A. Latar Belakang
Pernahkah kamu bayangkan betapa
luas alam semesta tempat kita tinggal? Mungkin kamu memang belum banyak
tahu tentang hal itu. Kalaupun pernah, kamu tentu masih sangat sulit
membayangkan betapa besar ukuran alam semesta ini. Akan kami terangkan
seberapa besar alam semesta ini dengan menggunakan suatu contoh.
Seberapa jauhkah jarak yang dapat kamu bayangkan? Jarak antara batas
kota tempat kamu tinggal mungkin tampak begitu besar bagimu. Anggap saja
kamu sedang melintasi seluruh jalan-jalan di kotamu, dari timur ke
barat, dan kamu akan terkagum-kagum oleh keluasannya. Mungkin diantara
kalian ada yang pernah bepergian ke kota lain yang jauh jaraknya. Tapi,
camkan satu hal! Meskipun kamu pergi mengelilingi dunia, tetap saja
masih sulit untuk membantumu membayangkan betapa luas alam semesta ini.
Karena ukuran bumi hanyalah sebesar debu jika dibandingkan dengan ukuran
alam semesta yang teramat sangat luas ini.
A. TERBENTUKNYA ALAM SEMESTA
1. Teori Ledakan Besar (Big-Bang Theory)
Teori Big Bang yaitu teori yang
bisa diterima secara ilmiah sekarang untuk menjelaskan asal mula
terbentuknya alam semesta (universe).Teori ini berbunyi:
“ Alam semesta diciptakan
kira-kira 15.000.000.000 (lima belas trilyun) tahun yang
lalu,kejadiannya berawal dari meledaknya atom prima atau atom awal
(Primeval Atom). Ledakan itu sangat besar dan dasyat yang menyebabkan
berhamburannya seluruh isi (Materi dan energi)atom prima itu ke segala
arah.”
Dengan dasar teori Big Bang itu,
para ahli sekarang berhasil mereka ulang pembentukan alam semesta dari
waktu ke waktu, dimulai dari pristiwa Big Bang bahkan saat ini mereka
dapat memperkirakan bagaimana bentuk alam semesta ini beberapa abad
nanti, contohnya jika Galaksi Bimasakti (Milkyway) tempat kita berpijak
dan galaksi tetangga yang paling dekat yaitu Galaksi Andromeda akan
saling bergerak mendekat dan suatu saat mereka akan bertabrakan.
2. Proses Terbentuknya 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 menciptakan gumpalan-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.
3. Pendukung Teori Big Bang
Teori Big Bang ini diajukan oleh
Georges Lemaitre pada tahun 1927, dia adalah seorang pendeta sekaligus
ahli matematika dari Belgia.
Bertahun-tahun kemudian, Edwin
Hubble menetapkan teori bahwa : Galaksi-galaksi di alam semesta ini
semuanya bergerak menjauhi pusat alam semesta dengan kecepatan yang
sangat tinggi atau dapat dikatakan bahwa alam semesta ini mengembang
kesegala arah. Apa yang dikemukakan Hubble ini menguatkan teori Big
Bang-nya Lemaitre.
Teori Big Bang juga
memprediksikan bahwa ledakan Big Bang telah meninggalkan seberkas cahaya
radiasi ("background" radiation) dan pada tahun 1964, Arno Penzias dan
Robert Wilson berhasil menemukan radiasi pertama ini, persis seperti
yang diprediksikan dalam teori Big Bang.
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.
B. HIPOTESIS “KEADAAN-STABIL”
Teori Dentuman Besar dengan
cepat diterima luas oleh dunia ilmiah karena bukti-bukti yang jelas.
Namun, para ahli astronomi yang memihak materialisme dan setia pada
gagasan alam semesta tanpa batas yang dituntut paham ini menentang
Dentuman Besar dalam usaha mereka mempertahankan doktrin fundamental
ideologi mereka. Alasan mereka dijelaskan oleh ahli astronomi Inggris,
Arthur Eddington, yang berkata, “Secara filosofis, pendapat tentang
permulaan yang tiba-tiba dari keter-aturan alam sekarang ini
bertentangan denganku.
