I

Bumi dan Alam Semesta

Pertemuan ke-4

Ilmu Kealaman Dasar (IAD)

I

Review Pertemuan ke-3

• Membedakan metode ilmiah dan non ilmiah.• Memahami metode ilmiah• Memahami metode ilmiah sebagai dasar IPA• Mengkaji perkembangan ilmu pengetahuan

alam• Memahami ruang lingkup IPA dan dapat

mengembangkannya untuk tujuan pembangunan

I

Quiz pra...

• Jelaskan terbentuknya Alam Semesta menurut anda!

I

• Menjelaskan pembentukan alam semesta.

• Menjelaskan tentang tata surya• Menjelaskan bumi sebagai planet.• Menjelaskan tentang struktur bumi.• Menjelaskan Pembentukan Benua

dan Samodra.

Pertemuan ke-4

I

Pembentukan Alam Semesta

• Dalam bentuk standarnya, teori Dentuman Besar (Big Bang) mengasumsikan bahwa semua bagian jagat raya mulai mengembang secara serentak.

• Namun bagaimana semua bagian jagat raya yang berbeda bisa menyelaraskan awal pengembangan mereka?

• Siapa yang memberikan perintah?(Andre Linde, Profesor Kosmologi)

I

Alam semesta (sejarah pemikiran)

• Seabad yang lalu, penciptaan alam semesta adalah sebuah konsep yang diabaikan para ahli astronomi.

• Alasannya adalah peneri-maan umum atas gagasan bahwa alam semesta telah ada sejak waktu tak terbatas.

• Dalam mengkaji alam semesta, ilmuwan berang-gapan bahwa jagat raya hanyalah akumulasi materi dan tidak mem-punyai awal.

• Tidak ada momen "penciptaan", yakni momen ketika alam semesta dan segala isinya muncul

I

• Alam semesta bukanlah objek yang diciptakan, jika memang demikian, maka jagat raya harus diciptakan secara seketika oleh Tuhan dan muncul dari ketiadaan. Untuk mengakui penciptaan, orang harus mengakui, sejak awal, keberadaan momen ketika alam semesta tidak ada, dan bahwa sesuatu muncul dari ketiadaan. Ini pandangan yang tidak bisa diterima sains

• (Politzer di Principes Fonda-mentaux de Philosophie)

I

Dasar teori Big Bang

• Pada tahun 1922, ahli fisika Rusia, Alexandra Friedman, menghasilkan perhitungan yang menunjukkan bahwa struktur alam semesta tidaklah statis dan bahwa impuls kecil pun mungkin cukup untuk menyebabkan struktur keseluruhan mengembang atau mengerut menurut Teori Relativitas Einstein.

• Berdasarkan perhitungan ini, astronomer Belgia, Lemaitre, menyatakan bahwa alam semesta mempunyai permulaan dan bahwa ia mengembang sebagai akibat dari sesuatu yang telah memicunya. Dia juga menyatakan bahwa tingkat radiasi (rate of radiation) dapat digunakan sebagai ukuran akibat (aftermath) dari "sesuatu" itu

I

Penemuan Hubble

• 1929, astronomer Amerika, Edwin Hubble, yang bekerja di Observatorium Mount Wilson California, membuat penemuan paling penting dalam sejarah astronomi.

• Ketika mengamati sejumlah bintang melalui teleskop raksasanya, dia menemukan bahwa cahaya bintang-bintang itu bergeser ke arah ujung merah spektrum, dan bahwa per-geseran itu berkaitan langsung dengan jarak bintang-bintang dari bumi. Penemuan ini mengguncangkan landasan model alam semesta yang dipercaya saat itu.

I

• Menurut aturan fisika yang diketahui, spektrum berkas cahaya yang mendekati titik observasi cenderung ke arah ungu, sementara spektrum berkas cahaya yang menjauhi titik observasi cenderung ke arah merah. (Seperti suara peluit kereta yang semakin samar ketika kereta semakin jauh dari pengamat).

• Pengamatan Hubble menunjukkan bahwa menurut hukum ini, benda-benda luar angkasa menjauh dari kita. Hubble membuat penemuan penting lagi; bintang-bintang tidak hanya menjauh dari bumi; mereka juga menjauhi satu sama lain.

• Satu-satunya kesimpulan yang bisa diturunkan dari alam semesta di mana segala sesuatunya saling menjauh adalah bahwa alam semesta dengan konstan "mengembang".

I

• Ada kebenaran lain yang ditunjukkan Dentuman Besar ini. Untuk mengatakan bahwa sesuatu mempunyai volume nol adalah sama saja dengan mengatakan sesuatu itu "tidak ada". Seluruh alam semesta dicip-takan dari "ketidakadaan" ini.

