Lompat ke konten Lompat ke sidebar Lompat ke footer

Makalah Muka Bumi Jagat Raya Tata Surya Galaksi Hukum Kepler

Penampakan Muka Bumi
Terbentuknya muka bumi jagat raya tata surya dan galaksi disampaikan dalam bentuk teori-teori. Dari sekian banyak teori belum ada yang dapat terbukti dengan sempurna. Hukum kepler sebagai hukum yang digunakan untuk menghitung orbit planet juga akan kita bahas. Untuk itu berikut makalah yang akan menjelaskan mengenai teori-teori tersebut beserta hukum kepler
  
I. Teori Sejarah Terbentuknya Muka Bumi

1. Teori Kontraksi
Teori Kontraksi
Teori kontraksi (Contraction Theory/Theory of a Shrinking Earth) dikemukakan oleh James Dana di AS tahun 1847 dan Elie de Baumant di Eropa tahun 1852. Mereka berpendapat bahwa kerak bumi mengalami pengerutan karena terjadinya pendinginan di bagian dalam bumi akibat konduksi panas. Pengerutan-dengerutan itu mengakibatkan bumi manjadi tidak rata. Keadaan itu dianggap sama seperti buah apel, yaitu jika bagian dalamnya mengering kulitnya akan mengerut.

Teori yang dikemukakan oleh kedua ahli itu mendapat banyak kritikan. Kritikan itu antara lain menyatakan bahwa bumi tidak akan mengalami penurunan suhu yang sangat irastis sehingga mengakibatkan terbentuknya oegunungan tinggi dan lembah-lembah di permukaan bumi. Di dalam bumi juga terdapat banyak unsur radioaktif yang selalu memancarkan panasnya sehingga ada tambahan nanas bumi. Selain itu, reaksi-reaksi kimia antarmineral di dalam bumi dan pergeseran- pergeseran kerak bumi akan menimbulkan panas.

2. Teori Laurasia-Gondwana

Teori Laurasia-Gondwana
Eduard Zuess dalam bukunya The Face of the Earth (1884) dan Frank B. Taylor (1910) mengemukakan teorinya bahwa pada mulanya terdapat dua benua di kedua kutub bumi. Benua-benua tersebut diberi nama Laurentia (Laurasia) dan Gondwana. Kedua benua itu kemudian bergerak secara perlahan ke arah ekuator sehingga terpecah-pecah membentuk benua-benua seperti sekarang.

Amerika Selatan, Afrika, dan Australia dahulu menyatu dalam Gondwanaland, sedangkan benua- benua lainnya menyatu dalam Laurasia. Teori Laurasia-Gondwana diyakini oleh banyak ahli karena bentuk pecahan-pecahan benua tersebut apabila digabungkan dapat tersambung dengan tepat. Namun, penyebab pecahnya benua-benua tersebut belum dapat ditemukan.

3. Teori Apungan Benua (Continental Drift Theory)
Teori Apungan Benua
Teori apungan benua dikemukakan oleh Alfred Lothar Wegener tahun 1912 dalam bukunya The Origin of the Continent’s and Oceans. Wegener mengemukakan teori tentang perkembangan bentuk permukaan bumi berhubungan dengan pergeseran benua. Menurut Wegener, di permukaan bumi pada awalnya hanya terdapat sebuah benua besar yang disebut Pangea (dalam bahasa Yunani berarti keseluruhan bumi), serta sebuah samudra bernama Panthalasa. Benua tersebut kemudian bergeser secara perlahan ke arah ekuator dan barat mencapai posisi seperti sekarang

Teori apungan benua diperkuat dengan adanya kesamaan garis pantai antara Amerika Selatan dan Afrika, serta kesamaan lapisan batuan dan fosil-fosil pada lapisan di kedua daerah tersebut.Gerakan tersebut menurut Wegener disebabkan oleh adanya rotasi bumi yang menghasilkan gaya sentrifugal sehingga gerakan cenderung ke arah ekuator, sedangkan adanya gaya tarik-menarik antara bumi dan bulan menghasilkan gerak ke arah barat. Gerakan ke arah barat tersebut terjadi seperti halnya pada saat terjadinya gelombang pasang, yaitu akibat revolusi bulan yang bergerak dari arah barat ke timur. Akan tetapi, sekitar tahun 1960-an muncul kritik terhadap teori itu yang mempertanyakan kemungkinan massa benua yang sangat besar dan berat dapat bergeser di atas lautan yang keras.

4. Teori Konveksi
Teori Konveksi
Teori konveksi mengemukakan bahwa terjadi aliran konveksi ke arah vertikal di dalam lapisan astenosfer yang agak kental. Aliran tersebut berpengaruh sampai ke kerak bumi yang ada di atasnya. Aliran konveksi yang merambat ke dalam kerak bumi menyebabkan batuan kerak bumi menjadi lunak. Gerak aliran dari dalam mengakibatkan permukaan bumi menjadi tidak rata.