Ahli astronomi lain yang
menentang teori Dentuman Besar adalah Fred Hoyle. Sekitar pertengahan
abad ke-20 dia mengemukakan sebuah model baru yang disebutnya
“keadaan-stabil”, yang tak lebih suatu per-panjangan gagasan abad ke-19
tentang alam semesta tanpa batas. Dengan menerima bukti-bukti yang tidak
bisa disangkal bahwa jagat raya mengembang, dia berpendapat bahwa alam
semesta tak terbatas, baik dalam dimensi maupun waktu. Menurut model
ini, ketika jagat raya mengembang, materi baru terus-menerus muncul
dengan sendirinya dalam jumlah yang tepat sehingga alam semesta tetap
berada dalam “keadaan-stabil”. Dengan satu tujuan jelas mendukung dogma
“materi sudah ada sejak waktu tak terbatas”, yang merupakan basis
filsafat mate-rialis, teori ini mutlak bertentangan dengan “teori
Dentuman Besar”, yang menyatakan bahwa alam semesta mempunyai permulaan.
Pendukung teori keadaan-stabil Hoyle tetap berkeras menentang Dentuman
Besar selama bertahun-tahun. Namun, sains menyangkal mereka.
C. 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.
D. GALAKSI
Berdasarkan Hipotesis Fowler,
galaksi berawal dari suatu kabut gas pijar dengan massa yang sangat
besar. Kabut ini kemudian mengadakan kontraksi dan kondensasi sambil
terus berputar pada sumbunya. Ada massa yang tertinggal, yakni pada
bagian luar dari kabut pijar tadi. Massa itu juga mengadakan kontraksi
dan kondensasi maka terbentuklah gumpalan gas pijar yaitu
bintang-bintang. Bagi yang bermassa besar masih berupa kabut bintang.
Dengan cara yang sama, bagian luar bintang yang tertinggal juga
mengadakan kondensasi sehingga terbentuklah planet. Demikian juga bagian
planet membentuk satelit bulan.
Bima Sakti atau Milky Way,
berbentuk seperti kue cucur. Matahari kita terletak kira-kira pada jarak
2/3, dihitung dari pusat galaksi itu sampai ke tepiannya.
Tata surya terdiri dari matahari
sebagai pusat, benda-benda lain seperti planet, satelit, meteor-meteor,
komet-komet, debu dan gas antarplanet beredar mengelilinginya.
Teori-teori yang mendukung terbentuknya tata surya, antara lain
Hipotesis Nebular, Hipotesis Planettesimal, Teori Tidal, Teori Bintang
Kembar, Teori Creatio Continua dan Teori G.P. Kuiper.
E. SUSUNAN TATA SURYA
Matahari kita dikelilingi oleh
sembilan planet. Empat buah yang dekat dengan Matahari disebut planet
dalam, yaitu Merkurius, Venus, Bumi dan Mars. Lima lainnya yang disebut
planet luar berada relatif jauh dengan Matahari dan umumnya besar-besar.
Mereka adalah Jupiter, Saturnus, Uranus, Neptunus, dan Pluto.
Anggota. tata. surya yang lain adalah:
1. Asteroida, berbentuk semacam
planet tetapi sangat kecil, bergaris tengah 500 mil, jumlahnya lebih
dari 2.000 buah dan terletak antara Mars dan Jupiter.
2. Komet atau bintang berekor.
Garis edarnya eksentrik, perihelionnya sangat dekat dengan matahari,
sedangkan aphelionnya sangat jauh, berupa bola gas pijar seperti
matahari.
3. Meteor, merupakan batuan
dingin yang terjadi akibat gaya tarik bumi sehingga masuk ke atmosfer
menjadi pijar karena bergesekan dengan atmosfer.
F. DESKRIPSI DAN MODEL ALAM SEMESTA
Kesan umum luas dan megahnya
alam semesta diperoleh penghuni Bumi dengan memandang langit malam yang
cerah tanpa cahaya Bulan. Langit tampak penuh taburan bintang yang
seolah tak terhitung jumlahnya. Struktur dan luas alam semesta sangat
sukar dibayangkan manusia, dan progres persepsi dan rasionalitas manusia
tentang itu memerlukan waktu berabad-abad.
