Earth (planet)
I
INTRODUCTION
Earth (planet), one of nine planets in the solar system, the only planet known to harbor life, and the “home” of human beings. From space Earth resembles a big blue marble with swirling white clouds floating above blue oceans. About 71 percent of Earth’s surface is covered by water, which is essential to life. The rest is land, mostly in the form of continents that rise above the oceans.
Earth’s surface is surrounded by a layer of gases known as the atmosphere, which extends upward from the surface, slowly thinning out into space. Below the surface is a hot interior of rocky material and two core layers composed of the metals nickel and iron in solid and liquid form.
Unlike the other planets, Earth has a unique set of characteristics ideally suited to supporting life as we know it. It is neither too hot, like Mercury, the closest planet to the Sun, nor too cold, like distant Mars and the even more distant outer planets—Jupiter, Saturn, Uranus, Neptune, and tiny Pluto. Earth’s atmosphere includes just the right amount of gases that trap heat from the Sun, resulting in a moderate climate suitable for water to exist in liquid form. The atmosphere also helps block radiation from the Sun that would be harmful to life. Earth’s atmosphere distinguishes it from the planet Venus, which is otherwise much like Earth. Venus is about the same size and mass as Earth and is also neither too near nor too far from the Sun. But because Venus has too much heat-trapping carbon dioxide in its atmosphere, its surface is extremely hot—462°C (864°F)—hot enough to melt lead and too hot for life to exist.
Although Earth is the only planet known to have life, scientists do not rule out the possibility that life may once have existed on other planets or their moons, or may exist today in primitive form. Mars, for example, has many features that resemble river channels, indicating that liquid water once flowed on its surface. If so, life may also have evolved there, and evidence for it may one day be found in fossil form. Water still exists on Mars, but it is frozen in polar ice caps, in permafrost, and possibly in rocks below the surface.
For thousands of years, human beings could only wonder about Earth and the other observable planets in the solar system. Many early ideas—for example, that the Earth was a sphere and that it traveled around the Sun—were based on brilliant reasoning. However, it was only with the development of the scientific method and scientific instruments, especially in the 18th and 19th centuries, that humans began to gather data that could be used to verify theories about Earth and the rest of the solar system. By studying fossils found in rock layers, for example, scientists realized that the Earth was much older than previously believed. And with the use of telescopes, new planets such as Uranus, Neptune, and Pluto were discovered.
In the second half of the 20th century, more advances in the study of Earth and the solar system occurred due to the development of rockets that could send spacecraft beyond Earth. Human beings were able to study and observe Earth from space with satellites equipped with scientific instruments. Astronauts landed on the Moon and gathered ancient rocks that revealed much about the early solar system. During this remarkable advancement in human history, humans also sent unmanned spacecraft to the other planets and their moons. Spacecraft have now visited all of the planets except Pluto. The study of other planets and moons has provided new insights about Earth, just as the study of the Sun and other stars like it has helped shape new theories about how Earth and the rest of the solar system formed.
As a result of this recent space exploration, we now know that Earth is one of the most geologically active of all the planets and moons in the solar system. Earth is constantly changing. Over long periods of time land is built up and worn away, oceans are formed and re-formed, and continents move around, break up, and merge.
Life itself contributes to changes on Earth, especially in the way living things can alter Earth’s atmosphere. For example, Earth at one time had the same amount of carbon dioxide in its atmosphere as Venus now has, but early forms of life helped remove this carbon dioxide over millions of years. These life forms also added oxygen to Earth’s atmosphere and made it possible for animal life to evolve on land.
A variety of scientific fields have broadened our knowledge about Earth, including biogeography, climatology, geology, geophysics, hydrology, meteorology, oceanography, and zoogeography. Collectively, these fields are known as Earth science. By studying Earth’s atmosphere, its surface, and its interior and by studying the Sun and the rest of the solar system, scientists have learned much about how Earth came into existence, how it changed, and why it continues to change.
II
EARTH, THE SOLAR SYSTEM, AND THE GALAXY
Earth is the third planet from the Sun, after Mercury and Venus. The average distance between Earth and the Sun is 150 million km (93 million mi). Earth and all the other planets in the solar system revolve, or orbit, around the Sun due to the force of gravitation. The Earth travels at a velocity of about 107,000 km/h (about 67,000 mph) as it orbits the Sun. All but one of the planets orbit the Sun in the same plane—that is, if an imaginary line were extended from the center of the Sun to the outer regions of the solar system, the orbital paths of the planets would intersect that line. The exception is Pluto, which has an eccentric (unusual) orbit.
Earth’s orbital path is not quite a perfect circle but instead is slightly elliptical (oval-shaped). For example, at maximum distance Earth is about 152 million km (about 95 million mi) from the Sun; at minimum distance Earth is about 147 million km (about 91 million mi) from the Sun. If Earth orbited the Sun in a perfect circle, it would always be the same distance from the Sun.
The solar system, in turn, is part of the Milky Way Galaxy, a collection of billions of stars bound together by gravity. The Milky Way has armlike discs of stars that spiral out from its center. The solar system is located in one of these spiral arms, known as the Orion arm, which is about two-thirds of the way from the center of the Galaxy. In most parts of the Northern Hemisphere, this disc of stars is visible on a summer night as a dense band of light known as the Milky Way.
Earth is the fifth largest planet in the solar system. Its diameter, measured around the equator, is 12,756 km (7,926 mi). Earth is not a perfect sphere but is slightly flattened at the poles. Its polar diameter, measured from the North Pole to the South Pole, is somewhat less than the equatorial diameter because of this flattening. Although Earth is the largest of the four planets—Mercury, Venus, Earth, and Mars—that make up the inner solar system (the planets closest to the Sun), it is small compared with the giant planets of the outer solar system—Jupiter, Saturn, Uranus, and Neptune. For example, the largest planet, Jupiter, has a diameter at its equator of 143,000 km (89,000 mi), 11 times greater than that of Earth. A famous atmospheric feature on Jupiter, the Great Red Spot, is so large that three Earths would fit inside it.
Earth has one natural satellite, the Moon. The Moon orbits the Earth, completing one revolution in an elliptical path in 27 days 7 hr 43 min 11.5 sec. The Moon orbits the Earth because of the force of Earth’s gravity. However, the Moon also exerts a gravitational force on the Earth. Evidence for the Moon’s gravitational influence can be seen in the ocean tides. A popular theory suggests that the Moon split off from Earth more than 4 billion years ago when a large meteorite or small planet struck the Earth.
As Earth revolves around the Sun, it rotates, or spins, on its axis, an imaginary line that runs between the North and South poles. The period of one complete rotation is defined as a day and takes 23 hr 56 min 4.1 sec. The period of one revolution around the Sun is defined as a year, or 365.2422 solar days, or 365 days 5 hr 48 min 46 sec. Earth also moves along with the Milky Way Galaxy as the Galaxy rotates and moves through space. It takes more than 200 million years for the stars in the Milky Way to complete one revolution around the Galaxy’s center.
Earth’s axis of rotation is inclined (tilted) 23.5° relative to its plane of revolution around the Sun. This inclination of the axis creates the seasons and causes the height of the Sun in the sky at noon to increase and decrease as the seasons change. The Northern Hemisphere receives the most energy from the Sun when it is tilted toward the Sun. This orientation corresponds to summer in the Northern Hemisphere and winter in the Southern Hemisphere. The Southern Hemisphere receives maximum energy when it is tilted toward the Sun, corresponding to summer in the Southern Hemisphere and winter in the Northern Hemisphere. Fall and spring occur in between these orientations.
III
EARTH’S ATMOSPHERE
The atmosphere is a layer of different gases that extends from Earth’s surface to the exosphere, the outer limit of the atmosphere, about 9,600 km (6,000 mi) above the surface. Near Earth’s surface, the atmosphere consists almost entirely of nitrogen (78 percent) and oxygen (21 percent). The remaining 1 percent of atmospheric gases consists of argon (0.9 percent); carbon dioxide (0.03 percent); varying amounts of water vapor; and trace amounts of hydrogen, nitrous oxide, ozone, methane, carbon monoxide, helium, neon, krypton, and xenon.
A
Layers of the Atmosphere
The layers of the atmosphere are the troposphere, the stratosphere, the mesosphere, the thermosphere, and the exosphere. The troposphere is the layer in which weather occurs and extends from the surface to about 16 km (about 10 mi) above sea level at the equator. Above the troposphere is the stratosphere, which has an upper boundary of about 50 km (about 30 mi) above sea level. The layer from 50 to 90 km (30 to 60 mi) is called the mesosphere. At an altitude of about 90 km, temperatures begin to rise. The layer that begins at this altitude is called the thermosphere because of the high temperatures that can be reached in this layer (about 1200°C, or about 2200°F). The region beyond the thermosphere is called the exosphere. The thermosphere and the exosphere overlap with another region of the atmosphere known as the ionosphere, a layer or layers of ionized air extending from almost 60 km (about 50 mi) above Earth’s surface to altitudes of 1,000 km (600 mi) and more.
Earth’s atmosphere and the way it interacts with the oceans and radiation from the Sun are responsible for the planet’s climate and weather. The atmosphere plays a key role in supporting life. Almost all life on Earth uses atmospheric oxygen for energy in a process known as cellular respiration, which is essential to life. The atmosphere also helps moderate Earth’s climate by trapping radiation from the Sun that is reflected from Earth’s surface. Water vapor, carbon dioxide, methane, and nitrous oxide in the atmosphere act as “greenhouse gases.” Like the glass in a greenhouse, they trap infrared, or heat, radiation from the Sun in the lower atmosphere and thereby help warm Earth’s surface. Without this greenhouse effect, heat radiation would escape into space, and Earth would be too cold to support most forms of life.
Other gases in the atmosphere are also essential to life. The trace amount of ozone found in Earth’s stratosphere blocks harmful ultraviolet radiation from the Sun. Without the ozone layer, life as we know it could not survive on land. Earth’s atmosphere is also an important part of a phenomenon known as the water cycle or the hydrologic cycle. See also Atmosphere.
B
The Atmosphere and the Water Cycle
The water cycle simply means that Earth’s water is continually recycled between the oceans, the atmosphere, and the land. All of the water that exists on Earth today has been used and reused for billions of years. Very little water has been created or lost during this period of time. Water is constantly moving on Earth’s surface and changing back and forth between ice, liquid water, and water vapor.
The water cycle begins when the Sun heats the water in the oceans and causes it to evaporate and enter the atmosphere as water vapor. Some of this water vapor falls as precipitation directly back into the oceans, completing a short cycle. Some of the water vapor, however, reaches land, where it may fall as snow or rain. Melted snow or rain enters rivers or lakes on the land. Due to the force of gravity, the water in the rivers eventually empties back into the oceans. Melted snow or rain also may enter the ground. Groundwater may be stored for hundreds or thousands of years, but it will eventually reach the surface as springs or small pools known as seeps. Even snow that forms glacial ice or becomes part of the polar caps and is kept out of the cycle for thousands of years eventually melts or is warmed by the Sun and turned into water vapor, entering the atmosphere and falling again as precipitation. All water that falls on land eventually returns to the ocean, completing the water cycle.
IV
EARTH’S SURFACE
Earth’s surface is the outermost layer of the planet. It includes the hydrosphere, the crust, and the biosphere.
A
Hydrosphere
The hydrosphere consists of the bodies of water that cover 71 percent of Earth’s surface. The largest of these are the oceans, which contain over 97 percent of all water on Earth. Glaciers and the polar ice caps contain just over 2 percent of Earth’s water in the form of solid ice. Only about 0.6 percent is under the surface as groundwater. Nevertheless, groundwater is 36 times more plentiful than water found in lakes, inland seas, rivers, and in the atmosphere as water vapor. Only 0.017 percent of all the water on Earth is found in lakes and rivers. And a mere 0.001 percent is found in the atmosphere as water vapor. Most of the water in glaciers, lakes, inland seas, rivers, and groundwater is fresh and can be used for drinking and agriculture. Dissolved salts compose about 3.5 percent of the water in the oceans, however, making it unsuitable for drinking or agriculture unless it is treated to remove the salts.
B
Crust
The crust consists of the continents, other land areas, and the basins, or floors, of the oceans. The dry land of Earth’s surface is called the continental crust. It is about 15 to 75 km (9 to 47 mi) thick. The oceanic crust is thinner than the continental crust. Its average thickness is 5 to 10 km (3 to 6 mi). The crust has a definite boundary called the Mohorovičić discontinuity, or simply the Moho. The boundary separates the crust from the underlying mantle, which is much thicker and is part of Earth’s interior.
Oceanic crust and continental crust differ in the type of rocks they contain. There are three main types of rocks: igneous, sedimentary, and metamorphic. Igneous rocks form when molten rock, called magma, cools and solidifies. Sedimentary rocks are usually created by the breakdown of igneous rocks. They tend to form in layers as small particles of other rocks or as the mineralized remains of dead animals and plants that have fused together over time. The remains of dead animals and plants occasionally become mineralized in sedimentary rock and are recognizable as fossils. Metamorphic rocks form when sedimentary or igneous rocks are altered by heat and pressure deep underground.
Oceanic crust consists of dark, dense igneous rocks, such as basalt and gabbro. Continental crust consists of lighter-colored, less dense igneous rocks, such as granite and diorite. Continental crust also includes metamorphic rocks and sedimentary rocks.
C
Biosphere
The biosphere includes all the areas of Earth capable of supporting life. The biosphere ranges from about 10 km (about 6 mi) into the atmosphere to the deepest ocean floor. For a long time, scientists believed that all life depended on energy from the Sun and consequently could only exist where sunlight penetrated. In the 1970s, however, scientists discovered various forms of life around hydrothermal vents on the floor of the Pacific Ocean where no sunlight penetrated. They learned that primitive bacteria formed the basis of this living community and that the bacteria derived their energy from a process called chemosynthesis that did not depend on sunlight. Some scientists believe that the biosphere may extend relatively deep into Earth’s crust. They have recovered what they believe are primitive bacteria from deeply drilled holes below the surface.
D
Changes to Earth’s Surface
Earth’s surface has been constantly changing ever since the planet formed. Most of these changes have been gradual, taking place over millions of years. Nevertheless, these gradual changes have resulted in radical modifications, involving the formation, erosion, and re-formation of mountain ranges, the movement of continents, the creation of huge supercontinents, and the breakup of supercontinents into smaller continents.
The weathering and erosion that result from the water cycle are among the principal factors responsible for changes to Earth’s surface. Another principal factor is the movement of Earth’s continents and seafloors and the buildup of mountain ranges due to a phenomenon known as plate tectonics. Heat is the basis for all of these changes. Heat in Earth’s interior is believed to be responsible for continental movement, mountain building, and the creation of new seafloor in ocean basins. Heat from the Sun is responsible for the evaporation of ocean water and the resulting precipitation that causes weathering and erosion. In effect, heat in Earth’s interior helps build up Earth’s surface while heat from the Sun helps wear down the surface.
D1
Weathering
Weathering is the breakdown of rock at and near the surface of Earth. Most rocks originally formed in a hot, high-pressure environment below the surface where there was little exposure to water. Once the rocks reached Earth’s surface, however, they were subjected to temperature changes and exposed to water. When rocks are subjected to these kinds of surface conditions, the minerals they contain tend to change. These changes constitute the process of weathering. There are two types of weathering: physical weathering and chemical weathering.
Physical weathering involves a decrease in the size of rock material. Freezing and thawing of water in rock cavities, for example, splits rock into small pieces because water expands when it freezes.
Chemical weathering involves a chemical change in the composition of rock. For example, feldspar, a common mineral in granite and other rocks, reacts with water to form clay minerals, resulting in a new substance with totally different properties than the parent feldspar. Chemical weathering is of significance to humans because it creates the clay minerals that are important components of soil, the basis of agriculture. Chemical weathering also causes the release of dissolved forms of sodium, calcium, potassium, magnesium, and other chemical elements into surface water and groundwater. These elements are carried by surface water and groundwater to the sea and are the sources of dissolved salts in the sea.
D2
Erosion
Erosion is the process that removes loose and weathered rock and carries it to a new site. Water, wind, and glacial ice combined with the force of gravity can cause erosion.
Erosion by running water is by far the most common process of erosion. It takes place over a longer period of time than other forms of erosion. When water from rain or melted snow moves downhill, it can carry loose rock or soil with it. Erosion by running water forms the familiar gullies and V-shaped valleys that cut into most landscapes. The force of the running water removes loose particles formed by weathering. In the process, gullies and valleys are lengthened, widened, and deepened. Often, water overflows the banks of the gullies or river channels, resulting in floods. Each new flood carries more material away to increase the size of the valley. Meanwhile, weathering loosens more and more material so the process continues.
Erosion by glacial ice is less common, but it can cause the greatest landscape changes in the shortest amount of time. Glacial ice forms in a region where snow fails to melt in the spring and summer and instead builds up as ice. For major glaciers to form, this lack of snowmelt has to occur for a number of years in areas with high precipitation. As ice accumulates and thickens, it flows as a solid mass. As it flows, it has a tremendous capacity to erode soil and even solid rock. Ice is a major factor in shaping some landscapes, especially mountainous regions. Glacial ice provides much of the spectacular scenery in these regions. Features such as horns (sharp mountain peaks), arêtes (sharp ridges), glacially formed lakes, and U-shaped valleys are all the result of glacial erosion.
Wind is an important cause of erosion only in arid (dry) regions. Wind carries sand and dust, which can scour even solid rock.
Many factors determine the rate and kind of erosion that occurs in a given area. The climate of an area determines the distribution, amount, and kind of precipitation that the area receives and thus the type and rate of weathering. An area with an arid climate erodes differently than an area with a humid climate. The elevation of an area also plays a role by determining the potential energy of running water. The higher the elevation the more energetically water will flow due to the force of gravity. The type of bedrock in an area (sandstone, granite, or shale) can determine the shapes of valleys and slopes, and the depth of streams.
A landscape’s geologic age—that is, how long current conditions of weathering and erosion have affected the area—determines its overall appearance. Relatively young landscapes tend to be more rugged and angular in appearance. Older landscapes tend to have more rounded slopes and hills. The oldest landscapes tend to be low-lying with broad, open river valleys and low, rounded hills. The overall effect of the wearing down of an area is to level the land; the tendency is toward the reduction of all land surfaces to sea level.
D3
Plate Tectonics
Opposing this tendency toward leveling is a force responsible for raising mountains and plateaus and for creating new landmasses. These changes to Earth’s surface occur in the outermost solid portion of Earth, known as the lithosphere. The lithosphere consists of the crust and another region known as the upper mantle and is approximately 65 to 100 km (40 to 60 mi) thick. Compared with the interior of the Earth, however, this region is relatively thin. The lithosphere is thinner in proportion to the whole Earth than the skin of an apple is to the whole apple.
Scientists believe that the lithosphere is broken into a series of plates, or segments. According to the theory of plate tectonics, these plates move around on Earth’s surface over long periods of time. Tectonics comes from the Greek word, tektonikos, which means “builder.”
According to the theory, the lithosphere is divided into large and small plates. The largest plates include the Pacific plate, the North American plate, the Eurasian plate, the Antarctic plate, the Indo-Australian plate, and the African plate. Smaller plates include the Cocos plate, the Nazca plate, the Philippine plate, and the Caribbean plate. Plate sizes vary a great deal. The Cocos plate is 2,000 km (1,000 mi) wide, while the Pacific plate is nearly 14,000 km (nearly 9,000 mi) wide.
These plates move in three different ways in relation to each other. They pull apart or move away from each other, they collide or move against each other, or they slide past each other as they move sideways. The movement of these plates helps explain many geological events, such as earthquakes and volcanic eruptions as well as mountain building and the formation of the oceans and continents.
D3a
When Plates Pull Apart
When the plates pull apart, two types of phenomena occur depending on whether the movement takes place in the oceans or on land. When plates pull apart on land, deep valleys known as rift valleys form. An example of a rift valley is the Great Rift Valley that extends from Syria in the Middle East to Mozambique in Africa. When plates pull apart in the oceans, long, sinuous chains of volcanic mountains called mid-ocean ridges form, and new seafloor is created at the site of these ridges. Rift valleys are also present along the crests of the mid-ocean ridges.
Most scientists believe that gravity and heat from the interior of the Earth cause the plates to move apart and to create new seafloor. According to this explanation, molten rock known as magma rises from Earth’s interior to form hot spots beneath the ocean floor. As two oceanic plates pull apart from each other in the middle of the oceans, a crack, or rupture, appears and forms the mid-ocean ridges. These ridges exist in all the world’s ocean basins and resemble the seams of a baseball. The molten rock rises through these cracks and creates new seafloor.
D3b
When Plates Collide
When plates collide or push against each other, regions called convergent plate margins form. Along these margins, one plate is usually forced to dive below the other. As that plate dives, it triggers the melting of the surrounding lithosphere and a region just below it known as the asthenosphere. These pockets of molten crust rise behind the margin through the overlying plate, creating curved chains of volcanoes known as arcs. This process is called subduction.
If one plate consists of oceanic crust and the other consists of continental crust, the denser oceanic crust will dive below the continental crust. If both plates are oceanic crust, then either may be subducted. If both are continental crust, subduction can continue for a while but will eventually end because continental crust is not dense enough to be forced very far into the upper mantle.
The results of this subduction process are readily visible on a map showing that 80 percent of the world’s volcanoes rim the Pacific Ocean where plates are colliding against each other. The subduction zone created by the collision of two oceanic plates—the Pacific plate and the Philippine plate—can also create a trench. Such a trench resulted in the formation of the deepest point on Earth, the Mariana Trench, which is estimated to be 11,033 m (36,198 ft) below sea level.
On the other hand, when two continental plates collide, mountain building occurs. The collision of the Indo-Australian plate with the Eurasian plate has produced the Himalayan Mountains. This collision resulted in the highest point of Earth, Mount Everest, which is 8,850 m (29,035 ft) above sea level.
D3c
When Plates Slide Past Each Other
Finally, some of Earth’s plates neither collide nor pull apart but instead slide past each other. These regions are called transform margins. Few volcanoes occur in these areas because neither plate is forced down into Earth’s interior and little melting occurs. Earthquakes, however, are abundant as the two rigid plates slide past each other. The San Andreas Fault in California is a well-known example of a transform margin.
The movement of plates occurs at a slow pace, at an average rate of only 2.5 cm (1 in) per year. But over millions of years this gradual movement results in radical changes. Current plate movement is making the Pacific Ocean and Mediterranean Sea smaller, the Atlantic Ocean larger, and the Himalayan Mountains higher.
V
EARTH’S INTERIOR
The interior of Earth plays an important role in plate tectonics. Scientists believe it is also responsible for Earth’s magnetic field. This field is vital to life because it shields the planet’s surface from harmful cosmic rays and from a steady stream of energetic particles from the Sun known as the solar wind.
A
Composition of the Interior
Earth’s interior consists of the mantle and the core. The mantle and core make up by far the largest part of Earth’s mass. The distance from the base of the crust to the center of the core is about 6,400 km (about 4,000 mi).
Scientists have learned about Earth’s interior by studying rocks that formed in the interior and rose to the surface. The study of meteorites, which are believed to be made of the same material that formed the Earth and its interior, has also offered clues about Earth’s interior. Finally, seismic waves generated by earthquakes provide geophysicists with information about the composition of the interior. The sudden movement of rocks during an earthquake causes vibrations that transmit energy through the Earth in the form of waves. The way these waves travel through the interior of Earth reveals the nature of materials inside the planet.
The mantle consists of three parts: the lower part of the lithosphere, the region below it known as the asthenosphere, and the region below the asthenosphere called the lower mantle. The entire mantle extends from the base of the crust to a depth of about 2,900 km (about 1,800 mi). Scientists believe the asthenosphere is made up of mushy plastic-like rock with pockets of molten rock. The term asthenosphere is derived from Greek and means “weak layer.” The asthenosphere’s soft, plastic quality allows plates in the lithosphere above it to shift and slide on top of the asthenosphere. This shifting of the lithosphere’s plates is the source of most tectonic activity. The asthenosphere is also the source of the basaltic magma that makes up much of the oceanic crust and rises through volcanic vents on the ocean floor.
The mantle consists of mostly solid iron-magnesium silicate rock mixed with many other minor components including radioactive elements. However, even this solid rock can flow like a “sticky” liquid when it is subjected to enough heat and pressure.
The core is divided into two parts, the outer core and the inner core. The outer core is about 2,260 km (about 1,404 mi) thick. The outer core is a liquid region composed mostly of iron, with smaller amounts of nickel and sulfur in liquid form. The inner core is about 1,220 km (about 758 mi) thick. The inner core is solid and is composed of iron, nickel, and sulfur in solid form. The inner core and the outer core also contain a small percentage of radioactive material. The existence of radioactive material is one of the sources of heat in Earth’s interior because as radioactive material decays, it gives off heat. Temperatures in the inner core may be as high as 6650°C (12,000°F).
B
The Core and Earth’s Magnetism
Scientists believe that Earth’s liquid iron core is instrumental in creating a magnetic field that surrounds Earth and shields the planet from harmful cosmic rays and the Sun’s solar wind. The idea that Earth is like a giant magnet was first proposed in 1600 by English physician and natural philosopher William Gilbert. Gilbert proposed the idea to explain why the magnetized needle in a compass points north. According to Gilbert, Earth’s magnetic field creates a magnetic north pole and a magnetic south pole. The magnetic poles do not correspond to the geographic North and South poles, however. Moreover, the magnetic poles wander and are not always in the same place. The north magnetic pole is currently close to Ellef Ringnes Island in the Queen Elizabeth Islands near the boundary of Canada’s Northwest Territories with Nunavut. The south magnetic pole lies just off the coast of Wilkes Land, Antarctica.
Not only do the magnetic poles wander, but they also reverse their polarity—that is, the north magnetic pole becomes the south magnetic pole and vice versa. Magnetic reversals have occurred at least 170 times over the past 100 million years. The reversals occur on average about every 200,000 years and take place gradually over a period of several thousand years. Scientists still do not understand why these magnetic reversals occur but think they may be related to Earth’s rotation and changes in the flow of liquid iron in the outer core.
Some scientists theorize that the flow of liquid iron in the outer core sets up electrical currents that produce Earth’s magnetic field. Known as the dynamo theory, this theory appears to be the best explanation yet for the origin of the magnetic field. Earth’s magnetic field operates in a region above Earth’s surface known as the magnetosphere. The magnetosphere is shaped somewhat like a teardrop with a long tail that trails away from the Earth due to the force of the solar wind.
Inside the magnetosphere are the Van Allen radiation belts, named for the American physicist James A. Van Allen who discovered them in 1958. The Van Allen belts are regions where charged particles from the Sun and from cosmic rays are trapped and sent into spiral paths along the lines of Earth’s magnetic field. The radiation belts thereby shield Earth’s surface from these highly energetic particles. Occasionally, however, due to extremely strong magnetic fields on the Sun’s surface, which are visible as sunspots, a brief burst of highly energetic particles streams along with the solar wind. Because Earth’s magnetic field lines converge and are closest to the surface at the poles, some of these energetic particles sneak through and interact with Earth’s atmosphere, creating the phenomenon known as an aurora.
VI
EARTH’S PAST
A
Origin of Earth
Most scientists believe that the Earth, Sun, and all of the other planets and moons in the solar system formed about 4.6 billion years ago from a giant cloud of gas and dust known as the solar nebula. The gas and dust in this solar nebula originated in a star that ended its life in a violent explosion known as a supernova. The solar nebula consisted principally of hydrogen, the lightest element, but the nebula was also seeded with a smaller percentage of heavier elements, such as carbon and oxygen. All of the chemical elements we know were originally made in the star that became a supernova. Our bodies are made of these same chemical elements. Therefore, all of the elements in our solar system, including all of the elements in our bodies, originally came from this star-seeded solar nebula.
Due to the force of gravity tiny clumps of gas and dust began to form in the early solar nebula. As these clumps came together and grew larger, they caused the solar nebula to contract in on itself. The contraction caused the cloud of gas and dust to flatten in the shape of a disc. As the clumps continued to contract, they became very dense and hot. Eventually the atoms of hydrogen became so dense that they began to fuse in the innermost part of the cloud, and these nuclear reactions gave birth to the Sun. The fusion of hydrogen atoms in the Sun is the source of its energy.
Many scientists favor the planetesimal theory for how the Earth and other planets formed out of this solar nebula. This theory helps explain why the inner planets became rocky while the outer planets, except for Pluto, are made up mostly of gases. The theory also explains why all of the planets orbit the Sun in the same plane.
According to this theory, temperatures decreased with increasing distance from the center of the solar nebula. In the inner region, where Mercury, Venus, Earth, and Mars formed, temperatures were low enough that certain heavier elements, such as iron and the other heavy compounds that make up rock, could condense out—that is, could change from a gas to a solid or liquid. Due to the force of gravity, small clumps of this rocky material eventually came together with the dust in the original solar nebula to form protoplanets or planetesimals (small rocky bodies). These planetesimals collided, broke apart, and re-formed until they became the four inner rocky planets. The inner region, however, was still too hot for other light elements, such as hydrogen and helium, to be retained. These elements could only exist in the outermost part of the disc, where temperatures were lower. As a result two of the outer planets—Jupiter and Saturn—are mostly made of hydrogen and helium, which are also the dominant elements in the atmospheres of Uranus and Neptune.
B
The Early Earth
Within the planetesimal Earth, heavier matter sank to the center and lighter matter rose toward the surface. Most scientists believe that Earth was never truly molten and that this transfer of matter took place in the solid state. Much of the matter that went toward the center contained radioactive material, an important source of Earth’s internal heat. As heavier material moved inward, lighter material moved outward, the planet became layered, and the layers of the core and mantle were formed. This process is called differentiation.
Not long after they formed, more than 4 billion years ago, the Earth and the Moon underwent a period when they were bombarded by meteorites, the rocky debris left over from the formation of the solar system. The impact craters created during this period of heavy bombardment are still visible on the Moon’s surface, which is unchanged. Earth’s craters, however, were long ago erased by weathering, erosion, and mountain building. Because the Moon has no atmosphere, its surface has not been subjected to weathering or erosion. Thus, the evidence of meteorite bombardment remains.
Energy released from the meteorite impacts created extremely high temperatures on Earth that melted the outer part of the planet and created the crust. By 4 billion years ago, both the oceanic and continental crust had formed, and the oldest rocks were created. These rocks are known as the Acasta Gneiss and are found in the Canadian territory of Nunavut. Due to the meteorite bombardment, the early Earth was too hot for liquid water to exist and so it was impossible for life to exist.
