MAKALAH PEMBENTUKAN ALAM SEMESTA DAN TERBENTUKNYA GALAKSI

BAB I

PENDAHULUAN

A.      Latar Belakang Masalah

Di kehidupan sehari-hari kita selalu melihat benda langit seperti matahari, bulan, bintang, ataupun lainnya yang berhubungan langsung dengan apa yang ada di alam semesta ini. Satelit adalah salah satu benda langit, begitu pun dengan planet-planet Di langit yang begitu luas ini terdapat begitu banyak benda-benda yang begitu indah mengisi langit alam semesta ini.

Di Sekolah Dasar kita sudah pernah belajar mengenai benda-benda langit, termasuk benda-benda langit : Galaksi dan Tata Surya. Di Sekolah Menengah Pertama pun kita pernah mempelajarinya, bahkan samai pada jenjang Sekolah Menengah Atas kita masih mempelajarinya.

Didalam mata kuliah Ilmu Alamiah Dasar kembali kita akan membahas tentang hal-hal yang berhubungan dengan Alam Semesta ini. Dalam makalah ini penulis akan membahas tentang pembentukan alam semesta dan terbentuknya galaksi

. Alam semesta menurut orang Babylonia (kurang lebih sekitar tahun 700-600 SM). Sedangkan Galaksi adalah sebuah sistem yang terikat oleh gaya gravitasi yang terdiri atas bintang (dengan segala bentuk manifestasinya, antara lain bintang neutron dan lubang hitam),  gas dan debu kosmik medium antarbintang, dan kemungkinan substansi hipotetis yang dikenal dengan materi gelap. Untuk lebih jelas hal tersebut akan penulis paparkan dalam halaman pembahasan.

B.       Rumusan Masalah

Perumusan masalah pada pembahasan bab ini meliputi :

1. Apakah yang dimaksud dengan Alam semesta dan Galaksi?
2. Bagaimana teori-teori pendukung terbentuknya Alam semesta dan Galaksi?

C.      Tujuan Penulisan

Setelah mempelajari materi yang ada dalam makalah ini, secara khusus pembacadiharapkan dapat:

1. Menjelaskan tentang Alam semesta dan Galaksi
2.  Menjelaskan teori-teori pendukung terbentuknya Alam semesta dan Galaksi

BAB II

PEMBAHASAN

A.      ALAM SEMESTA

1.      Pengertian Alam Semesta

Alam semesta atau jagad raya kata ini digunakan untuk menjelaskan seluruh ruang waktu kontinu di mana kita berada, denganenergi dan materi yang dimilikinya pada pertengahan pertama abad ke-20. Usaha untuk memahami pengertian alam semesta dalam lingkup ini pada skala terbesar yang memungkinkan, ada pada kosmologi, ilmu pengetahuan yang berkembang dari fisika danastronomi.

Pada pertengahan terakhir abad ke-20, perkembangan kosmologi berdasarkan pengamatan, juga disebut fisika kosmologi, mengarahkan pada pembagian kata alam semesta ini, antara kosmologi pengamatan dan kosmologi teoretis; yang (biasanya) para ahli menyatakan tidak ada harapan untuk mengamati keseluruhan dari ruang waktu kontinu, kemudian harapan ini dimunculkan, mencoba untuk menemukan spekulasi paling beralasan untuk model keseluruhan dari ruang waktu, mencoba mengatasi kesulitan dalam mengimajinasikan batasan empiris untuk spekulasi tersebut dan risiko pengabaian menuju metafisika

Alam semesta menurut orang Babylonia (kurang lebih sekitar tahun 700-600 SM) merupakan suatu ruangan atau selungkup dengan bumi yang datar sebagai lantainya dan langit dan bintang sebagai atapnya yang di dalamnya terdapat kehidupan yang biotic dan abiotic, serta di dalamnya terjadi segala peristiwa alam baik yang dapat diungkapkan manusia ataupun yang tidak. Sedangkan alam semesta, pythagoras berpendapat bahwa bumi ini bulat dan berputar: karena berputar  maka nampaknya seolah-olah alam berputar mengelilingi bumi.

2.      Teori Terbentuknya Alam Semesta

Pada jaman kerajaan Yunani orang percaya bahwa bumi merupakan pusat dari alam semesta ini (egosentrisme). Namun, berkat pengamatan dan pemikiran yang lebih tajam, pandangan itu berubah sejak zaman abad pertengahan yang diperopoli oleh copernicus menjadi heliosentrik yaitu mataharilah yang menjadi pusat beredarnya b bumi bersama planet-planet lain. Pada model pertama telah disebutkan bahwa saat itu dianggap sebagai awal dari abad perkembangan ilmu pengetahuan alam. Pengamatan selanjutnya mengungkapkan bahwa matahari kita sebenarnya adalah salah satu dari pusat bintang-bintang yang merupakan satu kabut gas pilar yang sangat besar, dikelilingi oleh kelompok-kelompok bintang yang sangat dekat satu dengan yang lain (cluster) dan juga dikelilingi oleh gumpalan-gumpalan kabut gas pilar yang lebih kecil dari pusatnya (nebule) dan tebaran ribuan bintang. Keseluruhannya itu, termasuk matahari kita ini, disebut galaksi. galaksi itu tidak hanya satu tetapi beribu-ribu jumlahnya. galaksi Dimana matahari kita berinduk diberi nama “Milk way” atau “Bhima sakti” . apakah semua galaksi itu berpusat dari satu induk galaksi? beberapa teori mengungkapkan sebagai berikut :