Salah seorang pengikut teori konveksi adalah Harry H. Hess dari Princenton University. Pada tahun 1962 dalam bukunya History of the Ocean Basin, Hess mengemukakan pendapatnya tentang aliran konveksi yang sampai ke permukaan bumi di mid oceanic ridge (punggung tengah laut). Di puncak mid oceanic ridge tersebut lava mengalir terus dari dalam kemudian tersebar ke kedua sisinya dan membeku membentuk kerak bumi baru.

5. Teori Pergeseran Dasar Laut
Teori Pergeseran Dasar Laut
Robert Diesz, seorang Ahli Geologi dasar laut Amerika Serikat mengembangkan teori konveksi yang dikemukakan Hess. Penelitian topografi dasar laut yang dilakukannya menemukan bukti-bukti baru tentang terjadinya pergeseran dasar laut dari arah punggung dasar laut ke kedua sisinya.

Penyelidikan umur sedimen dasar laut Tiendukung teori tersebut, yaitu makin jauh dari punggung dasar laut umurnya makin tua. Hal itu rerarti ada gerakan yang arahnya dari punggung dasar laut. Beberapa contoh punggung dasar laut adalah cost Pacific Rise, Mid Atlantic Ridge, Atlantic Indian Ridge, dan Pacific Atlantic Ridge.

6. Teori Lempeng Tektonik
Teori Lempeng Tektonik

Teori lempeng tektonik dikemukakan oleh ahli geofisika Inggris, Me Kenzie dan Robert Parker. Kedua ahli itu menyampaikan teori yang menyempurnakan teori-teori sebelumnya, seperti pergeseran benua, pergeseran dasar laut, dan teori konveksi sebagai satu kesatuan konsep yang sangat berharga dan diterima oleh para ahli geologi.

Kerak bumi dan litosfer yang mengapung di atas lapisan astenosfer dianggap satu lempeng yang saling berhubungan. Aliran konveksi yang keluar dari punggung laut menyebar ke kedua sisinya, sedangkan di bagian lain akan masuk kembali ke lapisan dalam dan bercampur dengan materi di lapisan itu. Daerah tempat masuknya materi tersebut merupakan patahan (transform fault) yang ditandai dengan adanya palung laut dan pulau vulkanis.

Pada saat ini di permukaan bumi terdapat enam lempeng utama.
  • Lempeng Eurasia, wilayahnya meliputi Eropa, Asia, dan daerah pinggirannya termasuk Indonesia.
  • Lempeng Amerika, wilayahnya meliputi Amerika Utara, Amerika Selatan, dan setengah bagian barat Lautan Adantik.
  • Lempeng Afrika, wilayahnya meliputi Afrika, setengah bagian timur Lautan Atlantik, dan bagian barat Lautan Hindia.
  • Lempeng Pasifik, wilayahnya meliputi seluruh lempeng di Lautan Pasifik.
  • Lempeng India-Australia, wilayahnya meliputi lempeng Lautan Hindia serta subkontinen India di- Australia bagian barat.
  • Lempeng Antartika, wilayahnya meliputi kontinen Antartika dan lempeng Lautan Antartika.
Pergerakan lempeng tektonik dapat menimbulkan bentukan-bentukan di permukaan bumi yang berbeda-beda. Keragaman bentukan tersebut dipengaruhi oleh arah dan kekuatan gerak lempeng. Ada 3 kemungkinan kekutan pergerakan 2 lempeng, yaitu sama-sama kuat, sama-sama lemah, dan yang satu kuat, sedangkan yang lain lemah.

Batas lempeng-lempeng tektonik ditandai oleh adanya bentukan-bentukan alam akibat aktivitas lempeng itu sendiri. Batas lempeng tektonik dapat dibedakan menjadi tiga jenis, yaitu batas konvergen, batas divergen, dan batas sesar mendatar.


II. Jagat Raya
Jagat Raya
1. Pengertian Jagat Raya
Jagat raya atau alam semesta (the universe) merupakan ruang tidak terbatas yang di dalamnya terdiri atas semua materi, termasuk tenaga dan radiasi. Jagat raya tidak dapat diukur, dalam arti batas-batasnya tidak dapat diketahui dengan jelas.

Galaksi, bintang, matahari, nebula, planet, meteor, asteroid, komet, dan bulan, hanyalah sebagian kecil dari materi di jagat raya yang dikenal manusia yang hidup di Bumi. Akan tetapi, secara lebih mendalam semua yang ada di jagat raya masih merupakan rahasia yang sama sekali belum terungkap. Hal ini antara lain disebabkan karena tingkat ilmu pengetahuan dan teknologi yang dimiliki manusia dalam mengungkap rahasia alam semesta masih sangat terbatas.

