ILMU ALAMIAH DASAR BAB 2

Ruang Lingkup Ilmu Pengetahuan Alam
A. Alam Semesta

Pengertian Alam Semesta
Alam Semesta adalah ruang dimana di dalamnya terdapat kehidupan biotik maupun abiotik serta segala macam peristiwa alam yang dapat diungkapkan maupun yang belum dapat diungkapkan oleh manusia.

A.1 Galaksi
Galaksi (Yuniani: galaxias, Milky Way) adalah kumpulan bintang-bintang, bersama dengan awan interstellar berupa debu dan gas (nebulae) yang menempati volume yang sangat besar di angkasa. Tipe galaksi berdasarkan bentuknya :

1. Galaksi elips
   Galaksi Elips adalah galaksi yang sudah tua, terbentuk dari bintang-bintang yang sudah tua, lebih redup dibandingkan dengan tipe spiral, dengan banyak bintang merah besar, mengandung sedikit awan gas dan debu interstellar, pembentukan bintang baru sudah berhenti.
2. Galaksi spiral
   Galaksi Spiral berbentuk spiral amat besar dengan inti di tengah (nukleus) dan lengan spiral dan cakaram (disk). Pada lengan ini terkonsentrasi debu dan gas (nebulae), dimana terdapat pembentukan bintang aktif. Tipikal galaksi spiral terdiri dari 100.000 juta bintang dan berdiameter 100.000 tahun cahaya. Mempunyai halo galaktik yang mengandung gas dan debu, bintang individual dan globular cluster.
3. Galaksi tidak beraturan
   Galaksi tak beraturan terdiri dari bermilyar-milyar bintang muda, tidak mempunyai bentuk yang pasti.

TEORI TERJADINYA 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.

PENGERTIAN TATA SURYA DAN ANGGOTA SISTEM TATA SURYA 

Tata surya adalah benda-benda angkasa matahari karena gaya tarik gravitasi matahari sehingga membentuk satu kesatuan. Tata Surya terdiri dari matahari sebagai pusat peredaran, sembilan planet, satelit, asteroid, komet, dan materi-materi antar planet.

Matahari merupakan bintang terdekat dengan Bumi yang menjadi pusat dari tata surya. Jarak antara Bumi dan Matahari adalah 150 juta kilometer atau 1 SA. Zat penyusun matahari berupa gas, dengan komposisi: hydrogen (75%), helium (20%), dan unsur lain (2%). Suhu permukaan Matahari 6000 derajat Celsius dan bagian inti mencapai 15 juta derajat Celsius. Matahari berotasi 25,04 hari dan mempunyai gravitasi 27,9 kali gravitasi Bumi. Massa Matahari adalah 333.000 kali massa Bumi. Matahari dibagi menjadi 3 bagian: – Inti Matahari. Di bagian ini terjadi reaksi nuklir(pengubahan hydrogen menjadi helium dan energi). Suhunya mencapai 15 juta Kelvin. – Bola Matahari/fotosfer – Atmosfer Matahari(terdidi dari kromosfer dan korona). Lapisan kulit Matahari dibagi menjadi 3,yaitu:

FOTOSFER – Kedalamannya 500 Km – Suhu fotosfer 6.000 Kelvin dan berkurang menjadi 4.500 Kelvin pada fotosfer bagian luar. Kromosfer – Lapisan kromosfer menjulang 12.000 Km di atas fotosfer dan memiliki tebal kira-kira 2.400 Km. Suhu kromosfer bagian atasnya 10.000 Kelvin. Korona (atmosfer Matahari bagian luar) – Suhu korona bagian luar mencapai 2 juta Kelvin.

PLANET-PLANET ANGGOTA TATA SURYA

1.  MERKURIUS Nama Planet : MerkuriusKala Rotasi : 59 HariKala Revolusi : 88     HariAtmosfer : Uap Natrium, Kalium yang tipisSatelit Alam : Tidak AdaJarak Ke Matahari : 57,9 Juta KmDiameter Planet : 4.879 KmWarna Planet : Hitam Keputih-   Putihan .

2. VENUS Nama Planet : Venus. Kala Rotasi : 244 Hari. Kala Revolusi : 224,7 Hari Atmosfer : Karbon Dioksida (CO2) dan Nitrogen. Satelit Alam : Tidak Ada. Jarak Ke Matahari : 108 Juta KmDiameter Planet : 12.140 Km
3.  BUMI Nama Planet : Bumi Kala Rotasi : 23,9 Jam. Kala Revolusi : 365,3 Hari. Atmosfer : N2, O2, ARGON, CO2, OZON,Gas lain. Satelit Alam : Bulan. Jarak Ke Matahari : 150 Juta km. Diameter Planet : 12,756 km .Warna Planet : Biru Kehijauan
4. MARS Nama Planet : Mars. Kala Rotasi : 24,37 Jam. Kala Revolusi : 687 Hari. Atmosfer : Karbon Dioksida, Nitrogen,Argon. Satelit Alam : Phobos dan Deimos. Jarak Ke Matahari : 228 Juta Km. Diameter Planet : 6.790 Km. Warna Planet : Merah
5. JUPITERNama Planet : JupiterKala Rotasi : 9,56 JamKala Revolusi : 11,9 TahunAtmosfer :Hidrogen, Helium, Metana,Amonia, Phosphin, Asetilena, Etana,Germanium, Karbon Monoksida, AirSatelit Alam : 16 atau 63 Satelit,Diantaranya :Ganymede, Callisto, Io,Europa, Amalthea, Himalia, Metis, AdrasteaJarak Ke Matahari : 778,57 Juta KmDiameter Planet : 142.984 KmWarna Planet : Orange Kecoklat-coklatan
6. SATURNUS Nama Planet : Saturnus.  Kala Rotasi : 10 Jam 14 menit. Kala Revolusi : 29,46 Tahun. Atmosfer : Hidrogen, Helium, Metana, Air,Etana, dsb. Satelit Alam : (56) di antaranya Dione,Rhea, Titan. Jarak Ke Matahari : 1,4 milyar km lebih• Diameter Planet : 60.268 km. Warna Planet : Kuning keputihan.
7. URANUS adalah planet ketujuh dari Matahari dan planet yang terbesar ketiga dan terberat keempat dalam Tata Surya.Ia dinamai dari nama dewa langit Yunani kuno Uranusayah dari Kronos(Saturnus) dan kakek dariZeus( Jupiter). Meskipun Uranus terlihat dengan mata telanjang seperti lima planet klasik , ia tidak pernah dikenali sebagai planet oleh pengamatdahulu kala karena redupnya dan orbitnya yang lambat. SirWilliam Herschel mengumumkan penemuannya pada tanggal 13 Maret 1781, menambah batas yang diketahui dari Tata Surya untuk pertama kalinya dalam sejarah modern. Uranus juga merupakan planet pertama yang ditemukan dengan menggunakan teleskop.
8. NEPTUNUS Nama Planet : Neptunus. Kala Rotasi : 16,1 jam. Kala Revolusi : 164,8 tahun. Atmosfer :Hidrogen (H2),Helium,Metana,Etana,Hidrogen deuterida(HD) dsb. Satelit Alam : 8 buah SATELIT, diantaranya Triton, Proteus, Nereid, danLarissa. Jarak Ke Matahari : 4.450 juta km. Diameter Planet: 49.530 km. Warna Planet : Biru

Komet adalah salah satu anggota dari keluarga sistem tata surya. Komet adalah benda langit yang mengelilingi matahari dengan garis edar berbentuk lonjong atau parabolis atau hiperbolis.Kata "komet" berasal dari bahasa Yunani, yang berarti "rambut panjang". Istilah lainnya adalah bintang berekor yang tidak tidak tepat karena komet sama sekali bukan bintang. Komet terbentuk dari es dan debu. Komet terdiri dari kumpulan debu dan gas yang membeku pada saat berada jauh dari Matahari. Ketika mendekati Matahari, sebagian bahan penyusun komet menguap membentuk kepala gas dan ekor. Komet merupakan gas pijar dengan garis edar yang berbeda-beda. Komet mengorbit Matahari dalam suatu lintasan yang berbentuk elips .

Asteroid, pernah disebut sebagai planet minor atau planetoid, adalah benda berukuran lebih kecil daripada planet, tetapi lebih besar daripada meteoroid, umumnya terdapat di bagian dalam Tata Surya (lebih dalam dari orbit planet Neptunus). Asteroid berbeda dengan komet dari penampakan visualnya. Asteroid pertama yang ditemukan adalah 1 Ceres yang ditemukan pada tahun 1801 oleh Giuseppe Piazzi. Kala itu, asteroid disebut sebagai planetoid. Pada 27 Agustus 2006, dari total 339.376 planet kecil yang terdaftar, 136.563 di antaranya memiliki orbit yang cukup dikenal sehingga bisa diberi nomor resmi yang permanen. Astéroid terluas dalam sistem tatasurya sebelah dalam, yaitu 1 Ceres dengan diameter 900-1000 km. Dua asteroid sabuk sistem tatasurya sebelah dalam, yaitu 2 Pallas dan 4 Vesta; keduanya memiliki diameter ~ 500 km. Vesta merupakan asteroid sabuk paling utama yang kadang-kadang terlihat oleh mata telanjang (pada beberapa kejadian yang cukup jarang, asteroid yang dekat dengan bumi dapat terlihat tanpa bantuan teknis; lihat 99942 Apophis). Massa seluruh asteroid Sabuk Utama diperkirakan sekitar 3.0-3.6×1021 kg, atau kurang lebih 4% dari massa bulan. Dikatakan bahwa asteroid Ida juga memiliki sebuah satelit yang bernama Dactyl.

 Meteor adalah penampakan jalur jatuhnya meteoroid ke atmosfer bumi, lazim disebut sebagai bintang jatuh. Penampakan tersebut disebabkan oleh panas yang dihasilkan oleh tekanan ram (bukan oleh gesekan, sebagaimana anggapan umum sebelum ini) pada saat meteoroid memasuki atmosfer. Meteor yang sangat terang, lebih terang daripada penampakan Planet Venus, dapat disebut sebagai bolide. Jika suatu meteoroid tidak habis terbakar dalam perjalanannya di atmosfer dan mencapai permukaan bumi, benda yang dihasilkan disebut meteorit. Meteor yang menabrak bumi atau objek lain dapat membentuk impact crater

 TEORI TERJADINYA BUMI

Bumi adalah planet tempat tinggal seluruh makhluk hidup beserta isinya. Sebagai tempat tinggal makhluk hidup, bumi tersusun atas beberapa lapisan bumi, bahan-bahan material pembentuk bumi, dan seluruh kekayaan alam yang terkandung di dalamnya. Bentuk permukaan bumi berbeda-beda, mulai dari daratan, lautan, pegunungan, perbukitan, danau, lembah, dan sebagainya. Bumi sebagai salah satu planet yang termasuk dalam sistem tata surya di alam semesta ini tidak diam seperti apa yang kita perkirakan selama ini, melainkan bumi melakukan perputaran pada porosnya (rotasi) dan bergerak mengelilingi matahari (revolusi) sebagai pusat sistem tata surya. Hal inilah yang menyebabkan terjadinya siang malam dan pasang surut air laut. 

Secara struktur, lapisan bumi dibagi menjadi tiga bagian, yaitu sebagai berikut :
1. 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.

2. 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.

3. 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.

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.