a.   Teori Dentuman Atau Ledakan

Teori ledakan ini bertolak dari asumsi adanya satu massa yang sangat besar sekali dan mempunyai berat yang sangat besar, meledak dengan hebat karena adanya reaksi inti. Massa itu kemudian berserak mengembang dengan sangat cepatnya menjauhi pusat ledakan. Setelah berjuta-juta tahun, massa yang berserak itu berbentuk kelompok-kelompok galaksi yang ada sekarang. Mereka terus bergerak menjauhi titik pusatnya. Teori ini didukung oleh kenyataan dari pengamatan bahwa galaksi-galaksi itu memang bergerak menjauhi titik pusat yang sama.

b.   Teori Ekspansi Dan Kontraksi

Teori ini berlandasan pemikiran bahwa ada sesuatu siklus dari alam semesta, yaitu “masa ekspansi” dan “masa kontraksi”. Diduga bahwa siklus ini berlangsung dalam waktu 30.000 juta tahun.

Dalam masa ekspansi terbentuklah galaksi-galaksi serta bintang-bintangnya. Ekspansi ini didukung oleh adanya tenaga yang bersumber dari reaksi ini hidrogen yang pada akhirnya akan membentuk berbagai unsur lain yang kompleks. Pada masa kontraksi, galaksi dan bintang-bintang yang terbentuk meredup dan unsur-unsur yang terbentuk menyusut dengan mengeluarkan tenaga berupa panas yang sangat tinggi.

Kedua teori ini mendukung satu kebenaran bahwa partikel yang ada pada zaman sekarang ini berasal dari partikel yang ada pada zaman dahulu. Berdasarkan teori ekspansi dan kontraksi maka sebenarnya alam semesta ini tidak berawal dan tidak berakhir.

3.      Proses pembentuknya 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 menciptakangumpalan-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.

4.      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.

5.    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.

B.       GALAKSI

1. Pengertian Galaksi

Galaksi adalah sebuah sistem masif yang terikat gaya gravitasi yang terdiri atas bintang (dengan segala bentuk manifestasinya, antara lain bintang neutron dan lubang hitam), gas dan debu medium antar bintang, dan materi gelap.. Kata galaksi berasal dari bahasa Yunani galaxia s(γαλαξίας), yang berarti "seperti susu," yang merujuk pada galaksi Bima Sakti (bahasa Inggris: Milky Way [jalan susu]). Galaksi yang ada berkisar dari galaksi katai dengan hanya sepuluh juta  bintanghingga galaksi raksasa dengan seratus triliun bintang, yang semuanya mengorbit pada pusat massa galaksi masing-masing. Matahari adalah salah satu bintang dalam galaksi Bima Sakti; tata surya termasuk bumi dan semua benda yang mengorbit Matahari.

Tiap galaksi memiliki jumlah sistem bintang dan gugus bintang yang beragam, demikian juga jenis awan antarbintangnya. Di antara galaksi-galaksi ini tersebar medium antarbintang berupa gas, debu, dan sinar kosmis. Lubang hitam supermasifterdapat di pusat sebagian besar galaksi. Diperkirakan lubang hitam supermasif inilah penyebab utama inti galaksi aktifyang ditemukan pada sebagian galaksi. Galaksi Bima Sakti diketahui memiliki setidaknya satu lubang hitam supermasif.

Galaksi yang sering kita dengar adalah Bimasakti atau milky way. Kalau kita cermati agak aneh nama milky way tersebut karena dari benda angkasa luar diumpamakan dengan susu. Namun dari keanehan tersebut terdapat keunikan, yakni bintang bertebaran di langit pada malam hari seperti susu yang tercecer di langit. Galaksi kita berbentuk spiral, dapat kita samakan dengan lingkaran obat nyamuk jika dilihat dari atas dan seperti gasing bila dilihat dari samping. Galaksi kita tidak sebundar lingkaran namun berbentuk elips. Hal ini dibuktikan dengan ukurannya yang memiliki panjang sekitar 100 tahun cahaya dan lebar10 tahun cahaya dan Tata Surya kita berada 30 tahun cahaya dari pusat galaksi.

Selain galaksi Bimasakti kita juga dapat melihat beberapa galaksi dengan mata telanjang ataupun dengan alat. Yang diungkap oleh para ilmuan yakni galaksi Andromeda, Awan Megallianic Besar dan Awan Megallanic Kecil. Galaksi Andromeda lebih besar dari pada Milky way.

2. Teori Terbentuknya Galaksi

Hipotesis (dugaan sementara) tentang terbentuknya galaksi, yaitu hipotesis Fowler (1957).

