JAGAT RAYA

1. PENGERTIAN JAGAT RAYA

Jagat raya adalah ruangan yang maha luas, yang tak dapat diketahui atau dibayangkan luasnya. Jagat raya diduga bentuknya melengkung dan dalam keadaan memuai serta terdiri atas galaksi-galaksi atau sistem-sistem bintang yang jumlahnya ribuan. Jagat raya kita diperkirakan berumur sekitar 15 miliar tahun.


2. TEORI TERBENTUKNYA JAGAT RAYA

c. Teori Jagat Raya Menembang
Teori ini mengatakan bahwa galaksi-galaksi saling menjauhi, hal ini berarti jagat raya mengembang dan bertambah luas
Tokohnya: Hubble

b. Teori Big Bang
jika galaksi sedang bergerak menjauh satu sama lain ini berarti bahwa pada masa lalu planet planet saling berdekatan. Karena itu mungkin bahwa pada awalnya semua materi dalam jagat raya berawal dari bendatunggal dengan kecepatan sangat besar. Dalam keadaan ini hanya ledakan yang sangat besar yang dapat menceraikan masa ini.

c. Teori Keadaan Tetap
teori keadaan tetap (steady state) dipelopori oleh Fread Hoyle. Ia mengusulkan bahwa materi baru /hidrogen diciptakan setiap saat untuk mengisi ruang kosong yang timbul dari pemuaian (pengembangan) jagat raya. Dalam kasusini jagat raya tidak akn berubah dan akan selalu tetap sama

c. Teori Jagat Raya Menembang
Teori ini mengatakan bahwa galaksi-galaksi saling menjauhi, hal ini berarti jagat raya mengembang dan bertambah luas
Tokohnya: Hubble

3. PANDANGAN MANUSIA TENTANG JAGAT RAYA

a. PANDANGAN ANTROPOSENTRIS
Pandangan ini menyatakan bahwa manusia sebagai pusat segalanya di alam semesta ini Penganut: Bangsa Babilon

b. PANDANGAN GEOSENTRIS
Pandangan ini memandang Bumi sebagai pusat Jagat Raya, meyakini bahwa semua benda langit mengelilingi bumi dan bumi merupakan pusat kekuatan alam semesta
Tokohnya: Anaximander ( 526 SM ),Thales – Yunani ( 546 SM )

c. PANDANGAN HELIOSENTRIS
Pandangan ini menyatakan bahwa pusat jagat raya adalah matahari , benda langit lainnya beredar mengelilingi matahari Tokohnya: Nicolaus Copernicus (dalam bukunya “De Revolusionibus Orbium Celestium”)

d.PANDANGAN GALAKTOSENTRIS
Pandangan ini menyatakan bahwa pusat alam semesta adalah galaksi Pandangan ini merupakan perkembangan dari hasil kemajuan IPTEK

4. SATUAN JARAK DIJAGAT RAYA

a. Satuan Astronomi (SA) atau Astronomical Unit

Ketikkanlah “Astronomical Unit” ke dalam mesin pencari google, keluarlah angka ajaib: 1 Astronomical Unit = 149 598 000 kilometers! Nah lo, dari mana asalnya angka ajaib ini? Menurut definisinya, 1 Satuan Astronomi adalah jarak dari Bumi ke Matahari. Tapi bukankah jarak ini tidak tetap? Bukankah Bumi bergerak mengitari Matahari dalam lintasan elips? Akhirnya kemudian diambil definisi yang lebih akurat yaitu 1 Satuan Astronomi (1 Astronomical Unit, biasa disingkat AU) adalah panjang setengah sumbu panjang dari lintasan Bumi mengitari Matahari.

Penentuan jarak 1 Satuan Astronomi, atau jarak Bumi-Matahari, adalah perjuangan yang panjang. Aristarchus dari Samos, pemikir abad Yunani Klasik, memperkirakan jarak Bumi-Matahari paling-paling hanya 20 kali jarak Bumi-Bulan (jarak Bumi-Bulan: 384 000 km). Perkiraannya meleset jauh karena jarak Bumi-Matahari ternyata sekitar 390 kali jarak Bumi-Bulan. Jarak yang diberikan oleh google adalah hasil perhitungan modern yang menggunakan astronomi radio dan hitung orbit. Nilai eksaknya adalah 1 AU = 149 597 870.691 km, akurat hingga 30 meter.

Untuk perhitungan yang tidak membutuhkan ketelitian tinggi, membulatkan 1 AU menjadi 150 juta km (seratus lima puluh juta kilometer) kadang-kadang sudah cukup, lagipula lebih mudah diingat. Satuan Astronomi biasanya digunakan untuk menyatakan jarak dalam skala tata surya kita. Misalnya: Jarak dari Planet Mars ke Matahari kurang lebih 1.5 AU (bayangkan betapa tidak enaknya kalau harus selalu mengatakan, jarak Mars-Matahari = 228 000 000 km), jarak dari Matahari ke Planet Jupiter adalah 5.2 AU, ke Saturnus 9.58 AU, dan menuju planet katai Eris kira-kira 67 AU.

b. Tahun cahaya (light year)

Yang pertama harus diingat: Tahun cahaya bukanlah satuan waktu! Meskipun ada kata “tahun”, tetapi “tahun cahaya” adalah satuan jarak. Lagi-lagi ketikkan light year ke google dan keluarlah angka ajaib: 1 tahun cahaya = 9.46 x 10^12 km (sedikit di bawah 10 trilyun kilometer). Dari manakah asal angka ini? Satu tahun cahaya adalah jarak yang ditempuh seberkas cahaya selama 1 tahun. Wow! Seberapa cepat cahaya? Menurut pengukuran modern, dalam satu detik cahaya dapat menempuh jarak 300 000 km! Artinya, dalam satu nanodetik (sepersemilyar detik), cahaya menempuh jarak 30 cm…yah kurang lebih sepanjang sisi panjang kertas A4. Kalau selama setahun? Coba dihitung…dalam 1 menit ada 60 detik…dalam 1 jam ada 60 menit…dan dalam 1 hari ada 24 jam…berarti dalam 1 hari ada 86400 detik. Dalam setahun kira-kira ada 365 atau 366 hari, tergantung apakah tahun kabisat atau tidak…anyhow…dalam waktu 1 tahun, cahaya dapat menempuh jarak hampir 10 trilyun kilometer!

Mengapa kita membutuhkan satuan yang demikian besar? Jawabnya adalah karena jarak bintang terdekat dari Matahari adalah 40 trilyun kilometer! Jarak yang luar biasa besar ini tentu saja tidak nyaman untuk diungkapkan dalam kilometer, namun lebih mudah dituliskan dan nyatakan dalam tahun cahaya: 4.22 tahun cahaya. Jarak menuju beberapa bintang di sekitar Matahari kita biasanya dinyatakan dalam satuan ini: Jarak menuju Sirius adalah 8.58 tahun cahaya, jarak menuju Wolf 359 adalah 7.78 tahun cahaya (Dalam serial Star Trek: The Next Generation, Wolf 359 adalah lokasi pertempuran antara armada Federasi dengan bangsa Borg).

Peta di samping menunjukkan posisi bintang-bintang di sekitar Matahari dalam jarak 14 tahun cahaya dari kita. Jarak menuju pusat Galaksi kita, diperkirakan sekitar 30 000 tahun cahaya, sementara jarak menuju Galaksi Andromeda adalah sekitar 2 juta tahun cahaya.

c. Parsec (pc)

“Apa? Kalian tidak pernah mendengar tentang Millenium Falcon? Itu kapal yang bisa menempuh Jalur Kessel kurang dari 12 parsec!” Bual Han solo kepada Luke Skywalker dan Ben Kenobi ketika mereka hendak mencari pilot yang dapat mengantarkan mereka ke Planet Alderaan. Dialog kecil dari film Star Wars (1977) ini barangkali terjadi karena Han Solo ingin menggembar-gemborkan kecepatan kapalnya, namun parsec bukanlah satuan waktu, melainkan satuan jarak. Ekspresi Ben Kenobi yang malesbanget menunjukkan bahwa bualan Han Solo tidak meninggalkan impresi apapun.