Seperti diketahu Bumi tempat tinggal manusia merupakan suatu bulatan kecil yang dikenal sebagai suatu planet anggota dari sistem tata surya dengan matahari sebagai pusatnya. Matahari merupakan salah satu bintang dari sekitar 200 miliar bintang yang ada di Galaksi Bima Sakti (The Milky Ways atau Kabut Putih). Lebih jauh lagi berdasarkan penelitian, Bima Sakti bukanlah satu-satunya galaksi yang ada di jagat raya, melainkan terdapat ratusan, jutaan, bahkan terdapat miliaran galaksi pengisi jagat raya ini.

2. Teori Terbentuknya Jagat Raya
Rahasia mengenai bagaimana terbentuknya asal mula jagat raya telah melahirkan asumsi dan teori yang dikemukakan oleh para ahli, antara lain sebagai berikut.

a. Teori Ledakan Besar (The Big Bang Theory)
Teori Big Bang
Menurut Teori Ledakan Besar, jagat raya berawal dari adanya suatu massa yang sangat besar dengan berat jenis yang besar pula dan mengalami ledakan yang sangat dahsyat karena adanya reaksi pada inti massa. Ketika terjadi ledakan besar, bagian-bagian dari massa tersebut berserakan dan terpental menjauhi pusat dari ledakan. Setelah miliaran tahun kemudian, bagian-bagian yang terpental tersebut membentuk kelompok-kelompok yang dikenal sebagai galaksi-galaksi dalam sistem tata surya.

b. Teori Keadaan Tetap (Creatio Continua Theory)
Teori Keadaan Tetap dikemukakan oleh Fred Hoyle, Bendi, dan Gold. Teori ini menyatakan bahwa saat diciptakan alam semesta ini tidak ada. Alam semesta ini selamanya ada dan akan tetap ada atau dengan kata lain alam semesta tidak pernah bermula dan tidak akan berakhir. 

Pada setiap saat ada partikel yang dilahirkan dan ada yang lenyap. Partikel-partikel tersebut kemudian mengembun menjadi kabut-kabut sepiral dengan bintang-bintang dan jasad-jasad alam semesta. Partikel yang dilahirkan lebih besar dari yang lenyap, sehingga mengakibatkan jumlah materi makin bertambah dan mengakibatkan pemuaian alam semesta. Pengembangan ini akan mencapai titik batas kritis pada 10 milyar tahun lagi. Dalam waktu 10 milyar tahun, akan dihasilkan kabut-kabut baru.

c. Teori Ekspansi dan Kontraksi (The Oscillating Theory)
Teori ini dikenal pula dengan nama teori ekspansi dan konstraksi. Menurut teori ini jagat raya terbentuk karena adanya suatu siklus materi yang diawali dengan massa ekspansi (mengembang) yang disebabkan oleh adanya reaksi inti hidrogen. 

Pada tahap ini terbentuklah galaksi-galaksi. Tahap ini diperkirakan berlangsung selama 30 miliar tahun. Selanjutnya, galaksi-galaksi dan bintang yang telah terbentuk akan meredup kemudian memampat didahului dengan keluarnya pancaran panas yang sangat tinggi. Setelah tahap memampat, maka tahap berikutnya adalah tahap mengem bang dan kemudian pada akhirnya memampat lagi.


III. Tata Surya 
Tata Surya
1. Pengertian Tata Surya
Tata surya adalah kumpulan benda-benda langit yang terdiri dari sebuah bintang besar yang disebut matahari, dan semua objek yang terikat oleh gaya grafitasinya. Objek-objek tersebut adalah delapan buah planet yang sudah diketahui dengan orbit berbentuk elips, lima planet kerdil, 173 satelit alami yang telah diidentifikasi, dan jutaan benda langit (meteor, asteroid, komet) lainnya. 

Tata Surya (Solar System) atau yang juga disebut keluarga matahari (The sun and its family) adalah suatu sistem ( Baca Juga: Laporan Ekosistem Kolam dan Komponennya ) yang teridiri dari Matahari sebagai pusar Tata Surya itu dan di kelilingi dengan planet-planet, komet (bintang berekor), meteor (bintang beralih), satelit, dan asteroid.
 
2.Terbentuknya Tata Surya
Ada sekian banyak teori yang dicetuskan oleh para ahli, namun saya akan berbagi beberapa teori yang paling dipercaya dunia internasional:

a.Teori Nebule (Teori Kabut)oleh Immanuel Kant (1749-1827) dan Piere Simon de Laplace (1796)
Matahari dan planet berasal dari sebuah kabut pijar yang berpilin di dalam jagat raya, karena pilinannya itu berupa kabut yang membentuk bulat seperti bola yang besar, makin mengecil bola itu makin cepat putarannya. Akibatnya bentuk bola itu memepat pada kutubnya dan melebar di bagian equatornya bahkan sebagian massa dari kabut gas pada menjauh dari gumpalan intinya dan membentuk gelang-gelang di sekeliling bagian utama kabut itu, gelang-gelang tersebut kemudian membentuk gumpalan pada, nah inilah yang disebut planet-planet dan satelitnya. Sedangkan bagian tengah yang berpijar tetap berbentuk gas pijar yang kita lihat sekarang sebagai matahari.
Teori Nebula
Teori ini telah dipercaya umat manusia selama kira-kira 100 tahun, tetapi sekarang telah banyak ditinggalkan karena 2 alasan di bawah ini:
  • Tidak mampu memberikan jawaban-jawaban kepada banyak hal atau masalah di dalam tata surya kita
  • Karena munculnya banyak teori yang lebih memuaskan
b.Teori Planetesimal oleh Ahli Geologi Thomas C. Chamberlin (1843-1928) dan Seorang Astronom Forest R. Moulton (1872-1952)
Tata Surya kita terbentuk akibbat adanya bintang lain yang lewat cukup dekat dengan Matahari, pada masa awal pembentukan Matahari. Kedekatan tersebut menyebabkan terjadinya tonjolan pada permukaan matahari, dan bersama proses internal matahari, menarik materi berulang kali dari matahari. Efek gravitasi bintang mengakibatkan terbentuknya dua lengan spiral yang memanjang dari matahari.
Teori Planetesimal
Sementara sebagian besar materi tertarik kembali, sebagian lain akan tetap di orbit, mendingin dan memadat, dan menjadi benda-benda berukuran kecil yang mereka sebut planetisimal dan beberapa yang besar  disebut protoplanet. Objek-objek tersebut bertabrakan dari waktu ke waktu dan membentuk planet dan bulan, sementara sisa materi lainnya menjadi komet dan asteroid.

c.Teori Pasang Surut oleh Dua Orang yang Berasal dari Inggris yaitu Sir James Jeans (1877-1946) dan Harold Jeffreys (1891)
Planet dianggap berbentuk karena mendekatnya bintang lain kepada matahari. Keadaan yang hampir bertabrakan menyebabkan tertariknya sejumlah besar materi dari matahari dan bintang lain tersebut oleh gaya pasang surut bersama mereka yang kemudian terkondensasi menjadi planet.

Setelah Bintang itu berlalu dengan gaya tarik bintang yang besar pada permukaan matahari terjadi proses pasang surut seperti peristiwa pasang surutnya air laut akibat gaya tarik bulan. Sebagian massa matahari itu membentuk cerutu itu terputus-putus membentuk gumpalan gas di sekitar matahari dengan ukuran yang berbeda-beda, gumpalan itu membeku dan kemudian membentuk planet-planet.

Teori ini menjelaskan mengapa planet-planet di bagian tengah seperti Yupiter, Saturnus, Uranus, dan Neptunus merupakan planet raksasa sedangkan di bagian ujungnya merpakan planet-panet kecil. Kelahiran kesembilan planet itu karena pecahan gas dari matahari yang berbentuk cerutu itu makan besarnya planet-planet ini berbeda-beda.

Namun Astronom Harold Jeffreys tahun 1929 membantah bahwa tabrakan yang sedemikian itu hampir tidak mungkin terjadi. Demikian astronom Henry Norris Rusell mengemukakan keberatannya atas hipotesis tersebut.
 
d.Teori Awan Debu oleh carl Von Weizsaeker (1940) yang Kemudian Disempurnakan oleh Gerard P Kuiper (1950)
Tata Surya terbentuk dari gumpalan awan gas dan debu. Gumpalan awan itu mengalami ppemampatan, pada proses pemampatan tersebut partikel-partikel debu tertarik ke bagian pusat awan itu membentuk gumpalan bola dan mulai berpilin dan kemudian membentuk cakram yang tebal di bagian tengah dan tipis di bagian tepinya. 

Partikel-partikel di bagian tengah cakram itu saling menekan dan menimbulkan panas dan berpijar, bagian inilah yang menjadi matahari. Sementara bagian yang luar berputar sangat cepat sehingga terpecah-pecah menjadi gumpalan yang lebih kecil, gumpalan kecil ini berpilin pula dan membeku kemudian menjadi planet-planet.
 
e.Teori Bintang Kembar oleh Fred Hoyle (1915-2001)
Tata Surya kita berupa dua bintang yang hampir sama ukurannya dan berdekatan yang salah satunya meledak meninggalkan serpihan-serpihan kecil. Serpihan itu terperangkap oleh gravitasi bintang yang tudak meledak dan mulai mengelilinginya.
 
3. Sejarah Penemuan Tata Surya

Lima planet terdekat ke matahari selain Bumi (Merkurius, Venus, Mars, Yupiter dan Saturnus) telah dikenal sejak zaman dahulu, karena mereka semua bisa dilihat dengan mata telanjang. Banyak bangsa di dunia ini memiliki nama sendiri untuk masing-masing planet.

Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi pengamatan pada lima abad lalu membawa manusia untuk memahami benda-benda langit terbebas dari selubung mitologi. Galileo Galilei (1564-1642) dengan teleskop refraktornya mampu menjadikan mata manusia “lebih tajam” dalam mengamati benda langit yang tidak bisa diamati dengan mata telanjang.

Karena Teleskop Galileo bisa mengamati lebih tajam, ia bisa melihat berbagai perubahan bentuk penampakan Venus, seperti Venus Sabit atau Venus Purnama sebagai akibat perubahan posisi Venus terhadap matahari. Pennalaran Venus mengitari matahari makin memperkuat teori heliosentris, yaitu bahwa Matahari adalah pusat alam semesta, bukan Bumi, yang sebelumnya digagas oleh Nicolas Copernicus (1473-1543). Susunan heliosentris adalah Matahari dikelilingi oleh Merkurius hingga Saturnus.
 
Teleskop Galileo terus disempurnakan oleh Ilmuwan lain seperti Christian Huygens (1629-1695) yang menemukan Titan, Satelit Saturnus, yang berada hampir dua kali orbit Bumi-Yupiter.

Perkembangan teleskop juga diimbangi pula dengan perkembangan perhitungan gerak benda-benda langit dan hubungan satu dengan yang lain melalui Johannes Kepler (1571-1630) dengan Hukum Kepler, dan Puncaknya Sir Isaac Newton (1642-1727) dengan hukum gravitasi. Dengan dua teori perhitungan inilah yang memungkinkan pencarian dan perhitungan benda-benda langit selanjutnya.
 
Pada 1781, William Herschel (1738-1822) menemukan Uranus. Perhitungan cermat orbit Uranus menyimpulkan bahwa planet ini ada yang mengganggu. Sehingga pada 1846 ditemukan Neptunus, namun penemuan Neptunus ini tidak dapat menjelaskan secara sempurna pengganggu Uranus. Kemudian pada tahun 1930 ditemukan sebuah planet lain yang diberi nama Pluto, namun lisensinya sebagai planet sudah beberapa tahun dicabut.

4. Klasifikasi Planet
 
a. Berdasarkan Bumi sebagi batasnya, planet-plenet dibedakan menjadi:  

1) Planet Inferior (inferior planets), yaitu planet-planet yang litasannya di antara Bumi dan Matahari, meliputi planet-planet Merkurius dan Venus. 
2) Planet Superior (superior planets), yaitu: planet-planet yang lintasannya di luar Bumi dan Matahari, meliputi planet-planet mars, Jupiter, Saturnus, Uranus dan Neptunus.
 
b. Berdasarkan Planetoid sebagai batasnya, planet-planet dibedakan menjadi dua, yaitu planet dalam dan planet luar. 

1) Planet Dalam
Planet dalam merupakan planet yang lintasannya terletak di antara Bumi dan Matahari atau planet-planet yang jarak rata-ratanya ke Matahari lebih pendek dari jarak rata-rata Bumi ke Matahari, seperti Merkurius dan Venus. Kedudukan olanet dalam ditinjau dari Bumi selalu berubah-ubah, hal ini disebabkan pengaruh kecepatan edar planet yang berbeda-beda. Perubahan kedudukan planet terlihat dari perubahan sudut elongasi yang dibentuk oleh garis yang menghubungkan Bumi-Planet dalam dan Bumi-Matahari.

Lintasan planet dalam lebih kecil dari lintasan Bumi mengelilingi matahari, sehingga sudut elongasi planet dalam tidak lebih besar dari 900. elongasi maksimum planet Merkurius adalah 280, sedangakan untuk planet Venus 480.

Elongasi planet dalam dibedakan menjadi dua, yaitu elongasi batar dan elongasi timur. Sebuah planet dalam dikatakan berelongasi barat apabila letaknya di langit dilihat dari Bumi berada disebelah barat Matahari. Demikian sebaliknya  sebuah planet dalam dikatakan berelongasi barat apabila letaknya di langit dilihat dari Bumi berada disebelah timur Matahari.

Planet dalam yang sedang berelongasi barat akan terbit mendahului Matahari, karena pada saat itu planet dalam mencapai horizon timur terlebih dahulu sementara Matahari masih berada di bawah horizon atau matahari belum terbit dan pada saat itu planet dalam akan terlihat sebagai bintang pagi (Morning Star).

Pada kedudukan elongasi timur, planet dalam akan mecapai horizon timur setelah Matahari terbit atau berada di atas horizon. Oleh karenanya pada saat kedudukan elongasi timur, planet dalam tidak terlihat di horizon timur, akan tetapi planet dalam akan terlihat beberapa saat setelah Matahari terbenam di horizon barat. Pada saat ini planet dalam dikatakan sebagai bintang malam atau bintang sore.
 