      Menyurut Fowler, 12 ribu juta tahun yang lalu galaksi kita ini tidaklah seperti dalam keadaan sekarang ini. Ia masih berupa kabut gas hidrogen yang sangat besar sekali yang berada diruang angkasa. Ia bergerak perlahan mengadakan rotasi sehingga keseluruhannya berbentuk bulat. Karena gaya beratnya maka ia mengadakan kontraksi. Massa bagian luar banyak yang tertinggal: pada bagian berkisar lambat dan mempunyai berat jenis yang besar terbentuklah bintang-bintang. Gumpalan kabut yang telah menjadi bintang itu pun secara perlahan mengadakan kontraksi. Energi potensialnya mereka keluarkan dalam bentuk sinar dan panas radiasi dan bintang-bintang itu pun makin turun temperaturnya. Setelah berpuluh ribu juta tahun ia mempunyai bentuknya yang boleh di katakan tetap seperti halnya matahari kita. Hipotesis itu diyakinkan oleh satu observasi yang ditunjukan kepada  pusat galaksi di mana selalu  dilahirkan bintang baru baik secara perlahan-lahan maupun secara eksplosif.

3. Macam –Macam Galaksi

Dari hasil pengamatan selanjutnya, ternyata di alam semesta terdapat beribu-ribu galaksi dengan berbagai bentuk dan ukuran yakni :

a. Galaksi Elips

Galaksi Elips merupakan galaksi yang sudah tua, terbentuk dari bintang-bintang yang sudah tua, lebih redup dibandingkan tipe spiral dengan banyak bintang merah besar, pambentukan bintang baru sudah berhenti.

b. Galaksi Spiral

Galaksi Spiral berbentuk spiral amat besar dengan inti di tengah (nukleus)dan lengan spiral dan cakram (disk). Pada lengan ini terkonsentrasi debu dan gas (nebulae) dimana terdapat pembentukan bintang aktif, bila dilihat dari samping, galaksi ini tampak seperti elips berlengan dan dikelilingi atmosfer bercahaya, serta terdapat lingkaran-lingkaran kumpulan beribu-ribu bintang yang disebut Globular Cluster. Jumlah galaksi ini kurang lebih 80% dari galaksi yang ada. Salah satu contoh galaksi spiral adalah galaksi Canes Venatici.

c. Galaksi Tak Beraturan

Galaksi Tak Beraturan terdiri dari bermiliar-miliar bintang muda berwarna putih kebiruan dan bintang raksasa biru yang sangat panas. Diantara bintang-bintang tersebut bertebaran gas dan debu luar angkasa. Banyaknya galaksi berbentuk tak beraturan ialah 3%.

BAB III

PENUTUP

A.                Kesimpulan

Dari pembahasan diatas dapat ditarik kesimpulan bahwa, Alam Semesta menurut orang Babylonia merupakan suatu ruangan atau selungkup dengan bumi yang datar sebagai lantainya dan langit dan bintang sebagai atapnya.

Menurut teori terbentuknya alam semesta ada 2 macam teori yaitu:

a)      Teori dentuman dan ledakan

b)      Teori ekspansi dan kontraksi

Galaksi adalah calon bintang atau kelompok bintang yang jumlahnya ribuan juta dan terdapat di alam semesta.

Menurut fowler kira-kira 12.000 juta tahun yang lalu, galaksi di alam semesta yang jumlahnya rubuan tidaklah seperti galaksi yang ada pada saat ini. Pada waktu galaksi masih merupakan kabut gas hydrogen yang sangat besar, kabut gas hedrogen tersebut bergerak berlahan-lahan dan berpitar pada porosnya,sehingga seolah-olah berbentuk bulat karena gaya beratnya, kabut gas hydrogen mengadakan kontraksi sehingga bagian luar dari kabut gas hydrogen tersebut banyak yang tertinggal,

Menurut macamnya galaksi dibedakan menjadi 3 macam yaitu :

-       Galaksi berbentuk spiral

-       Galaksi berbentuk Elips

-       Galaksi berbentuk tak beraturan.

B.       Saran

• Hendaknya kita sebagai manusia harus bisa menikmatidan menjaga sebaik-baiknya segala sesuatu yang telah tercipta (alam semesta beserta isinya).
• Sebaiknya ilmu pendidikan yang kita pergunakan tidak terlepas dari koridor keilmuan.

DAFTAR PUSTAKA

Ø  Hendro Darmodjo & Yeni Kaligis. Ilmu Alamiah Dasar. Universitas terbuka. 1999

Ø  https://id.wikipedia.org/wiki/Alam_semesta [22 Nopember 2016]

Ø  http://langitjinggadipelupukmatarumahmakalah.blogspot.co.id/2014/10/makalah-proses-terbentuknya-alam.html [21 Nopember 2016]

Ø  http://uswahmasdion.blogspot.co.id/2014/05/makalah-teori-terbentuknya-galaksi-dan.html [21 Nopember 2016]

Ø  https://id.wikipedia.org/wiki/Galaksi  [21 Nopember 2016]

     http://dunia-blajar.blogspot.co.id/2016/02/teori-terbentuknya-alam-semesta-serta.html

[21 Nopember 2016]