Parsec adalah kependekan dari “parallax of one arcsecond”. Ini juga merupakan satuan panjang, 1 parsec sama dengan kurang lebih sama dengan 3.26 tahun cahaya. Jarak parsec ini ada kaitannya dengan jarak 1 satuan astronomi yang sudah kita bicarakan di atas. Bila kita mengukur sudut paralaks sebuah objek dan menemukan bahwa sudut paralaksnya adalah 1 detik busur (sudut 1 derajat = 60 menit busur, 1 menit busur = 60 detik busur. Jadi, 1 detik busur = 1/3600 derajat), maka jarak menuju objek tersebut adalah 1 parsec. Dengan sedikit perhitungan trigonometri, kita mendapatkan bahwa jarak 1 parsec = 206265 Satuan Astronomi, atau sama dengan 3.26 tahun cahaya, atau dalam kilometer: 1 parsec = 31000 trilyun kilometer.

Meskipun satuan jarak ini hanya sedikit lebih besar daripada 3 tahun cahaya, namun astronom lebih senang menggunakan satuan ini karena dapat dikaitkan langsung dengan besaran teramati yaitu sudut paralaks. Jarak ini juga sering disanding dengan awalan kilo untuk menyatakan 1 kiloparsec (kpc) = 1000 pc dan juga mega untuk menyatakan 1 Megaparsec (Mpc) = 1000 kpc = 1 000 000 pc. Dengan cara ini, kita dapat menyatakan jarak yang teramat jauh hanya dengan sedikit angka, misalnya:
Galaksi M51 jaraknya 7 Mpc dari Galaksi kita! Jarak menuju bintang terdekat tadi, Proxima Centauri, adalah 1.3 parsec.
Jarak menuju gugus bintang Pleiades adalah 135 parsec.
Jarak menuju pusat Galaksi: sekitar 8.5 kpc.
Jarak menuju Galaksi Andromeda: 780 kpc.
Jarak menuju Galaksi M51: 7 Mpc
(Perkiraan) jari-jari alam semesta kita: 24 Gigaparsec(!) atau Gpc. 1 Gpc = 1000 Mpc

d. Ångström

Ini juga satuan jarak, namun berbeda dengan satuan-satuan jarak yang telah dibahas di atas, kali ini adalah satuan jarak yang teramat kecil: 1 Ångström = 1/10 nanometer atau sama dengan satu per 10 milyar meter. Bersama dengan nanometer dan mikrometer (mikron), astronom menggunakan satuan ini untuk menyatakan panjang gelombang elektromagnetik yang mereka amati. Sinar Ultraviolet dekat, misalnya, berkisar antara 3000 hingga 4000 Angstrom, sementara sinar inframerah dapat berkisar antara 7000 hingga 30000 Angstrom.


5. ANGGOTA JAGAT RAYA

Jagad raya kita diperkirakan berumur sekitar 15 miliar tahun. Isi jagad raya yang sudah berhasil diamati, berupa :

1. Materi nampak,

Terdiri dari benda-benda angkasa yang menghasilkan cahaya atau memantulkan cahaya sehingga keberadaaanya dapat kita amati. Struktur benda angkasa dari kecil hingga besar adalah sebagai berikut :

- matahari, bintang, planet, bulan, asteroida, dll
- Tata surya
- Galaksi
- Cluster galaksi

2. Materi gelap (dark mater)

Terdiri dari benda-benda angkasa yang supermasif, yang runtuh akibat gravitasinya menjadi sedemikian masifnya tetapi gaya gravitasinya begitu besarnya sehingga semua materi tertelan bahkan cahaya pun tak dapat keluar dari tarikannya. Akibatnya materi itu tidak bisa dilihat keberadaanya, kecuali dari akibat gravitasinya. Benda itu dinamakan lobang hitam (black holes)

Meski tidak kelihatan justru materi gelap mengisi sebagian besar jagad raya. Menurut yang sekarang bisa diamati meliputi 90 % dari materi jagad raya berisi materi gelap. Di pusat galaksi Bima sakti kita terdapat lubang hitam yang sangat besar.

