Proses terbentuknya alam semesta dalam kajian sains

Pengertian Jagad Raya

 

Jagad raya adalah ruangan yang maha luas, yang tak dapat diketahui atau dibayangkan luasnya. Jagad raya diduga bentuknya melengkung dan dalam keadaan memuai serta terdiri atas galaksi galaksi atau sistem-sistem bintang yang jumlahnya ribuan.

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

Berikut ini beberapa teori mengenai pembentukan bumi yang umum dikenal.
 
Teory Ledakan Besar

Enstein adalah orang yang mempopulerkan teori ini. Teori ini didasarkan pada penelitian yang ditemukan bahwa jagat raya ini mengembang, seluruh bintang dan planet bergerak saling menjauhi seolah-olah asal mula dari seluruh benda-banda langit ini berasal dari satu titik.
Pada tahun 1915 Enstein menyempurnakan teorinya tentang relativitas, yang kemudian ia terapkan pada pendistribusian zat diruang angkasa. Kemudian di tahun 1917 ada massa bahan yang hampir seragam dimana keseimbangannya tak menentu antara kekuatan gravitasi dan kekuatan dorong kosmis lain yang tak dikenal. Semua ini kemudian dapat dipecahkan pada tahun 1922 oleh ahli fisika Russia. Ia mengatakan bahwa kekuatan tolak tidaklah berperan, bahkan seluruh jagat raya terus mengembang dan bergerak saling menjauhi dengan kecepatan tinggi.

Teory Keadaan Tetap

Ahli astronomi Inggris, Hoyle menerangkan bahwa jagat raya tidaklah sama dengan ruang angkasa dan asas kosmologi merupakan dasar dari teori ini. Asas kosmologi diperluas sedemikian rupa sehingga menjadi sempurna dan tidak tergantung pada sejarah tertentu. Teori ini sangat berlawanan dengan teori ledakan hebat, dimana dalam teori ledakan hebat ruang angkasa akan berkembang menjadi kosong karena benda-benda ruang angkasa tersebut bergerak saling menjauh. Akan tetapi dalam teori keadaan tetap, zat baru selalu diciptakan dalam ruang angkasa diantara berbagai galaksi sehingga galaksi baru akan terbentuk mengantikan galaksi lama yang telah menjauh. Zat baru yang dimaksud adalah hidrogen dimana zat tersebut merupakan sumber dari bintang dan galaksi. 

Teori Kant – Laplace

Sejak jaman sebelum Masehi, para ahli telah banyak berfikir dan melakukan analisis terhadap gejala-gejala alam. Mulai abad ke 18 para ahli telah memikirkan proses terjadinya Bumi. Salah satunya adalah teori kabut (nebula) yang dikemukakan oleh Immanuel Kant (1755) dan Piere de Laplace (1796)? Mereka terkenal dengan Teori Kabut Kant-Laplace. Dalam teori ini dikemukakan bahwa di jagat raya terdapat gas yang kemudian berkumpul menjadi kabut (nebula). Gaya tarik-menarik antar gas ini membentuk kumpulan kabut yang sangat besar dan berputar semakin cepat. Dalam proses perputaran yang sangat cepat ini, materi kabut bagian khatulistiwa terlempar memisah dan memadat (karena pendinginan). Bagian yang terlempar inilah yang kemudian menjadi planet-planet dalam tata surya.

Teori Planetesimal 

Pada awal abad ke-20, Forest Ray Moulton, seorang ahli astronomi Amerika bersama rekannya T.C Chamberlain, seorang ahli geologi, mengemukakan teori Planetisimal Hypothesis, yang mengatakan matahari terdiri dari massa gas bermassa besar sekali, pada suatu saat didekati oleh sebuah bintang lain yang melintas dengan kecepatan tinggi di dekat matahari. Pada waktu bintang melintas di dekat matahari dan jarak keduanya relatif dekat, maka sebagian massa gas matahari ada yang tertarik ke luar akibat adanya gravitasi dari bintang yang melintas tersebut. 
Sebagian dari massa gas yang tertarik ke luar ada yang pada lintasan bintang dan sebagian lagi ada yang berputar mengelilingi matahari karena gravitasi matahari. Setelah bintang melintas berlalu, massa gas yang berputar mengelilingi matahari menjadi dingin dan terbentuklah cincin yang lama kelamaan menjadi padat dan di sebut planetisimal. Beberapa planetisimal yang terbentuk akan saling tarik – menarik bergabung menjadi satu dan pada akhirnya membentuk planet, termasuk bumi.

Teori Bintang Kembar

Teori ini dikemukakan oleh seorang ahli Astronomi R.A Lyttleton. Menurut teori ini, galaksi berasal dari kombinasi bintang kembar. Salah satu bintang meledak sehingga banyak material yang terlempar. Karena bintang yang tidak meledak mempunyai gaya gravitasi yang masih kuat, maka sebaran pecahan ledakan bintang tersebut mengelilingi bintang yang tidak meledak. Bintang yang tidak meledak itu adalah matahari, sedangkan pecahan bintang yang lain adalah planet-planet yang mengelilinginya. 