2) Planet Luar
Planet luar merupakan planet-planet yang lintasannya di luar Bumi dan Matahari atau planet-planet yang jarak rata-ratanya ke Matahari lebih panjang dari jarak rata-rata Bumi ke Matahari. Yang termasuk dalam kelompok planet luar adalah mars, Jupiter, saturnus, Uranus dan Neptunus.

Kedudukan planet luar terhadap bumi sama halnya dengan  kedudukan planet dalam terhadap Bumi, selalu berubah-ubah, hal ini terlihat dari perubahan sudut elongasi planet luar. Karena lintasan planet luar lebih besar dari lintasan Bumi dan Matahari, maka elongasi planet luar dapat mencapai 1800. Jika planet luar mencapai elongasi 1800 maka planet luar berada pada kedudukan oposisi. 

Pada saat itu planet mencapai jarak terdekat dengan Bumi, sebaliknya jika elongasi planet mencapai 00 maka planet luar dikatakan mencapai kedudukan konjungsi. Karena memiliki elongasi cukup besar (1800), maka planet luar akan terlihat lebih lama dan pada saat oposisi planet luar dapat dilihat sepanjang malam.
Tabel 1. Perbedaan planet dalam dan planet luar
Tabel Perbedaan Planet Luar dan Planet Dalam
c. Berdasarkan Komposisi Material penyusun dan ukurannya
Berdasarkan komposisi material penyusun dan ukurannya, planet dibedakan menjadi dua, yaitu Jovian Planet dan Teresterial Planet. 

1. Jovian/Giant Planet
Jovian planet adalah planet-planet yang raksasa disebut juga Giant Planet yang komposisi materialnya penyusunnya bukan berupa batu atau material padat melainkan gas, seperti planet-planet Jupiter, Saturnus, Uranus dan Neptunus.

2. Teresterial Planet
Teresterial planet atau telluric planet adalah planet-planet yang komposisi material penyusunnya berupa batuan silikat,.seperti planet-planet Merkurius, Venus, Bumi dan Mars.


IV. Galaksi
Galaksi The Milky Ways

1.Apa itu Galaksi? 
Galaksi adalah kumpulan bintang yang membentuk suatu sistem, terdiri atas satu atau lebih benda angkasa yang berukuran besar dan dikelilingi oleh benda-benda angkasa lainnya sebagai anggotanya yang bergerak mengelilinginya secara teratur.

Di dalam ilmu astronomi, galaksi diartikan sebagai suatu sistem yang terdiri atas bintang-bintang, gas, dan debu yang amat luas, di mana anggotanya memiliki gaya tarik menarik (gravitasi). Suatu galaksi pada umumnya terdiri atas miliaran bintang yang memiliki ukuran, warna, dan karakteristik yang sangat beraneka ragam.

Sistem tata surya kita berada pada sebuah galaksi yang dinamakan Galaksi Bima Sakti (The Milky Way). Matahari dalam sistem tata surya kita adalah satu dari 200 miliar buah bintang anggota Bimasakti. Bintang-bintang anggota Bimasakti ini tersebar dengan jarak dari satu bintang ke bintang lain berkisar 4 sampai 10 tahun cahaya. Semakin ke arah pusat galaksi, jarak antarbintang semakin dekat atau dengan kata lain kerapatan galaksi ke arah pusat semakin besar.

2. Bentuk-bentuk Galaksi 
Menurut morfologinya, galaksi dibagi menjadi tiga tipe, yaitu tipe galaksi spiral, elips, dan tak beraturan. Pembagian tipe ini berdasarkan bentuk atau penampakan galaksi-galaksi tersebut. Hasil pengamatan para astronom menunjukkan bahwa galaksi-galaksi yang terdapat di jagat raya ini terdiri atas 75% galaksi spiral, 20% galaksi elips, dan 5% galaksi tak beraturan. Walaupun begitu, galaksi elips diyakini merupakan tipe galaksi yang paling banyak terdapat di jagat raya ini. 

Berikut adalah bentuk-bentuk galaksi:
a. Elips
Penampakan galaksi ini terlihat seperti elips. Galaksi yang termasuk dalam tipe elips ini mulai dari galaksi yang berbentuk bundar sampai galaksi yang berbentuk bola pepat. Struktur galaksi tipe ini tidak terlihat dengan jelas. Galaksi elips sangat sedikit mengandung materi antar-bintang dan anggotanya adalah bintang-bintang tua. Contoh galaksi tipe ini adalah galaksi M87, yaitu galaksi elips raksasa yang terdapat di Rasi Virgo.

b. Spiral
Bagian-bagian utama galaksi spiral adalah halo, bidang galaksi (termasuk lengan spiral) dan bulge (bagian pusat galaksi yang menonjol). Anggota galaksi spiral terdiri atas bintang-bintang tua dan muda. Bintang-bintang tua terdapat pada kumpulan bintang-bintang yang berjumlah ratusan dan berbentuk bola (gugus bola). Bintang-bintang muda terdapat di lengan spiral galaksi yang berada di bidang galaksi. 