C
Geologic Time
Geologists divide the history of the Earth into three eons: the Archean Eon, which lasted from around 4 billion to 2.5 billion years ago; the Proterozoic Eon, which lasted from 2.5 billion to 543 million years ago; and the Phanerozoic Eon, which lasted from 543 million years ago to the present. Each eon is subdivided into different eras. For example, the Phanerozoic Eon includes the Paleozoic Era, the Mesozoic Era, and the Cenozoic Era. In turn, eras are further divided into periods. For example, the Paleozoic Era includes the Cambrian, Ordovician, Silurian, Devonian, Carboniferous, and Permian Periods.
The Archean Eon is subdivided into four eras, the Eoarchean, the Paleoarchean, the Mesoarchean, and the Neoarchean. The beginning of the Archean is generally dated as the age of the oldest terrestrial rocks, which are about 4 billion years old. The Archean Eon ended 2.5 billion years ago when the Proterozoic Eon began. The Proterozoic Eon is subdivided into three eras: the Paleoproterozoic Era, the Mesoproterozoic Era, and the Neoproterozoic Era. The Proterozoic Eon lasted from 2.5 billion years ago to 543 million years ago when the Phanerozoic Eon began. The Phanerozoic Eon is subdivided into three eras: the Paleozoic Era from 543 million to 248 million years ago, the Mesozoic Era from 248 million to 65 million years ago, and the Cenozoic Era from 65 million years ago to the present.
Geologists base these divisions on the study and dating of rock layers or strata, including the fossilized remains of plants and animals found in those layers. Until the late 1800s scientists could only determine the relative ages of rock strata. They knew that in general the top layers of rock were the youngest and formed most recently, while deeper layers of rock were older. The field of stratigraphy shed much light on the relative ages of rock layers.
The study of fossils also enabled geologists to determine the relative ages of different rock layers. The fossil record helped scientists determine how organisms evolved or when they became extinct. By studying rock layers around the world, geologists and paleontologists saw that the remains of certain animal and plant species occurred in the same layers, but were absent or altered in other layers. They soon developed a fossil index that also helped determine the relative ages of rock layers.
Beginning in the 1890s, scientists learned that radioactive elements in rock decay at a known rate. By studying this radioactive decay, they could determine an absolute age for rock layers. This type of dating, known as radiometric dating, confirmed the relative ages determined through stratigraphy and the fossil index and assigned absolute ages to the various strata. As a result scientists were able to assemble Earth’s geologic time scale from the Archean Eon to the present. See also Geologic Time.
C1
Precambrian
The Precambrian is a time span that includes the Archean and Proterozoic eons and began about 4 billion years ago. The Precambrian marks the first formation of continents, the oceans, the atmosphere, and life. The Precambrian represents the oldest chapter in Earth’s history that can still be studied. Very little remains of Earth from the period of 4.6 billion to about 4 billion years ago due to the melting of rock caused by the early period of meteorite bombardment. Rocks dating from the Precambrian, however, have been found in Africa, Antarctica, Australia, Brazil, Canada, and Scandinavia. Some zircon mineral grains deposited in Australian rock layers have been dated to 4.2 billion years.
The Precambrian is also the longest chapter in Earth’s history, spanning a period of about 3.5 billion years. During this timeframe, the atmosphere and the oceans formed from gases that escaped from the hot interior of the planet as a result of widespread volcanic eruptions. The early atmosphere consisted primarily of nitrogen, carbon dioxide, and water vapor. As Earth continued to cool, the water vapor condensed out and fell as precipitation to form the oceans. Some scientists believe that much of Earth’s water vapor originally came from comets containing frozen water that struck Earth during the period of meteorite bombardment.
By studying 2-billion-year-old rocks found in northwestern Canada, as well as 2.5-billion-year-old rocks in China, scientists have found evidence that plate tectonics began shaping Earth’s surface as early as the middle Precambrian. About a billion years ago, the Earth’s plates were centered around the South Pole and formed a supercontinent called Rodinia. Slowly, pieces of this supercontinent broke away from the central continent and traveled north, forming smaller continents.
Life originated during the Precambrian. The earliest fossil evidence of life consists of prokaryotes, one-celled organisms that lacked a nucleus and reproduced by dividing, a process known as asexual reproduction. Asexual division meant that a prokaryote’s hereditary material was copied unchanged. The first prokaryotes were bacteria known as archaebacteria. Scientists believe they came into existence perhaps as early as 3.8 billion years ago, but certainly by about 3.5 billion years ago, and were anaerobic—that is, they did not require oxygen to produce energy. Free oxygen barely existed in the atmosphere of the early Earth.
Archaebacteria were followed about 3.46 billion years ago by another type of prokaryote known as cyanobacteria or blue-green algae. These cyanobacteria gradually introduced oxygen in the atmosphere as a result of photosynthesis. In shallow tropical waters, cyanobacteria formed mats that grew into humps called stromatolites. Fossilized stromatolites have been found in rocks in the Pilbara region of western Australia that are more than 3.4 billion years old and in rocks of the Gunflint Chert region of northwest Lake Superior that are about 2.1 billion years old.
For billions of years, life existed only in the simple form of prokaryotes. Prokaryotes were followed by the relatively more advanced eukaryotes, organisms that have a nucleus in their cells and that reproduce by combining or sharing their heredity makeup rather than by simply dividing. Sexual reproduction marked a milestone in life on Earth because it created the possibility of hereditary variation and enabled organisms to adapt more easily to a changing environment. The very latest part of Precambrian time some 560 million to 545 million years ago saw the appearance of an intriguing group of fossil organisms known as the Ediacaran fauna. First discovered in the northern Flinders Range region of Australia in the mid-1940s and subsequently found in many locations throughout the world, these strange fossils appear to be the precursors of many of the fossil groups that were to explode in Earth's oceans in the Paleozoic Era. See also Evolution; Natural Selection.
C2
Paleozoic Era
At the start of the Paleozoic Era about 543 million years ago, an enormous expansion in the diversity and complexity of life occurred. This event took place in the Cambrian Period and is called the Cambrian explosion. Nothing like it has happened since. Almost all of the major groups of animals we know today made their first appearance during the Cambrian explosion. Almost all of the different “body plans” found in animals today—that is, the way an animal’s body is designed, with heads, legs, rear ends, claws, tentacles, or antennae—also originated during this period.
Fishes first appeared during the Paleozoic Era, and multicellular plants began growing on the land. Other land animals, such as scorpions, insects, and amphibians, also originated during this time. Just as new forms of life were being created, however, other forms of life were going out of existence. Natural selection meant that some species were able to flourish, while others failed. In fact, mass extinctions of animal and plant species were commonplace.
Most of the early complex life forms of the Cambrian explosion lived in the sea. The creation of warm, shallow seas, along with the buildup of oxygen in the atmosphere, may have aided this explosion of life forms. The shallow seas were created by the breakup of the supercontinent Rodinia. During the Ordovician, Silurian, and Devonian periods, which followed the Cambrian Period and lasted from 490 million to 354 million years ago, some of the continental pieces that had broken off Rodinia collided. These collisions resulted in larger continental masses in equatorial regions and in the Northern Hemisphere. The collisions built a number of mountain ranges, including parts of the Appalachian Mountains in North America and the Caledonian Mountains of northern Europe.
Toward the close of the Paleozoic Era, two large continental masses, Gondwanaland to the south and Laurasia to the north, faced each other across the equator. Their slow but eventful collision during the Permian Period of the Paleozoic Era, which lasted from 290 million to 248 million years ago, assembled the supercontinent Pangaea and resulted in some of the grandest mountains in the history of Earth. These mountains included other parts of the Appalachians and the Ural Mountains of Asia. At the close of the Paleozoic Era, Pangaea represented over 90 percent of all the continental landmasses. Pangaea straddled the equator with a huge mouthlike opening that faced east. This opening was the Tethys Ocean, which closed as India moved northward creating the Himalayas. The last remnants of the Tethys Ocean can be seen in today’s Mediterranean Sea.
The Paleozoic came to an end with a major extinction event, when perhaps as many as 90 percent of all plant and animal species died out. The reason is not known for sure, but many scientists believe that huge volcanic outpourings of lavas in central Siberia, coupled with an asteroid impact, were joint contributing factors.
C3
Mesozoic Era
The Mesozoic Era, beginning 248 million years ago, is often characterized as the Age of Reptiles because reptiles were the dominant life forms during this era. Reptiles dominated not only on land, as dinosaurs, but also in the sea, in the form of the plesiosaurs and ichthyosaurs, and in the air, as pterosaurs, which were flying reptiles. See also Dinosaur; Plesiosaur; Ichthyosaur; Pterosaur.
The Mesozoic Era is divided into three geological periods: the Triassic, which lasted from 248 million to 206 million years ago; the Jurassic, from 206 million to 144 million years ago; and the Cretaceous, from 144 million to 65 million years ago. The dinosaurs emerged during the Triassic Period and were one of the most successful animals in Earth’s history, lasting for about 180 million years before going extinct at the end of the Cretaceous Period. The first birds and mammals and the first flowering plants also appeared during the Mesozoic Era. Before flowering plants emerged, plants with seed-bearing cones known as conifers were the dominant form of plants. Flowering plants soon replaced conifers as the dominant form of vegetation during the Mesozoic Era.
The Mesozoic was an eventful era geologically with many changes to Earth’s surface. Pangaea continued to exist for another 50 million years during the early Mesozoic Era. By the early Jurassic Period, Pangaea began to break up. What is now South America began splitting from what is now Africa, and in the process the South Atlantic Ocean formed. As the landmass that became North America drifted away from Pangaea and moved westward, a long subduction zone extended along North America’s western margin. This subduction zone and the accompanying arc of volcanoes extended from what is now Alaska to the southern tip of South America. Much of this feature, called the American Cordillera, exists today as the eastern margin of the Pacific Ring of Fire.
During the Cretaceous Period, heat continued to be released from the margins of the drifting continents, and as they slowly sank, vast inland seas formed in much of the continental interiors. The fossilized remains of fishes and marine mollusks called ammonites can be found today in the middle of the North American continent because these areas were once underwater. Large continental masses broke off the northern part of southern Gondwanaland during this period and began to narrow the Tethys Ocean. The largest of these continental masses, present-day India, moved northward toward its collision with southern Asia. As both the North Atlantic Ocean and South Atlantic Ocean continued to open, North and South America became isolated continents for the first time in 450 million years. Their westward journey resulted in mountains along their western margins, including the Andes of South America.
C4
Cenozoic Era
The Cenozoic Era, beginning about 65 million years ago, is the period when mammals became the dominant form of life on land. Human beings first appeared in the later stages of the Cenozoic Era. In short, the modern world as we know it, with its characteristic geographical features and its animals and plants, came into being. All of the continents that we know today took shape during this era.
A single catastrophic event may have been responsible for this relatively abrupt change from the Age of Reptiles to the Age of Mammals. Most scientists now believe that a huge asteroid or comet struck the Earth at the end of the Mesozoic and the beginning of the Cenozoic eras, causing the extinction of many forms of life, including the dinosaurs. Evidence of this collision came with the discovery of a large impact crater off the coast of Mexico’s Yucatán Peninsula and the worldwide finding of iridium, a metallic element rare on Earth but abundant in meteorites, in rock layers dated from the end of the Cretaceous Period. The extinction of the dinosaurs opened the way for mammals to become the dominant land animals.
The Cenozoic Era is divided into the Tertiary and the Quaternary periods. The Tertiary Period lasted from about 65 million to about 1.8 million years ago. The Quaternary Period began about 1.8 million years ago and continues to the present day. These periods are further subdivided into epochs, such as the Pleistocene, from 1.8 million to 10,000 years ago, and the Holocene, from 10,000 years ago to the present.
Early in the Tertiary Period, Pangaea was completely disassembled, and the modern continents were all clearly outlined. India and other continental masses began colliding with southern Asia to form the Himalayas. Africa and a series of smaller microcontinents began colliding with southern Europe to form the Alps. The Tethys Ocean was nearly closed and began to resemble today’s Mediterranean Sea. As the Tethys continued to narrow, the Atlantic continued to open, becoming an ever-wider ocean. Iceland appeared as a new island in later Tertiary time, and its active volcanism today indicates that seafloor spreading is still causing the country to grow.
Late in the Tertiary Period, about 6 million years ago, humans began to evolve in Africa. These early humans began to migrate to other parts of the world between 2 million and 1.7 million years ago.
The Quaternary Period marks the onset of the great ice ages. Many times, perhaps at least once every 100,000 years on average, vast glaciers 3 km (2 mi) thick invaded much of North America, Europe, and parts of Asia. The glaciers eroded considerable amounts of material that stood in their paths, gouging out U-shaped valleys. Anatomically modern human beings, known as Homo sapiens, became the dominant form of life in the Quaternary Period. Most anthropologists (scientists who study human life and culture) believe that anatomically modern humans originated only recently in Earth’s 4.6-billion-year history, within the past 200,000 years. See also Human Evolution.
VII
EARTH’S FUTURE
With the rise of human civilization about 8,000 years ago and especially since the Industrial Revolution in the mid-1700s, human beings began to alter the surface, water, and atmosphere of Earth. In doing so, they have become active geological agents, not unlike other forces of change that influence the planet. As a result, Earth’s immediate future depends to a great extent on the behavior of humans. For example, the widespread use of fossil fuels is releasing carbon dioxide and other greenhouse gases into the atmosphere and threatens to warm the planet’s surface. This global warming could melt glaciers and the polar ice caps, which could flood coastlines around the world and many island nations. In effect, the carbon dioxide that was removed from Earth’s early atmosphere by the oceans and by primitive plant and animal life, and subsequently buried as fossilized remains in sedimentary rock, is being released back into the atmosphere and is threatening the existence of living things. See also Global Warming.
Even without human intervention, Earth will continue to change because it is geologically active. Many scientists believe that some of these changes can be predicted. For example, based on studies of the rate that the seafloor is spreading in the Red Sea, some geologists predict that in 200 million years the Red Sea will be the same size as the Atlantic Ocean is today. Other scientists predict that the continent of Asia will break apart millions of years from now, and as it does, Lake Baikal in Siberia will become a vast ocean, separating two landmasses that once made up the Asian continent.
In the far, far distant future, however, scientists believe that Earth will become an uninhabitable planet, scorched by the Sun. Knowing the rate at which nuclear fusion occurs in the Sun and knowing the Sun’s mass, astrophysicists (scientists who study stars) have calculated that the Sun will become brighter and hotter about 3 billion years from now, when it will be hot enough to boil Earth’s oceans away. Based on studies of how other Sun-like stars have evolved, scientists predict that the Sun will become a red giant, a star with a very large, hot atmosphere, about 7 billion years from now. As a red giant the Sun’s outer atmosphere will expand until it engulfs the planet Mercury. The Sun will then be 2,000 times brighter than it is now and so hot it will melt Earth’s rocks. Earth will end its existence as a burnt cinder. See also Sun.
Three billion years is the life span of millions of human generations, however. Perhaps by then, humans will have learned how to journey beyond the solar system to colonize other planets in the Milky Way Galaxy and find another place to call “home.”
Reviewed By:Alan V. Morgan
Microsoft ® Encarta ® 2006. © 1993-2005 Microsoft Corporation. All rights reserved.
Senin, Agustus 18, 2008
astronimy and space
From : A.Armada Pahla Mashad, M.Pd.
Solar System
“And God of Allah which have created noon and night, moon and sun. Everyone of both that circulate in its orbit..” (LQ:21.33)
‘’And God of Allah have subdued ( pula) for you continuous moon and sun circulate ( in its orbit); and have subdued for you noon and night.’’ (LQ:14.33)
INTRODUCTION
Solar System
the Sun and everything that orbits the Sun, including the nine planets and their satellites; the asteroids and comets; and interplanetary dust and gas. The term may also refer to a group of celestial bodies orbiting another star (see Extrasolar Planets). In this article, solar system refers to the system that includes Earth and the Sun.
The dimensions of the solar system are specified in terms of the mean distance from Earth to the Sun, called the astronomical unit (AU). One AU is 150 million km (about 93 million mi). The most distant known planet, Pluto, orbits about 39 AU from the Sun. Estimates for the boundary where the Sun’s magnetic field ends and interstellar space begins—called the heliopause—range from 86 to 100 AU.
The most distant known planetoid orbiting the Sun is Sedna, whose discovery was reported in March 2004. A planetoid is an object that is too small to be a planet. At the farthest point in its orbit, Sedna is about 900 AU from the Sun. Comets known as long-period comets, however, achieve the greatest distance from the Sun; they have highly eccentric orbits ranging out to 50,000 AU or more.
The solar system was the only planetary system known to exist around a star similar to the Sun until 1995, when astronomers discovered a planet about 0.6 times the mass of Jupiter orbiting the star 51 Pegasi. Jupiter is the most massive planet in our solar system. Soon after, astronomers found a planet about 8.1 times the mass of Jupiter orbiting the star 70 Virginis, and a planet about 3.5 times the mass of Jupiter orbiting the star 47 Ursa Majoris. Since then, astronomers have found planets and disks of dust in the process of forming planets around many other stars. Most astronomers think it likely that solar systems of some sort are numerous throughout the universe. See Astronomy; Galaxy; Star.
THE SUN AND THE SOLAR WIND
The Sun is a typical star of intermediate size and luminosity. Sunlight and other radiation are produced by the conversion of hydrogen into helium in the Sun’s hot, dense interior (see Nuclear Energy). Although this nuclear fusion is transforming 600 million metric tons of hydrogen each second, the Sun is so massive (2 × 1030 kg, or 4.4 × 1030 lb) that it can continue to shine at its present brightness for 6 billion years. This stability has allowed life to develop and survive on Earth.
For all the Sun’s steadiness, it is an extremely active star. On its surface, dark sunspots bounded by intense magnetic fields come and go in 11-year cycles and sudden bursts of charged particles from solar flares can cause auroras and disturb radio signals on Earth. A continuous stream of protons, electrons, and ions also leaves the Sun and moves out through the solar system. This solar wind shapes the ion tails of comets and leaves its traces in the lunar soil, samples of which were brought back from the Moon’s surface by piloted United States Apollo spacecraft (see Space Exploration; Apollo program).
The Sun’s activity also influences the heliopause, a region of space that astronomers believe marks the boundary between the solar system and interstellar space. The heliopause is a dynamic region that expands and contracts due to the constantly changing speed and pressure of the solar wind. In November 2003 a team of astronomers reported that the Voyager 1 spacecraft appeared to have encountered the outskirts of the heliopause at about 86 AU from the Sun. They based their report on data that indicated the solar wind had slowed from 1.1 million km/h (700,000 mph) to 160,000 km/h (100,000 mph). This finding is consistent with the theory that when the solar wind meets interstellar space at a turbulent zone known as the termination shock boundary, it will slow abruptly. However, another team of astronomers disputed the finding, saying that the spacecraft had neared but had not yet reached the heliopause.
THE MAJOR PLANETS
Nine major planets are currently known. They are commonly divided into two groups: the inner planets (Mercury, Venus, Earth, and Mars) and the outer planets (Jupiter, Saturn, Uranus, and Neptune). The inner planets are small and are composed primarily of rock and iron. The outer planets are much larger and consist mainly of hydrogen, helium, and ice. Pluto does not belong to either group, and there is an ongoing debate as to whether Pluto should be categorized as a major planet.
Mercury is surprisingly dense, apparently because it has an unusually large iron core. With only a transient atmosphere, Mercury has a surface that still bears the record of bombardment by asteroidal bodies early in its history. Venus has a carbon dioxide atmosphere 90 times thicker than that of Earth, causing an efficient greenhouse effect by which the Venusian atmosphere is heated. The resulting surface temperature is the hottest of any planet—about 477°C (about 890°F).
Earth is the only planet known to have abundant liquid water and life. However, in 2004 astronomers with the National Aeronautics and Space Administration’s Mars Exploration Rover mission confirmed that Mars once had liquid water on its surface. Scientists had previously concluded that liquid water once existed on Mars due to the numerous surface features on the planet that resemble water erosion found on Earth. Mars’s carbon dioxide atmosphere is now so thin that the planet is dry and cold, with polar caps of frozen water and solid carbon dioxide, or dry ice. However, small jets of subcrustal water may still erupt on the surface in some places.
Jupiter is the largest of the planets. Its hydrogen and helium atmosphere contains pastel-colored clouds, and its immense magnetosphere, rings, and satellites make it a planetary system unto itself. One of Jupiter’s largest moons, Io, has volcanoes that produce the hottest surface temperatures in the solar system. At least four of Jupiter’s moons have atmospheres, and at least three show evidence that they contain liquid or partially frozen water. Jupiter’s moon Europa may have a global ocean of liquid water beneath its icy crust.
Saturn rivals Jupiter, with a much more intricate ring structure and a similar number of satellites. One of Saturn’s moons, Titan, has an atmosphere thicker than that of any other satellite in the solar system. Uranus and Neptune are deficient in hydrogen compared with Jupiter and Saturn; Uranus, also ringed, has the distinction of rotating at 98° to the plane of its orbit. Pluto seems similar to the larger, icy satellites of Jupiter or Saturn. Pluto is so distant from the Sun and so cold that methane freezes on its surface. See also Planetary Science.
OTHER ORBITING BODIES
The asteroids are small rocky bodies that move in orbits primarily between the orbits of Mars and Jupiter. Numbering in the thousands, asteroids range in size from Ceres, which has a diameter of 1,003 km (623 mi), to microscopic grains. Some asteroids are perturbed, or pulled by forces other than their attraction to the Sun, into eccentric orbits that can bring them closer to the Sun. If the orbits of such bodies intersect that of Earth, they are called meteoroids. When they appear in the night sky as streaks of light, they are known as meteors, and recovered fragments are termed meteorites. Laboratory studies of meteorites have revealed much information about primitive conditions in our solar system. The surfaces of Mercury, Mars, and several satellites of the planets (including Earth’s Moon) show the effects of an intense bombardment by asteroidal objects early in the history of the solar system. On Earth that record has eroded away, except for a few recently found impact craters.
Some meteors and interplanetary dust may also come from comets, which are basically aggregates of dust and frozen gases typically 5 to 10 km (about 3 to 6 mi) in diameter. Comets orbit the Sun at distances so great that they can be perturbed by stars into orbits that bring them into the inner solar system. As comets approach the Sun, they release their dust and gases to form a spectacular coma and tail. Under the influence of Jupiter’s strong gravitational field, comets can sometimes adopt much smaller orbits. The most famous of these is Halley’s Comet, which returns to the inner solar system at 75-year periods. Its most recent return was in 1986. In July 1994 fragments of Comet Shoemaker-Levy 9 bombarded Jupiter’s dense atmosphere at speeds of about 210,000 km/h (130,000 mph). Upon impact, the tremendous kinetic energy of the fragments was released through massive explosions, some resulting in fireballs larger than Earth.
Comets circle the Sun in two main groups, within the Kuiper Belt or within the Oort cloud. The Kuiper Belt is a ring of debris that orbits the Sun beyond the planet Neptune. Many of the comets with periods of less than 500 years come from the Kuiper Belt. In 2002 astronomers discovered a planetoid in the Kuiper Belt, and they named it Quaoar.
The Oort cloud is a hypothetical region about halfway between the Sun and the heliopause. Astronomers believe that the existence of the Oort cloud, named for Dutch astronomer Jan Oort, explains why some comets have very long periods. A chunk of dust and ice may stay in the Oort cloud for thousands of years. Nearby stars sometimes pass close enough to the solar system to push an object in the Oort cloud into an orbit that takes it close to the Sun.
The first detection of the long-hypothesized Oort cloud came in March 2004 when astronomers reported the discovery of a planetoid about 1,700 km (about 1,000 mi) in diameter. They named it Sedna, after a sea goddess in Inuit mythology. Sedna was found about 13 billion km (about 8 billion mi) from the Sun. At its farthest point from the Sun, Sedna is the most distant object in the solar system and is about 130 billion km (about 84 billion mi) from the Sun.
Many of the objects that do not fall into the asteroid belts, the Kuiper Belt, or the Oort cloud may be comets that will never make it back to the Sun. The surfaces of the icy satellites of the outer planets are scarred by impacts from such bodies. The asteroid-like object Chiron, with an orbit between Saturn and Uranus, may itself be an extremely large inactive comet. Similarly, some of the asteroids that cross the path of Earth’s orbit may be the rocky remains of burned-out comets. Chiron and similar objects called the Centaurs probably escaped from the Kuiper Belt and were drawn into their irregular orbits by the gravitational pull of the giant outer planets, Jupiter, Saturn, Neptune, and Uranus.
The Sun was also found to be encircled by rings of interplanetary dust. One of them, between Jupiter and Mars, has long been known as the cause of zodiacal light, a faint glow that appears in the east before dawn and in the west after dusk. Another ring, lying only two solar widths away from the Sun, was discovered in 1983.
MOVEMENTS OF THE PLANETS AND THEIR SATELLITES
If one could look down on the solar system from far above the North Pole of Earth, the planets would appear to move around the Sun in a counterclockwise direction. All of the planets except Venus and Uranus rotate on their axes in this same direction. The entire system is remarkably flat—only Mercury and Pluto have obviously inclined orbits. Pluto’s orbit is so elliptical that it is sometimes closer than Neptune to the Sun.
The satellite systems mimic the behavior of their parent planets and move in a counterclockwise direction, but many exceptions are found. Jupiter, Saturn, and Neptune each have at least one satellite that moves around the planet in a retrograde orbit (clockwise instead of counterclockwise), and several satellite orbits are highly elliptical. Jupiter, moreover, has trapped two clusters of asteroids (the so-called Trojan asteroids) leading and following the planet by 60° in its orbit around the Sun. (Some satellites of Saturn have done the same with smaller bodies.) The comets exhibit a roughly spherical distribution of orbits around the Sun.
Within this maze of motions, some remarkable patterns exist: Mercury rotates on its axis three times for every two revolutions about the Sun; no asteroids exist with periods (intervals of time needed to complete one revolution) 1/2, 1/3, …, 1/n (where n is an integer) the period of Jupiter; the three inner Galilean satellites of Jupiter have periods in the ratio 4:2:1. These and other examples demonstrate the subtle balance of forces that is established in a gravitational system composed of many bodies.
THEORIES OF ORIGIN
Despite their differences, the members of the solar system probably form a common family. They seem to have originated at the same time; few indications exist of bodies joining the solar system, captured later from other stars or interstellar space.
Early attempts to explain the origin of this system include the nebular hypothesis of the German philosopher Immanuel Kant and the French astronomer and mathematician Pierre Simon de Laplace, according to which a cloud of gas broke into rings that condensed to form planets. Doubts about the stability of such rings led some scientists to consider various catastrophic hypotheses, such as a close encounter of the Sun with another star. Such encounters are extremely rare, and the hot, tidally disrupted gases would dissipate rather than condense to form planets.
Current theories connect the formation of the solar system with the formation of the Sun itself, about 4.7 billion years ago. The fragmentation and gravitational collapse of an interstellar cloud of gas and dust, triggered perhaps by nearby supernova explosions, may have led to the formation of a primordial solar nebula. The Sun would then form in the densest, central region. It is so hot close to the Sun that even silicates, which are relatively dense, have difficulty forming there. This phenomenon may account for the presence near the Sun of a planet such as Mercury, having a relatively small silicate crust and a larger than usual, dense iron core. (It is easier for iron dust and vapor to coalesce near the central region of a solar nebula than it is for lighter silicates to do so.) At larger distances from the center of the solar nebula, gases condense into solids such as are found today from Jupiter outward. Evidence of a possible preformation supernova explosion appears as traces of anomalous isotopes in tiny inclusions in some meteorites. This association of planet formation with star formation suggests that billions of other stars in our galaxy may also have planets. The high frequency of binary and multiple stars, as well as the large satellite systems around Jupiter and Saturn, attest to the tendency of collapsing gas clouds to fragment into multibody systems.
See separate articles for most of the celestial bodies mentioned in this article. See also Exobiology.
Contributed By:Tobias C. Owen
Microsoft ® Encarta ® 2006. © 1993-2005 Microsoft Corporation. All rights reserved.
Solar System
“And God of Allah which have created noon and night, moon and sun. Everyone of both that circulate in its orbit..” (LQ:21.33)
‘’And God of Allah have subdued ( pula) for you continuous moon and sun circulate ( in its orbit); and have subdued for you noon and night.’’ (LQ:14.33)
INTRODUCTION
Solar System
the Sun and everything that orbits the Sun, including the nine planets and their satellites; the asteroids and comets; and interplanetary dust and gas. The term may also refer to a group of celestial bodies orbiting another star (see Extrasolar Planets). In this article, solar system refers to the system that includes Earth and the Sun.
The dimensions of the solar system are specified in terms of the mean distance from Earth to the Sun, called the astronomical unit (AU). One AU is 150 million km (about 93 million mi). The most distant known planet, Pluto, orbits about 39 AU from the Sun. Estimates for the boundary where the Sun’s magnetic field ends and interstellar space begins—called the heliopause—range from 86 to 100 AU.
The most distant known planetoid orbiting the Sun is Sedna, whose discovery was reported in March 2004. A planetoid is an object that is too small to be a planet. At the farthest point in its orbit, Sedna is about 900 AU from the Sun. Comets known as long-period comets, however, achieve the greatest distance from the Sun; they have highly eccentric orbits ranging out to 50,000 AU or more.
The solar system was the only planetary system known to exist around a star similar to the Sun until 1995, when astronomers discovered a planet about 0.6 times the mass of Jupiter orbiting the star 51 Pegasi. Jupiter is the most massive planet in our solar system. Soon after, astronomers found a planet about 8.1 times the mass of Jupiter orbiting the star 70 Virginis, and a planet about 3.5 times the mass of Jupiter orbiting the star 47 Ursa Majoris. Since then, astronomers have found planets and disks of dust in the process of forming planets around many other stars. Most astronomers think it likely that solar systems of some sort are numerous throughout the universe. See Astronomy; Galaxy; Star.
THE SUN AND THE SOLAR WIND
The Sun is a typical star of intermediate size and luminosity. Sunlight and other radiation are produced by the conversion of hydrogen into helium in the Sun’s hot, dense interior (see Nuclear Energy). Although this nuclear fusion is transforming 600 million metric tons of hydrogen each second, the Sun is so massive (2 × 1030 kg, or 4.4 × 1030 lb) that it can continue to shine at its present brightness for 6 billion years. This stability has allowed life to develop and survive on Earth.
For all the Sun’s steadiness, it is an extremely active star. On its surface, dark sunspots bounded by intense magnetic fields come and go in 11-year cycles and sudden bursts of charged particles from solar flares can cause auroras and disturb radio signals on Earth. A continuous stream of protons, electrons, and ions also leaves the Sun and moves out through the solar system. This solar wind shapes the ion tails of comets and leaves its traces in the lunar soil, samples of which were brought back from the Moon’s surface by piloted United States Apollo spacecraft (see Space Exploration; Apollo program).
