IPBA Skala Tata Surya dan Ukuran Alam Se

(1)

Laporan Proyek

“Skala Tata Surya dan Ukuran Alam Semesta” Disusun untuk memenuhi salah satu tugas Mata Kuliah Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

Dosen Winny Liliawati M.Si

Oleh

Aceng Kurnia (1305931) Gisela Adelita (1305667) Indah Wulandari (1301019) Rahayu Dwi Harnum (1305957)

PROGRAM STUDI FISIKA DEPARTEMEN PENDIDIKAN FISIKA

FAKULTAS PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA

(2)

A. Latar Belakang

Berdasarkan teori bigbang yang dikemukakan oleh Edwin Hubble (1929) alam semesta bermula dari sebuah ledakan atau dentuman besar pengembangan masa lampau yang didasarkan bahwa alam semesta berasal dari kondisi super padat dan panas yang kemudian mengembang dan terus berkembang secara dinamis. Untuk bentuk alam semesta sendiri sebenarnya masih diperdebatkan. Pada awalnya banyak yang menyebutkan bahwa alam semesta berbentuk bulat, bahkan datar. Sedangkan penemuan terbaru sendiri menyebutkan bahwa bentuk alam semesta adalah seperti terompet. Hal tersebut bisa saja benar ataupun tidak, karena pada dasarnya alam semesta sendiri berkembang secara dinamis. Wallahu Alam.

Kemudian untuk objek-objek dalam alam semesta sendiri seperti planet, satelit, bintang, nebula, galaksi, asteroid, meteoroid, Sistem keplanetan, komet, debu antariksa, kluster, lubang hitam, super kluster, dan lainnya memiliki karakteristik yang berbeda. Kita tinjau sebagian kecilnya saja dari alam semesta, seperti tata surya yang memiliki satu buah bintang yaitu matahari dan delapan buah planet termasuk bumi yang kita tempati. Maka, masing-masing planet yang berpusat kepada matahari tersebut memiliki orbit berbentuk elips dengan waktu revolusi yang berbeda-beda. Material-material pada pembentukan setiap planet serta ukuran dan jarak planet terhadap matahari pun berbeda-beda. Hal tersebut dapat diketahui dalam karakteristik macam-macam planet.

Ukuran dari alam semesta sendiri sangat tidak mungkin ditentukan dengan cara langsung. Bagian kecilnya saja seperti tata surya, jarak antar planet-planet maupun jarak dari planet ke matahari tidak akan bisa dihitung melalui pengukuran langsung. Maka dari itu untuk melakukan pengukuran tersebut bisa dilakukan menggunakan efek paralaks, yaitu perubahan kedudukan objek ketika diihat dari dua titik yang berbeda.

B. Tujuan

- Mengembangkan skala metrik untuk menunjukan jarak relatif antara bumi dan beberapa objek lainnya di ruang angkasa

C. Rumusan Masalah

(3)

D. Dasar Teori

Ketika hari mulai malam kita dapat melihat berbagai macam benda langit seperti bintang, planet-planet dan bahkan galaksi yang jauh. Namun benda-benda langit tersebut tidak dapat kita bedakan seberapa jauh jaraknya dari bumi. Jarak antara objek dalam ruang yang sangat luas terlalu besar untuk diukur secara langsung. Para astronom mengukurnya secara tidak langsung menggunakan efek paralaks, yaitu perubahan kedudukan objek ketika diihat dari dua titik yang berbeda.

Visualisasi jarak yang dihitung oleh para astronom sangat sulit karena kita tidak mengalaminya di bumi. Misalkan kita berada disebuah roket imajiner yang bergerak sekitar 96 km/jam kecepatan rata-rata jalan raya, lalu kita meninggalkan bumi dan melakukan perjalanan ke matahari tanpa berhenti untuk istirahat kita akan tiba 180 tahun yang akan datang. Sementara dengan kecepatan cahaya, dari bumi kita hanya memerlukan waktu 8 menit untuk sampai ke matahari. Sedangkan untuk sampai kebulan dari bumi kita hanya memerlukan waktu 1.2 detik dan waktu 2.5 menit untuk sampai ke venus dengan menggunakan kecepatan cahaya.

Untuk memudahan visualisasi jarak antara planet-planet dalam tata surya, dapat kita lakukan pengukuran dengan menggunakan skala yang sama. Berdasarkan table 1.1 kita dapat mengetahui ukuran dan jarak sebenarnya semua planet-planet dari matahari.