Galaksi spiral berotasi dengan cepat sehingga membuat galaksi ini memipih dan membentuk bidang galaksi. Contoh dari galaksi tipe ini adalah galaksi Andromeda dan galaksi Bimasakti. Di galaksi Bimasakti inilah Bumi sebagai bagian dari sistem Tata Surya berada.

c. Tak Beraturan
Galaksi ini tidak memiliki bentuk khusus. Anggota dari galaksi tipe ini terdiri atas bintang-bintang tua dan muda. Contoh dari galaksi tipe ini adalah Awan Magellan Besar dan Awan Magellan Kecil, dua buah galaksi tetangga terdekat Bimasakti, yang hanya berjarak sekitar 180.000 tahun cahaya dari Bimasakti. Galaksi tak beraturan ini banyak mengandung materi antar-bintang yang terdiri atas gas dan debu-debu.

 
V. Hukum Kepler

1. Pengertian Hukum Kepler
Hukum Kepler ditemukan oleh seorang matematikawan yang juga merupakan seorang astronom Jerman yang bernama Johannes Kepler(1571-1630). Penemuannya didasari oleh data yang diamati oleh Tycho Brahe(1546-1601), seorang astronom terkenal dari Denmark. 

Sebelum ditemukannya hukum ini, manusia zaman dulu menganut paham geosentris, yaitu  sebuah paham yang membenarkan bahwa bumi merupakan pusat alam semesta. Anggapan ini didasari pada pengalaman indrawi manusia yang terbatas, yang setiap hari mengamati matahari, bulan dan bintang bergerak, sedangkan bumu dirasakan diam. Anggapan ini dikembangkan oleh astronom Yunani Claudius Ptolemeus (100-170 M) dan bertahan hingga 1400 tahun. Menurutnya, bumi berada di pusat tata surya. Matahari dan planet-planet mengelilingi bumi dalam lintasan melingkar.

Kemudian pada tahun 1543, seorang astronom Polandia bernama Nicolaus Copernicus (1473-1543) mencetuskan model heliosentris. Heliosentris artinya bumi beserta planet-planet lainnya mengelilingi matahari dalam lintasan yang melingkar. Tentu saja pendapat ini lebih baik dibanding pendapat sebelumnya. Namun, ada yang masih kurang dari pendapat Copernicus yaitu diam masih menggunakan lingkaran sebagai bentuk lintasan gerak planet.

Model Heliosentris dan Geosentris
Pada tahun 1596 Kepler menerbitkan buku pertamanya di bidang astronomi dengan judul The Mysteri of the Universe. Di dalam buku itu ia memaparkan kekurangan dari kedua model diatas yaitu tiada keselarasan antara lintasan- lintasan orbit planet dengan data pengamatan Tycho Brahe. Oleh karenanya Kepler meninggalkan model Copernicus juga Ptolemeus lalu mencari model baru. 

Pada tahun 1609, barulah ditemukan bentuk orbit yang cocok dengan data pengamatan Brahe, yaitu bentuk elips. Kemudian penemuannya tersebut dipublikasikan dalam bukunya yang berjudul Astronomia Nova yang juga disertai hukum keduanya. Sedangkan hukum ketiga Kepler tertulis dalam Harmonices Mundi yang dipublikasikan sepuluh tahun kemudian.

2. Hukum I, II, dan III Kepler

a. Hukum I Kepler
Hukum I Kepler menjelaskan tentang bagaimana bentuk lintasan orbit planet-planet. 

Bunyi dari hukum ini yaitu : 
Lintasan setiap planet ketika mengelilingi matahari, berbentuk elips, di mana matahari terletak pada salah satu fokusnya.            
Geometri Orbit Elips
Dari model diatas diperlihatkan bentuk elips dari lintasan orbit planet yang mengelilingi matahari. Dimana matahari berada disalah satu titik fokusnya yang ditandai dengan F1 dan F2. Sedangkan planet bearada pada jarak r2 dari F2 atau r1 dari F1. Jika posisi planet berubah maka jarak r1 dan r2 ikut berubah. Jarak a disebut sumbu semimayor dan 2a disebut mayor. Jarak b disebut sumbu semiminor dan 2b disebut minor. Jarak c dari titik pusat merupakan titik fokus, dimana c2 = a2+b2.

Bentuk elips orbit ditentukan oleh eksentrisitas (e) elips tersebut. Semakin kecil eksentrisitasnya, maka bentuk elipsnya akan semakin mendekati bentuk lingkaran. Dan sebaliknya, bila eksentrisitasnya semakin besar, bentuk elips akan memanjang dan tipis. Jarak merupakan perbandingan dari jarak c dengan jarak a (e = c/a). Nilai eksentrisitas elips lebih besar dari 0 dan lebih kecil dari 1.