• Dan lebih jauh, alam semesta mempunyai permulaan, berlawanan dengan pendapat materialisme, yang mengata-kan bahwa "alam semesta sudah ada selamanya

I

Hipotesis ‘steady state”• 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.

• 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 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

I

Kemenangan Dentuman Besar

• Pada tahun 1948, George Gamov mengembangkan perhitungan George Lemaitre lebih jauh dan menghasilkan gagasan baru mengenai Dentuman Besar.

• Jika alam semesta terbentuk dalam sebuah ledakan be-sar yang tiba-tiba, maka harus ada sejumlah tertentu radiasi yang ditinggalkan dari ledakan tersebut. Radiasi ini harus bisa dideteksi, dan lebih jauh, harus sama di selu-ruh alam semesta.

I

• Pada tahun 1965, dua peneliti ber-nama Arno Penzias dan Robert Wilson menemukan sebentuk radiasi yang selama ini tidak teramati. Dise-but "radiasi latar belakang kosmik",

• radiasi ini tidak seperti apa pun yang berasal dari seluruh alam semesta karena luar biasa seragam.

• Radiasi ini tidak dibatasi, juga tidak mempunyai sumber tertentu; alih-alih,

• radiasi ini tersebar merata di seluruh jagat raya. Segera disadari bahwa radiasi ini adalah gema Dentuman Besar, yang masih menggema balik sejak momen pertama ledakan besar tersebut.

• Gamov telah mengamati bahwa frekuen-si radiasi hampir mempu-nyai nilai yang sama dengan yang telah di-perkirakan oleh para ilmu-wan sebelumnya. Penzias dan Wilson dianugerahi hadi-ah Nobel untuk penemuan mereka.

I

• Pada tahun 1989, George Smoot dan tim NASA-nya meluncurkan sebuah satelit ke luar angkasa. Sebuah in-strumen sensitif yang disebut "Cosmic Background Emission Explorer" (COBE) di dalam satelit itu hanya memerlukan delapan menit untuk mendeteksi dan menegaskan tingkat radiasi yang dilaporkan Penzias dan Wilson.

• Hasil ini secara pasti menun-jukkan keberadaan bentuk rapat dan panas sisa dari ledakan yang menghasilkan alam semesta. Kebanyakan ilmuwan mengakui bahwa COBE telah berhasil menangkap sisa-sisa Dentuman Besar.

I

• Ada lagi bukti-bukti yang muncul untuk Dentuman Besar. Salah satunya berhubungan dengan jumlah relatif hidrogen dan helium di alam semesta.

• Pengamatan menunjukkan bahwa campuran kedua unsur ini di alam semesta sesuai dengan perhitungan teoretis dari apa yang seharus-nya tersisa setelah Dentuman Besar.

• Bukti itu memberikan tusukan lagi ke jantung teori keadaan-stabil karena jika jagat raya sudah ada selamanya dan tidak mempunyai permulaan, semua hidrogennya telah terbakar menjadi helium.

I

Pengakuan Big Bang

• Dihadapkan pada bukti seperti itu, Dentuman Besar memperoleh persetujuan dunia ilmiah nyaris sepenuhnya.

• Dalam sebuah artikel edisi Oktober 1994, Scientific American menyatakan bahwa model Dentuman Besar adalah satu-satunya yang dapat menjelaskan pengembangan terus menerus alam semesta dan hasil-hasil pengamatan lainnya.

I

• Jika materi hidup bukan disebabkan oleh interaksi atom-atom, kekuatan alam, dan radiasi, bagaimana dia muncul?.... Namun saya pikir, kita ha-rus... mengakui bahwa satu-satunya penjelasan yang bisa diterima adalah penciptaan. Saya tahu bahwa ini sangat dibenci para ahli fisika, demikian pula saya, namun kita tidak boleh menolak apa yang tidak kita sukai jika bukti eksperimental mendukungnya.

• (H.P. Lipson)

I

Big bang dalam Al Qur’an

• "Dan apakah orang-orang kafir tidak mengetahui bahwasanya langit dan bumi itu keduanya dahulu adalah suatu yang padu, kemudian Kami pisahkan antara keduanya. Dan daripada air Kami jadikan segala sesuatu yang hidup. Maka mengapakah mereka tiada juga beriman?" (QS. Al Anbiyaa', 21: 30) !

I

• "Dan langit itu Kami bangun dengan kekuasaan (Kami) dan sesung-guhnya Kami benar-benar meluaskannya." (QS. Adz-Dzaariyat, 51: 47) !

I

Tata Surya

• Sistem paling indah yang terdiri dari matahari, planet, dan komet ini dapat muncul dari tujuan dan kekuasaan Zat yang berkuasa dan cerdas... Dia mengen-dalikan semuanya, tidak sebagai jiwa na-mun sebagai penguasa dari segalanya, dan disebabkan kekuasaan-Nya, Dia biasa dise-but sebagai "Tuhan Yang Mahaagung

• (Isaac Newton)

I

• Tata surya terdiri dari matahari sebagai pusat, benda-benda lain seperti planet, satelit, meteor-meteor, komet-komet, debu dan gas antarplanet beredar mengelilinginya

I

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 (?).

I

Anggota lain

• Asteroida, berbentuk semacam planet tetapi sangat kecil, bergaris tengah 500 mil, jumlahnya lebih dari 2.000 buah dan terletak antara Mars dan Jupiter.

• Komet atau bintang berekor. Garis edarnya eksentrik, perihelionnya sangat dekat dengan matahari, sedangkan aphelionnya sangat jauh, berupa bola gas pijar seperti matahari.

• Meteor, merupakan batuan dingin yang terjadi akibat gaya tarik bumi sehingga masuk ke atmosfer menjadi pijar karena bergesekan dengan atmosfer.

I

Bumi

• Berbagai upaya telah ditempuh untuk menentukan umur tata surya termasuk bumi. Teori tentang itu antara lain Teori Sedimen, Teori Kadar Garam, Teori Geotermal dan Teori Radioaktivitas. Teori yang terakhir inilah yang dianggap paling benar.

• Teori ini berlandaskan perhitungan waktu paruh dari peluruhan zat radioaktif. Dengan mengetahui kadar zat radioaktif dibandingkan dengan kadar zat luruhannya dapat diketahui kapan zat itu terbentuk. Berdasarkan teori ini, kita dapat menghitung bahwa bumi berumur antara 5 sampai 7 ribu juta tahun.

I

• Bumi ternyata tidak sepenuhnya bulat, tetapi agak pipih di kedua kutubnya. Bergaris tengah ekuatorial 7.923 mil sedangkan antarkutub 7.900 mil. BJnya 5,5 dan beratnya 6,6 x 1021 ton

I

Struktur Bumi

• Inti dalam bumi tebalnya 815 mil, inti luar 1.360 mil, mantel bumi 1.800 mil dan lapisan lithosfer 20 mil.

• Lapisan bumi yang cair disebut hidrosfer yang menutupi 71% muka bumi dengan kedalaman rata-rata 4.000 meter.

• Lapisan yang berupa gas disebut atmosfer, terdiri dari troposfer setebal 10 mil. Di sini terdapat segala kegiatan cuaca seperti awan, hujan, badai, petir maupun lalu lintas udara.

• Sesudah troposfer ialah stratosfer dengan ketebalan mulai dari 10 - 50 mil. Pada lapisan ini terdapat lapisan ozon yang dapat menolak datangnya sinar ultra violet berintensitas tinggi dari matahari yang dapat merusak lapisan ionosfer

I

• Dikatakan demikian, karena segala senyawa berurai menjadi ion-ion pada temperatur yang sangat rendah. Sekarang lapisan ozon ini telah robek/berlubang akibat pemakaian bahan kimia jenis CFC. Lapisan ionosfer penting untuk dinding pemantul gelombang radio.

I

Pembentukan Benua dan Samudra

• Teori Wegener mengungkapkan bahwa benua dan samudera bermula dari satu kontinen.

• Oleh karena lapisan kulit bumi, pada awalnya goyah dan bumi bergerak mengadakan rotasi maka lapisan tersebut retak dan secara perlahan serta terus menerus memisahkan diri menjadi benua-benua.

• Pegunungan Himalaya dan Samudera Hindia (Indonesia) terbentuk karena kerutan geoinklinal, sedangkan Atlantik karena pergeseran horizontal.

• Lithosfer, hidrosfer maupun troposfer merupakan tempat tinggal berbagai makhluk hidup dan disebut biosfer

I

• Harry Hess, 6 lempengan utama bumi :– Lempengan Amerika, terdiri dari Amerika Utara dan Selatan

serta 1/2 dasar bagian barat Samudera Atlantik; – Lempengan Afrika, yang terdiri dari Afrika dan sebagian

samudera sekitarnya; – Lempengan Eurasia, terdiri dari Asia, Eropa, dan dasar laut

sekitarnya; – Lempengan India, yang meliputi anak benua itu dan dasar

samudera sekitarnya; – Lempengan Australia terdiri dari Australia dan samudera di

sekitarnya; – Lempengan Pasifik, yang mendasari samudera Pasifik.

I

I

Tugas kelompok

• Jelaskan keberadaan Planet pluto sekarang!

• Jelaskan Struktur bumi!• Jelaskan Pembentukan benua dan

samudra!