The Sun’s activity also influences the heliopause, a region of space that astronomers believe marks the boundary between the solar system and interstellar space. The heliopause is a dynamic region that expands and contracts due to the constantly changing speed and pressure of the solar wind. In November 2003 a team of astronomers reported that the Voyager 1 spacecraft appeared to have encountered the outskirts of the heliopause at about 86 AU from the Sun. They based their report on data that indicated the solar wind had slowed from 1.1 million km/h (700,000 mph) to 160,000 km/h (100,000 mph). This finding is consistent with the theory that when the solar wind meets interstellar space at a turbulent zone known as the termination shock boundary, it will slow abruptly. However, another team of astronomers disputed the finding, saying that the spacecraft had neared but had not yet reached the heliopause.
THE MAJOR PLANETS
Nine major planets are currently known. They are commonly divided into two groups: the inner planets (Mercury, Venus, Earth, and Mars) and the outer planets (Jupiter, Saturn, Uranus, and Neptune). The inner planets are small and are composed primarily of rock and iron. The outer planets are much larger and consist mainly of hydrogen, helium, and ice. Pluto does not belong to either group, and there is an ongoing debate as to whether Pluto should be categorized as a major planet.
Mercury is surprisingly dense, apparently because it has an unusually large iron core. With only a transient atmosphere, Mercury has a surface that still bears the record of bombardment by asteroidal bodies early in its history. Venus has a carbon dioxide atmosphere 90 times thicker than that of Earth, causing an efficient greenhouse effect by which the Venusian atmosphere is heated. The resulting surface temperature is the hottest of any planet—about 477°C (about 890°F).
Earth is the only planet known to have abundant liquid water and life. However, in 2004 astronomers with the National Aeronautics and Space Administration’s Mars Exploration Rover mission confirmed that Mars once had liquid water on its surface. Scientists had previously concluded that liquid water once existed on Mars due to the numerous surface features on the planet that resemble water erosion found on Earth. Mars’s carbon dioxide atmosphere is now so thin that the planet is dry and cold, with polar caps of frozen water and solid carbon dioxide, or dry ice. However, small jets of subcrustal water may still erupt on the surface in some places.
Jupiter is the largest of the planets. Its hydrogen and helium atmosphere contains pastel-colored clouds, and its immense magnetosphere, rings, and satellites make it a planetary system unto itself. One of Jupiter’s largest moons, Io, has volcanoes that produce the hottest surface temperatures in the solar system. At least four of Jupiter’s moons have atmospheres, and at least three show evidence that they contain liquid or partially frozen water. Jupiter’s moon Europa may have a global ocean of liquid water beneath its icy crust.
Saturn rivals Jupiter, with a much more intricate ring structure and a similar number of satellites. One of Saturn’s moons, Titan, has an atmosphere thicker than that of any other satellite in the solar system. Uranus and Neptune are deficient in hydrogen compared with Jupiter and Saturn; Uranus, also ringed, has the distinction of rotating at 98° to the plane of its orbit. Pluto seems similar to the larger, icy satellites of Jupiter or Saturn. Pluto is so distant from the Sun and so cold that methane freezes on its surface. See also Planetary Science.
OTHER ORBITING BODIES
The asteroids are small rocky bodies that move in orbits primarily between the orbits of Mars and Jupiter. Numbering in the thousands, asteroids range in size from Ceres, which has a diameter of 1,003 km (623 mi), to microscopic grains. Some asteroids are perturbed, or pulled by forces other than their attraction to the Sun, into eccentric orbits that can bring them closer to the Sun. If the orbits of such bodies intersect that of Earth, they are called meteoroids. When they appear in the night sky as streaks of light, they are known as meteors, and recovered fragments are termed meteorites. Laboratory studies of meteorites have revealed much information about primitive conditions in our solar system. The surfaces of Mercury, Mars, and several satellites of the planets (including Earth’s Moon) show the effects of an intense bombardment by asteroidal objects early in the history of the solar system. On Earth that record has eroded away, except for a few recently found impact craters.
Some meteors and interplanetary dust may also come from comets, which are basically aggregates of dust and frozen gases typically 5 to 10 km (about 3 to 6 mi) in diameter. Comets orbit the Sun at distances so great that they can be perturbed by stars into orbits that bring them into the inner solar system. As comets approach the Sun, they release their dust and gases to form a spectacular coma and tail. Under the influence of Jupiter’s strong gravitational field, comets can sometimes adopt much smaller orbits. The most famous of these is Halley’s Comet, which returns to the inner solar system at 75-year periods. Its most recent return was in 1986. In July 1994 fragments of Comet Shoemaker-Levy 9 bombarded Jupiter’s dense atmosphere at speeds of about 210,000 km/h (130,000 mph). Upon impact, the tremendous kinetic energy of the fragments was released through massive explosions, some resulting in fireballs larger than Earth.
Comets circle the Sun in two main groups, within the Kuiper Belt or within the Oort cloud. The Kuiper Belt is a ring of debris that orbits the Sun beyond the planet Neptune. Many of the comets with periods of less than 500 years come from the Kuiper Belt. In 2002 astronomers discovered a planetoid in the Kuiper Belt, and they named it Quaoar.
The Oort cloud is a hypothetical region about halfway between the Sun and the heliopause. Astronomers believe that the existence of the Oort cloud, named for Dutch astronomer Jan Oort, explains why some comets have very long periods. A chunk of dust and ice may stay in the Oort cloud for thousands of years. Nearby stars sometimes pass close enough to the solar system to push an object in the Oort cloud into an orbit that takes it close to the Sun.
The first detection of the long-hypothesized Oort cloud came in March 2004 when astronomers reported the discovery of a planetoid about 1,700 km (about 1,000 mi) in diameter. They named it Sedna, after a sea goddess in Inuit mythology. Sedna was found about 13 billion km (about 8 billion mi) from the Sun. At its farthest point from the Sun, Sedna is the most distant object in the solar system and is about 130 billion km (about 84 billion mi) from the Sun.
Many of the objects that do not fall into the asteroid belts, the Kuiper Belt, or the Oort cloud may be comets that will never make it back to the Sun. The surfaces of the icy satellites of the outer planets are scarred by impacts from such bodies. The asteroid-like object Chiron, with an orbit between Saturn and Uranus, may itself be an extremely large inactive comet. Similarly, some of the asteroids that cross the path of Earth’s orbit may be the rocky remains of burned-out comets. Chiron and similar objects called the Centaurs probably escaped from the Kuiper Belt and were drawn into their irregular orbits by the gravitational pull of the giant outer planets, Jupiter, Saturn, Neptune, and Uranus.
The Sun was also found to be encircled by rings of interplanetary dust. One of them, between Jupiter and Mars, has long been known as the cause of zodiacal light, a faint glow that appears in the east before dawn and in the west after dusk. Another ring, lying only two solar widths away from the Sun, was discovered in 1983.
MOVEMENTS OF THE PLANETS AND THEIR SATELLITES
If one could look down on the solar system from far above the North Pole of Earth, the planets would appear to move around the Sun in a counterclockwise direction. All of the planets except Venus and Uranus rotate on their axes in this same direction. The entire system is remarkably flat—only Mercury and Pluto have obviously inclined orbits. Pluto’s orbit is so elliptical that it is sometimes closer than Neptune to the Sun.
The satellite systems mimic the behavior of their parent planets and move in a counterclockwise direction, but many exceptions are found. Jupiter, Saturn, and Neptune each have at least one satellite that moves around the planet in a retrograde orbit (clockwise instead of counterclockwise), and several satellite orbits are highly elliptical. Jupiter, moreover, has trapped two clusters of asteroids (the so-called Trojan asteroids) leading and following the planet by 60° in its orbit around the Sun. (Some satellites of Saturn have done the same with smaller bodies.) The comets exhibit a roughly spherical distribution of orbits around the Sun.
Within this maze of motions, some remarkable patterns exist: Mercury rotates on its axis three times for every two revolutions about the Sun; no asteroids exist with periods (intervals of time needed to complete one revolution) 1/2, 1/3, …, 1/n (where n is an integer) the period of Jupiter; the three inner Galilean satellites of Jupiter have periods in the ratio 4:2:1. These and other examples demonstrate the subtle balance of forces that is established in a gravitational system composed of many bodies.
THEORIES OF ORIGIN
Despite their differences, the members of the solar system probably form a common family. They seem to have originated at the same time; few indications exist of bodies joining the solar system, captured later from other stars or interstellar space.
Early attempts to explain the origin of this system include the nebular hypothesis of the German philosopher Immanuel Kant and the French astronomer and mathematician Pierre Simon de Laplace, according to which a cloud of gas broke into rings that condensed to form planets. Doubts about the stability of such rings led some scientists to consider various catastrophic hypotheses, such as a close encounter of the Sun with another star. Such encounters are extremely rare, and the hot, tidally disrupted gases would dissipate rather than condense to form planets.
Current theories connect the formation of the solar system with the formation of the Sun itself, about 4.7 billion years ago. The fragmentation and gravitational collapse of an interstellar cloud of gas and dust, triggered perhaps by nearby supernova explosions, may have led to the formation of a primordial solar nebula. The Sun would then form in the densest, central region. It is so hot close to the Sun that even silicates, which are relatively dense, have difficulty forming there. This phenomenon may account for the presence near the Sun of a planet such as Mercury, having a relatively small silicate crust and a larger than usual, dense iron core. (It is easier for iron dust and vapor to coalesce near the central region of a solar nebula than it is for lighter silicates to do so.) At larger distances from the center of the solar nebula, gases condense into solids such as are found today from Jupiter outward. Evidence of a possible preformation supernova explosion appears as traces of anomalous isotopes in tiny inclusions in some meteorites. This association of planet formation with star formation suggests that billions of other stars in our galaxy may also have planets. The high frequency of binary and multiple stars, as well as the large satellite systems around Jupiter and Saturn, attest to the tendency of collapsing gas clouds to fragment into multibody systems.
See separate articles for most of the celestial bodies mentioned in this article. See also Exobiology.
Contributed By:Tobias C. Owen
Microsoft ® Encarta ® 2006. © 1993-2005 Microsoft Corporation. All rights reserved.
Jumat, Agustus 15, 2008
TEKNOLOGI DIPANDANG AGAMA
HUKUM MENONTON TELEVISI Dr. Yusuf Qardhawi
saya sampaikan pada kesempatan pertama,dan saya kemukakan kepada para pemirsa melalui acara "HadyulIslam" di televisi Qathar. Pada waktu itu saya katakan bahwa televisi sama halnyaseperti radio, surat kabar, dan majalah. Semua itu hanyalahalat atau media yang digunakan untuk berbagai maksud dantujuan sehingga Anda tidak dapat mengatakannya baik atauburuk, halal atau haram. Segalanya tergantung pada tujuandan materi acaranya. Seperti halnya pedang, di tanganmujahid ia adalah alat untuk berjihad; dan bila di tanganperampok, maka pedang itu merupakan alat untuk melakukantindak kejahatan. Oleh karenanya sesuatu dinilai dari sudutpenggunaannya, dan sarana atau media dinilai sesuai tujuandan maksudnya. Televisi dapat saja menjadi media pembangunan danpengembangan pikiran, ruh, jiwa, akhlak, dan kemasyarakatan.Demikian pula halnya radio, surat kabar, dan sebagainya.Tetapi di sisi lain, televisi dapat juga menjadi alatpenghancur dan perusak. Semua itu kembali kepada materiacara dan pengaruh yang ditimbulkannya. Dapat saya katakan bahwa media-media ini mengandungkemungkinan baik, buruk, halal, dan haram. Seperti sayakatakan sejak semula bahwa seorang muslim hendaknya dapatmengendalikan diri terhadap media-media seperti ini,sehingga dia menghidupkan radio atau televisi jika acaranyaberisi kebaikan, dan mematikannya bila berisi keburukan.Lewat media ini seseorang dapat menyaksikan dan mendengarkanberita-berita dan acara-acara keagamaan, pendidikan,pengajaran, atau acara lainnya yang dapat diterima (tidakmengandung unsur keburukan/keharaman). Sehingga dalam halini anak-anak dapat menyaksikan gerakan-gerakan lincah darisuguhan hiburan yang menyenangkan hatinya atau dapatmemperoleh manfaat dari tayangan acara pendidikan yangmereka saksikan. Namun begitu, ada acara-acara tertentu yang tidak bolehditonton, seperti tayangan film-film Barat yang pada umumnyamerusak akhlak. Karena didalamnya mengandung unsur-unsurbudaya dan kebiasaan yang bertentangan dengan aqidah Islamyang lurus. Misalnya, film-film itu mengajarkan bahwa setiapgadis harus mempunyai teman kencan dan suka berasyik masyuk.Kemudian hal itu dibumbui dengan bermacam-macam kebohongan,dan mengajarkan bagaimana cara seorang gadis berdustaterhadap keluarganya, bagaimana upayanya agar dapat bebaskeluar rumah, termasuk memberi contoh bagaimana membuatrayuan dengan kata-kata yang manis. Selain itu, jenisfilm-film ini juga hanya berisikan kisah-kisah bohong,dongeng-dongeng khayal, dan semacamnya. Singkatnya, filmseperti ini hanya menjadi sarana untuk mengajarkan moralyang rendah. Secara objektif saya katakan bahwa sebagian besar film tidakluput dari sisi negatif seperti ini, tidak sunyi dariadegan-adegan yang merangsang nafsu seks, minum khamar, dantari telanjang. Mereka bahkan berkata, "Tari dan dansa sudahmenjadi kebudayaan dalam dunia kita, dan ini merupakan ciriperadaban yang tinggi. Wanita yang tidak belajar berdansaadalah wanita yang tidak modern. Apakah haram jika seorangpemuda duduk berdua dengan seorang gadis sekadar untukbercakap-cakap serta saling bertukar janji?" Inilah yang menyebabkan orang yang konsisten pada agamanyadan menaruh perhatian terhadap akhlak anak-anaknya melarangmemasukkan media-media seperti televisi dan sebagainya kerumahnya. Sebab mereka berprinsip, keburukan yangditimbulkannya jauh lebih banyak daripada kebaikannya,dosanya lebih besar daripada manfaatnya, dan sudah tentuyang demikian adalah haram. Lebih-lebih media tersebutmemiliki pengaruh yang sangat besar terhadap jiwa danpikiran, yang cepat sekali menjalarnya, belum lagi waktuyang tersita olehnya dan menjadikan kewajiban terabaikan. Tidak diragukan lagi bahwa hal inilah yang harus disikapidengan hati-hati, ketika keburukan dan kerusakan sudahdemikian dominan. Namun cobaan ini telah begitu merata, dantidak terhitung jumlah manusia yang tidak lagi dapatmenghindarkan diri darinya, karena memang segi-segi positifdan manfaatnya juga ada. Karena itu, yang paling mudah danpaling layak dilakukan dalam menghadapi kenyataan ini adalahsebagaimana yang telah saya katakan sebelumnya, yaituberusaha memanfaatkan yang baik dan menjauhi yang buruk diantara film bentuk tayangan sejenisnya. Hal ini dapat dihindari oleh seseorang dengan jalanmematikan radio atau televisinya, menutup surat kabar danmajalah yang memuat gambar-gambar telanjang yang terlarang,dan menghindari membaca media yang memuat berita-berita dantulisan yang buruk. Manusia adalah mufti bagi dirinya sendiri, dan dia dapatmenutup pintu kerusakan dari dirinya. Apabila ia tidak dapatmengendalikan dirinya atau keluarganya, maka langkah yanglebih utama adalah jangan memasukkan media-media tersebut kedalam rumahnya sebagai upaya preventif (saddudz dzari'ah). Inilah pendapat saya mengenai hal ini, dan Allahlah YangMaha Memberi Petunjuk dan Memberi Taufiq ke jalan yanglurus. Kini tinggal bagaimana tanggung jawab negara secara umum dantanggung jawab produser serta seluruh pihak yang berkaitandengan media-media informasi tersebut. Karena bagaimanapun,Allah akan meminta pertanggungjawaban kepada mereka terhadapsemua itu. Maka hendaklah mereka mempersiapkan diri sejaksekarang.
ALQURAN GUDANG ILMU
Awal kejadian makhluk
Penciptaan selain manusia
Penciptaan Arsy
Qs.7:54
Qs.13:2
Qs.25:59
Kursi Allah (Kekuasaan Dan Ilmunya)
Qs.2:255
Penciptaan Lauhhil Mahfuzh
Qs.13:39
Qs.17:58
Qs.20:52
Qs.85:22
Penciptaan langit dan bumi
Qs.2:22
Qs.2:29
Qs.2:164
Qs.6:1
Qs.6:14
Qs.6:73
Qs.6:79
Qs.6:101
Qs.7:54
Qs.10:3
Qs.11:7
Qs.13:2
Qs.14:10
Qs.14:19
Qs.15:19
Qs.15:85
Qs.16:3
Qs.17:99
Qs.18:51
Qs.20:4
Qs.21:16
Qs.25:59
Qs.27:60
Qs.29:44
Qs.29:61
Qs.40:57
Qs.41:9
Qs.41:11
Qs.44:38
Qs.44:39
Qs.45:22
Qs.46:33
Qs.50:6
Qs.50:7
Qs.50:38
Qs.51:7
Qs.51:47
Qs.51:48
Qs.52:36
Qs.55:7
Qs.55:10
Qs.57:4
Qs.71:15
Qs.78:6
Qs.78:12
Qs.79:27
Qs.79:28
Qs.88:18
Qs.88:20
Qs.91:5
Qs.91:6
Penciptaan gunung
Qs.13:3
Qs.16:15
Qs.77:27
Qs.78:7
Qs.79:32
Qs.88:19
Penciptaan laut dan sungai
Qs.13:3
Qs.16:14
Qs.16:15
Qs.25:53
Qs.27:61
Qs.45:12
Qs.55:22
Penciptaan hewan
Qs.2:164
Qs.2:259
Qs.3:14
Qs.16:5
Qs.22:18
Qs.24:45
Qs.35:28
Qs.40:79
Qs.42:11
Qs.42:29
Qs.43:12
Qs.47:12
Penciptaan serangga
Qs.16:68
Qs.22:73
Qs.34:14
Penciptaan makhluk yang hidup di air
Qs.16:14
Qs.18:61
Qs.18:63
Penciptaan hewan melata
Qs.20:20
Qs.24:45
Penciptaan tumbuh-tumbuhan
Qs.2:261
Qs.6:99
Qs.6:141
Qs.13:4
Qs.16:11
Qs.16:67
Qs.17:91
Qs.18:32
Qs.34:16
Qs.50:10
Qs.55:11
Qs.55:12
Qs.86:12
Qs.95:1
Penciptaan negeri-negeri
Penciptaan selain manusia
Penciptaan Arsy
Qs.7:54
Qs.13:2
Qs.25:59
Kursi Allah (Kekuasaan Dan Ilmunya)
Qs.2:255
Penciptaan Lauhhil Mahfuzh
Qs.13:39
Qs.17:58
Qs.20:52
Qs.85:22
Penciptaan langit dan bumi
Qs.2:22
Qs.2:29
Qs.2:164
Qs.6:1
Qs.6:14
Qs.6:73
Qs.6:79
Qs.6:101
Qs.7:54
Qs.10:3
Qs.11:7
Qs.13:2
Qs.14:10
Qs.14:19
Qs.15:19
Qs.15:85
Qs.16:3
Qs.17:99
Qs.18:51
Qs.20:4
Qs.21:16
Qs.25:59
Qs.27:60
Qs.29:44
Qs.29:61
Qs.40:57
Qs.41:9
Qs.41:11
Qs.44:38
Qs.44:39
Qs.45:22
Qs.46:33
Qs.50:6
Qs.50:7
Qs.50:38
Qs.51:7
Qs.51:47
Qs.51:48
Qs.52:36
Qs.55:7
Qs.55:10
Qs.57:4
Qs.71:15
Qs.78:6
Qs.78:12
Qs.79:27
Qs.79:28
Qs.88:18
Qs.88:20
Qs.91:5
Qs.91:6
Penciptaan gunung
Qs.13:3
Qs.16:15
Qs.77:27
Qs.78:7
Qs.79:32
Qs.88:19
Penciptaan laut dan sungai
Qs.13:3
Qs.16:14
Qs.16:15
Qs.25:53
Qs.27:61
Qs.45:12
Qs.55:22
Penciptaan hewan
Qs.2:164
Qs.2:259
Qs.3:14
Qs.16:5
Qs.22:18
Qs.24:45
Qs.35:28
Qs.40:79
Qs.42:11
Qs.42:29
Qs.43:12
Qs.47:12
Penciptaan serangga
Qs.16:68
Qs.22:73
Qs.34:14
Penciptaan makhluk yang hidup di air
Qs.16:14
Qs.18:61
Qs.18:63
Penciptaan hewan melata
Qs.20:20
Qs.24:45
Penciptaan tumbuh-tumbuhan
Qs.2:261
Qs.6:99
Qs.6:141
Qs.13:4
Qs.16:11
Qs.16:67
Qs.17:91
Qs.18:32
Qs.34:16
Qs.50:10
Qs.55:11
Qs.55:12
Qs.86:12
Qs.95:1
Penciptaan negeri-negeri
PENCIPTAAN ALAM SEMESTA
disadur dari BP2.Blogger.com
Alam semesta, dengan dimensi yang luasnya tak terjangkau pemahaman manusia, berfungsi pada keseimbangan yang sensitif tanpa pernah gagal. Alam semesta juga berfungsi dengan keteraturan terencana, dan sudah demikian sejak awal pembentukannya. Bagaimana alam raya yang luas ini terwujud, akan menuju ke mana, dan bagaimana hukum-hukum alam bekerja mempertahankan keteraturan dan keseimbangan di dalamnya, selalu menjadi perhatian manusia sejak dulu sampai sekarang. Para ilmuwan telah melakukan penelitian tak terhitung banyaknya mengenai subjek ini dan menghasilkan pelbagai teori dan pendapat. Bagi para ilmuwan yang mengukur rancangan dan keteraturan alam semesta dengan menggunakan akal dan kesadaran mereka, tidaklah susah sama sekali untuk menjelaskan kesempurnaan ini. Ini karena Allah, Zat Mahakuasa, Penguasa seluruh jagat raya, yang menciptakan rancangan sempurna ini. Dan ini sangatlah jelas bagi semua orang yang mau berpikir dan bernalar. Allah menyebutkan kebenaran nyata ini dalam ayat Al Quran:“Sesungguhnya dalam penciptaaan langit dan bumi, dan silih bergantinya malam dan siang terdapat tanda-tanda bagi orang-orang yang berakal.” (QS. Ali ‘Imran, 3: 190)Akan tetapi, para ilmuwan yang tidak mengindahkan bukti penciptaan itu mengalami kesulitan besar dalam menjawab pertanyaan yang tak ada habisnya ini. Mereka tidak ragu menggunakan segala cara seperti menghasut, membuat teori-teori palsu tanpa dasar ilmiah apa pun. Bila tersudut, mereka bahkan menipu untuk mempertahankan teori-teori yang bertentangan sepenuhnya dengan kenyataan. Namun seluruh perkembangan ilmu pengetahuan yang terjadi hingga awal abad ke-21, membawa kita pada sebuah fakta tunggal; alam semesta diciptakan dari ketiadaan oleh Allah yang Mahakuasa dan Maha Mengetahui.Sir Fred HoylePenciptaan Alam SemestaSelama berabad-abad, orang mencari jawaban untuk pertanyaan “bagaimana asal-usul alam semesta”. Beribu-ribu model alam semesta telah diajukan dan beribu-ribu teori telah dihasilkan di sepanjang sejarah. Namun tinjauan terhadap semua teori ini mengungkapkan bahwa pada intinya mereka hanya terbagi dalam dua model berbeda. Yang pertama adalah konsep alam semesta tak terbatas tanpa permulaan, yang tidak lagi memiliki dasar ilmiah apa pun. Yang kedua adalah bahwa alam semesta diciptakan dari ketiadaan, yang sekarang ini dikenal dalam masyarakat ilmiah sebagai “model standar”.Model pertama, yang telah terbukti tak dapat bertahan, menyatakan bahwa alam semesta telah ada sejak waktu yang tak terbatas dan akan terus bertahan dalam keadaannya yang sekarang ini. Gagasan alam semesta tak terbatas ini telah berkembang sejak zaman Yunani kuno, dan telah menyebar ke dunia barat sebagai hasil filosofi materialistis dan telah dibangkitkan kembali dengan Renaisans. Inti Renaisans adalah pengkajian kembali hasil kerja para pemikir Yunani kuno. Jadi, filosofi materialis dan konsep alam semesta tak terbatas yang dididukung oleh filosofi ini dicomot dari rak sejarah yang berdebu oleh kepentingan ideologis dan filosofis, dan disampaikan pada manusia sebagai fakta-fakta ilmiah.Penganut materialisme seperti Karl Marx dan Friedrich Engels dengan penuh semangat merangkul gagasan itu, yang jelas menyediakan dasar-dasar kuat untuk ideologi materialistis mereka. Dengan demikian keduanya memainkan peran penting dalam memperkenalkan model ini pada abad ke-20.Menurut model “alam semesta tak terbatas”- yang sangat populer di paro pertama abad ke-20 - alam semesta tidak memiliki awal maupun akhir. Alam semesta tidak pernah diciptakan dari tidak ada menjadi ada, tidak pula akan hancur. Menurut teori ini, yang juga menjadi dasar untuk filosofi materialis, alam semesta memiliki struktur yang statis. Namun, temuan-temuan ilmiah belakangan menyatakan bahwa teori ini sama sekali salah dan tidak ilmiah. Alam semesta tidak akan ada tanpa awal; alam semesta ini bermula dan telah diciptakan dari ketiadaan.Gagasan bahwa alam semesta ini tak terbatas, yaitu tidak berawal, selalu menjadi titik awal ateisme dan ideologi yang mengingkari Allah. Ini karena dalam pandangan mereka, bila alam semesta ini tak berawal, berarti tidak ada yang menciptakan. Namun ilmu pengetahuan segera mengungkapkan bukti pasti bahwa argumen-argumen materialis ini tidak berlaku, dan alam semesta diawali dengan sebuah ledakan dahsyat yang disebut Big Bang. Muncul dari sesuatu yang tidak ada hanya berarti satu hal: “Penciptaan”. Allah, Yang Mahakuasa, menciptakan seluruh alam semesta.Ahli astronomi Inggris ternama, Sir Fred Hoyle, adalah salah seorang ilmuwan yang penasaran dengan fakta ini. Dengan teori “steady-state”-nya, Hoyle menerima bahwa alam semesta mengalami perluasan, tetapi tetap berkeras bahwa alam semesta tidak terbatas dalam skalanya dan tanpa awal maupun akhir. Menurut model ini, ketika alam semesta meluas, materi muncul secara spontan dan dalam kuantitas sebesar yang dibutuhan. Teori ini, yang berlandaskan pada premis-premis yang sangat tidak praktis atau sulit, dan yang diajukan dengan kepentingan tunggal untuk mendukung gagasan “alam semesta tak terbatas tanpa awal atau akhir”, bertolak belakang dengan teori Big Bang. Padahal teori Big Bang secara ilmiah telah terbukti dengan sejumlah besar pengamatan. Hoyle dan yang lainnya terus mengingkarinya, namun semua perkembangan ilmu alam menyatakan sebaliknya.Big Bang dan Perluasan Alam SemestaAlam semesta terbentuk melalui sebuah ledakan besar (Big Bang). Kesempurnaan sistem alam semesta saat ini berawal dari hamburan partikel dan gaya yang tersusun dalam keharmonisan dan keteraturan yang luar biasa sejak tahap awal ledakan besar ini. Pada abad ke-20, terjadi lompatan besar di bidang astronomi. Pertama, pada tahun 1922, eorang ahli fisika Rusia, Alexandre Friedmann, menemukan bahwa alam semesta tidak memiliki struktur yang statis. Berpijak pada Teori Relativitas Einstein, Friedmann menghitung bahwa sebuah impuls kecil saja dapat mengakibatkan alam semesta meluas atau mengerut. Georges Lemaître, salah seorang ahli astronomi terkenal Belgia, adalah yang pertama kali menyadari pentingnya hitungan ini. Hitungan ini membawanya pada kesimpulan bahwa alam semesta memiliki awal dan terus-menerus meluas sejak permulaan. Ada hal penting lainnya yang diangkat Lemaître: menurutnya, seharusnya ada kelebihan radiasi yang tertinggal dari Big Bang dan ini dapat dilacak. Lemaître yakin bahwa penjelasannya benar walaupun pada awalnya tidak mendapat banyak dukungan dari kalangan ilmuwan. Sementara itu, bukti lebih lanjut bahwa alam semesta meluas mulai bermunculan. Pada waktu itu, Edwin Hubble, seorang ahli astronomi dari Amerika, yang mengamati bintang-bintang dengan teleskop raksasanya, menemukan bahwa bintang-bintang memancarkan cahaya geser merah (red shift) tergantung jarak mereka. Dengan temuan ini, yang diperolehnya di Observatorium Mount Wilson, California, Hubble menantang seluruh ilmuwan yang mengajukan dan membela teori “keadaan-tetap” (steady-state), dan mengguncangkan pondasi model alam