Teori Pasang Surut Gas (Tidal)

Teori ini dikemukakan oleh James Jeans dan Harold Jeffreys pada tahun 1918, yakni bahwa sebuah bintang besar mendekati matahari dalam jarak pendek, sehingga menyebabkan terjadinya pasang surut pada tubuh matahari, saat matahari itu masih berada dalam keadaan gas. Terjadinya pasang surut air laut yang kita kenal di Bumi, ukuranya sangat kecil. Penyebabnya adalah kecilnya massa bulan dan jauhnya jarak bulan ke Bumi (60 kali radius orbit Bumi). Tetapi, jika sebuah bintang yang bermassa hampir sama besar dengan matahari mendekat, maka akan terbentuk semacam gunung-gunung gelombang raksasa pada tubuh matahari, yang disebabkan oleh gaya tarik bintang tadi. Gunung-gunung tersebut akan mencapai tinggi yang luar biasa dan membentuk semacam lidah pijar yang besar sekali, menjulur dari massa matahari dan merentang ke arah bintang besar itu.
 
Dalam lidah yang panas ini terjadi perapatan gas-gas dan akhirnya kolom-kolom ini akan pecah, lalu berpisah menjadi benda-benda tersendiri, yaitu planet-planet. Bintang besar yang menyebabkan penarikan pada bagian-bagian tubuh matahari tadi, melanjutkan perjalanan di jagat raya, sehingga lambat laun akan hilang pengaruhnya terhadap-planet yang berbentuk tadi. Planet-planet itu akan berputar mengelilingi matahari dan mengalami proses pendinginan. Proses pendinginan ini berjalan dengan lambat pada planet-planet besar, seperti Yupiter dan Saturnus, sedangkan pada planet-planet kecil seperti Bumi kita, pendinginan berjalan relatif lebih cepat.
 
Sementara pendinginan berlangsung, planet-planet itu masih mengelilingi matahari pada orbit berbentuk elips, sehingga besar kemungkinan pada suatu ketika meraka akan mendekati matahari dalam jarak yang pendek.. Akibat kekuatan penarikan matahari, maka akan terjadi pasang surut pada tubuh-tubuh planet yang baru lahir itu. Matahari akan menarik kolom-kolom materi dari planet-planet, sehingga lahirlah bulan-bulan (satelit-satelit) yang berputar mengelilingi planet-planet. Peranan yang dipegang matahari dalam membentuk bulan-bulan ini pada prinsipnya sama dengan peranan bintang besar dalam membentuk planet-planet.

Teory Big Bang

Berdasarkan Theory Big Bang, proses terbentuknya bumi berawal dari puluhan milyar tahun yang lalu. Pada awalnya terdapat gumpalan kabut raksasa yang berputar pada porosnya. Putaran tersebut memungkinkan bagian-bagian kecil dan ringan terlempar ke luar dan bagian besar berkumpul di pusat, membentuk cakram raksasa. Suatu saat, gumpalan kabut raksasa itu meledak dengan dahsyat di luar angkasa yang kemudian membentuk galaksi dan nebula-nebula. Selama jangka waktu lebih kurang 4,6 milyar tahun, nebula-nebula tersebut membeku dan membentuk suatu galaksi yang disebut dengan nama Galaksi Bima Sakti, kemudian membentuk sistem tata surya. Sementara itu, bagian ringan yang terlempar ke luar tadi mengalami kondensasi sehingga membentuk gumpalan-gumpalan yang mendingin dan memadat. Kemudian, gumpalan-gumpalan itu membentuk planet-planet, termasuk planet bumi.

Teori ini juga menganggap bahwa alam semesta ini terjadi akibat dari ledakan segumpal zat raksasa. Dengan kata lain bahwa alam semesta ini asalnya berupa 1 benda raksasa saja ,kemudian pecah akibat tekanan tenaga dalam di tengah tengahnya, sehingga pecah menjadi berkeping-keping.kepingan-kepingan itu menjadi benda-benda alam.

Model yang ketiga adalah Model Dentuman Besar (Big Bang). Menurut model ini, pada suatu saat, semua materi di dalam alam semesta terpadatkan dalam massa satu titik yang mempunyai volume nol karena gaya gravitasinya sangat besar. Alam semesta yang ada sekarang muncul dari ledakan massa yang mempunyai volume nol tersebut. Model Big Bang mulai dirintis sejak ditemukannya perhitungan oleh Alexandra Friedman, seorang ahli fisika Rusia, pada tahun 1922, yang menunjukkan ketidakstatisan struktur alam semesta dan impuls kecil pun mungkin cukup menyebabkan struktur keseluruhan mengembang atau mengerut menurut Teori Relativitas Einstein.

Dalam perkembangannya, planet bumi terus mengalami proses secara bertahap hingga terbentuk seperti sekarang ini.

Ada tiga tahap dalam proses pembentukan bumi, yaitu:
 

1.  Awalnya, bumi masih merupakan planet homogen dan belum mengalami
     perlapisan atau  perbedaan unsur. 

2.  Pembentukan perlapisan struktur bumi yang diawali dengan terjadinya 

     diferensiasi. Material besi yang berat jenisnya lebih besar akan tenggelam,

     sedangkan yang berat jenisnya lebih ringan akan bergerak ke permukaan. 

3. Bumi terbagi menjadi lima lapisan, yaitu inti dalam, inti luar, mantel dalam,

     mantel luar, dan kerak bumi.