingga kedalaman 100 km dinamakan litosfer.

b.      Selimut atau selubung (mantle) merupakan lapisan yang terletak di bawah lapisan kerak bumi. Tabal selimut bumi mencapai 2.900 km dan merupakan lapisan batuan padat. Suhu di bagian bawah selimut bumi mencapai 3.000 oC.

c.       Inti bumi (core), yang terdiri dari material cair, dengan penyusun utama logam besi (90%), nikel (8%), dan lain-lain yang terdapat pada kedalaman 2900 – 5200 km. Lapisan ini dibedakan menjadi lapisan inti luar dan lapisan inti dalam. Lapisan inti luar tebalnya sekitar 2.000 km dan terdiri atas besi cair yang suhunya mencapai 2.200 oC. inti dalam merupakan pusat bumi berbentuk bola dengan diameter sekitar 2.700 km. Inti dalam ini terdiri dari nikel dan besi yang suhunya mencapai 4.500 oC.

1. Litosfer (lapisan batuan pembentuk kulit bumi atau crust)

Litosfer berasal dari kata lithos berarti batu dan sfhere/sphaira berarti bulatan atau lapisan. Dengan demikian Litosfer dapat diartikan lapisan batuan pembentuk kulit bumi. Dalam pengertian lain, litosfer adalah lapisan bumi paling atas dengan ketebalan lebih kurang 70 km yang tersusun dari batuan penyusun kulit bumi. Lebih lanjut mengenai litosfer akan dibahas dalam bab 4.

2. Astenosfer (lapisan selubung atau mant/e)

Astenosfer, yaitu lapisan yang terletak di bawah litosfer dengan ketebalan sekitar 2.900 km berupa material cair kental dan berpijar dengan suhu sekitar 3.000 0C, merupakan campuran dari berbagai bahan yang bersifat cair, padat dan gas bersuhu tinggi.

3. Barisfer (lapisan inti bumi atau core)

Barisfer, yaitu lapisan inti bumi yang merupakan bagian bumi paling dalam yang tersusun atas lapisan Nife (Niccolum atau nikel dan ferrrum atau besi). Lapisan ini dapat pula dibedakan atas dua bagian yaitu inti luar dan inti dalam.

a. Inti luar (Outer core)

Inti luar adalah inti bumi yang ada di bagian luar. Tebal lapisan ini sekitar 2.200 km, tersusun atas materi besi dan nikel yang bersifat cair, kental, dan panas berpijar bersuhu sekitar 3.900 0C.

b. Inti dalam (Inner core)

Inti dalam adalah inti bumi yang ada di lapisan dalam dengan ketebalan sekitar 2.500 km, tersusun atas materi besi dan nikel pada suhu yang sangat tinggi yakni sekitar 4.8000C, akan tetapi tetap dalam keadaan padat dengan densitas sekitar 10 gram/cm3. Hal itu disebabkan adanya tekanan yang sangat tinggi dari bagian-bagian bumi lainnya.

Lapisan atas kerak bumi, di daerah daratan, biasanya dilapisi tanah. Tanah, yang terdiri atas partikel batuan yang ditimpa cuaca, juga mengandung banyak zat organik yang berasal dari pembusukan makhluk hidup zaman purba. Tanah mendukung kehidupan tanaman di bumi dan juga binatang karena makanan hewan, baik langsung maupun tidak berasal dari tanaman.

Berdasarkan uraian tersebut, dapat disimpulkan bahwa karakteristik lapisan bumi paling dalam (inti) memiliki sifat pejal atau keras yang diselubungi lapisan cair relatif kental, sedangkan bagian luar atau atasnya berupa litosfer yang pejal dan keras pula.

Sumber :

·         http://rene-wulan.blogspot.com/2012/04/ruang-lingkup-ipa-iad-tugas-2.html

·         http://ginaamuthia.wordpress.com/2012/11/23/ruang-lingkup-ipa-alam-semesta-tata-surya-bumi/