Objek _(km)Diameter_{(x Ds)} _{(juta km)}Jarak ke Matahari_(SA)

Matahari 1.390.000 109 -

-Merkurius 4.878 0.38 57.9 0.3870 Venus 12.112 0.95 108.2 0.72332

Bumi 12.756 1 149.6 1

Mars 6.800 0.53 227.9 1.5234

Jupiter 143.000 11.2 778 5.2006 Saturnus 121.000 9.49 1.427 9.5388 Uranus 47.000 3.69 2.870 19.1845 Neptunus 45.000 3.5 4.497 30.0602

Kemudian ketika kita melihat cahaya dari sebuah objek yang jauh, sebenarnya kita melihat objek di masa lalu. Ketika kita melihat galaksi yang jauh, kita melihat cahaya yang berasal dari jutaan tahun yang lalu. Menurut Einstein tentang teori relativitas, tidak

(4)

ada kecepatan yang lebih cepat dari cahaya. Dalam table 1.2 dapat kita lihat jarak beberapa benda langit dari bumi.

Objek Deskripsi Objek Jarak dari bumi (tahun cahaya)

Alpha centauri Bintang paling dekat 4.27

Sirius Bintang paling terang pada konstelasi

canis mayor 8.7

Arcturus Bintang terang pada konstelasi bootes 36 Pleiades Cluster Kluster dari sekitar 100 bintang 400

Betelgeuse Bintang terang kedua pada konstelasi

orion 520

Deneb Bintang paling terang pada konstelasi

Cygnus 1.600

Nebula Crab Awan kosmik debu dan gas sisa

bintang meledak 1054 4.000

Pusat Bimasakti Galaksi tempat tata surya kita berada 38.000 Magellanic Clouds Galaksi paling dekat dar bimasakti 150.000

Galaksi Andromeda Galaksi paling dekat dengan struktur

yang sama seperti bimasakti 2.200.000

E. Pembahasan

Skala ukuran tata surya sebenarnya bisa dilihat pada tabel 1.1 berikut,

Objek _(km)Diameter_{(x Ds)} _{(juta km)}Jarak ke Matahari_(SA)

Matahari 1.390.000 109 -

-Merkurius 4.878 0.38 57.9 0.3870 Venus 12.112 0.95 108.2 0.72332

Bumi 12.756 1 149.6 1

Mars 6.800 0.53 227.9 1.5234

Jupiter 143.000 11.2 778 5.2006 Saturnus 121.000 9.49 1.427 9.5388 Uranus 47.000 3.69 2.870 19.1845 Neptunus 45.000 3.5 4.497 30.0602

Tabel 1.2

(5)

Maka, apabila ukuran Matahari dianalogikan sebesar bola sepak dengan diameter 30 cm, ukuran dan jarak semua planet-planet dari matahari dapat dihitung berdasarkan besar skala nya yaitu :

Besar skala=Diameter model Matahari_{Diameter Asli Matahari} =_{1.390 .000.000}0,3m _m=_{4.633 .333.333}1

Dengan Besar skal a=1: 4.633.333 .333, maka besar diameter model planet-planet lainnya dan jarak semua planet-planet dari matahari dapat dihitung dengan persamaan D iameter atau jarak Model Planet=Skala× Diameter atau jarak Asli Planet. Tabel 1.2

menunjukan besar ukuran dan jarak semua planet-planet dari matahari berdasarkan skala yang telah ditentukan,

Objek Diameter Jarak ke Matahari

(km) Berdasarkan Skala (m) (juta km) Berdasarkan Skala (m)

Matahari 1.390.000 0.3 -

-Merkurius 4.878 0,001052806 57.9 12,49

Venus 12.112 0,002614101 108.2 23,35

Bumi 12.756 0,002753094 149.6 32,28

Mars 6.800 0,001467626 227.9 49,18

Jupiter 143.000 0,030863309 778 167,91

Saturnus 121.000 0,026115108 1.427 307,98

Uranus 47.000 0,010143885 2.870 619,42

Neptunus 45.000 0,00971223 4.497 970,57

Kemudian untuk ukuran alam semesta, Jika jarak dari bumi ke matahari adalah 150.000.000 km dapat ditempuh dengan waktu 8 menit dengan kecepatan cahaya dan 180 tahun jika tidak menggunakan kecepatan cahaya.

Saat kita melihat objek yang jauh maka itu adalah objek di masa lalu. Dan jika kita ingin melihat objek saat ini, maka objek itu akan dilihat di masa yang akan datang.

Objek Jarak dari bumi (tahun

cahaya) Penjelasan

Alpha centauri 4.27

Saat melihat objek ini sekarang, maka yang dilihat adalah objek 4.27 tahun yang lalu. Namun, jika kita ingin melihat objek saat ini, maka kita akan melihatnya 4.27 tahun mendatang.

(6)

melihat objek saat ini, maka kita akan melihatnya 8.7 tahun mendatang.

Arcturus 36

Saat melihat objek ini sekarang, maka yang dilihat adalah objek 4.36 tahun yang lalu. Namun, jika kita ingin melihat objek saat ini, maka kita akan melihatnya 36 tahun mendatang.

Pleiades Cluster 400

Saat melihat objek ini sekarang, maka yang dilihat adalah objek 400 tahun yang lalu. Namun, jika kita ingin melihat objek saat ini, maka kita akan melihatnya 400 tahun mendatang.

Betelgeuse 520

Saat melihat objek ini sekarang, maka yang dilihat adalah objek 520 tahun yang lalu. Namun, jika kita ingin melihat objek saat ini, maka kita akan melihatnya 520 tahun mendatang.

Deneb 1.600

Nebula Crab 4.000

Pusat Bimasakti 38.000

Magellanic Clouds 150.000

Galaksi Andromeda 2.200.000

(7)

Jika jarak dari bumi ke matahari adalah 150.000.000 km dapat ditempuh dengan waktu 8 menit dengan kecepatan cahaya dan 180 tahun jika tidak menggunakan kecepatan cahaya.

 Jarak bumi – matahari = 150 juta km = 1 AU

 1 Tahun Cahaya (TC) = 63.240 AU

 Dengan kecepatan cahaya, jarak 150.000.000 km = 8 menit

Berarti dengan kecepatan cahaya jarak 18.750.000 km = 1 menit = 3,2 x 10-8 _tahun

3,2 x 10-8 _{tahun = 18.750.000 km}

1 tahun = 5859,375 x 108 _{km = 5,85937 x 10}11_km

 Dengan tidak kecepatan cahaya, jarak 150.000.000 km = 180 tahun

Berarti, dengan tidak kecepatan cahaya, jarak 833.333,33 km ~ 833.000 km = 1 tahun

Jadi, untuk ukuran alam semesta berdasarkan skala yang telah diperhitungkan adalah :

Objek Jarak dari bumi

Alpha centauri 4.27 4,050522 x 1013 ₆₉ _48.625.714

Sirius 8.7 8,25282 x 1013 ₁₄₁ _99.073.469

Arcturus 36 3,41496 x 1014 ₅₈₀ _409.959.183

Pleiades

Cluster 400 3,7944 x 10

15 _6.500 _{4.555.102.041}

Betelgeuse 520 4,93272 x 1015 _8.400 _{5.921.632.653}

Deneb 1.600 1,51776 x 1016 _26.000 _{18.220.408.160}

Nebula Crab 4.000 3,7944 x 1016 _65.000 _{45.551.020.410} Pusat

Bimasakti 38.000 3,60468 x 10

17 _620.000 _{432.734.693.900}

Magellanic

Clouds 150.000 1,4229 x 10

(8)

Galaksi

Andromeda 2.200.000 2,08692 x 10

19 _36.000.000 _{25.053.061.220.000}

Maka, skala alam semesta dihitung dari jarak matahari dengan jarak bumi-galaksi terjauh(Andromeda) adalah

Jarak bumi−matahari jarak bumi−galaksi terjauh=

1,5x108_km 2,08692x1019km=

3,2x10−8_TC 2.200 .000TC

F. Kesimpulan

Berdasarkan skala yang telah ditentukan dari data akurat yang telah ada, maka dapat disimpulkan apabila matahari di analogikan sebesar bola sepak dengan diameter 0.3 meter ukuran dan jarak antara planet-planet ke matahari adalah

Objek Diameter (m)

Sedangkan untuk ukuran alam semesta jika ditinjau dari jarak antara matahari dengan galaksi Andromeda yang merupakan galaksi terluar dengan menggunakan kecepatan cahaya adalah :

Jarak bumi−matahari jarak bumi−galaksi terjauh=

(9)

Silahkan dikaji ulang kmbali agar mendapatkan data dan pengolahan yang lebih akurat.

H. Daftar Pustaka

Anonim. “Teori Big Bang”. 10 Agustus 2010.

http://pusatbahasaalazhar.wordpress.com (diakses tanggal 18 Desember 2014, pukul 20.16 WIB)

Indah Alam. “Pengertian Alam Semesta”. 14 April 2012.

http://zahayu.wordpress.com (diakses tanggal 18 Desember 2014, pukul 20.34 WIB)

Anonim. “Benda Langit”. 17 November 2014. http://wikipedia.com (diakses tanggal 18 Desember 2014, pukul 20.49 WIB)

Anonim. “Tata surya”. 20 November 2014. http://wikipedia.com (diakses tanggal 18 Desember 2014, pukul 21.14 WIB)