semesta yang dianut saat itu.Georges Lemaître Temuan-temuan Hubble bergantung pada aturan fisika bahwa spektrum cahaya yang bergerak menuju titik pengamatan cenderung mendekati ungu, sementara spektrum cahaya yang bergerak meninggalkan titik pengamatan cenderung mendekati merah. Ini menunjukkan bahwa benda-benda angkasa yang diamati dari Observatorium Mount Wilson California bergerak menjauhi bumi. Pengamatan selanjutnya mengungkapkan bahwa bintang dan galaksi tidak hanya bergerak menjauhi kita tetapi juga saling menjauhi satu sama lain. Pergerakan benda-benda angkasa ini sekali lagi membuktikan bahwa alam semesta meluas. Dalam buku Stephen Hawking’s Universe, David Filkin menyatakan gagasan menarik tentang perkembangan ini:Dalam dua tahun, Lemaître mendengar berita yang selama ini berharap pun dia tak berani. Hubble telah mengamati bahwa cahaya dari galaksi adalah geser merah, dan menurut efek Doppler, ini berarti bahwa alam semesta meluas. Kini, ini hanya soal waktu. Einstein tertarik pada kerja Hubble dan memutuskan untuk mengunjunginya di Observatorium Mount Wilson. Pada saat yang sama, Lemaître memberikan kuliah di Institut Teknologi California, dan berhasil menyudutkan sekaligus Hubble dan Einstein. Dia mengajukan teori “atom primitif”-nya dengan hati-hati, selangkah demi selangkah, meyakinkan bahwa seluruh alam semesta telah diciptakan “pada hari yang tidak memiliki hari kemarin”. Dengan sangat saksama, dia menjelaskan seluruh perhitungan matematikanya. Ketika selesai, dia tidak dapat memercayai telinganya sendiri. Einstein berdiri dan menyatakan bahwa apa yang baru saja didengarnya adalah “interpretasi yang paling indah dan paling memuaskan yang pernah kudengar” dan selanjutnya mengakui bahwa menciptakan “konstanta kosmologis” adalah “kesalahan terbesar” dalam hidupnya.Bawah: Analisis cahaya dua bintang Alpha Centauri selama beberapa waktu menunjukkan serangkaian perubahan pada spektrumnya. Perubahan cahaya geser merah dan biru menunjukkan gambar dua bintang yang menyelesaikan orbit mengitari satu sama lain sekali setiap 80 tahun.Edwin HubbleFakta yang telah mengejutkan Einstein, yang dianggap sebagai salah satu ilmuwan terpenting dalam sejarah, adalah bahwa alam semesta mempunyai permulaan.Albert Einstein, ketika berkunjung ke Observatorium Wilson, tempat Edwin Hubble melakukan pengamatannya. Pengamatan lebih jauh pada perluasan alam semesta telah membuka jalan bagi pendapat-pendapat baru. Sejak saat itu, para ilmuwan sampai pada model alam semesta yang semakin kecil apabila seseorang kembali ke masa lampau, dan pada akhirnya mengerut dan konvergen pada satu titik, seperti yang dikemukakan Lemaître. Kesimpulan yang dapat diturunkan dari model ini adalah bahwa pada suatu masa, semua benda alam semesta memadat dalam sebuah titik-massa tunggal yang memiliki “volume nol” karena gaya gravitasinya yang sangat besar. Alam semesta kita menjadi ada sebagai hasil dari ledakan titik-massa yang memiliki “volume nol” ini. Ledakan ini disebut “Big Bang”.Menurut efek Doppler, bila galaksi berjarak tetap dari bumi, spektrum gelombang cahaya akan muncul pada posisi standar (atas). Bila galaksi bergerak menjauhi kita, gelombang itu akan tampak meregang dan geser merah (tengah). Bila galaksi bergerak menuju kita, gelombang akan tampak menciut dan geser biru (bawah).Big Bang menunjukkan hal lain. Mengatakan bahwa sesuatu memiliki volume nol itu berarti sama dengan mengatakan bahwa sesuatu itu “tidak ada”. Seluruh alam semesta ini diciptakan dari sesuatu yang “tidak ada” ini. Selanjutnya, alam semesta ini memiliki awal, bertolak belakang dengan pandangan materialisme, yang beranggapan bahwa “alam semesta adalah kekal”.Big Bang dengan BuktiBegitu ditetapkan kenyataan bahwa alam semesta mulai terbentuk setelah sebuah ledakan besar, para ahli astrofisika mencapai kemajuan pesat dalam penelitian-penelitian mereka. Menurut George Gamow, apabila alam semesta terbentuk dalam ledakan besar dan tiba-tiba, pastilah tertinggal sejumlah radiasi dari ledakan tersebut yang menyebar rata di seluruh alam semesta. Pada tahun-tahun setelah hipotesis ini disampaikan, temuan-temuan ilmiah susul-menyusul terjadi, dan semuanya membuktikan kebenaran Big Bang. Pada tahun 1965, dua orang peneliti bernama Arno Penzias dan Robert Wilson menemukan suatu bentuk radiasi yang hingga saat itu tak teramati, yang disebut sebagai “radiasi latar belakang kosmis”. Radiasi ini tidak seperti benda-benda alam semesta lainnya karena keseragamannya yang luar biasa. Radiasi ini tidak terlokalisasi, juga tidak memiliki sumber yang jelas; justru tersebar merata di mana-mana. Segera disadari bahwa radiasi ini adalah peninggalan Big Bang, yang masih memancar sejak ledakan besar itu terjadi. Gamow telah meneliti frekuensi radiasi tersebut, dan menemukan bahwa besarnya mendekati nilai yang telah diramalkan oleh para ilmuwan. Penzias dan Wilson dianugerahi Penghargaan Nobel atas temuan mereka itu.Tanduk Antena raksasa di Laboratorium Bell di mana Arno Penzias dan Robert Wilson menemukan radiasi latar belakang kosmis. Penzias dan Wilson menerima penghargan Nobel untuk temuan ini pada tahun 1978.George Smoot dan tim NASA-nya hanya membutuhkan waktu delapan menit untuk mencocokkan tingkatan-tingkatan radiasi yang dilaporkan oleh Penzias dan Wilson, berkat satelit ruang angkasa COBE. Sensor-sensor yang sensitif pada satelit berhasil memberikan kemenangan baru bagi teori Big Bang. Sensor-sensor itu membenarkan keberadaan suatu bentuk yang rapat dan panas sisa dari Big Bang. COBE memotret sisa-sisa nyata dari Big Bang, dan kelompok ilmuwan dipaksa mengakuinya.Bukti lainnya berhubungan dengan jumlah relatif Hidrogen dan Helium di alam semesta. Perhitungan menunjukkan bahwa proporsi gas hidrogen-helium di alam semesta cocok dengan hitungan teoretis dari apa yang seharusnya tersisa setelah Big Bang.Penemuan bukti penting ini menyebabkan teori Big Bang diterima sepenuhnya oleh dunia ilmiah. Dalam sebuah artikel di Scientific American yang terbit bulan Oktober 1994 disampaikan bahwa “model Big Bang adalah satu-satunya model yang diakui pada abad ke-20″.Satu persatu, pengakuan mulai berdatangan dari nama-nama yang mempertahankan konsep “alam semesta tak terbatas” selama bertahun-tahun. Dennis Sciama, yang mempertahankan teori “steady-state” bersama Fred Hoyle, menggambarkan situasi mereka setelah pembuktian Big Bang. Dia berkata bahwa mulanya dia mendukung Hoyle tetapi, setelah bukti mulai menumpuk, dia harus mengakui bahwa permainan ini telah selesai dan teori steady-state harus dibuang.Peluncuran satelit COBE mensubstansikan lebih lanjut bahwa alam semesta terbentuk dari suatu ledakan besar.Allah Menciptakan Alam Semesta dari KetiadaanDengan banyaknya bukti yang ditemukan sains, pendapat yang berhubungan dengan “alam semesta tak terbatas” disingkirkan ke tumpukan sampah sejarah gagasan ilmiah. Namun, pertanyaan-pertanyaan yang lebih penting bermunculan: Apa yang ada sebelum sebelum Big Bang? Kekuatan apa kiranya yang dapat menyebabkan ledakan raksasa yang menghasilkan alam semesta yang sebelumnya tidak ada?Ada satu jawaban yang dapat diberikan untuk pertanyaan apa yang ada sebelum Big Bang: Allah, Yang Mahakuasa, yang menciptakan bumi dan langit dalam keteraturan sempurna. Banyak ilmuwan, terlepas dari mereka beriman atau tidak, terpaksa mengakui kebenaran ini. Walaupun mereka mungkin menolak untuk mengakui kenyataan ini dalam media ilmiah, pengakuan mereka secara tersirat membongkar rahasia mereka. Anthony Flews, seorang filosof ateis terkenal, berkata:Jelas sekali, pengakuan itu baik bagi jiwa. Oleh karena itu, saya akan mulai dengan mengakui bahwa penganut ateis Stratonis harus merasa malu dengan konsensus kosmologis dewasa ini. Karena tampaknya para ahli kosmologi menyediakan bukti ilmiah untuk apa yang dianggap St. Thomas tidak terbukti secara filosofis; yaitu, bahwa alam semesta mempunyai permulaan. Selama alam semesta dapat dengan mudah dianggap tidak hanya tanpa akhir, namun juga tanpa permulaan, akan tetap mudah untuk mendesak bahwa keberadaannya yang tiba-tiba, dan apa pun yang ditemukan menjadi ciri-cirinya yang paling mendasar, harus diterima sebagai penjelasan akhir. Meskipun saya mempercayai bahwa teori itu (alam semesta tanpa batas) masih benar, tentu saja tidak mudah atau nyaman untuk mempertahankan posisi ini di hadapan kisah Ledakan Besar.Sebagian ilmuwan seperti H. P. Lipson, fisikawan Inggris yang materialis, mengakui bahwa mereka terpaksa menerima teori Big Bang:Jika benda hidup bukan disebabkan oleh interaksi atom-atom, gaya-gaya alam, dan radiasi, bagaimana dia muncul? … Namun saya rasa, kita harus … mengakui bahwa satu-satunya penjelasan yang paling masuk akal adalah penciptaan. Saya tahu ini aib bagi para fisikawan, termasuk saya, tapi kita tidak boleh menolak apa yang tidak kita sukai bila bukti-bukti eksperimental mendukungnya.4Kesimpulannya, sains menunjuk pada suatu realita tunggal apakah para ilmuwan materialis menyukainya atau tidak. Benda dan waktu diciptakan oleh Pencipta, Yang Mahakuasa, dan yang menciptakan langit, bumi dan segala sesuatu yang berada di antaranya: Mahakuasa Allah. “Allah-lah yang menciptakan tujuh langit dan seperti itu pula bumi. Perintah Allah berlaku padanya, agar kamu mengetahui bahwasanya Allah Mahakuasa atas segala sesuatu, dan sesungguhnya Allah, ilmu-Nya benar-benar meliputi segala sesuatu.” (QS. Ath-Thalaaq, 65: 12)Tanda-Tanda Al QuranSelain menjelaskan alam semesta, model Big Bang mempunyai implikasi penting lain. Seperti yang ditunjukkan dalam kutipan dari Anthony Flew di atas, ilmu alam telah membuktikan pandangan yang selama ini hanya didukung oleh sumber-sumber agama.Kebenaran yang dipertahankan oleh sumber-sumber agama adalah realitas penciptaan dari ketiadaan. Ini telah dinyatakan dalam kitab-kitab suci yang telah berfungsi sebagai penunjuk jalan bagi manusia selama ribuan tahun. Dalam semua kitab suci seperti Perjanjian Lama, Perjanjian Baru, dan Al Quran, dinyatakan bahwa alam semesta dan segala isinya diciptakan dari ketiadaan oleh Allah.Dalam satu-satunya kitab Allah yang keutuhannya bertahan, Al Quran, terdapat pernyataan tentang penciptaan alam semesta dari ketiadaan, di samping bagaimana kemunculannya, yang sesuai dengan ilmu pengetahuan abad ke-20, meskipun diungkapkan 14 abad yang lalu.Pertama, penciptaan alam semesta dari ketiadaan diungkapkan dalam Al Quran sebagai berikut:“Dia Pencipta langit dan bumi. Bagaimana Dia mempunyai anak padahal Dia tidak mempunyai istri. Dia menciptakan segala sesuatu; dan Dia mengetahui segala sesuatu.” (QS. Al An’aam, 6: 101)Aspek penting lain yang diungkapkan dalam Al Quran empat belas abad sebelum penemuan modern Big Bang dan temuan yang berkaitan dengannya adalah bahwa ketika diciptakan, alam semesta menempati volume yang sangat kecil:“Dan apakah orang-orang yang kafir tidak mengetahui bahwasanya langit dan bumi itu keduannya dahulu adalah suatu yang padu, kemudian kami pisahkan antara keduanya. Dan dari air kami jadikan segala sesuatu yang hidup. Maka mengapakah mereka tiada juga beriman?” (QS. Al Anbiyaa’, 22: 30)Terjemahan ayat di atas mengandung pemilihan kata yang sangat penting dalam bahasa aslinya, bahasa Arab. Kata ratk diterjemahkan “suatu yang padu” yang berarti “bercampur, bersatu” dalam kamus bahasa Arab. Kata itu digunakan untuk merujuk dua zat berbeda yang menjadi satu. Frase “Kami pisahkan” diterjemahkan dari kata kerja bahasa Arab, fatk yang mengandung makna bahwa sesuatu terjadi dengan memisahkan atau menghancurkan struktur ratk. Tumbuhnya biji dari tanah adalah salah satu tindakan yang menggunakan kata kerja ini.Mari kita tinjau lagi ayat tersebut dengan pengetahuan ini di benak kita. Dalam ayat itu, langit dan bumi pada mulanya berstatus ratk. Mereka dipisahkan (fatk) dengan satu muncul dari yang lainnya. Menariknya, para ahli kosmologi berbicara tentang “telur kosmik” yang mengandung semua materi di alam semesta sebelum Big Bang. Dengan kata lain, semua langit dan bumi terkandung dalam telur ini dalam kondisi ratk. Telur kosmik ini meledak dengan dahsyat menyebabkan materinya menjadi fatk dan dalam proses itu terciptalah struktur keseluruhan alam semesta.Kebenaran lain yang terungkap dalam Al Quran adalah pengembangan jagat raya yang ditemukan pada akhir tahun 1920-an. Penemuan Hubble tentang geser merah dalam spektrum cahaya bintang diungkapkan dalam Al Quran sebagai berikut:“Dan langit itu Kami bangun dengan kekuasaan (Kami) dan sesungguhnya Kami benar-benar meluaskannya.” (QS. Adz-Dzaariyat, 51: 47)Singkatnya, temuan-temuan ilmu alam modern mengarah pada kebenaran yang dinyatakan dalam Al Quran dan tidak mendukung dogma materialis. Materialis boleh saja menyatakan bahwa semua itu “kebetulan” namun fakta yang jelas adalah bahwa alam semesta terjadi sebagai hasil penciptaan Allah dan satu-satunya pengetahuan yang benar tentang asal mula alam semesta ditemukan dalam sabda Allah yang diturunkan kepada kita.Penciptaan Materi dari Momen ke MomenSeperti yang telah ditunjukkan teori Big Bang sekali lagi, Allah menciptakan alam semesta dari tidak ada. Ledakan besar ini melibatkan banyak gradasi dan detail halus, mendorong manusia untuk berpikir, dan semua materi ini tidak bisa dijelaskan sebagai suatu kebetulan saja.suhu pada setiap momen ledakan, jumlah partikel atom, gaya-gaya yang bekerja, dan intensitasnya, harus memiliki nilai yang sangat tepat. Bahkan jika satu nilai saja tidak tepat, alam semesta yang kita tinggali sekarang ini tak akan pernah terbentuk. Akhir seperti itu tak akan terelakkan jika satu saja dari nilai yang disebutkan di atas bergeser sedikit yang meskipun secara matematis hanya dinyatakan dengan nilai mendekati “0″.Apakah kamu tiada mengetahui, bahwa kepada Allah bersujud apa yang ada di langit, di bumi, matahari, bulan, bintang, gunung, dan pohon-pohonan, binatang-binatang yang melata dan sebagian besar daripada manusia? Dan banyak di antara manusia yang telah ditetapkan azab atasnya. Dan barangsiapa yang dihinakan Allah maka tidak seorang pun yang memuliakannya. Sesungguhnya Allah berbuat apa yang Dia kehendaki.(QS. Al Hajj, 22: 18) Pendek kata, alam semesta dan bahan penyusunnya, yaitu atom, yang sebelumnya tidak ada menjadi ada segera setelah Big Bang berkat keseimbangan yang telah diciptakan oleh Allah ini. Para ilmuwan melakukan banyak penelitian untuk memahami kronologis kejadian-kejadian yang berlangsung selama proses ini dan pengaturan hukum-hukum fisika yang bekerja pada setiap fase. Fakta-fakta yang sekarang diakui para ilmuwan yang telah bergelut di bidang ini adalah sebagai berikut:Momen “0″: “Momen” ini adalah momen ketika materi dan waktu belum ada, dan ketika ledakan berlangsung, yang dalam fisika disebut sebagai t (waktu) = 0. Ini berarti bahwa tak ada apa-apa pada saat t = 0 ini. Untuk mendapatkan gambaran kejadian sebelum “momen” - ketika penciptaan dimulai - ini, kita harus tahu hukum-hukum fisika yang ada saat itu, karena hukum-hukum fisika yang berlaku sekarang tidak mencakup momen awal ledakan.Kejadian-kejadian yang mungkin didefinisikan oleh para ahli fisika dimulai pada 10-43 detik, yang merupakan unit waktu terkecil. Ini adalah frame waktu yang sulit diterima daya pikir manusia. Apa yang terjadi dalam periode waktu sangat kecil, yang bahkan tidak bisa kita pahami ini? Para ahli fisika sampai kini masih belum mampu mengembangkan teori yang menjelaskan dengan detail lengkap kejadian-kejadian pada momen itu.5Ini karena para ilmuwan tidak memiliki data yang dibutuhkan untuk membuat perhitungan. Aturan matematika dan fisika menemui kebuntuan pada batasan tersebut. Jadi, kejadian sebelum ledakan dan pada momen pertama ledakan, yang setiap detailnya bersandar pada keseimbangan rumit, mengandung realita di luar batasan pikiran manusia dan ilmu fisika.Penciptaan ini, yang dimulai sebelum adanya waktu, mengarahkan momen demi momen pada pembentukan materi alam semesta dan hukum-hukum fisika. Sekarang mari kita cermati peristiwa-peristiwa yang terjadi dengan ketepatan luar biasa dalam waktu yang sangat singkat selama ledakan ini.Sebagaimana disebutkan di atas, dalam ilmu fisika, segala sesuatu dapat dihitung dari 10-43 detik dan seterusnya, dan energi serta waktu dapat didefinisikan hanya setelah waktu ini. Pada saat terjadinya penciptaan, suhu men-capai 1032 (100.000.000.000.000.000.000. 000.000.000.000) Kelvin. Sebagai pemban-dingnya, derajat suhu matahari dinyatakan dalam satuan juta (108) dan derajat suhu beberapa bintang lainnya yang jauh lebih besar dari matahari dinyatakan dalam satuan milyar (1011). Bahwa suhu tertinggi yang dapat diukur saat ini terbatas dalam milyaran derajat, mengungkapkan betapa tinggi suhu pada 10-43 detik.l Bila kita meninjau selangkah ke depan dari periode 10-43 detik ini, kita sampai pada titik ketika waktu berada pada 10-37 detik. Selang waktu antara dua periode ini tidak seperti satu atau dua detik saja. Kita berbicara mengenai selang waktu sesingkat satu per quadrilliun-kali-quadrilliun detik, suhu masih luar biasa tinggi, yaitu 1029 (100.000.000.000.000.000.000.000.000.000) K. Tak satu atom pun tercipta pada fase ini.6l Satu langkah lagi, kita sampai pada 10-2 detik. Periode waktu ini mengindikasikan seperseratus detik. Saat ini, suhu seratus milyar derajat. Pada titik ini, “alam semesta awal” mulai terbentuk. Partikel-partikel seperti proton dan netron yang membentuk inti atom belum lagi muncul. Hanya ada elektron dan anti-partikelnya, positron (anti-elektron), karena temperatur dan kecepatan alam semesta pada titik ini hanya memungkinkan pembentukan partikel-partikel ini. Kurang dari sedetik setelah ledakan terjadi, terbentuklah elektron-elektron dan positron-positron.Mulai dari momen ini dan seterusnya, waktu pembentukan setiap partikel sub-atom sangatlah penting. Setiap partikel harus muncul pada momen yang tepat sehingga hukum-hukum fisika yang sekarang dapat terbentuk. Pemilihan partikel apa yang terbentuk terlebih dahulu sangat penting. Bahkan sedikit saja penyimpangan dalam urutan atau waktu, akan menggagalkan pembentukan alam semesta menjadi sekarang ini.Mari kita berhenti sejenak dan berpikir.Teori Big Bang memberikan bukti keberadaan Allah dengan menunjukkan bahwa semua materi yang membentuk alam semesta berasal dari ketidakadaan. Bahkan teori ini menunjukkan bahwa bahan penyusun - yaitu atom-atom - juga menjadi ada dalam waktu kurang dari satu detik setelah Big Bang.Keseimbangan dan keteraturan yang luar biasa dalam partikel-partikel ini layak dijelaskan. Alam semesta mendapatkan kondisinya yang sekarang ini berkat keseimbangan ini, yang akan digambarkan lebih terrinci pada halaman-halaman berikutnya. Keseimbangan ini pula yang membuat kita hidup damai. Pendeknya, pengaturan yang sempurna dan hukum-hukum yang konsisten, “hukum-hukum fisika”, telah terbentuk dari ledakan yang biasanya menghasilkan kekacauan dan ketidak-teraturan. Ini membuktikan bahwa setiap momen yang menyertai penciptaan alam semesta, termasuk Big Bang, telah dirancang dengan sempurna. Sekarang, mari kita melihat perkembangan selanjutnya.l Langkah berikutnya adalah momen ketika waktu telah berselang 10-1 detik. Pada saat ini, suhu adalah 30 milyar derajat. Belum lagi satu detik terlewati dari t=0 ke tahap ini. Saat ini, netron, proton dan partikel atom lainnya mulai muncul. Netron dan proton - struktur yang akan kita analisis pada bab berikutnya - diciptakan dari yang tidak ada dalam periode waktu yang bahkan lebih pendek dari satu detik.l Mari kita perhatikan detik pertama setelah ledakan. Kerapatan masif/kepadatan (massive density) pada waktu itu memberikan angka sangat besar. Menurut perhitungan, nilai kepadatan massa pada tahap ini adalah 3,8 milyar kilogram per liter. Mudah saja menyatakan angka ini dalam milyaran kilogram secara aritmetik dan menunjukkannya di atas kertas. Tapi sangatlah tidak mungkin membayangkannya dengan tepat. Untuk memberikan contoh sederhana agar besarnya angka ini dapat dibayangkan, kita dapat mengatakan “jika gunung Everest di Himalaya memiliki kepadatan seperti ini, ia akan menelan bumi kita seketika dengan gaya gravitasi yang dimilikinya.”7Atom HidrogenAtom Heliuml Karakteristik paling istimewa dari momen-momen berikutnya adalah, pada saat itu, suhu telah mencapai tingkat lebih rendah. Pada tahap ini alam semesta telah berusia kira-kira 14 detik, memiliki suhu 3 milyar derajat dan terus meluas dengan kecepatan luar biasa.Ini adalah stadium di mana inti atom yang stabil, seperti inti Hidrogen dan Helium, mulai terbentuk. Satu proton dan satu netron untuk pertama kalinya telah menemukan kondisi yang kondusif untuk kebersamaan mereka. Dua partikel ini yang mempunyai massa kecil sekali - antara ada dan tidak ada - namun karena gaya gravitasi, mulai menahan kecepatan perluasan yang sangat hebat. Tampak jelas, sebuah proses yang dramatis sadar dan terkendali sedang berlangsung di sini. Sebuah ledakan padat memberikan jalan ke suatu keseimbangan yang hebat dan aturan yang tepat. Proton dan netron telah mulai berkumpul untuk membentuk atom, balok penyusun zat. Jelas tidaklah mungkin bagi par-tikel-partikel ini untuk memiliki kekuatan dan kesadaran untuk membangun keseimbangan yang dibutuhkan untuk pembentukan zat.l Dalam periode setelah pembentukan ini, suhu alam semesta telah turun 1 milyar derajat. Suhu ini enam puluh kali lebih besar daripada suhu inti matahari kita. Hanya tiga menit dan dua detik berselang dari momen pertama ke momen ini. Saat ini, partikel sub-atomik seperti foton, proton, anti-proton, netron, dan anti-netron berjumlah banyak sekali. Kuantitas semua partikel yang ada dalam fase ini dan interaksi mereka terhadap satu sama lain sangat kritis. Begitu banyaknya sehingga penyimpangan sedikit saja kuantitas partikel mana pun akan merusak tingkat energi yang telah mereka atur dan mencegah perubahan energi menjadi materi.Ambil elektron dan positron sebagai contoh: bila elek-tron dan positron bergabung, energi akan dihasilkan. Untuk itu, jumlah kedua partikel itu sangat penting. Katakanlah bahwa 10 unit elektron bertemu dengan 8 unit positron. Dalam kasus ini, 8 dari 10 unit elektron tadi berinteraksi dengan 8 unit positron dan menghasilkan energi. Dan sebagai hasilnya, dua unit elektron dilepaskan. Karena elektron adalah salah satu partikel yang membentuk atom, bahan penyusun alam semesta, maka elektron harus tersedia sejumlah yang dibutuhkan dalam fase ini agar alam semesta terbentuk. Dari contoh di atas, bila jumlah positron lebih banyak daripada elektron, maka alih-alih elektron, positronlah yang akan tersisa sebagai hasil dari energi yang dilepaskan dan alam semesta tidak akan pernah terbentuk. Bila jumlah positron dan elektron sama, maka hanya energi saja yang akan dihasilkan dan tidak ada yang tersisa untuk membentuk alam semesta. Namun, kelebihan jumlah elektron telah diatur sedemikian rupa sehingga sesuai dengan jumlah proton di alam semesta pada selang waktu berikutnya setelah momen ini. Dalam atom yang akan terbentuk nanti, jumlah elektron dan proton akan sama.Jumlah partikel yang muncul setelah Big Bang telah ditentukan dengan perhitungan sangat teliti, yang akhirnya menuju pada pembentukan alam semesta. Profesor Steven Weinberg mengomentari betapa kritisnya interaksi antara partikel-partikel ini:Bila alam semesta dalam beberapa menit pertama benar-benar terdiri dari jumlah partikel dan anti partikel yang sama, semuanya akan hancur ketika suhu turun di bawah 1.000 juta derajat, dan tidak akan ada yang tersisa kecuali radiasi. Ada bukti sangat kuat yang menentang kemungkinan ini - kita ada di sini! Pasti ada kelebihan jumlah elektron dari positron, proton dari anti-proton, dan netron dari anti-netron, agar ada yang tersisa setelah penghancuran partikel dan anti-partikel untuk menyediakan materi bagi alam semesta ini.8l Sudah 34 menit dan 40 detik berlalu sejak ledakan. Alam semesta sekarang berusia setengah jam. Suhu telah turun dari yang semula milyaran derajat menjadi 300 juta derajat. Elektron dan positron terus memproduksi energi dengan saling bertabrakan. Saat itu, kuantitas partikel-partikel yang diperlukan telah berimbang sehingga memungkinkan pembentukan alam semesta. Ketika kecepatan ledakan menurun, partikel-partikel ini, yang hampir tanpa massa, mulai saling berinteraksi. Atom hidrogen pertama terbentuk oleh sebuah elektron yang masuk ke dalam orbit proton. Pembentukan ini mengenalkan kita pada gaya-gaya dasar yang akan sering kita temui di alam semesta.Tidak diragukan lagi, partikel-partikel ini - yang merupakan rancangan jauh di luar jangkauan pemahaman manusia dan memiliki struktur unik serta bergantung pada keseimbangan rumit - tidak mungkin muncul bersama secara kebetulan dan mengarah ke tujuan yang sama. Kesempurnaan ini menuntun banyak peneliti yang mengkaji topik ini kepada kesimpulan penting: ini adalah “penciptaan” dan ada pengawasan tiada tara pada setiap momen penciptaan ini. Setiap partikel yang diciptakan setelah ledakan dimaksudkan untuk terbentuk pada waktu tertentu, pada suhu tertentu, dan pada kecepatan tertentu. Tampaknya sistem ini, yang bekerja hampir menyerupai jam pengatur, telah diprogram dengan sangat tepat sebelum menjadi aktif. Ini berarti bahwa Big Bang dan alam semesta sempurna yang berasal dari Big Bang telah dirancang sebelum lahirnya ledakan dan setelah itu dijalankan.Dan Dia menundukkan malam dan siang, matahari dan bulan untukmu. Dan bintang-bintang itu ditundukkan (untukmu) dengan perintah-Nya. Sesungguhnya pada yang demikian itu benar-benar ada tanda-tanda (kekuasaan Allah) bagi kaum yang memahami (nya)(QS. An Nahl, 16:12)Kuasa yang mengatur, merancang, dan mengendalikan alam semesta ini tentu saja Allah, Pencipta segala sesuatu.Rancangan ini dapat diamati tidak hanya dalam atom tetapi juga dalam setiap objek di alam semesta baik besar maupun kecil. Partikel-partikel ini, yang awalnya terhempas saling menjauh dengan kecepatan cahaya, tidak hanya menyebabkan formasi atom-atom hidrogen tetapi juga membangkitkan semua sistem raksasa yang mengisi alam semesta saat ini. Atom, molekul, planet, matahari dan bintang, tata surya, galaksi, quasar, dan lain-lain terbentuk menurut rencana yang agung dan dalam keteraturan dan keseimbangan sempurna. Partikel-partikel yang dibutuhkan untuk membentuk sebuah atom saja tak mungkin secara tidak sengaja muncul bersama-sama dan menciptakan keseimbangan yang indah, sehingga lebih tidak beralasan lagi dan sangat tidak logis untuk menyatakan bahwa planet, galaksi, dan pendeknya, keseluruhan sistem di alam semesta terbentuk begitu saja dan mengembangkan keseimbangannya sendiri. Kehendak yang membuat rancangan unik ini adalah kehendak Allah, sang Pencipta seluruh alam semesta.Atom-atom lainnya terbentuk setelah atom hidrogen, yang merupakan keajaiban tersendiri. Pada poin ini pelbagai pertanyaan muncul di benak, seperti “bagaimana atom-atom lainnya terbentuk? Mengapa tidak semua proton dan netron membentuk atom hidrogen saja? Bagaimana partikel-pertikel tersebut memutuskan atom apa yang akan mereka bentuk dan seberapa banyak?” Jawaban dari pertanyaan ini kembali membawa kita pada kesimpulan yang sama. Ada suatu kekuatan, kendali dan rancangan yang hebat dalam pembentukan atom hidrogen dan atom-atom lain berikutnya.Kendali dan rancangan ini melampaui kapasitas akal manusia dan menunjukkan bahwa alam semesta jelaslah sebuah “penciptaan”. Hukum-hukum fisika yang berlaku setelah Big Bang tidak berubah sama sekali selama hampir 17 miliar tahun terlalui. Lebih jauh, hukum-hukum ini didasari oleh perhitungan yang begitu tepatnya sehingga penyimpangan sekadar milimeter dari nilai yang sekarang dapat mengganggu struktur dan ketertiban umum di seluruh alam semesta. Komentar seorang ahli fisika terkenal, Prof. Stephen Hawkings, tentang hal ini sangat menarik. Hawkings menerangkan bahwa fenomena-fenomena yang terjadi didasari oleh perhitungan yang jauh lebih teliti daripada yang dapat kita bayangkan:Jika satu detik setelah Big Bang, kecepatan perluasan berkurang walaupun hanya satu bagian dari seratus ribu juta juta, alam semesta ini dapat hancur kembali sebelum mencapai ukurannya yang sekarang.9Big Bang, yang dibangun dengan perhitungan yang begitu teliti, dengan jelas mengungkapkan bahwa waktu, ruang, dan materi tidak menjadi ada dengan begitu saja, namun diciptakan oleh Allah. Sama sekali tidak mungkin, kejadian-kejadian yang disebut di atas berlangsung karena kebetulan saja yang kemudian mengarah pada pembentukan atom, bahan penyusun alam semesta.Tidaklah mengejutkan, banyak ilmuwan yang meneliti permasalahan ini telah menerima keberadaan sebuah kekuatan tanpa batas dan kehendaknya dalam penciptaan alam semesta. Seorang ahli astrofisika terkenal, Hugh Ross, menjelaskan bahwa sang Pencipta alam semesta ini melampaui semua dimensi:Bila didefinisikan, waktu adalah dimensi di mana gejala sebab akibat berlangsung. Tidak ada waktu, tidak ada sebab dan akibat. Bila permulaan waktu terjadi bersamaan dengan permulaan alam semesta, seperti yang dikatakan teori ruang-waktu, maka sebab dari alam semesta haruslah berupa suatu entitas yang bekerja dalam dimensi waktu yang sepenuhnya berdiri sendiri dan telah ada sebelum dimensi waktu kosmos. … Ini mengatakan kepada kita bahwa sang Pencipta adalah transenden, bekerja diluar batas-batas dimensional alam semesta kita. Ini mengatakan kepada kita bahwa Tuhan bukanlah alam semesta itu sendiri, Tuhan juga bukan tercakup di dalam alam semesta. 10 Aspek terpenting dari Big Bang adalah, bahwasanya kejadian ini memberi manusia kesempatan untuk memahami kekuasaan Allah dengan lebih baik. Asal-muasal alam semesta dengan segala isinya dari tidak ada, adalah satu dari tanda-tanda besar kekuasaan Allah. Keseimbangan rumit dalam energi pada momen ledakan adalah tanda yang sangat nyata agar kita merenungkan ilmu Allah yang tak berbatas.Gaya-Gaya Fundamental di Alam SemestaKita telah menyebutkan bahwa hukum-hukum Fisika di alam semesta mulai berlaku setelah Big Bang. Hukum-hukum ini didasari “empat gaya fundamental” yang dikenal fisika modern dewasa ini. Gaya-gaya ini terbentuk bersamaan dengan pembentukan partikel sub-atomik pertama pada waktu spesifik segera setelah Big Bang, untuk membentuk seluruh aturan dan sistem alam semesta. Atom-atom yang menyusun materi alam semesta terwujud dan tersebar merata di alam semesta berkat interaksi gaya-gaya ini. Gaya-gaya ini adalah gaya tarik massa atau yang dikenal sebagai gaya gravitasi, gaya elektromagnetik, gaya nuklir kuat, dan gaya nuklir lemah. Semua gaya ini memiliki intensitas dan bidang kerja berbeda. Gaya nuklir kuat dan gaya nuklir lemah beroperasi hanya pada skala subatomik. Dua gaya lainnya - gaya gravitasi dan gaya elektromagnetik - mengatur kumpulan atom, atau yang disebut “materi”. Pengaturan tanpa cacat di atas bumi disebabkan proporsi yang sangat rumit dari gaya-gaya ini. Perbandingan gaya-gaya ini menghasilkan suatu hal yang menarik. Semua materi yang diciptakan dan diedarkan ke penjuru alam semesta setelah Big Bang dibentuk oleh efek gaya-gaya yang sangat jauh berbeda ini. Berikut adalah nilai-nilai keempat gaya fundamental dengan selisih menakjubkan, dalam satuan standar internasional:Gaya nuklir kuat :15Gaya nuklir lemah: 7,03×10-3Gaya gravitasi: 5,90×10-39Gaya elektromagnetik: 3,05×10-12Gaya-gaya fundamental ini memungkinkan pembentukan alam semesta melalui penyebaran kekuatan dengan sempurna. Proporsi antara gaya-gaya ini didasarkan pada keseimbangan yang begitu rumit sehingga menimbulkan efek khusus itu terhadap partikel-partikel pada proporsi ini saja.1. Kekuatan Raksasa di Dalam Inti: Gaya Nuklir KuatSampai di sini, kita telah menyaksikan bagaimana atom diciptakan, momen demi momen, dan keseimbangan rumit yang berlaku dalam penciptaan ini. Kita melihat bahwa semua yang ada di sekitar kita, termasuk diri kita sendiri disusun oleh atom-atom, dan atom-atom ini mengandung banyak partikel. Lalu, apakah gaya yang tetap menyatukan semua partikel yang membentuk inti atom itu? Gaya yang menjaga inti tetap utuh, dan yang merupakan gaya paling dahsyat menurut hukum-hukum fisika, adalah “gaya nuklir kuat”.Gaya ini menjaga proton dan netron dalam inti atom tetap di tempatnya. Inti atom dibentuk dengan cara demikian. Gaya ini sangat kuat sehingga nyaris menyebabkan proton dan netron dalam inti saling berikatan. Inilah sebabnya partikel-partikel kecil yang memiliki gaya ini disebut juga “gluon” yang dalam bahasa Latin berarti lem. Kekuatan ikatan tersebut disesuaikan dengan sangat teliti. Intensitas gaya ini telah diatur secara spesifik agar proton dan netron tetap berjarak tertentu. Bila gaya ini sedikit saja lebih kuat, maka proton dan netron akan saling bertabrakan. Bila gaya ini sedikit saja lebih lemah, mereka akan saling menjauh. Besarnya gaya ini tepat sesuai dengan yang dibutuhkan untuk membentuk inti atom setelah detik-detik pertama Big Bang.Pemboman Hiroshima dan Nagasaki menunjukkan sedahsyat apa gaya nuklir kuat ini ketika dilepaskan. Satu-satunya alasan mengapa bom atom sangat efektif adalah pelepasan sejumlah kecil gaya ini yang tersembunyi di dalam inti atom. Hal ini akan dijelaskan lebih terperinci pada bab-bab berikutnya.2. Sabuk Pengaman Atom: Gaya Nuklir LemahSalah satu faktor penting yang menjaga keteraturan di muka bumi ini adalah keseimbangan di dalam atom. Keseimbangan ini menjaga agar segala sesuatu tidak tiba-tiba terurai atau memancarkan radiasi berbahaya. “Gaya nuklir lemah” bertanggung jawab atas keseimbangan antara proton dan netron dalam inti atom. Gaya ini memainkan peran penting dalam menjaga keseimbangan inti yang mengandung sejumlah besar netron dan proton.Sembari keseimbangan ini dijaga, sebuah netron, bila dibutuhkan dapat berubah menjadi proton. Karena jumlah proton dalam inti di akhir proses berubah, atom berubah pula dan menjadi atom yang lain. Di sini hasilnya sangatlah penting. Sebuah atom berubah menjadi atom berbeda tanpa terurai dan meneruskan eksistensinya. Sabuk pengaman ini melindungi organisme hidup dari bahaya yang akan muncul jika partikel-partikel terurai tanpa terkendali dan membahayakan manusia3. Gaya yang Menjaga Elektron Tetap pada Orbitnya: Gaya ElektromagnetikPenemuan gaya ini mengantarkan kita pada era baru dalam dunia fisika. Baru pada saat itulah dipahami bahwa setiap partikel mengandung “muatan listrik” menurut karakteristik strukturnya masing-masing dan bahwa ada gaya di antara muatan-muatan listrik ini. Gaya ini membuat partikel-partikel yang bermuatan listrik berlawanan saling tarik dan partikel-partikel bermuatan sama akan saling tolak, sehingga menjamin proton dalam inti atom dan elektron yang mengorbit di sekelilingnya tarik-menarik. Dengan cara ini, “inti” dan “elektron”, dua elemen dasar atom, tetap di tempat mereka.Manusia bisa berada di lingkungan tanpa gravitasi hanya selama periode tertentu dengan menggunakan perlengkapan khusus. Makhluk hidup hanya dapat bertahan hidup dalam sistem yang mempunyai gravitasi. Perubahan kekuatan sekecil apa pun pada gaya ini dapat menyebabkan elektron-elektron terlepas jauh dari inti atau melekat pada inti. Dalam kedua kasus ini, atom tidak mungkin terbentuk, sehingga alam semesta pun tidak ada. Tetapi, sejak momen pertama gaya ini terbentuk, proton-proton dalam inti menarik elektron dengan besar gaya yang tepat dibutuhkan untuk pembentukan atom.4. Gaya yang Menjaga Alam Semesta Tetap Utuh: Gaya GravitasiGravitasi adalah satu-satunya gaya yang dapat kita rasakan sehari-hari, namun sedikit sekali yang kita ketahui tentangnya. Gaya gravitasi sesungguhnya disebut “gaya tarik massa”. Gaya ini paling lemah dibandingkan gaya lainnya, namun karena gaya inilah, massa-massa yang sangat besar tarik-menarik. Gaya inilah yang membuat galaksi dan bintang-bintang di alam semesta tetap berada pada orbitnya masing-masing. Bumi dan planet-planet lain tetap di dalam orbit tertentu mengitari matahari, sekali lagi karena adanya gaya gravitasi. Kita dapat berjalan di atas bumi karena gaya ini. Bila ada pengurangan dalam nilai gaya ini, bintang-bintang akan jatuh, bumi akan keluar dari orbitnya, dan kita akan bertebaran ke luar angkasa. Bila nilainya lebih besar sedikit saja, bintang-bintang akan bertabrakan, bumi akan bergerak menuju matahari, dan kita akan melesak ke dalam kerak bumi. Walaupun tampak kecil sekali kemungkinan ini bagi Anda, semua itu tidak akan terelakkan bila gaya ini bergeser dari nilainya yang sekarang sekalipun hanya untuk sesaat.Rancangan agung dan keteraturan sempurna di seluruh alam semesta diatur dengan gaya-gaya fundamental ini. Pemilik keteraturan ini, tak diragukan lagi, adalah Allah, yang menciptakan segalanya dari ketiadaan tanpa cacat. Issac Newton (1642-1727), Bapak fisika modern dan mekanika langit, yang dikenal sebagai “salah satu ilmuwan terbesar di dunia” mengundang perhatian terhadap kenyataan ini:“Sistem matahari, planet-planet dan komet yang sangat indah ini hanya dapat berlangsung dengan tuntunan dan kendali Zat cerdas dan berkuasa. Zat ini mengatur segalanya, bukan sebagai sukma dunia, namun sebagai Tuhan bagi semuanya, dan demi kekuasaan-Nya. Dia biasa disebut Tuhan, Penguasa semesta alam.”Semua ilmuwan yang sedang meneliti subjek ini mengakui bahwa ketepatan nilai gaya-gaya fundamental ini sangat penting demi keberadaan alam semesta.Mengomentari hal ini, seorang ahli biologi molekuler yang terkenal, Michael Denton menyatakan dalam bukunya Nature’s Destiny: How the Laws of Biology Reveal Purpose in the Universe:Jika, misalnya, gaya gravitasi satu triliun kali lebih kuat, maka alam semesta akan jauh lebih kecil dan sejarah hidupnya jauh lebih pendek. Sebuah bintang rata-rata akan mempunyai massa satu triliun lebih kecil dari matahari dan masa hidup sekitar satu tahun. Di lain pihak, jika gravitasi kurang kuat, tidak ada bintang atau galaksi yang akan pernah terbentuk. Hubungan dan nilai-nilai lain tidak kurang kritisnya. Jika gaya nuklir kuat sedikit lebih lemah saja, satu-satunya unsur yang akan stabil hanya hidrogen. Tidak ada atom lain yang bisa terbentuk. Jika gaya nuklir kuat tersebut sedikit lebih kuat dalam kaitannya dengan elektromagnetisme, maka inti atom yang terdiri dari dua proton menjadi yang paling stabil di alam semesta - yang berarti tidak akan ada hidrogen, dan jika ada bintang atau galaksi yang terbentuk, mereka akan sangat berbeda dari bentuknya sekarang. Jelas sekali, jika semua gaya dan konstanta ini tidak mempunyai nilai tepat demikian, takkan ada bintang, supernova, planet, atom, dan kehidupan.11Seorang ahli fisika terkemuka, Paul Davies, menyatakan kekagumannya terhadap penetapan nilai-nilai hukum-hukum fisika yang berlaku di alam semesta.Bila seorang melanjutkan studi kosmologi, keingintahuannya bertambah. Temuan-temuan tentang sejarah kosmos membuat kita menerima bahwa perluasan alam semesta telah diatur dalam gerakannya dengan ketepatan yang sangat mengagumkan.12Rancangan agung dan keteraturan sempurna yang berlaku di seluruh alam semesta dibangun di atas pondasi yang disediakan gaya-gaya fundamental ini. Pemilik keteraturan ini, tanpa keraguan, adalah Allah, yang menciptakan segala sesuatu tanpa cacat. Allah, Raja seluruh alam, menjaga bintang-bintang tetap berada di orbitnya dengan gaya-gaya terlemah, dan menjaga keutuhan inti atom dengan gaya-gaya terkuat. Semua gaya bekerja sesuai dengan “ukuran” yang telah Dia tentukan. Allah menujukkan keteraturan dalam penciptaan alam semesta dan keseimbangan “yang ditetapkan dengan serapi-rapinya” dalam salah satu ayat-Nya:“Yang kepunyaan-Nya-lah kerajaan langit dan bumi, dan Dia tidak mempunyai anak, dan tidak ada sekutu bagi-Nya dalam kekuasaan (Nya), dan Dia telah menciptakan segala sesuatu, dan Dia menetapkan ukuran-ukurannya dengan serapi-rapinya.” (QS. Al Furqan, 25: 2)baca lebih lanjut di www.harunyahya.com/indo/buku
Posted by haikaru at 8:51 PM 0 comments
Thursday, June 7, 2007
Astronomi Amatir
PERALATAN YANG DIPERLUKAN DALAM OBSERVASISetelah lebih mengenal dan lebih sering menyempatkan diri untuk melihat langit malam, biasanya dalam diri kita akan timbul keinginan untuk bisa melihat lebih banyak dari pada yang selama ini biasa kita lihat. Nah, sekaranglah saatnya untuk memeriksa apakah tabungan sudah cukup untuk membeli teleskop. Sebelum memutuskan untuk membeli teleskop ada baiknya lebih dulu kita membeli binokuler, kalau belum punya. Sebenarnya binokuler adalah sepasang teleskop kecil, dengan binokuler kamu bisa lihat bintang lebih banyak daripada dengan mata telanjang dan binokuler sangat mudah dibawa. Binokuler bisa dengan mudah dibawa kemana saja kita pergi dan siap untuk dipakai setiap saat. Jangan meremehkan binokuler, karena banyak sekali Astronom Amatir yang berpengalaman yang memakai binokuler. George Alcock, seorang astronom amatir dari Inggris hanya mempergunakan binokuler dalam mengamati langit malam. Dengan berbekal binokuler dia menemukan 4 nova (Nova adalah bintang yang meledak) dan beberapa komet. Suatu rekor yang bukan main. Keuntungan binokuler, di samping mudah dibawa, adalah bahwa binokuler mempunyai sudut pandang yang lebar, dan dengan binokuler kita bisa memakai kedua mata kita. Sementara dengan tetelskop hanya satu mata yang dipergunakan. Melihat dengan dua mata memberi kesan 3 dimensi suatu pemandangan yang sangat mengesankan. Kalau kamu sudah punya binokuler cobalah sesekali memakainya untuk melihat bintang (jangan dipakai untuk ngitip tetangga), lebih banyak bintang yang terlihat dibandingkan dengan mata telanjang. Saya sudah punya binokuler dan sekarang saya ingin punya teleskop. Teleskop yang bagaimana yang sebaiknya saya beli? Pertanyaan tersebut adalah pertanyaan yang paling sering ditanyakan oleh orang yang kebetulan melihat saya mengamati langit dengan teleskop. Banyak faktor yang harus dipertimbangkan dalam memilih teleskop. Faktor-faktor tersebut adalah seperti yang di bawah ini. JENIS TELESKOP Kalau kamu kebetulan punya majalah astronomi, kamu bisa lihat begitu banyak teleskop yang ditawarkan. Dari sekian banyak teleskop, pada umumnya mereke masuk dalam tiga kategori utama, yaitu refraktor, reflektor dan catadioptrik.1. RefraktorRefraktor (atau teleskop pembias) adalah tipe teleskop yang mungkin paling banyak dikenal umum. Refraktor mempergunakan lensa sebagai obyektifnya. Lensa ini, yang letaknya di bagian ujung atas dari tabung teleskop, mengumpulkan dan membiaskan cahaya dan kemudian cahaya tadi berjalan menuju ke titik api (fokus) di bagian bawah dari tabung teleskop. Proses pengumpulan dan pembiasan cahaya itu bisa dilihat dalam animasi di kiri. Seperti kita lihat, cahaya (warna kuning) memasuki tabung dari sebelah kiri kemudian dibiaskan oleh lensa obyektif. Cahaya yang sudah dibiaskan tadi kemudian berjalan menuju fokus yang pada animasi ini terletak di seblah kanan gambar. Refraktor umumnya lebih mahal daripada teleskop jenis lainnya. Sebagai contoh, harga refraktor apokromatik merek Meade berdiameter 4" jauh lebih mahal dibandingkan dengan harga teleskop reflektor Meade yang berukuran 16". Mengapa begitu? Sebabnya adalah karena membuat lensa yang bermutu tinggi dan apokromat jauh lebih sulit dari pada membuat cermin, dan harga bahan baku yang bermutu tinggi untuk membuat lensa sangat mahal. Yang harus diingat kalau kamu ingin membeli teleskop refraktor adalah jangan beli "department store telescope". Teleskop apa pula ini? Yang masuk dalam kategori ini adalah teleskop yang umumnya sering kita lihat dijual di department store atau toko kamera. Cara mengenalinya mudah, salah satunya adalah dengan melihat kemasannya. Pada bungkus atau kemasan dari teleskop kacangan ini umunya tertulis bahwa teleskop mempunyai kemampuan pembesaran sampai 500 x. Biasanya tertulis "500 x magnification. Bisa dipastikan bahwa kamu akan kecewa dengan teleskop seperti ini. Lebih baik uang yang ada dipakai untuk membeli binokuler. Indikator lainnya adalah harga. Jangan pernah membeli teleskop yang harganya di bawah $300. Teleskop kacangan ini umunya dijual dengan harga murah, kurang dari $200.2. ReflektorTeleskop Reflektor (pemantul) yang paling populer adalah Newtonian. Diberi nama Newtonian karena yang desain teleskop ini ditemukan oleh Isaac Newton. Reflektor Newtonian tidak mempergunakan lensa sebagai obyektifnya tetapi mempergunakan cermin. Cara kerjanya adalah sebagai berikut: Satu cermin cekung atau sering disebut cermin primer diletakkan di bagian bawah tabung teleskop (dalam animasi di sini di sebelah kanan), cermin primer ini memantulkan cahaya yang memasuki tabung (dalam animasi dari sebelah kiri) ke cermin kedua yang datar (cemin sekunder) yang letaknya di bagaian atas tabung. Cermin kedua ini kemudian mngarahkan cahaya tadi ke fokus yang arahnya di sebelah sisi tabung. Teleskop jenis inilah yang sering dibuat oleh pembuat teleskop amatir.3. KatadioptrikTeleskop Katadioptrik adalah seperti perpaduan dari pemantul dan pembias, meskipun tidak persis demikian. Katadioptrik mempergunakan lensa korektor dan dua cermin. Lensa korektor terletak pada bagian depan tabung, dan cermin primer yang terletak pada bagian belakang tabung. Sedangkan cermin sekundernya diletakkan di tengah lensa korektor. Cara kerjanya, cahaya memasuki tabung melewati lensa korektor menuju ke cermin primer (cermin cekung). Dari cermin primer cahaya dipantulkan ke cermin cembung sekunder yang terletak di tengah lensa korektor. Cermin cembung kemudian memantulkan cahaya tadi ke fokus yang letaknya dibagian belakang tabung. Dua jenis katadioptrik yang populer adalh Schmidt-Cassegrain dan Maksutov-Cassegrain. HAL-HAL LAIN YANG HARUS DIPERTIMBANGKAN Selain mengetahui teleskop macam apa yang akan dibeli, ada beberapa hal lain yang harus diketahui dan dipertimbangkan, yaitu: 1. Jenis Penyangga TeleskopAda dua jenis penyangga (mount) untuk teleskop. Yang pertama adalah penyangga tipe alt-azimut dan yang kedua adalah penyangga tipe ekuatorial. Keduanya masih mempunyai beberapa variasi lainnya. Teleskop dengan penyangga tipe alt-azimut bergerak secara vertikal dan horizontal (atas-bawah, kiri-kanan). Penyangga jenis ini tidak mengikuti gerakan bintang di langit, karena itu teleskop harus setiap saat digerakkan dengan cara mendorong tabung teleskop. Tipe yang kedua adalah tipe ekuatorial. Penyangga tipe ini secara otomatis dapat mengikuti gerakan bintang di langit. Penyangga ini dilengkapi dengan motor penggerak yang menggerakkan teleskop ke arah yang berlawanan dengan arah perputaran (rotasi) bumi. Dengan demikian, teleskop selalu mengikuti gerakan bintang. Kalau kamu punya rencana untuk menekuni Astrofotografi, ada baiknya kamu membeli teleskop dengan penyangga tipe ekuatorial. Atau, kalau kamu ingin menekuni Astrofotografi dan juga temasuk orang yang suka mempelajari hal-hal baru, saran saya adalah untuk membeli teleskop dengan penyangga alt-azimut dan memasng sendiri motor penggeraknya. Saya pikir alternatif yang kedua ini jauh lebih murah dan uang yang ada bisa dipakai untuk membeli okuler (eyepieces) yang bermutu. 2. AppertureSaya mengalami kesulitan mencari terjemahan dari "apperture", karena itu saya akan tetap memakai istilah ini. Apperture adalah diameter dari obyektif teleskop, baik obyektif tu berupa lensa maupun cermin. Jadi kalau kamu lihat teleskop dengan spesifikasi 4" atau 10 cm, berarti teleskop tersebut mempunyai obyektif dengan diamter 4" atau 10 cm. Diameter dari obyektif teleskop ini berkaitan langsung dengan kemampuan teleskop untuk mengumpulkan cahaya. Coba bandingkan dua teleskop yang mempunyai kualitas optik yang sama tetapi mempunyai diameter obyektif yang berbeda. Misalnya yang pertam berdiamter 4" dan yang kedua berdiamter 6". Melalui teleskop yang obyektifnya berdiameter 6" kamu akan melihat lebih banyak bintang daripada kalau kamu melihat dengan teleskop yang obyektifnya berukuran 4". Hal ini disebabkan karena obyektif berukuran 6" mengumpulkan lebih banyak cahaya dari pada yang 4". Begitu juga obyektif yang berukuran 8" akan mengumpulkan lebih banyak cahaya daripada yang 6", dan seterusnya. Yang perlu diingat adalah bahwa semakin besar diamter obyektifnya, semakin banyak cahaya yang dikumpulkan. Dan semakin banyak cahaya yang terkumpul, semakin banyak bintang yang bisa terlihat. "Jadi sebaiknya saya membeli teleskop yang ukurannya sebesar mungkin dong?" Jawabannya, belum tentu. Karena masih ada hal lain yang harus dipertimbangkan. 3. Portabilitas dan StabilitasPortabilitas dan stabilitas harus dipertimbangkan dengan seksama dalam memilih teleskop. Menurut saya, dua hal ini adalah hal yang paling penting sesudah kualitas optik. Untuk memberi gambaran pentingnya portabiltas dan stabilitas, mari kita bayangkan hal ini. Kamu merencanakan untuk membeli teleskop dan karena uang bukan masalah, kamu ingin beli teleskop yang paling canggih, teleskop yang dikendalikan komputer. Teleskop yang bisa mengarah ke mana saja hanya dengan memasukkan koordinat obyek. Dan karena kamu sudah dengar tentang kemampuan mengumpulkan cahaya serta bagaimana bagusnya pemandangan langit malam dilihat melalui teleskop besar, kamu putuskan untuk membeli teleskop Schmidt-Cassegrain berukuran 12.5 inchi. Teleskop yang besar (dan berat tentunya) dengan tripod dan penyangga yang kokoh, yang akan memberikan pemandangan yang indah. Teleskop akhirnya tiba. Dengan bersemangat kamu hapalkan semua petunjuk cara pemakaian dan setelah hapal langsung bersiap-siap untuk melakukan observasi. Kamu sudah mempersiapkan tempat di halaman belakang rumah untuk observasi dan sekarang hanya tinggal masalah membawa teleskop ke belakang rumah yang mungkin jaraknya cuma 10 meter. Karena untuk dibawa sekaligus teleskop tadi terlalu berat (beratnya mungkin sekitar 40 kg) kamu lepaskan teleskop tersebut menjadi tiga bagian, yaitu tabung teleskop, tripod dan wedge. Pertama kamu bawa tripod ke halaman belakang dan dipasang. Setelah tripod terpasang, kamu kembali ke dalam rumah untuk mengambil wedge-nya. Kamu pasang wedge di tripod dan kembali lagi ke dalam untuk mengambil tabung teleskop. Setelah itu kamu pasang tabung teleskop pada tripod dan wedge. Tiga kali pulang pergi dari dalam rumah ke halaman, dan sebaliknya. Setelah puas mengamati bintang, kamu bongkar lagi teleskop tadi dan melakukan upacara yang sama menggotong teleskop dan bagian-bagiannya ke dalam rumah. Tiga kali bolak-balik. Untuk beberapa waktu, rutinitas seperti ini (menggotong-gotong teleskop) bukan masalah buat kamu. dan saya harap hal ini tidak pernah akan menjadi masalah. Tetapi, kemungkinan besar setelah beberapa saat hal ini akan menjadi masalah. Jangan heran kalau suatu saat kamu merasa malas untuk observasi dan akhirnya semakin jarang meluangkan waktu untuk mengamati bintang. Jangan pula heran kalau akhirnya kamu punya alasan seperti "Ah, saya terlalu capek malam ini, saya observasi besok malam saja ah." Jangan pernah beranggapan bahwa hal seperti ini tidak akan terjadi pada kamu. Hal ini pernah saya alami. Dulu setiap kali akan melakukan observasi saya harus ke luar ke halaman belakang yang jaraknya sekitar 20 meter dari rumah. Teleskop saya tidak terlalu besar, tapi juga tidak kecil. Membawanya dalam keadaan utuh siap pakai, amat susah. Saya tidak sekekar Arnold Schwarzenegger, jadi setiap kali akan melakukan observasi teleskop itu saya lepas menjadi dua bagian yaitu tabung dengan wedge-nya dan tripod. Pertama saya bawa tripod ke halaman belakang, saya pasang di sana dan kemudian kembali lagi ke dalam rumah untuk mengambil tabung dan wedge-nya. Kemudian saya pasang. Bongkar teleskop menjadi dua bagian, pulang pergi dari dan ke halaman dua kali, pasang teleskop, observasi dan sesudah observasi bongkar lagi menjadi dua bagian, pulang pergi lagi dua kali untuk membawa teleskop ke dalam rumah, di dalam rumah saya pasang lagi teleskopnya dan tutup dengan kantong plastik. Seperti itu rutinitas yang saya lakukan setap kali melakukan observasi. Sampai suatu saat saya merasa malas, makin berkurang melakukan observasi dan akhirnya selama 6 bulan saya tidak menyentuh teleskop saya sama sekali. Dan teleskop saya tidak terlalu besar, hanya berukuran 8"!! Saya tidak bermaksud untuk menakut-nakuti, saya hanya mengingatkan kemungkinan yang mungkin terjadi. Kalau itu tidak terjadi, saya ikut berbahagia. Seperti yang telah saya katakan, portabilitas dan stabilitas amatlah penting. Dengan teleskop yang portabel (mudah dibawa-bawa) kita bisa setiap saat melakukan observasi. Dengan teleskop yang portabel, kita hanya butuh waktu sebentar untuk mempersiapkannya. Teleskop yang portabel juga mudah dibawa kemana kita pergi. Namun demikian, kita memerlukan teleskop yang stabil dan kokoh supaya selama observasi kita tidak terganggu oleh guncangan atau vibrasi teleskop. Teleskop yang tidak stabil dan tidak kokoh hanya akan membawa frustrasi karena setiap kali teleskop digerakkan atau tersentuh sedikit saja, bintang yang terlihat melalui teleskop akan bergerak tidak karuan. Kita tidak akan melihat bintang sebagai titik-titik cahaya di langit, tetapi kita akan melihat titik-titik cahaya yang bergerak naik turun, ke kiri ke kanan. Akhirnya yang tinggal hanya rasxa jengkel dan frustrasi dan minat kita pada astronomi akan hilang. Jadi, kalau kamu ingin membeli teleskop, belilah teleskop yang portabel dan punya penyangga yang kokoh. Kalau kamu punya teleskop yang portabel teleskop itu akan sering kamu pakai, karena untuk memasang dan membawanya tidak diperlukan usaha yang besar. Dan kalau penyangga teleskop mu kokoh, goncangan atau sentuhan tidak akan mengganggu. Kamu hanya akan melihat bintang-bintang sebagai titik-titik cahaya yang diam, bukan titik-titik cahaya yang berloncatan kian kemari.
Posted by haikaru at 11:42 PM 0 comments
Beli Teleskop?..Buat Ajah lagi!!??..
MEMBUAT TELESKOP SENDIRI?Bertahun-tahun saya mengira bahwa teleskop hanya bisa dibuat di pabrik teleskop yang mempunyai peralatan lengkap. Saya selalu mengira bahwa barang seperti teleskop tidak akan bisa dibuat di rumah. Sampai saya membaca bukunya Terence Dickinson yang berjudul "Backyard Astronomer's Guide". Setelah membaca buku itu saya berubah pikiran: "Oh, ternyata teleskop bisa juga dibuat di rumah, asalkan kita punya peralatan yang lengkap untuk membuat teleskop." Begitulah yang saya kira, ternyata pikiran atau perkiraan saya ini juga salah, tapi baru tiga tahun kemudian, yaitu tahun 2006, saya tahu saya salah.BAGAIMANA UNTUK MEMULAITidak sedikit orang yang berpikir bahwa untuk bisa menikmati Astronomi sebagai hobi dia harus lebih dulu memiliki teleskop. Mereka beranggapan bahwa mereka harus lebih dulu memiliki teleskop dan sesudah itu barulah mereka bisa mulai mempelajari dan mengamati langit malam. Menurut saya, pendapat seperti itu salah. Mungkin bagi sementara orang cara seperti itu, yaitu membeli teleskop dan sesudah itu mulai mempelajari langit malam, bisa berhasil. Tetapi kemungkinan besar yang terjadi adalah kamu akan merasa bosan pada teleskopmu, karena mencari suatu obyek langit malam dengan teleskop bukanlah suatu hal yang mudah terutama jika kita tidak mengenal langit malam. Hal itu bisa diumpamakan dengan usaha untuk mencari tanda ini (*) dengan memakai mikroskop. Lama kelamaan kita akan semakin jarang mempergunakan teleskop kita, sampai akhirnya teleskop itu sama sekali tidak pernah kita sentuh. Astronomi Amatir adalah hobi yang berbeda dengan hobi lainnya, misalnya dengan hobi mendengarkan musik. Selama dananya ada, kita tidak pelu belajar apapun untuk bisa nikmati musik. Cukup pergi ke toko elektronik untuk beli perangkat audio kemudian membeli kaset atau CD. Pasang dan dan kita langsung bisa menikmati musik apapun yang kita sukai. Sayangnya, Astronomi Amatir tidak dapat dilakukan dengan cara itu. Dalam hobi ini, meskipun kita memiliki uang banyak dan mampu membeli teleskop jenis apapun yang kita mau, teleskop itu tidak akan berguna kalau kita tidak mengenal langit malam. Saya tidak bermaksud untuk menakut-nakuti atau menghalangi niat teman-teman untuk memiliki teleskop, sama sekali tidak. Saya cuma memberitahu apa yang mungkin akan terjadi pada diri teman-teman. Kalau itu tidak terjadi, bagus sekali. Dan kalu kamu sudah memiliki teleskop tapi masih mengalami kesulitan untuk mengenali rasi bintang atau menemukan obyek langit, jangan menyerah! Cobalah sekali-sekali keluar tanpa membawa teleskop dan pelajari langit malam. Jadi saya harus gimana dong? Perlu diingat bahwa untuk menikmati keindahan langit malam tidak diperlukan perlengkapan yang canggih seperti teleskop yang dikendalikan komputer dan bisa mengarah ke obyek langit manapun secara otomatis. Sama sekali tidak! Untuk bisa menikmati keindahan langit malam kita cuma perlu perangkat optik yang paling canggih yang pernah ada, yaitu mata kita. Kalau kamu kebetulan tinggal di kota besar dengan langit malam yang terang benderang akibat polusi cahaya, cobalah sekali-sekali pergi ke suatu tempat di luar kota luar kota yang jauh dari polusi cahaya. Cobalah untuk mendongak ke atas dan melihat langit malam (cukup mengherankan betapa sedikitnya orang yang pernah melihat ke langit malam). Kamu akan melihat langit yang dipenuhi oleh banyak sekali bintang. Jauh lebih banyak dari pada yang bisa kamu lihat dari rumahmu di kota. "Kupandang langit penuh bintang bertaburan...berkelap-kelip seumpama intan berlian..." Ingat lagu ini? Nah, sambil melihat bintang-bintang di langit ada baiknya kita ingat bahwa titik-titik cahaya di langit itu jaraknya amat sangat jauh dari kita. Cahaya dari bintang-bintang itu memerlukan waktu bertahun-tahun, bahkan ribuan tahun, untuk mencapai bumi sampai bisa dilihat oleh mata kita. Padahal cahaya bergerak dengan kecepatan sekitar 350.000 km per detik. Jadi kita bisa bayangkan betapa jauhnya bintang-bintang itu dari kita. Setiap kali saya melihat ke langit malam dan bintang-bintang yang ada, saya selalu merasa sangat kecil dan sangat tidak berarti di tengah alam semesta yang amat luas ini dan selalu teringat pada kebesaran Tuhan. Kita bisa melihat bagaimana bintang yang satu terlihat lebih terang dari yang lain, dan ada bintang-bintang yang seakan-akan berkumpul dan membentuk formasi tertentu. Kita juga bisa melihat perbedaan warna bintang, ada yang terlihat berwarna biru, ada yang merah, oranye dan ada pula yang berwarna kuning. Nah, sekarang kita bisa mulai mempelajari langit malam, tentunya masih dengan mata telanjang. Sewaktu melihat bintang-bintang di langit kita bisa melihat nahwa banyak bintang yang terlihat berkumpul dan membentuk formasi tertentu. Ada yang terlihat seperti mata kail dan di sebelahnya ada yang terlihat seperti poci teh. Ada juga yang terlihat seperti layang-layang. Bentuk-bentuk atau formasi itu diksebut Asterism, beberapa asterism diberi nama dan mereka disebut konstelasi atau rasi bintang. Untuk bisa mempelajari dan mengenali langit malam dengan baik kita membutuhkan peta, seperti halnya kita butuh peta untuk mengetahui letak suatu tempat tertentu di kota. Tanpa peta kita akan mudah tersesat. Banyak jenis peta langit yang bisa dipakai, tetapi menurut saya yang paling penting untuk dimiliki (dan selalu dibawa) adalah Planisphere, atau kalau di Indonesia disebut Peta Langit Malam. Peta Langit Malam bisa diperoleh di Planetarium Jakarta di Taman Ismail Marzuki. Dengan berbekal Planisphere mulailah mempelajari dan mengenali langit malam. David Levy (salah satu penemu komet SL-9 yang menabrak planet Jupiter) dalam bukunya "The Sky A User's Guide" menulis bahwa para pemula akan lebih mudah mempelajari dan mengenali langit malam jika melakukannya di kota daripada jika mempelajari langit malam di suatu tempat di luar kota yang langitnya gelap. "Wah, itu bertentangan dong dengan apa yang tertulis di atas tentang pergi ke luar kota untuk melihat langit malam?" Saya yakin sama sekali tidak, alasannya begini. Untuk bisa benar-benar menikmati keindahan langit malam, seorang pemula (dan siapa saja) perlu langit yang gelap. Langit yang gelap maksudnya adalah langit malam yang bebas dari polusi cahaya. Karena itu, dia perlu pergi ke tempat yang gelap yang jauh dari polusi cahaya kota. Dari tempat yang gelap di luar kota kita bisa melihat banyak sekali bintang, jauh lebih banyak dari pada yang terlihat dari dalam kota. Dan langit malam yang dipenuhi bintang berwarna-warni adalah pemandangan yang sangat indah. Sementara kalau kita melihat langit malam dari dalam kota, kita cuma bisa melihat SEDIKIT bintang dan pemandangan seperti itu adalah pemandangan yang biasa-biasa saja, sama sekali tidak menarik. Karena itu, untuk bisa menghargai keindahan langit malam kita perlu langit yang gelap. TETAPI, untuk mempelajari dan mengenali langit malam (seperti mengenali konstelasi bintang) apa yang ditulis oleh David Levy adalah benar. Kenapa bisa begitu? Begini ceritanya: Dengan Planisphere di tangan kamu ingin mempelajari langit malam dan pergi ke tempat yang langitnya gelap dengan rencana untuk menghapalkan letak dan bentuk konstelasi bintang. Sesampainya di sana, kamu hapalkan bentuk konstelasi yang tergambar di Planisphere. "Hmm, yang ini, yang berbentuk seperti layangan namanya adalah Orion." Setelah merasa cukup hapal dengan bentuk Orion, kamu lihat ke langit... "Lho, mana dia? Kok bintang-bintang itu nggak ada di Planisphere ini? Kok banyak sekali bintang di atas sana?" Kenapa bisa begitu? Planisphere hanya memetakan bintang sampai dengan Magnitudo 5. Magnitude adalah skala yang dipakai untuk menentukan tingkat terangnya suatu bintang. Semakin terang suatu bintang, semakin kecil angka magnitudonya. Jadi bintang dengan magnitude 1 terlihat lebih terang dibandingkan dengan bintang yang bermagnitude 2. Nah, dari suatu tempat yang langitnya gelap, dengan mata telanjang kita bisa melihat bintang dengan tingkat kecerahan sampai dengan magnitude 6 sedangkan Planisphere yang kita pegang hanya memperlihatkan bintang sampai dengan magnitude 5. Karena itu, di tempat yang gelap akan lebih banyak bintang yang bisa kita lihat jika dibandingkan dengan yang tergambar dalam Planisphere. Karena bintang-bintang lainnya itu tidak ada dalam Planisphere, kemungkinan besar kita akan bingung menentukan konstelasi apa yang terlihat. Saya pernah mengalami hal seperti ini. Pada tahun 1995 kebetulan saya dengan keluarga pergi ke Bali. Meskipun ingin, waktu itu saya tidak bisa membawa teleskop saya dan akhirnya saya hanya membawa binokuler saja. Suatu malam, saya pergi dari cottage tempat kami menginap di Sanur dan berjalan kaki ke pantai dengan membawa binokuler. Tujuannya ingin melihat bintang. Sesampainya di pantai saya duduk danmengeluarkan binokuler dari tempatnya, kemudian saya memandang ke langit. Yang saya lihat adalah langit yang dipenuhi oleh bintang, begitu banyak bintang! Saya perlu waktu sekitar satu menit untuk bisa mengenali konstelasi Orion, padahal Orion termasuk salah satu konstelasi yang amat saya kenali. Begitu juga untuk mengenali konstelasi lain, saya butuh waktu beberapa lama sebelum bisa mengenalinya. Akhirnya saya simpan kembali binokuler saya di dalam tempatnya dan saya hanya berbaring di pantai sambil mengagumi indahnya langit yang dipenuhi bintang. Malam yang sulit untuk dilupakan. Dari pengalaman itulah saya percaya bahwa apa yang ditulis oleh David Levy benar. Kalau kamu tinggal di kota, kenali langit malam dari rumah. Sempatkan diri untuk mempelajari langit malam dan menghapal letak konstelasi bintang. Tapi ingat, kamu tidak perlu terburu-buru menghapal. Lakukan kapan saja kamu bisa. Tidak menjadi masalah apakah kamu bisa mengenali langit malam dalam waktu satu minggu, satu bulan atau satu tahun. Yang penting adalah kita belajar sesuatu dan bisa menikmati Astronomi sebagai hobi.BAGIAN TELESKOPTeleskop Newtonian dengan penyangga tipe Dobsonian terdiri dari beberapa bagian, yaitu: 1. Tabung Optik-Upper Cage-Mirror Box2. Optik-Cermin Primer-Mirror Cell-cermin sekunder atau cermin diagonal-Diagonal Holder3. Penyangga-Rocker Box-Ground BoxBeberapa masih menggunakan istilah/nama dalam bahasa Inggris karena saya kesulitan mencari terjemahan yang tepat untuk bagian-bagian itu. Kalau punya usul atau terjemahan yang tepat tolong kasih tahu saya. Itulah bagian-bagian dari teleskop versi saya. Tentu saja kalau kamu mau punya versi sendiri, ya boleh saja. Yang penting mudah diingat.Foto di atas adalah foto dari Teleskop Pipa (bahasa Inggrisnya Truss Tube Telescope, tolong dong terjemahan yang lebih bagus)yang dibuat oleh salah satu teman saya, Jean-Marc Becker. Diameter dari cermin primernya adalah 20.5 cm (8"). Diamater Dalam dari upper cage dan juga mirror boxnya adalah 22 cmm (8.6") Pada gambar di sebelah kiri bisa kita lihat teleskop dilepas menjadi beberapa bagian, yaitu Tabung Optik, rocker box, platform ekuatorial dan dudukan untuk platform ekuatorial. Selama transportasi, Tabung Optik dilepas lagi menjadi tiga bagian yang lebih kecil, yakni: upper cage, mirror box and pipa.Gambar sebelah kanan memperlihatkan teleskop dalam keadaan siap pakai, sesudah seluruh bagian-bagiannya dipasang. Seluruh bagian teleskop tadi (kecuali untuk cerminnya) bisa dibuat dari bahan apa saja. Kalau ada bahan atau material yang tidak bisa ditemukan di sini, pakai imajinasi untuk mencari bahan penggantinya, jangan takut untuk berimporvisasi. Itu antara lain yang diajarkan oleh guru-guru saya dari ATM List.Saya pernah mengalami kesulitan mencari Teflon, yuntuk digunakan sebagai bantalan (bearing) teleskop. Saya tidak tahu Teflon itu apa dan juga tidak tahu bagaiman bentuknya. Saya cari yang namanya Teflon di banyak tempat, seperti toko material dan Ace Hardware. Saya lupa berapa banyak tempat yang saya datangi. Setiap kali saya bertanya tentang Teflon, mereka selalu memberi tahu saya untuk mencarinya di bagian Perlengkapan Dapur, karena merek selalu mengira saya mencari panci atau penggorengan berlapis Teflon. Akhirnya, saya ceritakan masalah saya ini pada ATM List. Beberapa teman menawarkan untuk mengirim Teflon milik mereka. Salah satunya, Ron E. Dawes, mengirimkan paket berisi Teflon berikut foto teleskop yang dibuatnya. Akhirnya setelah menerima paket dari Ron, barulah saya tahu bentuk Teflon bagaimana. Kemudian salah satu anggota list, Richard Schwartz, memberitahu saya untuk memakai telenan plastik (cutting board). Saya bingung, masa iya pakai telenan. Saya tanya pada Richard apakah yang dimaksud adalah telenan yang biasa dipakai untuk motong sayur atau daging di dapur. dan dia menjawab bahwa memang itulah yang dia maksud. Belakangan saya mengikuti nasehatnya sewaktu mengganti salah satu bantalan di Foucault tester saya. Karena saya tidak mau memakai teflon yang ada, bantalan tersebut saya ganti dengan sepotong bagian dari telenan plastik. Dan ternyata memang bisa dipakai. Tapi kalau kamu mau memakai telenan untuk bantalan teleskop, sebaiknya beli yang baru, atau kalau mau pakai ang bekas, bilang dulu sama isteri bahwa kamu mau pakai telenannya :-) Ingat bahwa kalau ada komponen tertentu yang tidak bisa kamu peroleh, kamu selalu bisa menggunakan bahan lain, yang penting jangan lupa untuk improvisasi.MATERIAL1. PlywoodUntuk membuat teleskop, kamu bisa memakai bahan-bahan yang tersedia di toko material sekitar kita. Beli selembar plywood berukuran 15 mm atau 19 mm. Oh ya, orang menyebutnya triplek, jadi kalau ke toko material, bilang bahwa kamu mencari triplek. Kamu perlu plywood yang ringan tetapi kuat. Buku Modern Dobsonian karya Richard Berry dan Dave Kriege menjelaskan secara panjang lebar tentang bagaimana cara memilih plywood dalam satu bab tersendiri. Upper cage dan mirror box untuk teleskop 10" saya (yang belum juga selesai) terbuat dari plywood 15 mm. Plywood yang saya pilih cukup ringan tetapi kurang kuat. Lembaran Plywood yang saya pakai untuk teleskop 5.6" saya memiliki ketebalan 19 mm, lebih kuat dan lebih berat, juga lebih sulit dipotong. Bahan selain Plywood juga bisa digunakan untuk membuat teleskop, misalnya Aluminum atau bahan metal lainnya yang ringan. Plywood lebih sering digunakan karena lebih mudah didapat, dan yang paling penting harganya murah.2. Alat PertukanganKamu juga harus memiliki alat-alat pertukangan seperti bor, serutan kayu, palu dan gergaji. Kalau kamu punya dana untuk membeli alat pertukangan yang memakai tenaga listrik, ada baiknya kamu beli. Tapi kalau kamu cuma bisa beli alat biasa, jangan khawatir, gergaji dan bor biasa sudah cukup. Untuk membuat upper cage dan mirror box, saya memakai gergaji tangan biasa. meskipun saya akui memotong kayu bukanlah pekerjaan yang mudah,bagi saya amat sulit. Sebabnya adalah karena sebelum ini saya sama sekali tidak pernah memgang alat pertukangan. Satu-satunya yang pernah saya pakai adalah palu, itu juga hanya kalau mau menggantung foto di tembok.Kalau kamu tidak punya alat pertukangan yang memakai listrik, pakai alat biasa.Tapi kalau kamu bisa beli alat-alat itu, lebih baik beli akrena alat-alat itu akan banyak membantu dan mempercepat pekerjaan. Selain itu, ada kemungkinan sesudah teleskop pertama mu selesai kamu akan punya keinginan untuk membuat teleskop lain yang lebih besar.Untuk membantu kamu dalam memilih alat-alat pertukangan yang memakai listrik, coba lihat di Amateur Woodworker Page. Di situ kamu bisa baca petunjuk cara memilih alat yang tepat, penjelasan tentang kegunaannya dan bagaimana bentuk alatnya :-)Seandainya saya tahu tentang Page ini sebelum saya membeli gergaji listrik :-(3. Komponen OptikCermin adalah bagian terpenting dari teleskop. Cermin yang bagus akan membuat observasi bintang sesuatu yang menyenangkan. Cermin yang jelek hanya akan membawa frustrasi.Cermin ini bisa dibeli dalam keadan jadi dan siap pakai, atau kamu bisa juga membeli kaca (blank) dan menggosoknya sendiri sampai menjadi cermin.Di The ATM Page bisa kamu lihat daftar penyalur bahan-bahan kebutuhan pembuat telskop amatir. Bukan cuma itu, ATM Page juga berisi banyak sekali artikel-artikel yang ditulis oleh pembuat teleskop amatir yang berpengalaman. Oage ini adalah salah satu page favorit saya. Saya anjurkan kamu untuk mengunjungi page ini, banyak sekali informasi dan pengetahuan yang bisa kamu dapat dari sini.Kalau kamu ingin membeli cermin jadi, pesan sesegera mungkin. Biasanya, tergantung pada besar kecilnya diameter cermin, dibutuhkan waktu 30 sampai 90 hari untuk membuat cermin. Sementara menunggu cermin pesananmu jadi, kamu bisa mulai membuat bagian-bagian lain dari teleskop.Kalau kamu putuskan untuk membuat sendiri cerminnya kamu harus membeli bahan cermin atau blank.Kalau kamu membeli bahan cermin, kamu punya dua pilihan. Yang pertama adalah membeli kacanya dan kemudian membeli bahan-bahan untuk menggosok cermin (abrasif)dan bahan untuk memoles cermin (polishing compound dan pitch/ter).Pilihan yang kedua adalah membeli paket cermin (mirror kit). Menurut saya, pilihan yang lebih baik adalah yang kedua. Karena selain dalam paket cermin ini sudah termasuk juga abrasif, polishing compound dan pitch, dalam paket cermin kamu akan memperoleh dua bahan cermin. Jadi kamu bisa membuat dua cermin.Sayua pribadi belum pernah membeli cermin. Cermin-cermin yang saat ini saya kerjakan adalah hadiah dari dua orang teman saya, Anthony Stillman dan Jean-Marc Becker. Jadi kalau kamu ingin tanya tentang cara membeli paket cermin, tanya pada ATM List.Hal lain yang harus kamu lakukan kalau kamu ingin membuat cermin sendiri adalah bergabung dengan ATM List. Banyak yang bisa kamu pelajari dari Mailing List ini. Untuk bergabung, datangi The ATM Archives. Di sana kamu bisa ikuti oetunjuk cara bergabung dengan list. Administrator ATM List ini adalah Mel Bartel. Home page Mel juga termasuk dalam daftar yang harus kamu kunjungi, terutama kalau kamu ingin membuat teleskop yang dikendalikan komputer. Setelah semua bahan-bahan yang diperlukan siap, kamu bisa mulai membuat teleskop.
Posted by haikaru at 11:00 PM 0 comments
Astronomi, Fisika, Matematika
Apa yang menyenangkan dari Astronomi? Kebanyakan orang suka Astronomi karena senang lihat indahnya bintang di langit dan suka lihat-lihat foto-foto keluaran Hubble Space Telescope. Wajar-wajar saja memang, karena alam semesta kita itu memang indah. Tapi kadang banyak juga yang mengira Astronomi itu gampang karena mereka cuma lihat aspek estetika dari Astronomi saja.Bagi yang pernah terlibat di seleksi Olimpiade Astronomi Indonesia tentunya sudah tau bagaimana sebenarnya ‘belajar Astronomi’ itu. Syarat untuk ikut olimpiade Astronomi adalah memiliki kemampuan matematika dan fisika yang memadai. Astronomi bukan sekedar meneropong bintang dengan teleskop. Seorang peneropong bintang mesti paham juga perhitungan-perhitungan dengan geometri bola agar obyek yang ingin dia lihat dengan teropong bisa didapat.Kalau ditanya ke anak-anak sekolah, lebih milih mana belajar Astronomi, Fisika atau Matematika? Dua pilihan terakhir kayaknya nggak banyak dipilh sebagai nomor 1, karena fisika dan matematika identik dengan rumus-rumus yang bikin pusing.Saya nulis ini bukan karena menyesal telah pilih Astronomi. Saya senang disini, saya senang mempelajari fenomena-fenomena fisika (walau agak kurang suka sama rumus-rumus matematika). Hanya karena teringat sama seorang junior, yang pengen masuk Astronomi tapiJ: “Kak, Astronomi itu banyak fisikanya ya?”S: “Wah, iya, banyak banget. Fisika sama Matematika. Yang kita pelajari tuh kan kondisi fisis bintang, planet, fisika alam semesta, trus dijelasin dengan teori matematis. Kenapa emangnya?”J: “Yaah, berarti aku salah pilih dong. Aku lemah di fisika nih kak, gimana niy?”S: (sambil menatap si junior) “Gak papa. Nyantei aja. Nah, dari sekarang coba deh untuk menyukai fisika, biar ntar merasa enjoy …”Hmmm …
Posted by haikaru at 1:34 AM 1 comments
Thursday, May 31, 2007
Jejak Riwayat Optika dan Aplikasinya
Cahaya membuat kita bisa menyaksikan keindahan alam, matematika mengungkapkan strukturnya, dan optika adalah alat kesaksian yang tak ada duanya. PEMAHAMAN manusia terhadap ilmu optika-asalnya dari bahasa Yunani yang berarti "melihat", dan kini umum diartikan dengan segala hal yang berkaitan dengan sistem, instrumen yang memanfaatkan lensa, cermin, prisma-telah dimulai sekitar 300 tahun Sebelum Masehi, ketika Euklides dari Alexandria dalam karyanya Optica mencatat bahwa cahaya menjalar dalam garis lurus dan menjelaskan hukum pemantulan. SEMENJAK itu tidak sedikit pemikir dan ilmuwan yang mendalami optika. Dari Alexandria sendiri bahkan masih ada nama besar seperti Ptolomeus yang mendalami topik ini sekitar 140 SM. Pada bergantian milenium pertama ke kedua juga hidup Ibnu al-Haitham yang lahir di Basra dan dikenal sebagai penyelidik cermin sferik dan parabolik, dan telah mengetahui masalah aberasi, pembesaran oleh lensa, dan refraksi atmosfer. Karyanya kemudian diterjemahkan ke dalam bahasa Latin dan dibaca oleh sarjana Eropa. Bisa dicatat pula sumbangan Roger Bacon dari Inggris sekitar tahun 1267 yang telah menyadari bahwa kecepatan cahaya terbatas dan menjalar melalui medium dengan cara yang analog dengan menjalarnya bunyi. Penelitian mengenai optik pun diperluas, mulai dari untuk keperluan praktis bagi kebutuhan manusia, seperti usulan penggunaan kacamata untuk membantu penglihatan (oleh Bernard Gordon, Perancis, 1303), hingga untuk penyelidikan gejala alam, seperti memahami terjadinya pelangi (Theodoric dari Freiberg pada dekade pertama abad ke-14). Berikutnya produk optik penting mulai muncul pada akhir abad ke-16 ketika tahun 1590 Zacharius Jensen dari Belanda membuat satu mikroskop menggunakan lensa gabungan. Selain mikroskop dibuat pula teleskop oleh Hans Lippershey (Belanda, 1608), yang kemudian diikuti oleh Galileo Galilei (Italia), yang pada tahun 1610 mengumumkan sejumlah penemuan astronomik-antara lain empat bulan planet Jupiter- dengan perantaraan teleskop buatannya. Tentang teleskop ini sendiri, cara pembuatannya lalu diperluas dengan keikutsertaan Isaac Newton yang memperkenalkan teleksop relektor, setelah mengetahui bahwa teleskop refraktor mengandung cacat aberasi khromatik. OPTIKA sebagai satu cabang dalam ilmu fisika, memang telah menyusuri riwayat yang panjang. Penglihatan manusia sendiri telah menjadi satu kajian yang tidak ada habis-habisnya. Tetapi manusia menyadari, bahwa penglihatannya sungguh amat terbatas, baik untuk melihat ukuran-ukuran kecil, maupun untuk melihat benda-benda yang jauh letaknya. Secara alamiah, kemajuan optika amat didorong oleh upaya manusia untuk "memperkuat" daya penglihatannya. Sekilas di atas telah dikemukakan riwayat perkembangan riset optika. Kalau di zaman kuno ada nama seperti Aristophanes, di Abad Pertengahan ada Galileo dan Newton, berikutnya juga ada Huygens dan van Leeuwenhoek dalam bidang mikroskop, dan Fresnel dan Doppler dalam optika gelombang. Dari situs Optics Highlights yang dikelola oleh LS Taylor dari Departemen Teknik Listrik di Universitas Maryland, disebut pula sejumlah akar sistem optika modern. Disebutkan bahwa kemajuan revolusioner di bidang optika pada abad ke-20 dimulai dengan lahirnya laser pada tahun 1960, yang diikuti dengan perkembangan sistem komunikasi optik yang amat cepat, juga sistem pencitraan (imaging), holografi, sistem penyimpanan dan pengambilan data optikal, serta pemrosesan optikal. Kini, di tahun-tahun awal abad ke-21 wacana sekitar optika telah bergeser dalam lingkup nano-optika. Seperti apa yang diteliti oleh ilmuwan di Institut Optika Universitas Rochester, nano-optika mempelajari interaksi optik dengan materi pada skala di bawah ukuran panjang gelombang (subwavelength). Di institut ini diteliti antara lain material yang ditata dengan teknik nano (nanostructured), yang bergerak dalam skala sepermiliar meter, untuk aplikasi penginderaan. Dalam penelitian lain, yakni tentang molekul tunggal, pada pertengahan Juli lalu juga telah muncul pula temuan menarik bahwa pada molekul tunggal-sebagaimana pada telepon seluler- ada kesamaan, yaitu antena dipol. Tren menuju nanoscience dan nanotechnology-juga yang melibatkan nano-optika - tidak bisa disangkal lagi. Ini didorong oleh kecenderungan manusia untuk menjangkau skala-skala yang makin kecil dan makin kecil, di mana hukum-hukum fisika yang dipergunakan pun beralih dari makroskopik ke mikroskopik. Eksploitasi efek kuantum bagi pemanfaatan teknologi merupakan tenaga pendorong yang paling besar di belakang miniaturisasi yang marak dewasa ini. Kemajuan-kemajuan cepat yang dicapai dewasa ini tentu tak bisa dipisahkan dari kemampuan baru yang diperoleh untuk mengukur dan memanipulasi struktur individual pada skala nano, termasuk yang di dalamnya memanfaatkan sarana optik dan mikroskop elektron resolusi-tinggi. Dalam tren menuju nanoscience dan nanotechnology inilah dipandang perlu untuk membahas optika dalam skala nano. Dasarnya karena limit difraksi membuat orang tidak bisa memfokuskan cahaya ke dimensi yang lebih kecil daripada separuh panjang gelombang, dan ini tentu saja membuat orang tak bisa berinteraksi secara selektif dengan segi-segi (feature) berskala nano. Tetapi para ilmuwan tidak pernah menyerah. Dalam beberapa tahun terakhir sudah muncul pendekatan baru untuk men-"ciut"-kan limit difraksi (melalui mikroskopi konfokal) atau bahkan mengatasinya (melalui mikroskopi medan-dekat). Dengan teknik khusus kini bisa dilakukan spektroskopi dan pencitraan fluoresens multifoton dengan resolusi spasial kurang dari 20 nanometer. Sejauh ini, itulah resolusi optik tertinggi dalam satu pengukuran spektroskopik. Berbagai kemajuan ini, seperti disampaikan oleh Michael Beversluis dari Universitas Rochester, telah coba diaplikasikan dalam penyelidikan struktur nano untuk biologi (misalnya mempelajari protein) dan solid state (semikonduktor). KIRANYA untuk mengantisipasi berbagai kemajuan di bidang optika modern dan aplikasinya inilah Grup Fotonik di Laboratorium Material Organik Kunjugasi dan Superkonduktor Departemen Fisika ITB menggelar Simposium Internasional Optika Modern dan Aplikasinya di ITB Bandung, 9-13 Agustus lalu. Diikuti oleh lebih dari 100 peserta dari 10 negara, Simposium-seperti disampaikan oleh Ketua Panitia Pelaksana Prof MO Tjia-mengetengahkan 57 makalah ilmiah. Ditinjau dari jumlah peserta dan makalah yang disajikan, Prof Tjia melihat adanya peningkatan minat terhadap bidang optika modern. Terlepas dari fakta bahwa ITB dan Indonesia masih ketinggalan jauh dalam riset optika, Rektor ITB Kusmayanto Kadiman dalam sambutannya menyebutkan, Simposium Internasional Optika yang sudah mulai diselenggarakan sejak tahun 2001-jadi tahun 2004 ini untuk keempat kalinya-bermanfaat untuk memajukan komunikasi dan jaringan ilmiah. Kusmayanto juga mencatat, bahwa optika modern memainkan peran yang semakin penting dalam ikhtiar manusia untuk menjawab kebutuhan akan pertukaran dan pemrosesan informasi yang semakin cepat. Dalam simposium yang didukung oleh sejumlah lembaga internasional seperti Akademi Seni dan Sains Belanda (KNAW), Dinas Pertukaran Akademik Jerman (DAAD), Pusat Fisika Teoretik Internasional Abdus Salam (ICTP), Himpunan Optika Amerika (OSA), UNSCO Jakarta, ambil bagian pula sejumlah peneliti optik dari sejumlah perguruan tinggi di Tanah Air. Di antara makalah yang disajikan, karya JW Duparre, A Brauer, P Dannberg, P Schreiber, dan A Tunnermann yang membahas sistem pencitraan mikrooptikal kecil termasuk yang menarik perhatian hadirin, karena salah satu contohnya cukup aktual dengan produk yang hangat dewasa ini, yakni telepon seluler berkamera. Seperti dipaparkan oleh Brauer tanggal 11 Agustus pagi, optika modern berupaya mendapatkan kamera yang resolusinya-ditunjukkan oleh angka piksel-semakin tinggi, namun tetap bisa dikemas dalam ukuran ponsel yang mungil (dalam ukuran milimeter atau submilimeter).
Posted by haikaru at 6:22 AM 0 comments
Bagaimana Fisika Menjelaskan Dark Matter?
Dark matter dan dark energy adalah dua fenomena yang teridentifikasikan dari analisis Latar Kosmik Gelombang Radio (Cosmic Microwave Background/CMB) yang dipetakan oleh Teleskop Satelit WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe). Belum banyak pengetahuan kita tentang dua fenomena ini, bahkan secara gamblang kita nyaris tidak tahu apa-apa tentang kedua hal ini. Lantas, bagaimana kita bisa mengindentifikasikan bahwa kedua benda ini ada sementara kita belum mengerti? Artikel ini menjelaskan bagaimana Fisika kita menjelaskan dark matter di Alam Semesta kita.Eksistensi Dark MatterSekitar awal tahun 1930-an, Jan Oort (Astronom Belanda, 1900 – 1992) mempelajari pergerakan rotasi galaksi-galaksi di Kluster Lokal. Oort mengamati dan menghitung kecepatan pergerakan bintang-bintang di galakasi-galaksi tersebuti. Karena galaksi tidak terpecah-belah oleh pergerakan bintang-bintang di dalamnya, Oort menyimpulkan bahwa pastilah tersedia cukup massa pada pusat galaksi yang menghasilkan gaya gravitasi yang sanggup membuat galaksi tetap utuh. Ini seperti Matahari kita yang sangat massif sehingga sanggup menahan planet-planet dan benda-benda angkasa lainnya tetap mengorbit mengelilinginya. Selain memanfaatkan pengetahuan kecepatan dan posisi, kita bisa menghitung massa sebuah benda angkasa (seperti bintang dan planet) dari intensitas cahaya yang dipancarkan masing-masing benda angkasa tersebut. Metoda ini adalah yang paling umum dipakai oleh astronomer. Oort mendapati bahwa massa galaksi-galaksi di Kluster Lokal yang didapat dari kecepatan orbit tiga kali lebih massif daripada yang didapat dari intensitas cahaya masing-masing galaksi.Pada saat yang bersamaan, Fritz Zwicky (Astronomer Swiss, 1898 – 1974) mempelajari Kluster Koma dan mendapati bahwa kecepatan orbit galaksi-galaksi pada sisi terluar kluster ini lebih cepat daripada perhitungan distribusi massa yang didapat dari pengamatan intensitas kluster. Pengamatan Zwicky ini bisa dipahami sebagai berikut: hukum gravitasi menyaratkan kecepatan orbit benda berbanding terbalik dengan jarak benda tersebut ke pusat orbit. Bumi kita mengorbit terhadap Matahari dengan kecepatan sekitar 100 ribu km/jam, sementara Saturnus yang lebih jauh ke Matahari daripada Bumi mengorbit dengan kecepatan sepertiganya. Untuk membuat Saturnus bergerak lebih cepat, salah satu cara adalah dengan menambahkan massa pada Matahari atau menambah massa secara tersebar dan signifikan antara Matahari dan planet terkait.Perhitungan Zwicky yang berdasarkan pergerakan kluster memberikan angka bahwa Kluster Coma lebih massif 400 kali daripada perhitungan berdasarkan intensitas cahaya. Permasalahan adanya massa yang hilang ini oleh Zwicky dipostulatkan bahwa ada materi yang luput dari pengamatan para astronom, materi tersebut tidak meradiasikan cahaya. Materi inilah yang disebut dark matter (atau disingkat DM). Pengamatan dan perhitungan modern massa yang dihitung berdasarkan kecepan dan intensitas (disebut rasio Mass/Light, M/L) terhadap beberapa kluster memberikan angka perbandingkan M/L = 300.Dark Matter dalam Teori Model BakuDM tidak meradiasikan cahaya, baik itu memancarkan atau memantulkannya. Ini menyulitkan astronom untuk mendeteksi keberadaan Dark Matter. Sejauh ini keberadaan Dark Matter terdeteksi secara tidak langsung dengan metoda konvensional M/L seperti yang sudah kita bahas di atas. Sementara itu eksistensi DM kemudian menjadi penting dalam pemahaman Alam Semesta. Beberapa eksperiment bertekhnologi canggih, terakhir oleh Teleskop Satelit WMAP, memprediksi bahwa sekitar 22% isi Alam Semesta adalah DM. Kita belum tahu apa partikel DM. Besar kemungkinan bukanlah partikel penyusun atom yang sudah kita kenal dengan baik, karena partikel-partikel penyusun atom meradiasikan cahaya dan teknologi kita sudah bisa mengidentifikasikan mereka dengan baik. Ekstensi dari Teori Model Baku memprediksi kandidat partikel DM dalam dua kategori: barionik dan non-barionik.Barionik adalah materi yang terdiri oleh tiga quark (partikel elementer) dengan susunan tertentu, proton dan neutron adalah contohnya. Tentu saja bagaimana susunan quark dalam DM belum diketahui. Diprediksi bahwa DM-barionik berbentuk objek yang sangat padat dengan massa yang bervariasi. Sementara non-barionik DM dibagi lagi atas dua kriteria: Hot Dark Matter (HDM) dan Cold Dark Matter (CDM). Disebut “hot” karena partikel penyusunnya bergerak dengan kecepatan relativistik yang berasal dari dentuman besar dahulu kala. Kandidat partikel HDM adalah nutrino. Sementara partikel penyusun CDM bergerak dengan kecepatan yang lambat dan juga berasal dari dentuman besar. Kandidat partikel CDM adalah nutralino, salah satu jenis partikel WIMP (Weakly Interacting Massive Particle) – yaitu partikel yang massif dan berinteraksi di bawah gaya lemah (weak force). Keberadaan WIMP diprediksi oleh teori Supersimetri (salah satu ekstensi dari Model Baku).Karena CDM lebih massif daripada HDM, maka CDM menghasilkan gaya gravitasi lebih besar daripada HDM. Tentu kemudian logikanya adalah semakin banyak CDM di alam semesta, semakin banyak kluster terbentuk. Dan inilah yang kita saksikan dalam struktur Alam Semesta dalam skala besar, bahwa Alam Semesta kita terdiri dari banyak kluster-kluster yang membentuk formasi tertentu. Fakta ini mungkin menunjukkan bahwa CDM lebih mendominasi daripada HDM di Alam Semesta kita.Umumnya kalau kita berbicara tentang DM biasanya merujuk pada CDM. Sejauh ini ada tiga sifat utama DM: 1) DM adalah massif, 2) DM berinteraksi di bawah pengaruh gaya lemah, dan 3) DM bermuatan netral (tidak di bahas dalam artikel ini).Massifnya DM, sesuai dengan Teori Relativitas Umum, akan membuat ruang-waktu melengkung. Efek ini disebut lensa gravitasi. Teleskop-teleskop yang diorbitkan di angkasa, seperti Satelit HST (Hubble Space Telescope), umumnya memakai efek ini untuk mencoba mendeteksi keberadaan DM. Selain teleskop satelit, banyak juga eksperimen-eksperimen di bumi untuk mendeteksi partikel WIMP, DAMA/NaI di Itali adalah salah satunya. Eksperimen lain dan lebih canggih juga sedang dikembangkan oleh NASA, misalnya adalah EGRET (Energetic Gamma Ray Experiment Telescope) yang mendeteksi DM dari proses peleburan dua atau lebih DM.Nah, kapankah kita akan berhasil membuka tabir DM? Dan pada waktu bersamaan, satu misteri yang lebih besar lagi, dark energy, juga harus dikuak untuk menyempurnakan pemahaman kita tentang Alam Semesta.
Posted by haikaru at 8:51 PM 0 comments
Thursday, June 7, 2007
Astronomi Amatir
PERALATAN YANG DIPERLUKAN DALAM OBSERVASISetelah lebih mengenal dan lebih sering menyempatkan diri untuk melihat langit malam, biasanya dalam diri kita akan timbul keinginan untuk bisa melihat lebih banyak dari pada yang selama ini biasa kita lihat. Nah, sekaranglah saatnya untuk memeriksa apakah tabungan sudah cukup untuk membeli teleskop. Sebelum memutuskan untuk membeli teleskop ada baiknya lebih dulu kita membeli binokuler, kalau belum punya. Sebenarnya binokuler adalah sepasang teleskop kecil, dengan binokuler kamu bisa lihat bintang lebih banyak daripada dengan mata telanjang dan binokuler sangat mudah dibawa. Binokuler bisa dengan mudah dibawa kemana saja kita pergi dan siap untuk dipakai setiap saat. Jangan meremehkan binokuler, karena banyak sekali Astronom Amatir yang berpengalaman yang memakai binokuler. George Alcock, seorang astronom amatir dari Inggris hanya mempergunakan binokuler dalam mengamati langit malam. Dengan berbekal binokuler dia menemukan 4 nova (Nova adalah bintang yang meledak) dan beberapa komet. Suatu rekor yang bukan main. Keuntungan binokuler, di samping mudah dibawa, adalah bahwa binokuler mempunyai sudut pandang yang lebar, dan dengan binokuler kita bisa memakai kedua mata kita. Sementara dengan tetelskop hanya satu mata yang dipergunakan. Melihat dengan dua mata memberi kesan 3 dimensi suatu pemandangan yang sangat mengesankan. Kalau kamu sudah punya binokuler cobalah sesekali memakainya untuk melihat bintang (jangan dipakai untuk ngitip tetangga), lebih banyak bintang yang terlihat dibandingkan dengan mata telanjang. Saya sudah punya binokuler dan sekarang saya ingin punya teleskop. Teleskop yang bagaimana yang sebaiknya saya beli? Pertanyaan tersebut adalah pertanyaan yang paling sering ditanyakan oleh orang yang kebetulan melihat saya mengamati langit dengan teleskop. Banyak faktor yang harus dipertimbangkan dalam memilih teleskop. Faktor-faktor tersebut adalah seperti yang di bawah ini. JENIS TELESKOP Kalau kamu kebetulan punya majalah astronomi, kamu bisa lihat begitu banyak teleskop yang ditawarkan. Dari sekian banyak teleskop, pada umumnya mereke masuk dalam tiga kategori utama, yaitu refraktor, reflektor dan catadioptrik.1. RefraktorRefraktor (atau teleskop pembias) adalah tipe teleskop yang mungkin paling banyak dikenal umum. Refraktor mempergunakan lensa sebagai obyektifnya. Lensa ini, yang letaknya di bagian ujung atas dari tabung teleskop, mengumpulkan dan membiaskan cahaya dan kemudian cahaya tadi berjalan menuju ke titik api (fokus) di bagian bawah dari tabung teleskop. Proses pengumpulan dan pembiasan cahaya itu bisa dilihat dalam animasi di kiri. Seperti kita lihat, cahaya (warna kuning) memasuki tabung dari sebelah kiri kemudian dibiaskan oleh lensa obyektif. Cahaya yang sudah dibiaskan tadi kemudian berjalan menuju fokus yang pada animasi ini terletak di seblah kanan gambar. Refraktor umumnya lebih mahal daripada teleskop jenis lainnya. Sebagai contoh, harga refraktor apokromatik merek Meade berdiameter 4" jauh lebih mahal dibandingkan dengan harga teleskop reflektor Meade yang berukuran 16". Mengapa begitu? Sebabnya adalah karena membuat lensa yang bermutu tinggi dan apokromat jauh lebih sulit dari pada membuat cermin, dan harga bahan baku yang bermutu tinggi untuk membuat lensa sangat mahal. Yang harus diingat kalau kamu ingin membeli teleskop refraktor adalah jangan beli "department store telescope". Teleskop apa pula ini? Yang masuk dalam kategori ini adalah teleskop yang umumnya sering kita lihat dijual di department store atau toko kamera. Cara mengenalinya mudah, salah satunya adalah dengan melihat kemasannya. Pada bungkus atau kemasan dari teleskop kacangan ini umunya tertulis bahwa teleskop mempunyai kemampuan pembesaran sampai 500 x. Biasanya tertulis "500 x magnification. Bisa dipastikan bahwa kamu akan kecewa dengan teleskop seperti ini. Lebih baik uang yang ada dipakai untuk membeli binokuler. Indikator lainnya adalah harga. Jangan pernah membeli teleskop yang harganya di bawah $300. Teleskop kacangan ini umunya dijual dengan harga murah, kurang dari $200.2. ReflektorTeleskop Reflektor (pemantul) yang paling populer adalah Newtonian. Diberi nama Newtonian karena yang desain teleskop ini ditemukan oleh Isaac Newton. Reflektor Newtonian tidak mempergunakan lensa sebagai obyektifnya tetapi mempergunakan cermin. Cara kerjanya adalah sebagai berikut: Satu cermin cekung atau sering disebut cermin primer diletakkan di bagian bawah tabung teleskop (dalam animasi di sini di sebelah kanan), cermin primer ini memantulkan cahaya yang memasuki tabung (dalam animasi dari sebelah kiri) ke cermin kedua yang datar (cemin sekunder) yang letaknya di bagaian atas tabung. Cermin kedua ini kemudian mngarahkan cahaya tadi ke fokus yang arahnya di sebelah sisi tabung. Teleskop jenis inilah yang sering dibuat oleh pembuat teleskop amatir.3. KatadioptrikTeleskop Katadioptrik adalah seperti perpaduan dari pemantul dan pembias, meskipun tidak persis demikian. Katadioptrik mempergunakan lensa korektor dan dua cermin. Lensa korektor terletak pada bagian depan tabung, dan cermin primer yang terletak pada bagian belakang tabung. Sedangkan cermin sekundernya diletakkan di tengah lensa korektor. Cara kerjanya, cahaya memasuki tabung melewati lensa korektor menuju ke cermin primer (cermin cekung). Dari cermin primer cahaya dipantulkan ke cermin cembung sekunder yang terletak di tengah lensa korektor. Cermin cembung kemudian memantulkan cahaya tadi ke fokus yang letaknya dibagian belakang tabung. Dua jenis katadioptrik yang populer adalh Schmidt-Cassegrain dan Maksutov-Cassegrain. HAL-HAL LAIN YANG HARUS DIPERTIMBANGKAN Selain mengetahui teleskop macam apa yang akan dibeli, ada beberapa hal lain yang harus diketahui dan dipertimbangkan, yaitu: 1. Jenis Penyangga TeleskopAda dua jenis penyangga (mount) untuk teleskop. Yang pertama adalah penyangga tipe alt-azimut dan yang kedua adalah penyangga tipe ekuatorial. Keduanya masih mempunyai beberapa variasi lainnya. Teleskop dengan penyangga tipe alt-azimut bergerak secara vertikal dan horizontal (atas-bawah, kiri-kanan). Penyangga jenis ini tidak mengikuti gerakan bintang di langit, karena itu teleskop harus setiap saat digerakkan dengan cara mendorong tabung teleskop. Tipe yang kedua adalah tipe ekuatorial. Penyangga tipe ini secara otomatis dapat mengikuti gerakan bintang di langit. Penyangga ini dilengkapi dengan motor penggerak yang menggerakkan teleskop ke arah yang berlawanan dengan arah perputaran (rotasi) bumi. Dengan demikian, teleskop selalu mengikuti gerakan bintang. Kalau kamu punya rencana untuk menekuni Astrofotografi, ada baiknya kamu membeli teleskop dengan penyangga tipe ekuatorial. Atau, kalau kamu ingin menekuni Astrofotografi dan juga temasuk orang yang suka mempelajari hal-hal baru, saran saya adalah untuk membeli teleskop dengan penyangga alt-azimut dan memasng sendiri motor penggeraknya. Saya pikir alternatif yang kedua ini jauh lebih murah dan uang yang ada bisa dipakai untuk membeli okuler (eyepieces) yang bermutu. 2. AppertureSaya mengalami kesulitan mencari terjemahan dari "apperture", karena itu saya akan tetap memakai istilah ini. Apperture adalah diameter dari obyektif teleskop, baik obyektif tu berupa lensa maupun cermin. Jadi kalau kamu lihat teleskop dengan spesifikasi 4" atau 10 cm, berarti teleskop tersebut mempunyai obyektif dengan diamter 4" atau 10 cm. Diameter dari obyektif teleskop ini berkaitan langsung dengan kemampuan teleskop untuk mengumpulkan cahaya. Coba bandingkan dua teleskop yang mempunyai kualitas optik yang sama tetapi mempunyai diameter obyektif yang berbeda. Misalnya yang pertam berdiamter 4" dan yang kedua berdiamter 6". Melalui teleskop yang obyektifnya berdiameter 6" kamu akan melihat lebih banyak bintang daripada kalau kamu melihat dengan teleskop yang obyektifnya berukuran 4". Hal ini disebabkan karena obyektif berukuran 6" mengumpulkan lebih banyak cahaya dari pada yang 4". Begitu juga obyektif yang berukuran 8" akan mengumpulkan lebih banyak cahaya daripada yang 6", dan seterusnya. Yang perlu diingat adalah bahwa semakin besar diamter obyektifnya, semakin banyak cahaya yang dikumpulkan. Dan semakin banyak cahaya yang terkumpul, semakin banyak bintang yang bisa terlihat. "Jadi sebaiknya saya membeli teleskop yang ukurannya sebesar mungkin dong?" Jawabannya, belum tentu. Karena masih ada hal lain yang harus dipertimbangkan. 3. Portabilitas dan StabilitasPortabilitas dan stabilitas harus dipertimbangkan dengan seksama dalam memilih teleskop. Menurut saya, dua hal ini adalah hal yang paling penting sesudah kualitas optik. Untuk memberi gambaran pentingnya portabiltas dan stabilitas, mari kita bayangkan hal ini. Kamu merencanakan untuk membeli teleskop dan karena uang bukan masalah, kamu ingin beli teleskop yang paling canggih, teleskop yang dikendalikan komputer. Teleskop yang bisa mengarah ke mana saja hanya dengan memasukkan koordinat obyek. Dan karena kamu sudah dengar tentang kemampuan mengumpulkan cahaya serta bagaimana bagusnya pemandangan langit malam dilihat melalui teleskop besar, kamu putuskan untuk membeli teleskop Schmidt-Cassegrain berukuran 12.5 inchi. Teleskop yang besar (dan berat tentunya) dengan tripod dan penyangga yang kokoh, yang akan memberikan pemandangan yang indah. Teleskop akhirnya tiba. Dengan bersemangat kamu hapalkan semua petunjuk cara pemakaian dan setelah hapal langsung bersiap-siap untuk melakukan observasi. Kamu sudah mempersiapkan tempat di halaman belakang rumah untuk observasi dan sekarang hanya tinggal masalah membawa teleskop ke belakang rumah yang mungkin jaraknya cuma 10 meter. Karena untuk dibawa sekaligus teleskop tadi terlalu berat (beratnya mungkin sekitar 40 kg) kamu lepaskan teleskop tersebut menjadi tiga bagian, yaitu tabung teleskop, tripod dan wedge. Pertama kamu bawa tripod ke halaman belakang dan dipasang. Setelah tripod terpasang, kamu kembali ke dalam rumah untuk mengambil wedge-nya. Kamu pasang wedge di tripod dan kembali lagi ke dalam untuk mengambil tabung teleskop. Setelah itu kamu pasang tabung teleskop pada tripod dan wedge. Tiga kali pulang pergi dari dalam rumah ke halaman, dan sebaliknya. Setelah puas mengamati bintang, kamu bongkar lagi teleskop tadi dan melakukan upacara yang sama menggotong teleskop dan bagian-bagiannya ke dalam rumah. Tiga kali bolak-balik. Untuk beberapa waktu, rutinitas seperti ini (menggotong-gotong teleskop) bukan masalah buat kamu. dan saya harap hal ini tidak pernah akan menjadi masalah. Tetapi, kemungkinan besar setelah beberapa saat hal ini akan menjadi masalah. Jangan heran kalau suatu saat kamu merasa malas untuk observasi dan akhirnya semakin jarang meluangkan waktu untuk mengamati bintang. Jangan pula heran kalau akhirnya kamu punya alasan seperti "Ah, saya terlalu capek malam ini, saya observasi besok malam saja ah." Jangan pernah beranggapan bahwa hal seperti ini tidak akan terjadi pada kamu. Hal ini pernah saya alami. Dulu setiap kali akan melakukan observasi saya harus ke luar ke halaman belakang yang jaraknya sekitar 20 meter dari rumah. Teleskop saya tidak terlalu besar, tapi juga tidak kecil. Membawanya dalam keadaan utuh siap pakai, amat susah. Saya tidak sekekar Arnold Schwarzenegger, jadi setiap kali akan melakukan observasi teleskop itu saya lepas menjadi dua bagian yaitu tabung dengan wedge-nya dan tripod. Pertama saya bawa tripod ke halaman belakang, saya pasang di sana dan kemudian kembali lagi ke dalam rumah untuk mengambil tabung dan wedge-nya. Kemudian saya pasang. Bongkar teleskop menjadi dua bagian, pulang pergi dari dan ke halaman dua kali, pasang teleskop, observasi dan sesudah observasi bongkar lagi menjadi dua bagian, pulang pergi lagi dua kali untuk membawa teleskop ke dalam rumah, di dalam rumah saya pasang lagi teleskopnya dan tutup dengan kantong plastik. Seperti itu rutinitas yang saya lakukan setap kali melakukan observasi. Sampai suatu saat saya merasa malas, makin berkurang melakukan observasi dan akhirnya selama 6 bulan saya tidak menyentuh teleskop saya sama sekali. Dan teleskop saya tidak terlalu besar, hanya berukuran 8"!! Saya tidak bermaksud untuk menakut-nakuti, saya hanya mengingatkan kemungkinan yang mungkin terjadi. Kalau itu tidak terjadi, saya ikut berbahagia. Seperti yang telah saya katakan, portabilitas dan stabilitas amatlah penting. Dengan teleskop yang portabel (mudah dibawa-bawa) kita bisa setiap saat melakukan observasi. Dengan teleskop yang portabel, kita hanya butuh waktu sebentar untuk mempersiapkannya. Teleskop yang portabel juga mudah dibawa kemana kita pergi. Namun demikian, kita memerlukan teleskop yang stabil dan kokoh supaya selama observasi kita tidak terganggu oleh guncangan atau vibrasi teleskop. Teleskop yang tidak stabil dan tidak kokoh hanya akan membawa frustrasi karena setiap kali teleskop digerakkan atau tersentuh sedikit saja, bintang yang terlihat melalui teleskop akan bergerak tidak karuan. Kita tidak akan melihat bintang sebagai titik-titik cahaya di langit, tetapi kita akan melihat titik-titik cahaya yang bergerak naik turun, ke kiri ke kanan. Akhirnya yang tinggal hanya rasxa jengkel dan frustrasi dan minat kita pada astronomi akan hilang. Jadi, kalau kamu ingin membeli teleskop, belilah teleskop yang portabel dan punya penyangga yang kokoh. Kalau kamu punya teleskop yang portabel teleskop itu akan sering kamu pakai, karena untuk memasang dan membawanya tidak diperlukan usaha yang besar. Dan kalau penyangga teleskop mu kokoh, goncangan atau sentuhan tidak akan mengganggu. Kamu hanya akan melihat bintang-bintang sebagai titik-titik cahaya yang diam, bukan titik-titik cahaya yang berloncatan kian kemari.
Posted by haikaru at 11:42 PM 0 comments
Beli Teleskop?..Buat Ajah lagi!!??..
MEMBUAT TELESKOP SENDIRI?Bertahun-tahun saya mengira bahwa teleskop hanya bisa dibuat di pabrik teleskop yang mempunyai peralatan lengkap. Saya selalu mengira bahwa barang seperti teleskop tidak akan bisa dibuat di rumah. Sampai saya membaca bukunya Terence Dickinson yang berjudul "Backyard Astronomer's Guide". Setelah membaca buku itu saya berubah pikiran: "Oh, ternyata teleskop bisa juga dibuat di rumah, asalkan kita punya peralatan yang lengkap untuk membuat teleskop." Begitulah yang saya kira, ternyata pikiran atau perkiraan saya ini juga salah, tapi baru tiga tahun kemudian, yaitu tahun 2006, saya tahu saya salah.BAGAIMANA UNTUK MEMULAITidak sedikit orang yang berpikir bahwa untuk bisa menikmati Astronomi sebagai hobi dia harus lebih dulu memiliki teleskop. Mereka beranggapan bahwa mereka harus lebih dulu memiliki teleskop dan sesudah itu barulah mereka bisa mulai mempelajari dan mengamati langit malam. Menurut saya, pendapat seperti itu salah. Mungkin bagi sementara orang cara seperti itu, yaitu membeli teleskop dan sesudah itu mulai mempelajari langit malam, bisa berhasil. Tetapi kemungkinan besar yang terjadi adalah kamu akan merasa bosan pada teleskopmu, karena mencari suatu obyek langit malam dengan teleskop bukanlah suatu hal yang mudah terutama jika kita tidak mengenal langit malam. Hal itu bisa diumpamakan dengan usaha untuk mencari tanda ini (*) dengan memakai mikroskop. Lama kelamaan kita akan semakin jarang mempergunakan teleskop kita, sampai akhirnya teleskop itu sama sekali tidak pernah kita sentuh. Astronomi Amatir adalah hobi yang berbeda dengan hobi lainnya, misalnya dengan hobi mendengarkan musik. Selama dananya ada, kita tidak pelu belajar apapun untuk bisa nikmati musik. Cukup pergi ke toko elektronik untuk beli perangkat audio kemudian membeli kaset atau CD. Pasang dan dan kita langsung bisa menikmati musik apapun yang kita sukai. Sayangnya, Astronomi Amatir tidak dapat dilakukan dengan cara itu. Dalam hobi ini, meskipun kita memiliki uang banyak dan mampu membeli teleskop jenis apapun yang kita mau, teleskop itu tidak akan berguna kalau kita tidak mengenal langit malam. Saya tidak bermaksud untuk menakut-nakuti atau menghalangi niat teman-teman untuk memiliki teleskop, sama sekali tidak. Saya cuma memberitahu apa yang mungkin akan terjadi pada diri teman-teman. Kalau itu tidak terjadi, bagus sekali. Dan kalu kamu sudah memiliki teleskop tapi masih mengalami kesulitan untuk mengenali rasi bintang atau menemukan obyek langit, jangan menyerah! Cobalah sekali-sekali keluar tanpa membawa teleskop dan pelajari langit malam. Jadi saya harus gimana dong? Perlu diingat bahwa untuk menikmati keindahan langit malam tidak diperlukan perlengkapan yang canggih seperti teleskop yang dikendalikan komputer dan bisa mengarah ke obyek langit manapun secara otomatis. Sama sekali tidak! Untuk bisa menikmati keindahan langit malam kita cuma perlu perangkat optik yang paling canggih yang pernah ada, yaitu mata kita. Kalau kamu kebetulan tinggal di kota besar dengan langit malam yang terang benderang akibat polusi cahaya, cobalah sekali-sekali pergi ke suatu tempat di luar kota luar kota yang jauh dari polusi cahaya. Cobalah untuk mendongak ke atas dan melihat langit malam (cukup mengherankan betapa sedikitnya orang yang pernah melihat ke langit malam). Kamu akan melihat langit yang dipenuhi oleh banyak sekali bintang. Jauh lebih banyak dari pada yang bisa kamu lihat dari rumahmu di kota. "Kupandang langit penuh bintang bertaburan...berkelap-kelip seumpama intan berlian..." Ingat lagu ini? Nah, sambil melihat bintang-bintang di langit ada baiknya kita ingat bahwa titik-titik cahaya di langit itu jaraknya amat sangat jauh dari kita. Cahaya dari bintang-bintang itu memerlukan waktu bertahun-tahun, bahkan ribuan tahun, untuk mencapai bumi sampai bisa dilihat oleh mata kita. Padahal cahaya bergerak dengan kecepatan sekitar 350.000 km per detik. Jadi kita bisa bayangkan betapa jauhnya bintang-bintang itu dari kita. Setiap kali saya melihat ke langit malam dan bintang-bintang yang ada, saya selalu merasa sangat kecil dan sangat tidak berarti di tengah alam semesta yang amat luas ini dan selalu teringat pada kebesaran Tuhan. Kita bisa melihat bagaimana bintang yang satu terlihat lebih terang dari yang lain, dan ada bintang-bintang yang seakan-akan berkumpul dan membentuk formasi tertentu. Kita juga bisa melihat perbedaan warna bintang, ada yang terlihat berwarna biru, ada yang merah, oranye dan ada pula yang berwarna kuning. Nah, sekarang kita bisa mulai mempelajari langit malam, tentunya masih dengan mata telanjang. Sewaktu melihat bintang-bintang di langit kita bisa melihat nahwa banyak bintang yang terlihat berkumpul dan membentuk formasi tertentu. Ada yang terlihat seperti mata kail dan di sebelahnya ada yang terlihat seperti poci teh. Ada juga yang terlihat seperti layang-layang. Bentuk-bentuk atau formasi itu diksebut Asterism, beberapa asterism diberi nama dan mereka disebut konstelasi atau rasi bintang. Untuk bisa mempelajari dan mengenali langit malam dengan baik kita membutuhkan peta, seperti halnya kita butuh peta untuk mengetahui letak suatu tempat tertentu di kota. Tanpa peta kita akan mudah tersesat. Banyak jenis peta langit yang bisa dipakai, tetapi menurut saya yang paling penting untuk dimiliki (dan selalu dibawa) adalah Planisphere, atau kalau di Indonesia disebut Peta Langit Malam. Peta Langit Malam bisa diperoleh di Planetarium Jakarta di Taman Ismail Marzuki. Dengan berbekal Planisphere mulailah mempelajari dan mengenali langit malam. David Levy (salah satu penemu komet SL-9 yang menabrak planet Jupiter) dalam bukunya "The Sky A User's Guide" menulis bahwa para pemula akan lebih mudah mempelajari dan mengenali langit malam jika melakukannya di kota daripada jika mempelajari langit malam di suatu tempat di luar kota yang langitnya gelap. "Wah, itu bertentangan dong dengan apa yang tertulis di atas tentang pergi ke luar kota untuk melihat langit malam?" Saya yakin sama sekali tidak, alasannya begini. Untuk bisa benar-benar menikmati keindahan langit malam, seorang pemula (dan siapa saja) perlu langit yang gelap. Langit yang gelap maksudnya adalah langit malam yang bebas dari polusi cahaya. Karena itu, dia perlu pergi ke tempat yang gelap yang jauh dari polusi cahaya kota. Dari tempat yang gelap di luar kota kita bisa melihat banyak sekali bintang, jauh lebih banyak dari pada yang terlihat dari dalam kota. Dan langit malam yang dipenuhi bintang berwarna-warni adalah pemandangan yang sangat indah. Sementara kalau kita melihat langit malam dari dalam kota, kita cuma bisa melihat SEDIKIT bintang dan pemandangan seperti itu adalah pemandangan yang biasa-biasa saja, sama sekali tidak menarik. Karena itu, untuk bisa menghargai keindahan langit malam kita perlu langit yang gelap. TETAPI, untuk mempelajari dan mengenali langit malam (seperti mengenali konstelasi bintang) apa yang ditulis oleh David Levy adalah benar. Kenapa bisa begitu? Begini ceritanya: Dengan Planisphere di tangan kamu ingin mempelajari langit malam dan pergi ke tempat yang langitnya gelap dengan rencana untuk menghapalkan letak dan bentuk konstelasi bintang. Sesampainya di sana, kamu hapalkan bentuk konstelasi yang tergambar di Planisphere. "Hmm, yang ini, yang berbentuk seperti layangan namanya adalah Orion." Setelah merasa cukup hapal dengan bentuk Orion, kamu lihat ke langit... "Lho, mana dia? Kok bintang-bintang itu nggak ada di Planisphere ini? Kok banyak sekali bintang di atas sana?" Kenapa bisa begitu? Planisphere hanya memetakan bintang sampai dengan Magnitudo 5. Magnitude adalah skala yang dipakai untuk menentukan tingkat terangnya suatu bintang. Semakin terang suatu bintang, semakin kecil angka magnitudonya. Jadi bintang dengan magnitude 1 terlihat lebih terang dibandingkan dengan bintang yang bermagnitude 2. Nah, dari suatu tempat yang langitnya gelap, dengan mata telanjang kita bisa melihat bintang dengan tingkat kecerahan sampai dengan magnitude 6 sedangkan Planisphere yang kita pegang hanya memperlihatkan bintang sampai dengan magnitude 5. Karena itu, di tempat yang gelap akan lebih banyak bintang yang bisa kita lihat jika dibandingkan dengan yang tergambar dalam Planisphere. Karena bintang-bintang lainnya itu tidak ada dalam Planisphere, kemungkinan besar kita akan bingung menentukan konstelasi apa yang terlihat. Saya pernah mengalami hal seperti ini. Pada tahun 1995 kebetulan saya dengan keluarga pergi ke Bali. Meskipun ingin, waktu itu saya tidak bisa membawa teleskop saya dan akhirnya saya hanya membawa binokuler saja. Suatu malam, saya pergi dari cottage tempat kami menginap di Sanur dan berjalan kaki ke pantai dengan membawa binokuler. Tujuannya ingin melihat bintang. Sesampainya di pantai saya duduk danmengeluarkan binokuler dari tempatnya, kemudian saya memandang ke langit. Yang saya lihat adalah langit yang dipenuhi oleh bintang, begitu banyak bintang! Saya perlu waktu sekitar satu menit untuk bisa mengenali konstelasi Orion, padahal Orion termasuk salah satu konstelasi yang amat saya kenali. Begitu juga untuk mengenali konstelasi lain, saya butuh waktu beberapa lama sebelum bisa mengenalinya. Akhirnya saya simpan kembali binokuler saya di dalam tempatnya dan saya hanya berbaring di pantai sambil mengagumi indahnya langit yang dipenuhi bintang. Malam yang sulit untuk dilupakan. Dari pengalaman itulah saya percaya bahwa apa yang ditulis oleh David Levy benar. Kalau kamu tinggal di kota, kenali langit malam dari rumah. Sempatkan diri untuk mempelajari langit malam dan menghapal letak konstelasi bintang. Tapi ingat, kamu tidak perlu terburu-buru menghapal. Lakukan kapan saja kamu bisa. Tidak menjadi masalah apakah kamu bisa mengenali langit malam dalam waktu satu minggu, satu bulan atau satu tahun. Yang penting adalah kita belajar sesuatu dan bisa menikmati Astronomi sebagai hobi.BAGIAN TELESKOPTeleskop Newtonian dengan penyangga tipe Dobsonian terdiri dari beberapa bagian, yaitu: 1. Tabung Optik-Upper Cage-Mirror Box2. Optik-Cermin Primer-Mirror Cell-cermin sekunder atau cermin diagonal-Diagonal Holder3. Penyangga-Rocker Box-Ground BoxBeberapa masih menggunakan istilah/nama dalam bahasa Inggris karena saya kesulitan mencari terjemahan yang tepat untuk bagian-bagian itu. Kalau punya usul atau terjemahan yang tepat tolong kasih tahu saya. Itulah bagian-bagian dari teleskop versi saya. Tentu saja kalau kamu mau punya versi sendiri, ya boleh saja. Yang penting mudah diingat.Foto di atas adalah foto dari Teleskop Pipa (bahasa Inggrisnya Truss Tube Telescope, tolong dong terjemahan yang lebih bagus)yang dibuat oleh salah satu teman saya, Jean-Marc Becker. Diameter dari cermin primernya adalah 20.5 cm (8"). Diamater Dalam dari upper cage dan juga mirror boxnya adalah 22 cmm (8.6") Pada gambar di sebelah kiri bisa kita lihat teleskop dilepas menjadi beberapa bagian, yaitu Tabung Optik, rocker box, platform ekuatorial dan dudukan untuk platform ekuatorial. Selama transportasi, Tabung Optik dilepas lagi menjadi tiga bagian yang lebih kecil, yakni: upper cage, mirror box and pipa.Gambar sebelah kanan memperlihatkan teleskop dalam keadaan siap pakai, sesudah seluruh bagian-bagiannya dipasang. Seluruh bagian teleskop tadi (kecuali untuk cerminnya) bisa dibuat dari bahan apa saja. Kalau ada bahan atau material yang tidak bisa ditemukan di sini, pakai imajinasi untuk mencari bahan penggantinya, jangan takut untuk berimporvisasi. Itu antara lain yang diajarkan oleh guru-guru saya dari ATM List.Saya pernah mengalami kesulitan mencari Teflon, yuntuk digunakan sebagai bantalan (bearing) teleskop. Saya tidak tahu Teflon itu apa dan juga tidak tahu bagaiman bentuknya. Saya cari yang namanya Teflon di banyak tempat, seperti toko material dan Ace Hardware. Saya lupa berapa banyak tempat yang saya datangi. Setiap kali saya bertanya tentang Teflon, mereka selalu memberi tahu saya untuk mencarinya di bagian Perlengkapan Dapur, karena merek selalu mengira saya mencari panci atau penggorengan berlapis Teflon. Akhirnya, saya ceritakan masalah saya ini pada ATM List. Beberapa teman menawarkan untuk mengirim Teflon milik mereka. Salah satunya, Ron E. Dawes, mengirimkan paket berisi Teflon berikut foto teleskop yang dibuatnya. Akhirnya setelah menerima paket dari Ron, barulah saya tahu bentuk Teflon bagaimana. Kemudian salah satu anggota list, Richard Schwartz, memberitahu saya untuk memakai telenan plastik (cutting board). Saya bingung, masa iya pakai telenan. Saya tanya pada Richard apakah yang dimaksud adalah telenan yang biasa dipakai untuk motong sayur atau daging di dapur. dan dia menjawab bahwa memang itulah yang dia maksud. Belakangan saya mengikuti nasehatnya sewaktu mengganti salah satu bantalan di Foucault tester saya. Karena saya tidak mau memakai teflon yang ada, bantalan tersebut saya ganti dengan sepotong bagian dari telenan plastik. Dan ternyata memang bisa dipakai. Tapi kalau kamu mau memakai telenan untuk bantalan teleskop, sebaiknya beli yang baru, atau kalau mau pakai ang bekas, bilang dulu sama isteri bahwa kamu mau pakai telenannya :-) Ingat bahwa kalau ada komponen tertentu yang tidak bisa kamu peroleh, kamu selalu bisa menggunakan bahan lain, yang penting jangan lupa untuk improvisasi.MATERIAL1. PlywoodUntuk membuat teleskop, kamu bisa memakai bahan-bahan yang tersedia di toko material sekitar kita. Beli selembar plywood berukuran 15 mm atau 19 mm. Oh ya, orang menyebutnya triplek, jadi kalau ke toko material, bilang bahwa kamu mencari triplek. Kamu perlu plywood yang ringan tetapi kuat. Buku Modern Dobsonian karya Richard Berry dan Dave Kriege menjelaskan secara panjang lebar tentang bagaimana cara memilih plywood dalam satu bab tersendiri. Upper cage dan mirror box untuk teleskop 10" saya (yang belum juga selesai) terbuat dari plywood 15 mm. Plywood yang saya pilih cukup ringan tetapi kurang kuat. Lembaran Plywood yang saya pakai untuk teleskop 5.6" saya memiliki ketebalan 19 mm, lebih kuat dan lebih berat, juga lebih sulit dipotong. Bahan selain Plywood juga bisa digunakan untuk membuat teleskop, misalnya Aluminum atau bahan metal lainnya yang ringan. Plywood lebih sering digunakan karena lebih mudah didapat, dan yang paling penting harganya murah.2. Alat PertukanganKamu juga harus memiliki alat-alat pertukangan seperti bor, serutan kayu, palu dan gergaji. Kalau kamu punya dana untuk membeli alat pertukangan yang memakai tenaga listrik, ada baiknya kamu beli. Tapi kalau kamu cuma bisa beli alat biasa, jangan khawatir, gergaji dan bor biasa sudah cukup. Untuk membuat upper cage dan mirror box, saya memakai gergaji tangan biasa. meskipun saya akui memotong kayu bukanlah pekerjaan yang mudah,bagi saya amat sulit. Sebabnya adalah karena sebelum ini saya sama sekali tidak pernah memgang alat pertukangan. Satu-satunya yang pernah saya pakai adalah palu, itu juga hanya kalau mau menggantung foto di tembok.Kalau kamu tidak punya alat pertukangan yang memakai listrik, pakai alat biasa.Tapi kalau kamu bisa beli alat-alat itu, lebih baik beli akrena alat-alat itu akan banyak membantu dan mempercepat pekerjaan. Selain itu, ada kemungkinan sesudah teleskop pertama mu selesai kamu akan punya keinginan untuk membuat teleskop lain yang lebih besar.Untuk membantu kamu dalam memilih alat-alat pertukangan yang memakai listrik, coba lihat di Amateur Woodworker Page. Di situ kamu bisa baca petunjuk cara memilih alat yang tepat, penjelasan tentang kegunaannya dan bagaimana bentuk alatnya :-)Seandainya saya tahu tentang Page ini sebelum saya membeli gergaji listrik :-(3. Komponen OptikCermin adalah bagian terpenting dari teleskop. Cermin yang bagus akan membuat observasi bintang sesuatu yang menyenangkan. Cermin yang jelek hanya akan membawa frustrasi.Cermin ini bisa dibeli dalam keadan jadi dan siap pakai, atau kamu bisa juga membeli kaca (blank) dan menggosoknya sendiri sampai menjadi cermin.Di The ATM Page bisa kamu lihat daftar penyalur bahan-bahan kebutuhan pembuat telskop amatir. Bukan cuma itu, ATM Page juga berisi banyak sekali artikel-artikel yang ditulis oleh pembuat teleskop amatir yang berpengalaman. Oage ini adalah salah satu page favorit saya. Saya anjurkan kamu untuk mengunjungi page ini, banyak sekali informasi dan pengetahuan yang bisa kamu dapat dari sini.Kalau kamu ingin membeli cermin jadi, pesan sesegera mungkin. Biasanya, tergantung pada besar kecilnya diameter cermin, dibutuhkan waktu 30 sampai 90 hari untuk membuat cermin. Sementara menunggu cermin pesananmu jadi, kamu bisa mulai membuat bagian-bagian lain dari teleskop.Kalau kamu putuskan untuk membuat sendiri cerminnya kamu harus membeli bahan cermin atau blank.Kalau kamu membeli bahan cermin, kamu punya dua pilihan. Yang pertama adalah membeli kacanya dan kemudian membeli bahan-bahan untuk menggosok cermin (abrasif)dan bahan untuk memoles cermin (polishing compound dan pitch/ter).Pilihan yang kedua adalah membeli paket cermin (mirror kit). Menurut saya, pilihan yang lebih baik adalah yang kedua. Karena selain dalam paket cermin ini sudah termasuk juga abrasif, polishing compound dan pitch, dalam paket cermin kamu akan memperoleh dua bahan cermin. Jadi kamu bisa membuat dua cermin.Sayua pribadi belum pernah membeli cermin. Cermin-cermin yang saat ini saya kerjakan adalah hadiah dari dua orang teman saya, Anthony Stillman dan Jean-Marc Becker. Jadi kalau kamu ingin tanya tentang cara membeli paket cermin, tanya pada ATM List.Hal lain yang harus kamu lakukan kalau kamu ingin membuat cermin sendiri adalah bergabung dengan ATM List. Banyak yang bisa kamu pelajari dari Mailing List ini. Untuk bergabung, datangi The ATM Archives. Di sana kamu bisa ikuti oetunjuk cara bergabung dengan list. Administrator ATM List ini adalah Mel Bartel. Home page Mel juga termasuk dalam daftar yang harus kamu kunjungi, terutama kalau kamu ingin membuat teleskop yang dikendalikan komputer. Setelah semua bahan-bahan yang diperlukan siap, kamu bisa mulai membuat teleskop.
Posted by haikaru at 11:00 PM 0 comments
Astronomi, Fisika, Matematika
Apa yang menyenangkan dari Astronomi? Kebanyakan orang suka Astronomi karena senang lihat indahnya bintang di langit dan suka lihat-lihat foto-foto keluaran Hubble Space Telescope. Wajar-wajar saja memang, karena alam semesta kita itu memang indah. Tapi kadang banyak juga yang mengira Astronomi itu gampang karena mereka cuma lihat aspek estetika dari Astronomi saja.Bagi yang pernah terlibat di seleksi Olimpiade Astronomi Indonesia tentunya sudah tau bagaimana sebenarnya ‘belajar Astronomi’ itu. Syarat untuk ikut olimpiade Astronomi adalah memiliki kemampuan matematika dan fisika yang memadai. Astronomi bukan sekedar meneropong bintang dengan teleskop. Seorang peneropong bintang mesti paham juga perhitungan-perhitungan dengan geometri bola agar obyek yang ingin dia lihat dengan teropong bisa didapat.Kalau ditanya ke anak-anak sekolah, lebih milih mana belajar Astronomi, Fisika atau Matematika? Dua pilihan terakhir kayaknya nggak banyak dipilh sebagai nomor 1, karena fisika dan matematika identik dengan rumus-rumus yang bikin pusing.Saya nulis ini bukan karena menyesal telah pilih Astronomi. Saya senang disini, saya senang mempelajari fenomena-fenomena fisika (walau agak kurang suka sama rumus-rumus matematika). Hanya karena teringat sama seorang junior, yang pengen masuk Astronomi tapiJ: “Kak, Astronomi itu banyak fisikanya ya?”S: “Wah, iya, banyak banget. Fisika sama Matematika. Yang kita pelajari tuh kan kondisi fisis bintang, planet, fisika alam semesta, trus dijelasin dengan teori matematis. Kenapa emangnya?”J: “Yaah, berarti aku salah pilih dong. Aku lemah di fisika nih kak, gimana niy?”S: (sambil menatap si junior) “Gak papa. Nyantei aja. Nah, dari sekarang coba deh untuk menyukai fisika, biar ntar merasa enjoy …”Hmmm …
Posted by haikaru at 1:34 AM 1 comments
Thursday, May 31, 2007
Jejak Riwayat Optika dan Aplikasinya
Cahaya membuat kita bisa menyaksikan keindahan alam, matematika mengungkapkan strukturnya, dan optika adalah alat kesaksian yang tak ada duanya. PEMAHAMAN manusia terhadap ilmu optika-asalnya dari bahasa Yunani yang berarti "melihat", dan kini umum diartikan dengan segala hal yang berkaitan dengan sistem, instrumen yang memanfaatkan lensa, cermin, prisma-telah dimulai sekitar 300 tahun Sebelum Masehi, ketika Euklides dari Alexandria dalam karyanya Optica mencatat bahwa cahaya menjalar dalam garis lurus dan menjelaskan hukum pemantulan. SEMENJAK itu tidak sedikit pemikir dan ilmuwan yang mendalami optika. Dari Alexandria sendiri bahkan masih ada nama besar seperti Ptolomeus yang mendalami topik ini sekitar 140 SM. Pada bergantian milenium pertama ke kedua juga hidup Ibnu al-Haitham yang lahir di Basra dan dikenal sebagai penyelidik cermin sferik dan parabolik, dan telah mengetahui masalah aberasi, pembesaran oleh lensa, dan refraksi atmosfer. Karyanya kemudian diterjemahkan ke dalam bahasa Latin dan dibaca oleh sarjana Eropa. Bisa dicatat pula sumbangan Roger Bacon dari Inggris sekitar tahun 1267 yang telah menyadari bahwa kecepatan cahaya terbatas dan menjalar melalui medium dengan cara yang analog dengan menjalarnya bunyi. Penelitian mengenai optik pun diperluas, mulai dari untuk keperluan praktis bagi kebutuhan manusia, seperti usulan penggunaan kacamata untuk membantu penglihatan (oleh Bernard Gordon, Perancis, 1303), hingga untuk penyelidikan gejala alam, seperti memahami terjadinya pelangi (Theodoric dari Freiberg pada dekade pertama abad ke-14). Berikutnya produk optik penting mulai muncul pada akhir abad ke-16 ketika tahun 1590 Zacharius Jensen dari Belanda membuat satu mikroskop menggunakan lensa gabungan. Selain mikroskop dibuat pula teleskop oleh Hans Lippershey (Belanda, 1608), yang kemudian diikuti oleh Galileo Galilei (Italia), yang pada tahun 1610 mengumumkan sejumlah penemuan astronomik-antara lain empat bulan planet Jupiter- dengan perantaraan teleskop buatannya. Tentang teleskop ini sendiri, cara pembuatannya lalu diperluas dengan keikutsertaan Isaac Newton yang memperkenalkan teleksop relektor, setelah mengetahui bahwa teleskop refraktor mengandung cacat aberasi khromatik. OPTIKA sebagai satu cabang dalam ilmu fisika, memang telah menyusuri riwayat yang panjang. Penglihatan manusia sendiri telah menjadi satu kajian yang tidak ada habis-habisnya. Tetapi manusia menyadari, bahwa penglihatannya sungguh amat terbatas, baik untuk melihat ukuran-ukuran kecil, maupun untuk melihat benda-benda yang jauh letaknya. Secara alamiah, kemajuan optika amat didorong oleh upaya manusia untuk "memperkuat" daya penglihatannya. Sekilas di atas telah dikemukakan riwayat perkembangan riset optika. Kalau di zaman kuno ada nama seperti Aristophanes, di Abad Pertengahan ada Galileo dan Newton, berikutnya juga ada Huygens dan van Leeuwenhoek dalam bidang mikroskop, dan Fresnel dan Doppler dalam optika gelombang. Dari situs Optics Highlights yang dikelola oleh LS Taylor dari Departemen Teknik Listrik di Universitas Maryland, disebut pula sejumlah akar sistem optika modern. Disebutkan bahwa kemajuan revolusioner di bidang optika pada abad ke-20 dimulai dengan lahirnya laser pada tahun 1960, yang diikuti dengan perkembangan sistem komunikasi optik yang amat cepat, juga sistem pencitraan (imaging), holografi, sistem penyimpanan dan pengambilan data optikal, serta pemrosesan optikal. Kini, di tahun-tahun awal abad ke-21 wacana sekitar optika telah bergeser dalam lingkup nano-optika. Seperti apa yang diteliti oleh ilmuwan di Institut Optika Universitas Rochester, nano-optika mempelajari interaksi optik dengan materi pada skala di bawah ukuran panjang gelombang (subwavelength). Di institut ini diteliti antara lain material yang ditata dengan teknik nano (nanostructured), yang bergerak dalam skala sepermiliar meter, untuk aplikasi penginderaan. Dalam penelitian lain, yakni tentang molekul tunggal, pada pertengahan Juli lalu juga telah muncul pula temuan menarik bahwa pada molekul tunggal-sebagaimana pada telepon seluler- ada kesamaan, yaitu antena dipol. Tren menuju nanoscience dan nanotechnology-juga yang melibatkan nano-optika - tidak bisa disangkal lagi. Ini didorong oleh kecenderungan manusia untuk menjangkau skala-skala yang makin kecil dan makin kecil, di mana hukum-hukum fisika yang dipergunakan pun beralih dari makroskopik ke mikroskopik. Eksploitasi efek kuantum bagi pemanfaatan teknologi merupakan tenaga pendorong yang paling besar di belakang miniaturisasi yang marak dewasa ini. Kemajuan-kemajuan cepat yang dicapai dewasa ini tentu tak bisa dipisahkan dari kemampuan baru yang diperoleh untuk mengukur dan memanipulasi struktur individual pada skala nano, termasuk yang di dalamnya memanfaatkan sarana optik dan mikroskop elektron resolusi-tinggi. Dalam tren menuju nanoscience dan nanotechnology inilah dipandang perlu untuk membahas optika dalam skala nano. Dasarnya karena limit difraksi membuat orang tidak bisa memfokuskan cahaya ke dimensi yang lebih kecil daripada separuh panjang gelombang, dan ini tentu saja membuat orang tak bisa berinteraksi secara selektif dengan segi-segi (feature) berskala nano. Tetapi para ilmuwan tidak pernah menyerah. Dalam beberapa tahun terakhir sudah muncul pendekatan baru untuk men-"ciut"-kan limit difraksi (melalui mikroskopi konfokal) atau bahkan mengatasinya (melalui mikroskopi medan-dekat). Dengan teknik khusus kini bisa dilakukan spektroskopi dan pencitraan fluoresens multifoton dengan resolusi spasial kurang dari 20 nanometer. Sejauh ini, itulah resolusi optik tertinggi dalam satu pengukuran spektroskopik. Berbagai kemajuan ini, seperti disampaikan oleh Michael Beversluis dari Universitas Rochester, telah coba diaplikasikan dalam penyelidikan struktur nano untuk biologi (misalnya mempelajari protein) dan solid state (semikonduktor). KIRANYA untuk mengantisipasi berbagai kemajuan di bidang optika modern dan aplikasinya inilah Grup Fotonik di Laboratorium Material Organik Kunjugasi dan Superkonduktor Departemen Fisika ITB menggelar Simposium Internasional Optika Modern dan Aplikasinya di ITB Bandung, 9-13 Agustus lalu. Diikuti oleh lebih dari 100 peserta dari 10 negara, Simposium-seperti disampaikan oleh Ketua Panitia Pelaksana Prof MO Tjia-mengetengahkan 57 makalah ilmiah. Ditinjau dari jumlah peserta dan makalah yang disajikan, Prof Tjia melihat adanya peningkatan minat terhadap bidang optika modern. Terlepas dari fakta bahwa ITB dan Indonesia masih ketinggalan jauh dalam riset optika, Rektor ITB Kusmayanto Kadiman dalam sambutannya menyebutkan, Simposium Internasional Optika yang sudah mulai diselenggarakan sejak tahun 2001-jadi tahun 2004 ini untuk keempat kalinya-bermanfaat untuk memajukan komunikasi dan jaringan ilmiah. Kusmayanto juga mencatat, bahwa optika modern memainkan peran yang semakin penting dalam ikhtiar manusia untuk menjawab kebutuhan akan pertukaran dan pemrosesan informasi yang semakin cepat. Dalam simposium yang didukung oleh sejumlah lembaga internasional seperti Akademi Seni dan Sains Belanda (KNAW), Dinas Pertukaran Akademik Jerman (DAAD), Pusat Fisika Teoretik Internasional Abdus Salam (ICTP), Himpunan Optika Amerika (OSA), UNSCO Jakarta, ambil bagian pula sejumlah peneliti optik dari sejumlah perguruan tinggi di Tanah Air. Di antara makalah yang disajikan, karya JW Duparre, A Brauer, P Dannberg, P Schreiber, dan A Tunnermann yang membahas sistem pencitraan mikrooptikal kecil termasuk yang menarik perhatian hadirin, karena salah satu contohnya cukup aktual dengan produk yang hangat dewasa ini, yakni telepon seluler berkamera. Seperti dipaparkan oleh Brauer tanggal 11 Agustus pagi, optika modern berupaya mendapatkan kamera yang resolusinya-ditunjukkan oleh angka piksel-semakin tinggi, namun tetap bisa dikemas dalam ukuran ponsel yang mungil (dalam ukuran milimeter atau submilimeter).
Posted by haikaru at 6:22 AM 0 comments
Bagaimana Fisika Menjelaskan Dark Matter?
Dark matter dan dark energy adalah dua fenomena yang teridentifikasikan dari analisis Latar Kosmik Gelombang Radio (Cosmic Microwave Background/CMB) yang dipetakan oleh Teleskop Satelit WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe). Belum banyak pengetahuan kita tentang dua fenomena ini, bahkan secara gamblang kita nyaris tidak tahu apa-apa tentang kedua hal ini. Lantas, bagaimana kita bisa mengindentifikasikan bahwa kedua benda ini ada sementara kita belum mengerti? Artikel ini menjelaskan bagaimana Fisika kita menjelaskan dark matter di Alam Semesta kita.Eksistensi Dark MatterSekitar awal tahun 1930-an, Jan Oort (Astronom Belanda, 1900 – 1992) mempelajari pergerakan rotasi galaksi-galaksi di Kluster Lokal. Oort mengamati dan menghitung kecepatan pergerakan bintang-bintang di galakasi-galaksi tersebuti. Karena galaksi tidak terpecah-belah oleh pergerakan bintang-bintang di dalamnya, Oort menyimpulkan bahwa pastilah tersedia cukup massa pada pusat galaksi yang menghasilkan gaya gravitasi yang sanggup membuat galaksi tetap utuh. Ini seperti Matahari kita yang sangat massif sehingga sanggup menahan planet-planet dan benda-benda angkasa lainnya tetap mengorbit mengelilinginya. Selain memanfaatkan pengetahuan kecepatan dan posisi, kita bisa menghitung massa sebuah benda angkasa (seperti bintang dan planet) dari intensitas cahaya yang dipancarkan masing-masing benda angkasa tersebut. Metoda ini adalah yang paling umum dipakai oleh astronomer. Oort mendapati bahwa massa galaksi-galaksi di Kluster Lokal yang didapat dari kecepatan orbit tiga kali lebih massif daripada yang didapat dari intensitas cahaya masing-masing galaksi.Pada saat yang bersamaan, Fritz Zwicky (Astronomer Swiss, 1898 – 1974) mempelajari Kluster Koma dan mendapati bahwa kecepatan orbit galaksi-galaksi pada sisi terluar kluster ini lebih cepat daripada perhitungan distribusi massa yang didapat dari pengamatan intensitas kluster. Pengamatan Zwicky ini bisa dipahami sebagai berikut: hukum gravitasi menyaratkan kecepatan orbit benda berbanding terbalik dengan jarak benda tersebut ke pusat orbit. Bumi kita mengorbit terhadap Matahari dengan kecepatan sekitar 100 ribu km/jam, sementara Saturnus yang lebih jauh ke Matahari daripada Bumi mengorbit dengan kecepatan sepertiganya. Untuk membuat Saturnus bergerak lebih cepat, salah satu cara adalah dengan menambahkan massa pada Matahari atau menambah massa secara tersebar dan signifikan antara Matahari dan planet terkait.Perhitungan Zwicky yang berdasarkan pergerakan kluster memberikan angka bahwa Kluster Coma lebih massif 400 kali daripada perhitungan berdasarkan intensitas cahaya. Permasalahan adanya massa yang hilang ini oleh Zwicky dipostulatkan bahwa ada materi yang luput dari pengamatan para astronom, materi tersebut tidak meradiasikan cahaya. Materi inilah yang disebut dark matter (atau disingkat DM). Pengamatan dan perhitungan modern massa yang dihitung berdasarkan kecepan dan intensitas (disebut rasio Mass/Light, M/L) terhadap beberapa kluster memberikan angka perbandingkan M/L = 300.Dark Matter dalam Teori Model BakuDM tidak meradiasikan cahaya, baik itu memancarkan atau memantulkannya. Ini menyulitkan astronom untuk mendeteksi keberadaan Dark Matter. Sejauh ini keberadaan Dark Matter terdeteksi secara tidak langsung dengan metoda konvensional M/L seperti yang sudah kita bahas di atas. Sementara itu eksistensi DM kemudian menjadi penting dalam pemahaman Alam Semesta. Beberapa eksperiment bertekhnologi canggih, terakhir oleh Teleskop Satelit WMAP, memprediksi bahwa sekitar 22% isi Alam Semesta adalah DM. Kita belum tahu apa partikel DM. Besar kemungkinan bukanlah partikel penyusun atom yang sudah kita kenal dengan baik, karena partikel-partikel penyusun atom meradiasikan cahaya dan teknologi kita sudah bisa mengidentifikasikan mereka dengan baik. Ekstensi dari Teori Model Baku memprediksi kandidat partikel DM dalam dua kategori: barionik dan non-barionik.Barionik adalah materi yang terdiri oleh tiga quark (partikel elementer) dengan susunan tertentu, proton dan neutron adalah contohnya. Tentu saja bagaimana susunan quark dalam DM belum diketahui. Diprediksi bahwa DM-barionik berbentuk objek yang sangat padat dengan massa yang bervariasi. Sementara non-barionik DM dibagi lagi atas dua kriteria: Hot Dark Matter (HDM) dan Cold Dark Matter (CDM). Disebut “hot” karena partikel penyusunnya bergerak dengan kecepatan relativistik yang berasal dari dentuman besar dahulu kala. Kandidat partikel HDM adalah nutrino. Sementara partikel penyusun CDM bergerak dengan kecepatan yang lambat dan juga berasal dari dentuman besar. Kandidat partikel CDM adalah nutralino, salah satu jenis partikel WIMP (Weakly Interacting Massive Particle) – yaitu partikel yang massif dan berinteraksi di bawah gaya lemah (weak force). Keberadaan WIMP diprediksi oleh teori Supersimetri (salah satu ekstensi dari Model Baku).Karena CDM lebih massif daripada HDM, maka CDM menghasilkan gaya gravitasi lebih besar daripada HDM. Tentu kemudian logikanya adalah semakin banyak CDM di alam semesta, semakin banyak kluster terbentuk. Dan inilah yang kita saksikan dalam struktur Alam Semesta dalam skala besar, bahwa Alam Semesta kita terdiri dari banyak kluster-kluster yang membentuk formasi tertentu. Fakta ini mungkin menunjukkan bahwa CDM lebih mendominasi daripada HDM di Alam Semesta kita.Umumnya kalau kita berbicara tentang DM biasanya merujuk pada CDM. Sejauh ini ada tiga sifat utama DM: 1) DM adalah massif, 2) DM berinteraksi di bawah pengaruh gaya lemah, dan 3) DM bermuatan netral (tidak di bahas dalam artikel ini).Massifnya DM, sesuai dengan Teori Relativitas Umum, akan membuat ruang-waktu melengkung. Efek ini disebut lensa gravitasi. Teleskop-teleskop yang diorbitkan di angkasa, seperti Satelit HST (Hubble Space Telescope), umumnya memakai efek ini untuk mencoba mendeteksi keberadaan DM. Selain teleskop satelit, banyak juga eksperimen-eksperimen di bumi untuk mendeteksi partikel WIMP, DAMA/NaI di Itali adalah salah satunya. Eksperimen lain dan lebih canggih juga sedang dikembangkan oleh NASA, misalnya adalah EGRET (Energetic Gamma Ray Experiment Telescope) yang mendeteksi DM dari proses peleburan dua atau lebih DM.Nah, kapankah kita akan berhasil membuka tabir DM? Dan pada waktu bersamaan, satu misteri yang lebih besar lagi, dark energy, juga harus dikuak untuk menyempurnakan pemahaman kita tentang Alam Semesta.
Langganan:
Postingan (Atom)