Tata Surya (solar system)

Tata surya merupakan sistem edar planet-planet mengelilingi satu/lebih bintang. Tata surya kita pusat edar/orbitnya adalah matahari, yang juga merupakan pusat konsentrasi massa tata surya.

Matahari/bintang : benda angkasa yang menghasilkan radiasi/cahaya. Cahaya ini keluar dari reaksi fusi, yang memberi energi untuk mempertahankannya dari tarikan gravitasi sehingga tidak runtuh. Jika bintang kehabisan bahan bakar itu, maka akan runtuh menjadi bintang kerdil putih (white drawf), atau bintang netron, atau bahkan menjadi lobang hitam, tergantung massanya. Keruntuhan bintang yang besar menjadi lobang hitam.
Bintang yang terdekat dengan tata surya kita adalah Proxima Centauri, yang berjarak sekitar 4 tahun cahaya

( Tahun cahaya adalah jarak yang ditempuh cahaya selama satu tahun. Jadi jika 1 detik jarak yang ditempuh 300 000 km, maka 1 th cahaya sekitar 10 triliun km)

Planet : Benda angkasa yang tidak menghasilkan cahaya, yang mengitari bintang. Pada tata surya kita terdapat 9 buah planet, masing-masing secara berurutan menjauhi matahari : Merkurius, Venus, Bumi, Mars, Yupiter, Saturnus, Uranus, Neptunus, Pluto.

Bulan/ satelit : seperti planet, hanya dia mengitari planet. Bumi kita memiliki satu satelit/bulan.

Asteroida, komet, meteroid, planet kecil-kecil : benda angkasa kecil-kecil yang melayang-layang. Asteroida ini banyak sekali terdapat di antara orbit Mars dan Yupiter.

Matahari merupakan 99.85% materi dari seluruh tata surya. Planet-planet, disekitar mataharihanya mengandung 0.135%. Jupiter yang merupakan planet terbesar memiliki lebih lebaih dari 2 kali seluruh planet lain jika digabung. Satellite planets, comets, asteroid, meteoroid, dan media antar planet mengandung 0.015%. Berikur daftar distibusi massa dari tata surya kita :

Sun: 99.85%
Planets: 0.135%
Comets: 0.01% ?
Satellites: 0.00005%
Minor Planets: 0.0000002% ?
Meteoroids: 0.0000001% ?
Interplanetary Medium: 0.0000001%

3. Galaksi

Galaksi adalah gugusan dari miliaran bintang-bintang. Biasanya sekitar 100 miliar bintang. Galaksi memiliki berbagai bentuk seperti spiral, cakram, elips atau tidak beraturan. Galaksi tempat tatasurya kita adalah galaksi bima sakti (milky way). Jumlah galaksi di jagad sekarang diperkirakan sekitar 100 miliar galaksi.

Galaksi bima sakti, tempat tata surya kita, merupakan galaksi berbentuk cakram. Jarak antar tepi-tepi cakram adalah sekitar 100 juta tahun cahaya. Galaksi kita memiliki dua bagian :

- Bagian inti : berada di tengah, berbentuk mirip bola dengan diameter , berisi sekitar 80 miliar bintang, serta diperkirakan terdapat lobang hitam yang sangat besar massanya
- Bagian tepi : berisi sekitar 20 miliar bintang. Tata surya terletak di agak pinggir cakram ini.

Galaksi lain yang terkenal adalah galaksi Andromeda, dan galaksi Magelhan

4. CLUSTER DAN SUPERCLUSTER

Beberapa galaksi yang berdekatan membentuk formasi yang dinamakan Cluster. Cluster tempat Bima Sakti bernama Local Groupyang berisi sekitar 30 galaksi. Cluster-cluster tersebut juga membentuk supercluster. Supercluster tempat bima sakti kita adalah Local supercluster, dengan pusat orbit Cluster Virgo

5. JAGAD MEMUAI

Diketahui jagad ini tidaklah ststis atau steady-state, melainkan memuai. Hal ini pertama kali diungkapkan oleh astronom terkenal Edwin Hubble.