Ketika planet berada pada jarak terjauh dari matahari, maka pada saat itu planet berada pada titik aphelion. Letaknya pada gambar yaitu pada ujung kiri elips (sebelah kiri F1). Jarak dari aphelion ke matahai dapat dihitung dengan menjumlahkan jarak a dengan c. Jika planet berada pada ujung kanan elips (sebelah kanan F2) maka planet sedang berada pada titik perihelion. Pada saat itu planet berada pada jarak terdekat dengan matahari. Jarak perihelion dengan matahari merupakan selisih antara jarak a dengan c.

b. Hukum II Kepler
Hukum kedua Kepler menjelaskan tentang kecepatan orbit suatu planet. Bunyi dari hukum keduanya yaitu :
Setiap planet bergerak sedemikian sehingga suatu garis khayal yang ditarik dari matahari ke planet tersebut mencakup daerah dengan luas yang sama dalam waktu yang sama.
Luasan Aphelion dan Perihelion
Aphelion (A-B-C) dan Perihelion (A-D-E)
Pada gambar diatas dperlihatkan dua contoh luasan untuk menjelaskan hukum II Kepler. Kedua luasan ini mempunyai luas yang sama. Pada selang waktu yang sama, garis khayal yang menghubungkan planet dan matahari menyapu luasan yang memiliki besar yang sama. Oleh karena itu, ketika planet bergerak dari b ke c (titik aphelion), kecepatan orbit planet lebih kecil atau lambat. Sedangkan ketika planet bergerak dari d ke e (titik perihelion) kecepatan orbit planet lebih besar atau cepat. Maka kesimpulannya keceptan orbit maksimum planet yaitu ketika planet berada di titik perihelion dan kecepatan minimumnya ketika berada di titik aphelion.

c. Hukum III Kepler
Pada hukum ini Kepler menjelaskan tentang periode revolusi setiap planet yang melilingi matahari. Hukum Kepler III berbunyi :
Kuadrat perioda suatu planet sebanding dengan pangkat tiga jarak rata-ratanya dari Matahari.
Secara matematis Hukum Kepler dapat ditulis sebagai berikut :
Keterangan :
T1= Periode planet pertama
T2= Periode planet kedua
r1 = jarak planet pertama dengan matahari
r2 = jarak planet kedua dengan matahari

Persamaan ini dapat diturunkan dengan menggabungkan 2 persamaan hukum Newton , yaitu hukum gravitasi Newton dan hukum II Newton untuk gerak melingkar beraturan.

Penurunan rumusnya yaitu sebagai berikut :

Persamaan hukum Newton II :
Persamaan Hukum Newton II
 Karena
Persamaan Hukum Newton II 
Maka
Persamaan Hukum Newton II 

Keterangan :
m = massa planet yang mengelilingi matahri
a = percepatan sentripetal planet
v = kecepatan rata-rata planet
r = jarak rata-rata planet dari matahari
Persamaan hukum gravitasi Newton :
Hukum Gravitasi Newton
Fg = Gaya gravitasi matahari
m1 = massa matahari
m2 = massa planet
r  = jarak rata-rata planet dan matahari
Digabungkan kedua rumus diatas sehingga menjadi :
Penurunan Rumus Gravitasi
m2 pada ruas kiri dan m pada ruas kanan merupakan sama-sama massa planet sehingga dapat dihilangkan.
Penurunan Rumus Gravitasi
Panjang lintasan yang dilalu planet merupakan keliling lintasan orbit planet. Keliling orbit planet dapat dirumuskan dengan 2 x phi x r, dimana r adalah jarak rata-rata planet dari matahari. Diketahui bahwa kecepatan rata-rata planet (Baca Juga: Essay Tentang Virus Corona Covid19) merupakan perbandingan antara keliling orbit dan periode panet, sehingga :

Hukum Kepler III

Konstanta k = T2/r3 juga yang diperoleh oleh Kepler ditemukan dengan cara perhitungan menggunakan data astronomi Tycho Brahe. Hasilnya juga sama dengan yang diperoleh menggunakan rumus kedua Hukum Newton diatas.

Melalui teori-teori tersebut kita dapat mengetahui bagaimana terbetuknya muka bumi. Kemudian kita juga dapat mengetahui kapan perkiraan jagat raya ini tercipta. Bahkan terciptanya galaksi dan tata surya dapat dilihat dari teori-teori yang sudah disampaikan. Selain itu, adanya hukum kepler akan mempermudah manusia untuk mempelajari benda-benda angkasa yang ada di tata surya.

Semoga makalah tentang muka bumi jagat raya tata surya galaksi dan hukum kepler ini dapat dimanfaatkan untuk kepentingan pembelajaran rekan-rekan sekalian. Mohon maaf apabila ada kesalahan dalam materi ini, terima kasih.

Posting Komentar untuk "Makalah Muka Bumi Jagat Raya Tata Surya Galaksi Hukum Kepler"