Deskripsi pemandangan alam
semesta pun beragam. Dulu alam semesta dimodelkan sebagai ruang
berukuran jauh lebih kecil dari realitas seharusnya. Ukuran diameter
Bumi (12.500 km) baru diketahui pada abad ke- 3 (oleh Eratosthenes),
jarak ke Bulan (384.400 km) abad ke-16 ( Tycho Brahe, 1588), jarak ke
Matahari (sekitar 150 juta km) abad ke-17 (Cassini, 1672), jarak bintang
61 Cygni abad ke-19 , jarak ke pusat Galaksi abad ke-20 (Shapley,
1918), jarak ke galaksi-luar (1929), Quasar dan Big Bang (1965).
Perjalanan panjang ini terus berlanjut antargenerasi.
Benda langit yang terdekat
dengan bumi adalah bulan. Gaya gravitasi bulan menggerakkan pasang surut
air laut di bumi, tak henti-hentinya selama bermiliar tahun. Karena
periode orbit dan rotasi Bulan sama, manusia di Bumi tak pernah bisa
melihat salah satu sisi permukaan Bulan tanpa bantuan teknologi untuk
mengorbit Bulan. Rahasia sisi Bulan lainnya, baru didapat dengan
penerbangan Luna 3 pada tahun 1959.
Pada siang hari, pemandangan
langit sebatas langit biru dan matahari atau bulan kesiangan; sedang di
saat fajar dan senja, langit merah di kaki langit timur dan barat.
Interaksi cahaya matahari dengan angkasa Bumi melukiskan suasana langit
yang berwarna warni.
Matahari sendiri adalah satu di
antara beragam bintang di Galaksi. Ada bintang yang lebih panas dari
Matahari (suhu permukaan Matahari 5.800o K), seperti bintang panas (bisa
mencapai 50.000oK) yang memancarkan lebih banyak cahaya
ultraviolet-cahaya yang berbahaya bagi kehidupan. Ada bintang yang lebih
dingin, lebih banyak memancarkan cahaya merah dan inframerah
dibandingkan cahaya tampak yang banyak dipergunakan manusia.
Manusia bisa mencapai
batas-batas pengetahuan alam semesta yang luas, mengenal ciptaan Allah
yang tidak pernah dikenali di muka bumi seperti Black Hole, bintang
Netron, Pulsar, bintang mati, ledakan bintang Nova atau Supernova,
ledakan inti galaksi dan sebagainya. Akan tetapi, berbagai fenomena yang
sangat dahsyat itu tak mungkin didekatkan dengan mahluk hidup yang
rentan terhadap kerusakan. Walau demikian, ada jalan bagi yang ingin
bersungguh-sungguh menekuninya.
G. BUMI DAN PLANET-PLANET LAINNYA
Dimulai dari planet Bumi: sebuah
wahana yang ditumpangi oleh bermiliar manusia. Kecerdasan spiritual
manusialah yang akan memberi makna perjalanan di alam semesta ini;
perjalanan antargenerasi selama bermiliar tahun tanpa tujuan akhir yang
diketahui pasti, yang gratis dan tak berujung, hingga waktu
kehancurannya tiba.
Namun Bumi masih terlalu kecil
dibandingkan Matahari, sebuah bola gas pijar raksasa, lebih dari
1.250.000 kali ukuran Bumi dan bermassa 100.000 kali lebih besar. Bumi
yang tak berdaya, tertambat oleh gravitasi, terseret Matahari
mengelilingi pusat Galaksi lebih dari 200 juta tahun untuk sekali edar
penuh. (Lalu apa rencana secercah kehidupan kita dalam pengembaraan
panjang ini? Sangat sayang bila kita tidak sempat melihat kosmos hari
ini. Sangat sayang kita tidak berencana sujud dan berserah kepada Tuhan
Yang Mahakuasa.)
Pengiring Matahari lainnya
adalah planet Merkurius, Venus, Mars, Jupiter, Saturnus, Uranus,
Neptunus, Pluto, asteroid, komet dan sebagainya. Ragam wahana dalam tata
surya itu berupa sosok bola gas, bola beku, karang tandus yang sangat
panas; semuanya tak terpilih seperti planet Bumi. (Lalu, mengapa wahana
yang tersebar di alam semesta yang sangat luas itu tak semuanya mudah
atau layak dihuni oleh kehidupan?)
Putaran demi putaran waktu
berlalu, kehancuran wahana bermiliar manusia akan menghampiri perlahan
tapi pasti. Namun, berbagai pertanyaan manusia tentang misteri alam
semesta masih belum atau tak berjawab. Berbagai upaya rasionalitas
manusia telah dikerahkan dan pengetahuan bertambah, namun misteri alam
semesta itu terus menjadi warisan bagi generasi berikutnya.
Penjelajahan akal manusia
mendapatkan fakta-fakta penyusun alam semesta, mulai dari dunia atom,
planet, tata surya, hingga galaksi dan ruang alam semesta yang berbatas
galaksi-galaksi muda. Dengan itu, pengetahuan manusia merentang dalam
dimensi panjang 10-13 hingga 1026 meter, yang merupakan batas
fakta-fakta yang dapat diperoleh dalam dunia sains. Pada abad ke-21
manusia masih berambisi untuk menyelami dunia 10-35 meter (skala panjang
Planck) atau 10-20 kali lebih kecil dari penemuan skala atom pada
dekade pertama abad ke-20. Begitu pula dimensi lainnya seperti waktu,
energi, massa, rentangnya meluas dari yang lebih kecil dan lebih besar.
Tentang rentang waktu alam
semesta, manusia mendefinisikan berbagai zaman (dan zaman transisi di
antaranya): Zaman Primordial, ketika usia alam semesta antara 10-50
hingga 105 tahun, Zaman Bintang, (106 – 1014 tahun), Zaman Materi
Terdegenerasi, (1015 – 1039 tahun), Zaman Black Hole, (1040 – 10100
tahun), Zaman Gelap ketika alam semesta menghampiri kehancurannya dan
Zaman Kehancuran Alam Semesta, ketika materi meluruh. Tanpa fakta-fakta
dan ilmu yang diketahui manusia (atas izin Allah), akhirnya manusia
hanya bisa berspekulasi dan tak bisa mendefenisikan berbagai keadaan,
misalnya sebelum kelahiran alam semesta dan setelah kehancuran.
Penjelajahan akal manusia bisa
menggapai penaksiran hal-hal berikut: jumlah partikel (di Matahari 1060
atau di Bumi 1050), energi ikat (antara Bumi dan Matahari sebesar 1033
Joule), energi radiasi matahari sebesar 1026 watt, energi Matahari yang
diterima Bumi sebesar 1022 Joule, energi yang diperlukan manusia per
tahun sebesar 1020 Joule, energi penggabungan inti atom, fissi 1 mol
Uranium sebesar 1013 Joule, energi yang dihasilkan 1 kg bensin sebesar
108 Joule. Sebuah anugerah yang besar bagi manusia, walaupun melalui
proses yang panjang.
DAFTAR PUSTAKA
- Mustafa KS. Buku Alam Semesta dan Kehancurannya. Penerbit Percetakan Offcet.
- Dr. Mawardi. Dkk. Buku IAD, ISD, IBD Penerbit Pustaka Setia. See. Harun Yahya, The Evolution Deceit: The Scientific Collapse of Darwinism and Its Ideological Background, Istanbul, 1998.
- Cronin, Vincent, The View from Planet Earth: Man Looks at the Cosmos, New York: William Morrow dan Company, Inc., 1981, ISBN 0-688-00642-6
- Roos, Matts Introduction to Cosmology. John Wiley & Sons, Ltd, Chichester: 2003.
- Hawley, John F. & Katerine A. Holcomb Foundations of Modern Cosmology. Oxford University Press, Oxford: 1998.
- Hetherington, Norriss S. Cosmology: Historical, Literary, Philosophical, Religious, and Scientific Perspectives. Garland Publishing, New York: 1993.
- http://hadirukiyah2.blogspot.com/2010/01/terbentuknya-alam-semesta-dan.html
- Gal-Or, Benjamin, Cosmology, Physics and Philosophy, Springer Verlag, 1981, 1983, 1987, New York.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar