ILMU ALAMIAH DASAR BAGIAN 2

1.      ALAM SEMESTA DAN ISINYA BAIK, MIKROKOSMOS MAUPUN MAKROKOSMOS

             Alam semesta terdiri dari semua materi termasuk tenaga dan radiasi serta segala hal yang telah di ketahui dan baru dalam tahap percaya bahwa pasti ada di antariksa. Bumi, bulan, planet-planet dan matahari yang termasuk dalam tata surya hanyalah titik kecil diantara 200 milyar bintang penyususn galaksi bima sakti. Perhitungan sampai angka 200 milyar bintang ini merupakan perkiraan untuk sebuah galaksi (yakni galaksi bima sakti yang mempunyai garis tengah sekitar 100.000 tahun cahaya.

Pengertian alam semesta mencakup tentang mikrokosmos dan makrokosmos. Mikrokosmos adalah benda-benda yang mempunyai ukuran yang sangat kecil, misalnya atom, elektron, sel, amuba, dan sebagainya. Sedangkan makrokosmos adalah benda-benda yang ukurannya sangat besar, misalnya bintang, planet, galaksi. Namun para ahli astronomi menggunakan istilah alam semesta dalam pengertian tentang ruang angkasa dan benda-benda langit yang ada didalamnya. Alam semesta atau universum dalam terminologi ilmu astronomi adalah ruang angkasa dengan segala zat dan energi yang ada didalamnya

Konsep manusia mengenai apa yang dimaksud alam semesta telah berubah secara radikal sepanjang zaman. Pada mulanya, mereka meletakkan Bumi sebagai pusat alam semesta. Selanjutnya, mereka menemukan bahwa Bumi hanyalah sebuah planet, dan yakin bahwa mataharilah sebagai pusat. Kemudian mereka menyadari bahwa Matahari hanyalah sebuah bintang biasa, yang merupakan anggota dari sebuah gugusan bintang yang disebut galaksi dan meyakini bahwa galaksi inilah Alam Semesta. Setelah itu, mereka menemukan lagi bahwa galaksi ini hanyalah satu dari sedemikian banyak galaksi yang membentuk alam semesta. Kenyataan inilah yang kita yakini saat ini.

2.      TEORI TERBENTUKNYA ALAM SEMESTA

Manusia berusaha memahami alam semesta ini dari zaman dahulu bahkan sampai sekarang. Pada jaman kejayaan Yunani, orang percaya bahwa Bumi merupakan pusat dari alam semesta ini ( Geosentrisme ). Namun, berkat pengamatan dan pemikiran yang lebih tajam, pandangan itu berubah sejak Zaman abad pertengahan yang dipelopori oleh Copernicus menjadi Heliosentrik, yaitu matahari menjadi pusat beredarnya bumi dan planet-planet lain.

Pengertian alam semesta itu sendiri mencakup tentang Mikrokosmos dan Makrokosmos. Mikrokosmos ialah benda-benda yang mempunyai ukuran yang sangat kecil, misalnya atom, elektron, sel, amoeba, dan sebagainya.Sedangkan makrokosmos ialah benda-benda yang mempunyai ukuran yang sangat besar, misalnya bintang, planet ataupun galaksi. Dengan diperolehnya berbagai pesan dan beraneka ragam cahaya dari benda-benda langit yang sampai di bumi.

Teori-teori tersebut ialah sebagai berikut:

1. Teori Keadaan Tetap (Steady–state Theory)

Teori ini dikemukakan oleh Fred Hoyle, herman bondi, thomas Gold ( 1948 ). Teori ini berdasarkan prinsip osmologi sempurna yang menyatakan bahwa alam semesta, dimana pun dan bilamanapun selalu sama. Berdasarkan prinsip tersebutlah alam semesta terjadi pada suatu saat tertentu dimasa yang telah lalu sampai sekarang. Segala sesuatu di alam semesta ini selalu tetap sama walaupun galaksi-galaksi saling bergerak menjauhi satu sama lain. Teori ini ditunjang oleh kenyataan, bahwa galaksi baru mempunyai jumlah yang sebanding dengan galaksi lama.Dengan kata lain bahwa tiap-tiap galaksi yang terbentuk, tumbuh, menjadi tua, dan akhirnya mati, jadi, teori ini beranggapan bahwa alam semesta itu tak terhingga besarnya dan tak terhingga tuanya ( Tanpa awal dan tanpa akhir ).

2. Teori Ledakan Besar (Big Bang Theory)

Teori ledakan ini bertolak dari asumsi adanya suatu massa yang sangat besar dan mempunyai berat jenis yang juga sangat besar. Kemudian massa tersebut meledak dengan hebat karena adanya reaksi inti (George Lemaitre, 1930). Massa itu kemudian berserak mengembang dengan sangat cepatnya menjauhi pusat ledakan. Setelah berjuta-juta tahun, massa yang berserak itu membentuk kelompok-kelompok galaksi yang ada sekarang. Mereka harus bergerak menjauhi titik pusatnya. Teori ini didukung oleh kenyataan dari pengamatan bahwa galaksi-galaksi itu memang bergerak menjauhi titik pusat yang sama. Selain itu, teori ini didukung oleh pakar astronomi Arno Penzias dan Robert Wilson yang menemukan radiasi gelombang mikro.

B. TEORI TERBENTUKNYA GALAKSI DAN TATA SURYA

1. Galaksi

Ada satu Hipotesis (dugaan sementara yang harus teruji kebenarannya sehingga ia menjadi teori), yaitu hipotesis Fowler (1957), menurutnya 12 ribu tahun yang lalu, galaksi kita tidak seperti keadaan seperti sekarang ini, ia masih berupa kabut gas hidrogen yang sangat besar yang berada di ruang angkasayang bergerak perlahan melakukan rotasi sehingga keseluruhannya berbentuk bulat, karena gaya beratnya maka ia mengadakan kontraksi dan kondensasi sambil terus berputar pada sumbunya. Saat kontraksi massa bagian luar banyak yang tertinggal. Bagian yang berkisar (berputar) lambat dan mempunyai berat jenis yang besar akan membentuk bintang-bintang. Dengan cara yang sama bagian luar yang tertinggal juga mengadakan kondensasi sehingga terbentuklah planet. Demikian juga planet membentuk satelit bulan. Galaksi, tempat matahari kita berinduk diberi nama MILKY WAY atau BIMA SAKTI.

Macam-Macam Galaksi

Dari hasil pengamatan selanjutnya, ternyata di alam semesta terdapat beribu-ribu galaksi dengan berbagai bentuk dan ukuran yakni :

a. Galaksi Elips

Galaksi Elips merupakan galaksi yang sudah tua, terbentuk dari bintang-bintang yang sudah tua, lebih redup dibandingkan tipe spiral dengan banyak bintang merah besar, pambentukan bintang baru sudah berhenti.

b. Galaksi Spiral

Galaksi Spiral berbentuk spiral amat besar dengan inti di tengah (nukleus)dan lengan spiral dan cakram (disk). Pada lengan ini terkonsentrasi debu dan gas (nebulae) dimana terdapat pembentukan bintang aktif, bila dilihat dari samping, galaksi ini tampak seperti elips berlengan dan dikelilingi atmosfer bercahaya, serta terdapat lingkaran-lingkaran kumpulan beribu-ribu bintang yang disebut Globular Cluster. Jumlah galaksi ini kurang lebih 80% dari galaksi yang ada. Salah satu contoh galaksi spiral adalah galaksi Canes Venatici.

c. Galaksi Tak Beraturan

Galaksi Tak Beraturan terdiri dari bermiliar-miliar bintang muda berwarna putih kebiruan dan bintang raksasa biru yang sangat panas. Diantara bintang-bintang tersebut bertebaran gas dan debu luar angkasa. Banyaknya galaksi berbentuk tak beraturan ialah 3%.

Bima Sakti

Induk dari matahari kita ialah galaksi Bima Sakti atau Milky Way, karena berdasarkan pengamatan, Galaksi Bima Sakti bila dilihat dari atas berwujud seperti spiral raksasa yang berputar. Dari samping terlihat seperti elips yang sangat besar. Bintang-bintang bertebaran dalam lengan spiral, diantaranya matahari kita. Jaraknya 30.000 tahun cahaya dari pusat galaksi atau 20.000 tahun cahaya dari ujung atau pinggir galaksi. Galaksi Bima Sakti bergaris tengah 100.000 tahun cahaya. Makin ke tengah, tebaran bintang makin merapat dan diperkirakan pusat galaksi merupakan bola bintang raksasa sehingga galaksi ini berbentuk bulat pipih seperti kue cucur.

2. Tata Surya

Terdiri dari benda-benda seperti meteor-meteor, planet, satelit, komet-komet, debu dan gas antar planet yang beredar mengelilingi matahari sebagai pusatnya. Banyak teori yang dikemukakan tentang terbentuknya tata surya namun dari beberapa teori tersebut belum ada satu pun yang diterima oleh semua pihak, teori-teori tersebut diantaranya :

a. Hipotesis Nebular

Dikemukakan oleh Kant dan Laplace (1796) yang meyakini terbentuknya tata surya merupakan kondensasi awan panas atau kabut gas yang sangat panas, yang sebagian terpisah dan merupakan cicin yang mengelilingi pusat. Pusatnya itu menjadi sebuah bintang atau matahari. Bagian yang mengelilingi pusat tersebut berkondensasi membentuk suatu formula yang serupa dengan terbentuknya matahari tadi, setelah mendingin, benda-benda ini akan menjadi planet-planet seperti bumi dengan benda-benda yang mengelilinginya.

b. Hipotesis planettesimal

Dikemukakan oleh Chamberlain dan Moulton. Hipotesis ini bertitik tolak dari pemikiran yang sama dengan teori Nebular yang menyatakan bahwa system tata surya terbentuk dari kabut gas yang sangat besar, berkondensasi, perbedaannya ialah terletak pada asumsi bahwa terbentuknya planet-planet itu tidak harus dari satu badan, tetapi diasumsikan adanya bintang besar lain yang kebetulan sedang lewat di dekat bintang yang merupakan bagian dari tata surya kita. Kabut gas dari bintang lain itu sebagian terpengaruh oleh daya tarik matahari kita dan setelah mendingin terbentuklah benda-benda yang disebut Planettesemal. Planettesemal merupakan benda-benda kecil yang padat. Teori ini merupakan jawaban dari pertanyaan mengapa ada satelit-satelit pada Jupiter maupun saturnus yang orbitnya berlawanan rotasi planet itu.

c. Teori Tidal atau teori pasang surut

Dikemukakan oleh James dan Harold Jeffreys (1919). Menurutnya planet merupakan pecikan dari matahari yang disebut Tidal. Tidal yang besar akan menjadi planet baru disebabkan karena bergerak mendekatnya dua matahari, hal ini jarang sekali terjadi. Seperti dalam teori diatas bahwa dua bintang yang saling mendekat akan membentuk planet yang baru.

d. Teori Bintang Kembar

Berpendapat bahwa dulu matahari adalah sepasang bintang kembar. Oleh suatu sebab salah satu bintang meledak akibat gaya tarik gravitasi, bintang yang satunya sekarang menjadi matahari, pecahannya tetap beredar mengelilinginya.

e. Teori Creatio Continua

Dikemukakan Fred Hoyle, Bondi dan Gold. Berpendapat bahwa saat diciptakan alam semesta ini tidak ada, alam semesta ada dan selamanya tetap ada setelah diciptakan. Setiap saat ada partikel yang dilahirkan dan ada yang lenyap, yang kemudian mengembun menjadi kabut, bintang dan jasad alam semesta, karena partikel yang lebih besar daripada partikel yang lenyap, maka jumlah materi makin bertambah dan mengakibatkan pemuaian alam semesta. Penegmbangan tersebut mencapai titik batas 10 milyar tahun, dalam kurun waktu tersebut akan menghasilkan kabut-kabut baru. Teori ini berpendapat bahwa 90 % materi alam semesta ialah hedrogen yang akhirnya membentuk helium dan zat-zat lainnya.

f. Teori G.P. Kuiper (1950)

Teori ini didasari keadaan yang ditemui di luar tata surya yang mengandaikan matahari serta semua planet berasal dari gas purba di ruang angkasa, proses terlahirnya bintang dikarenakan banyaknya kabut gas, yang lambat laun memampatkan diri menjadi massa yang semakin lama semakin padat dikarenakan gaya gravitasi molekul tersebut. Satu atau dua materi memadat di tengah dan gumpalan kecil melesat di sekeitarnya. Gumpalan tengah menjadi matahari dan gumpalan kecil menjadi bakal planet. Matahari yang sudah menjadi padat menyala dengan adanya api nuklir dan kemudian mendorong gas yang masih membungkus planet menjadi sirna sehingga tampak telanjang.

1. Susunan Tata Surya

Tata Surya berarti adanya suatu organisasi yang teratur dengan matahari sebagai induk. Pada zaman yunani kuno, orang-orang yunani mengenal lima planet yang dilakukan dengan pengamatan secara kasar, planet tersebut ialah Merkurius, Venus, Mars, Jupiter, dan Saturnus dengan bumi sebagai pusatnya, namun pada abad ke-16 Nicolas Copernicus ( ilmuwan Polandia ) berhasil mengubah pandangan salah yang dianut selama berabad-abd tersebut, menurutnya bumi ialah planet sama halnya seperti planet lain, bumi beredar mengelilingi matahari sebagai pusatnya ( heliosentris ), pandangan tersebut didasari perhitungan yang sistematis yakni berkat bantuan teropong sebagai alat pengamat dan dengan berkembangnya matematika dan fisika sebagai sarana penunjang sehingga dapat mengamati planet-planet lainnya termasuk planet Pluto sebagai planet terjauh.

Planet-planet dapat dikelompokan menjadi dua, yakni planet dalam dan planet luar. Planet dalam yakni planet yang dekat dengan matahari, yakni : merkurius, venus, bumi dan mars. Planet Luar yakni terdiri dari Jupiter, Saturnus, Uranus, neptunus dan Pluto. Planet dalam umumnya lebih kecil dari [lanet luar, namun mempunyai massa jenis yang lebih besar.

Peredaran planet mengelilingi matahri disebut gerak revolusi. Disamping itu planet-planet beredar mengelilingi sumbunya disebut gerak rotasi yang menyebabkan timbulnya peredaran siang dan malam. Gerak revolusi dan gerak rotasi searah jarum jam yakni dari timur ke barat. Waktu untuk satu putaran revolusi disebut kala revolusi yakni 365 ¼ hari dan waktu satu putaran rotasi disebut kala rotasi yakni 24 jam.

2. Bagian-Bagian Tata Surya

Tata surya terdiri dari matahari sebagai pusat dan benda-benda lain seperti planet , satelit, meteor, komet, debu dan gas antarplanet beredar mengelilinginya. Keseluruhan sistem ini bergerak mengelilingi pusat galaksi. Planet merupakan suatu benda yang dingin, sinarnya yang tampak kemilau dari bumi itu, tidak lain ialah cahaya matahari yang dipantulkan. Jadi, tidak ubahnya seperti bulan purnama. Sebelum kita mengenal masing-maisng planet tersebut secara lebih mendalam, sebaiknya kita bicarakan lebih dahulu tentang matahari sebagai pusat tata surya.

Matahari

Matahari ialah suatu bola gas pijar yang terdiri dari 49% atom hidrogen (H) dan 5,6% atom helium (He), serta sisanya campuran unsur-unsur karbon (C ) dan atom lainnya. Bentuk matahari ternyata tidak bulat benar. Ia mempunyai semacam ekuatoe dan kutub, karena gerak rotasinya. Garis tengah ekuatorialnya 864.000 mil, sedangkan garis tengah antarkutubnya 43 mil lebih pendek.

Matahari juga merupakan tata surya yang paling besar karena 98% massa tata surya terkumpul pada matahari. Di samping sebagai pusat peredaran, matahari juga merupakan sumber-sumber tenaga di lingkungan tata surya. Matahari terdiri dari inti dan tiga lapisan kulit, masing-maisng fotosfer, kromosfer dan korona.

Menurut perhitungan para pakar, temperatur di permukaan matahari sekitar 6.0000 C. jenis batuan atau logam apa pun yang kita kenal di bumi akan lebur pada tempera tur setinggi itu. Temperatur tertinggi terletak di bagian tengahnya, yang diperkirakan tidak kurang dari 25 juta 0C.

Lapisan bola matahari bagian dalam disebut fotosfer (bahasa Yunani, photos: cahaya, sphera: bola), yang artinya bola bercahaya memancar, radiasi fotosfer sangat kuat pad agelombang tampak mata. Sedangkan atmosfer bumi dapat meloloskan panjang gelombang tampak mata. Mata manusia sangat sensitif terhadap panjang gelombang tampak mata ini. Fotosfer tebalnya kira-kira 220 mil.

Kromosfer (bahasa Yunani, chromos; warna, sphera: bola). merupakan lapisan luar dari fotosfer. Warnanya kemerahan berasal dari hidrogen yang berpijar. Lapisan ini mempunyai lidah-lidah api yang menjilat ke laur. Tebal kromosger kira-kira 9.000 mil. Lapisan lebih luar dari kromosfer ialah korona. Korona berupa sinar kemilauan yang tebalnya kadang-kadang meleihi garis tengah matahari itu sendiri. Korona tampak jelas (berwarna putih perak) mengelilingi matahari pada waktu terjadi gerhana matahari, karena fotosfer dan kromosfer terhalang oleh bulan.

Matahari sangat penting bagi kehidupan di muka bumi karena :

1) Merupakan sumber energi (sinar panas). Energi yang terkandung dalam batbara dan minyak bumi sebenarnya juga berasal dati matahari;

2) Mengontrol stabilitas peredaran bumi yang juga berarti mengontrol terjadinya siang dan malam, bulan, tahun serta mengontrol peredarana planet lainnya. 

1. Planet Merkurius

Planet merkurius merupakan planet terkecil dan terdekat dengan matahari. Merkurius tidak mempunyai satelit atau bulan dan juga hawa atau udara. Planet ini mengandung albedo, yaitu perbandingan antara cahaya yang dipantulkan dengan yang diterima dari matahari sebesar 0,07. Ini berarti 0,93 atau 93% cahaya yang berasal dari matahari diserapknya.

Garis tengahnya 4.500 km lebih besar daripada garis tengah bulan yang hanya 3.160 km. karena letaknya yang begitu dekat dengan matahari maka bagian yang menghadap matahari sangat panas, sebaliknya yang tidak menghadap matahari dingin sekali. Hal ini disebabkan karena Merkurius tidak memiliki atmosfer dan bulan (satelit). Diperkirakan tidak ada kehidupan sama sekali di Merkurius.

Merkurius mengadakan rotasi dalam waktu 58,6 hari. Ini berarti panjang siang harinya lebih dari 28 hari, demikian juga pada malam harinya. Merkurius mengelilingi matahari dalam waktu 88 hari.

2. Planet Venus

Planet ini dinamakan Venus karena bila dilihat dari bumi merupakan planet yang paling banyak memantulkan cahaya matahari akibat sifat dari permukaanya. Orang Yunani menganggap keadaan planet itu sangat cantik seperti dewi kecantikan mereka (Venus).

Planet ini lebih kecil dari bumi, mempunyai albedo 0,8 atau 20% cahaya matahari yang datang akan diserapnya. Planet ini diliputi awan tebal (atmosfer) yang mungkin terjadi dari karbon dioksida, tetapi tidak mengandung uap air dan oksigen. Planet ini juga tidak mempunyai satelit.

Venus menempati urutan kedua terdekat dengan matahari. Planet ini terkenal sebagai bintang kejora yang bersinar terang pada waktu sore atau pagi hari. Besarnya hampir sama dengan bumi, bergaris tengah 12.320 km, sedangkan bumi bergaris tengah 12.640 km. rorasi Venus kurang lebih 247 hari dan berevolusi (mengelilingi matahari) selama 225 hari, artinya 1 tahun venus adalah 225 hari.

Dengan analisis spektrum atas cahaya yang datang dari Venus, dapat diketahui bahwa di sana terdapat oksigen. Atas dasar analogi bahwa keberadaan gas oksigen yang tetap jumlahnya di udara disebabkan oleh tumbuhan yang mengadakan fotosintesis maka dapat diperkirakan bahwa di Venus pun ada kehidupan. Rotasi Venus berlawanan dengan rotasi bumi, bumi berotasi dengan arah barat-timur, sedangkan venus rotasinya timur-barat.

3. Planet Bumi dan Bulannya

a. Bumi

Bumi menempati urutan ketiga terdekat dengan matahari. Besarnya hampir sama dengan venus dan bergaris tengah 7.900 mil atau 12.646 km.jarak antara bumi dengan matahari ialah 149 juta km. jarak ini dijadikan satuan jarak astronomical Unit (AU). Jadi, 1 AU = 149 juta km.

Bumi mengadakan rotasi 24 jam, berarti satu hari bumi lamanya ialah 24 jam, sedangkan satu hari venus ialah 247 kali dari bumi, yakni 247 x 24 jam. Bumi mengadakan revolusi selama 365 ¼ hari. Satu kali putaran mengelilingi matahari disebut juga satu tahun . sekarang mari kita bandingkan dengan 1 tahun merkurius = 88 hari bumi, sedangkan 1 tahun mars = 1,9 tahun bumi. Berat jenis rata-rata bumi ialah 5,52.

b. Bulan

Bulan merupakan satu-satuan satelit bumi dan tidak memiliki atmosfer. Jarak bulan dengan bumi adalah 240 ribu mil= 384 ribu km dan bargaris tengah 2.160 mil atau 3,456 km. jarak terjauh bulan dari pusat bumi 406.700 km dan jarak terdekatnya 356.400 km.

Pada permukaan bulan, terdapat gunung-gunung dan dataran rendah seperti bumi. Namun lubang-lubang kepundannya tampak besar-besar sampai ada yang bergaris tengah 8 km.

Oleh karena bulan tidak beratmosfer maka raut permukaan bulan tetap abadi sebab tidak ada erosi. Tidak adanya atmosfer dapat dibuktikan dengan tidak dibiaskannya sama sekali sinar bintang yang datangnya dari belakang bulan ke bumi. Sinarnya merupakan pantulan sinar matahari sehinga dengan pantulan itu permukaan bulan dapat berubah-ubah. Perubahan penampakan bulan disebut fase. Fase bulan terjadi karena bulan mengitari bumi (revolusi).

Ada delapan fase bulan, yakni :

a. Fase bulan baru, terjadi pada kedudukan dengan urutan matahari bulan-bumi (konjungsi)

b. Fase bulan sabit, terjadi pada kedudukan setelah konjungsi dan akan memasuki kedudukan kuartir

c. Fase bulan setengah penuh, terjadi pada kedudukan bulan-bumi tegak lurus pada matahari –bumi (kuartir)

d. Fase bulan bungkuk, terjadi pada kedudukan setelah kuartir dan akan memasuki kedudukan oposisi

e. Fase bulan purnama, terjadi pada kedudukan dengan urutan matahari bumi-bulan (oposisi)

f. Fase bulan bungkuk, terjadi pada kedudukan oposisi dan akan memasuki kedudukan kuartir

g. Fase bulan setengah penuh, terjadi pada kedudukan bulan bumi tegak lurus pada matahari-bumi

h. Fase bulan sabit, terjadi pada keadaan setelah kuartir dan akan memasuki kedudukan konjungsi.

Dalam kalender yang mendasarkan pada peredaran bulan sebagai acuannya, tanggal diambil pada saat bulan baru atau disebut bulan mati. Pada saat tersebut bulan berada diantara bumi dan matahari sehingga tidak ada cahaya matahari yang bisa dipantulkan bulan ke bumi. Kemudian, karena bulan bergerak mengelilingi bumi, makin lama semakin banyak permukaan bulan yang tampak disinari matahari., bulan mulai kelihatan sebagai bulan sabit. Dan ini langsung sampai sekitar tanggal 7, yakni saat bulan dalam keadaan setengah penuh. Antara tanggal 7 dan tanggal 15, permukaan bulan yang disinari matahari semakin banyak. Keadaan ini disebut bulan bungkuk.

Saat bulan purnama, yaitu sekitar tanggal 14, bumi berada diantara bulan dan matahari. Pada kedudukan ini bulan bersinar penuh, karena bulan berada persis di belakang bumi, apabila dilihat dari matahari. Setelah bulan purnama berlangsung, bulan memasuki fase bungkuk lagi, kemudian menjadi setengah penuh pad atangga 21, dan menjadi bulan sabit lagi sampai bulan baru berikutnya.

Perhitungan tahun menurut bulan mengelilingi bumi disebut perhitungan qamariah (bahasa Arab, qamar = bulan). Penanggalan Hijriah dasarnya adalah peredaran bulan mengelilingi bumi. Perhitungan kapan mulai bulan baru dan kapan pula akhirnya bulan ramadhan bagi umat islam menjadi sangat penting. Meningat pada bulan ramadhan umat Islam berpuasa, kemudian setelah bulan Ramadhan berakhir, umat islam dilarang berpuasa. Oleh sebab itu, pemeluk agama Islam harus mengetahui secara tepat kapan mulai dan kapan berakhirnya bulan Ramadhan tersebut. Perhitungan tahun menurut peredaran bumi mengitari matahari disebut perhitungan Syamsiah (bahan arab, Syam = matahari). Contohnya penanggalan Masehi.

Gerhana bulan

Apabila permukana bulan terkena oleh bayang-bayang bumi maka akan terjadi gerhana bulan dan bila bumi yang terkena bayangan bulan maka terjadilah gerhana matahari. Para ilmuwan telah dapat memperhitungkan dengan akurat, kapan akan terjadi gerhana bulan, tidak saja pada tahun berapa, tapi hari, tanggal, jam bahkan perhitungan detiknya.

4. Planet Mars

Planet ini diberi nama sesuai dengan nama Dewa Pernah orang Yunani, karena planet ini berwarna kemerah-merahan seperti darah yang diduga tanahnya mengandung banyak besi oksigen. Pada permukana planet ini didapatkan warna-warna hijau, biru dan sawo matang yang selalu berubah sepanjang tahun.

Dugaan ini bertolak pada kenyataan-kenyataan berikut ini : Berdasarkan pengamatan melalui teropong dan foto, pada permukana Mars terdapat semacam kanal (saluran atau dam air) yang sangat panjang dan lurus sekali. Kanal ini menghubungkan bagian Mars yang tertutup salju dengan bagian yang panas. Bila kanal ini buatan alam, apakah mungkin selurus itu? Mars tampaknya diselubungi oleh atmosfer. Dugaan ini bertolak dari kenyataan bahwa permukaan Mars dari waktu ke waktu selalu tampak berbah, baik berubah dalam bentuk atau gambar maupun wa rnanya. Fenomena ini mengarah kepada adanya tumbuhan pada permukaanya dan adanya awan yang menyelubungi seperti layaknya di bumi.

Penelitian terakhir menunjukkan bahwa pada planet Mars terdapat uap air meskipun dalam jumlah yang sangat kecil, tetapi para pakar lebih cenderung mengatakan bahwa perubahan warna permukana planet disebabkan oleh angin pasir, bukan oleh organisme.

Hal lain yang menarik di planet ini adalah adanya dua buah bulan dan biasa disebut dengan nama satelit. Satelit yang kecil diberi nama phobos. Satelit ini dekat dengan planet Mars dan hanya berjarak 3.700 mil (dibandingkan dengan jarak bumi-bulan, 240 ribu mil). Garis tengah 10 mil (16 km). ia mengadakan revolusi mengelilingi Mars dalam waktu 7 jam 39 menit, dan anehnya ia terbit dari barat, terbenam di Timur. Phobos dalam satu hari Mars, terbit dan terbenam sebanyak 3 kali.

Satelit yang besar dinamakan deimos. Satelit ini terbit ari timur dan terbenam di sebelah barat setelah beberapa hari. Hal ini disebabkan karena revolusi satelit Deimos hanya berbeda sedikit lebih cepat daripada rotasi Mars.

Fakta lain yang perlu dicatat tentang mars adalah :

a. Jarak mars ke matahari adalah 1,52 AU;

b. Bergaris tengah 3.920 mil (setengah dari bumi);

c. Bere volusi 1,9 tahun;

d. Berotasi 24 hari 37 menit;

e. Perlu pula diketahui, bahwa menurut data yang dikirim oleh Mariner-4, di Mars tak ada oksigen, hampir tak ada air sedangkan kutub es yang diperkirakan mengandung banyak air, ternyata tak lebih dari lapisan salju yang sangat tipis. Ini pula kiranya yang menjadi sebab, mengapa pada waktu tertentu kutub yang berwarna putih itu lenyap dari pandangan mata. 

5. Planet Jupiter

Jupiter merupakan planet terbesar dalam tata surya kita. Ia bergaris tengah 86.600 mil atau 138.560 km, mengadakan rotasi dengan cepat yaitu 10 jam (bandingkan 24 jam untuk Bumi dan 247 hari untuk Venus). Jupiter tampak sebagai bintang yang terang yang muncul di tengah malam. Akibat berotasi dengan cepat, bagian ekuator lainnya menjadi sedikit mengembang dan mebentuk sabuk yang jelas.

Berdasarkan analisis spektroskopis, planet ini mengandung gas metana dan amo niak dalam jmlah banyak, begitu juga gas hidrogen. Albedonnya 0,44 Bercak kemerahan bergaris tengah 30.000 mil di bagian Selatan (telah diketahui dari tahun 1831) diperkirakan adalah suatu kawah yang masih hidup (karena warnanya berubah-ubah). Planet ini mempunyai 14 satelit atau bulan.

Massa planet ini sangat besar, hampir 300 kali massa bumi dan gravitasinya, yaitu 2,6 kali gravitasi bumi. Artinya, bila suatu benda di bumi beratnya 100 kg maka berat benda tersebut di JUPiter menjadi 260 kg. akibat selanjutnya, ia memiliki daya tarik yang sangat kuat sehingga mampu menarik 12 satelit atau bulan yang berukuran sangat besar. Dua diantaranya lebih besar daripada planet Merkurius. Tiga darinya beredar berlawanan arah dengan sembilan lainnya. Bulan-bulan tersebut memiliki lapisan atmosfer yang cukup tebal.

6. Planet Saturnus

Planet terbesar kedua setelah Jupiter ialah Saturnus, karena planet ini bergaris tengah 74.000 mil atau 118. 400 km dengan kecepatan rotasi yang sama dengan Jupiter. Planet ini juga memiliki lapisan atmosfer yang terdiri dari gas etan, amoniak dan hidrogen yang bersuhu rata-rata 1030 C, tetapi suhu pada permukaanya sangat rendah, yakni 2430 F. walaupun demikian, massa jenisnya sangat kecil bila dibandingkan dengan air yakni 0,75 g/cm3.

Yang paling menarik dari planet ini ialah ditemukannya sabuk putih yang melilit ekuatornya dengan jarak dari permukaan sejauh 7.000 mil sampai kurang lebih 37.000 mil. Sabuk ini berbentuk pipih setebal 10 mil, dan berupa debu. Sabuk ini ternyata berputar mengelilingi planet dengan kecepatan yang berbeda, sabuk bagian dalam jauh lebih cepat daripada bagian luarnya. Sabuk atau cincin in I diduga berasal dari satelit yang tidak pernah terbentuk, karena gaya ganggu Saturnus yang besar, akibat letaknya yang terlalu dekat dengan Saturnus sehingga calon satelit itu menjadi tidak stabil.

Saturnus mempunyai 10 satelit dan yang terbesar ialah titan (besarnya 2 kali bulan-bumi). Phoebe yang bergerak berlawanan arah dengan sembilan satelit lainnya, menunjukkan bahwa phoebe bukan anak kandung saturnus. Keanehan phoebe dan sabuk raksasa itu memperkuat Teori Tidal. Keanehan lainnya ialah sabuk Saturnus itu itu mengembang dan merapat pada permukaan planet 15 tahun sekali.

7. Planet Uranus

Planet ini ditemukan secara tak sengaja oleh Herschel dan keluarga pada tahun 1781, ketika mereka sedang mengamati Saturnus. Besarnya Uranus kurang dari setengah saturnus dengan garis tengah 50. 560 km atau 4 kali bumi. Oleh karenanya, planet ini merupakan planet pertama yang dapat ditangkap oleh teleskop, karena letaknya yang cukup jauh dari matahari.

Uranus memiliki lima satelit. Berbeda dengan planet lain, rotasi Uranus bergerak dari Timur ke Barat. Jarak ke matahari adalah 2.860 juta km atau 19,2 AU, dan mengelilinginya dalam waktu 84 tahun. Kecepatan rotasi 10 jam 47 menit. Berdasarkan pengamatan pesawat Voyager pada bulan Januari 1986, Uranus memiliki 14 satelit. Sama seperti Venus, rotasinya berlawanan arah dengan rotasi bumi.

8. Planet Neptunus

Neptunus ditemukan pada saat para astronom mengamati planet baru Uranus yang orbitannya agak menyimpang dari perhitungan. Berdasarkan Hukum Newton (gaya tarik menarik antara dua benda) diperkirakan ada benda langit besar lain yang mempengaruhi orbit Uranus. Ternyata pengaruh tersebut disebabkan adanya Neptunus yang merupakan planet terbesar ketiga pad atahun 1846. Planet ini, jika dilihat dengan teleskop dari bumi berwarna kebiru-biruan. Dari spektrum cahayanya, planet ini diketahui mempunyai atmosfer yang sebagian besar terdiri dari gas metana.

Neptunus mempunyai dua satelit, satu diantaranya disebut Triton.satelit Triton beredar berlawanan arah dengan gerak rotasi Neptunus. Jarak ke matahari adalah 30,1 AU atau 4,470 juta km, bergaris tengah 28.000 mil dan mengelilingi matahari dalam waktu 165 tahun sekali putar.

3.      BENDA-BENDA LANGIT LAIN DARI TATA SURYA

1. Asteroida atau Planetoid

Pada tahun 1801, piazzi seorang astronom Italia melalui pengamatan teleskopnya, menemukan benda langit yang berdiameter 500 mil atau ± 900 km (bulan berdiameter 2.160 mil atau 3.000 km) beredar mengelilingi matahari.

Pada masa ini, benda semacam itu telah diketahui sebanyak ± 2.000 buah, berbentuk bulat-bulat kecil, yang terbesar disebut ceres dengan diameter 750 km. benda-benda langit yang terkecil yang bisa diamati adalah yang berdiamter 1 mil. Kelompok benda langit ini disebut planetoida atau bkan planet untuk membedakannya dengan sembilan planet utama yang telah dijelaskan tadi. Bila seluruh massa planetoida ini dikumpulkan, jumlahnya tidak lebih dari 2% dari massa bulan.

2. Komet atau Bintang Berekor

Meskipun komet disebut sebagai bintang berekor, komet bukan tergolong bintang alam dalam arti yang sebenarnya. Komet merupakan anggota tata surya yang beredar mengelilingi matahari dan menerima energinya dari matahari.

Komet sebenarnya merupakan kumpulan bungkahan batu yang diselubungi oleh kabut gas. Diameter komet termasuk selubung gasnya ± 100.000 km, sedangkan diameter inti yang berupa bungkah-bungkah batu sebagian dipantulkan, sedang lainnya berupa sinar ultra violet akan bereksitasi pad agas yang menyelubungi komet. Akibat eksitasi ini akan terjadi resonansi atau fluoresce nsi, dan gas akan berpendar memancarkan cahaya. Akibat tekanan cahaya matahari, gas pendar ini akan terdorong menjauhi matahari maka terbentuklah ekor komet. Karena komet selalu menjauhi matahari maka jika komet mendekati matahari, ekornya dibelakang dan di depan sewaktu menjauhinya.

3. Meteor

Meteor adalah benda angkasa yang tidak mengeluarkan cahayanya sendiri, tetapi dia bukan binatang. Jadi, semacam benda-benda planetoida yang mungkin saja datang dari luar tata surya kita.

Meteor berupa batu-batu kecil yang bergaris tengah antara 0,2-05 mm dan massanya tidak lebih dari 1 gram. Meteor ini semacam debu angkasa yang bergerak dengan kecepatan rata-rata 60 km/detik atau 60 x 60 x 60 km per jam.

4. Satelit

Satelit merupakan pengiring planet. Satelit beredar mengelilingi planet dan bersama-sama beredar mengelilingi matahari. Peredaran satelit mengelilingi planet disebut gerak revolusi satelit. Disamping itu, satelit juga melakukan gerak rotasi, yaiotu beredar mengelilingi sumbunya sendiri

Pada umumnya, arah rotasi revolusi satelit sama dengan arah rotasi dan revolusi planetnya, yaitu dari Barat ke Timur kecuali satelit dari planet Neptunus. Planet yang telah diketahui tidak mempunyai satelit adalah Merkurius maupun Venus.

Bulan merupakan satu satunya satelit dari planet bumi. Kala rotasi bulan adalah satu hari, sedang kala revolusinya satu bulan. Karena kala rotasi bulan sama dengan kala rotasi bumi, mengakibatkan permukana bulan yang menghadap ke bumi selalu tetap.

Jarak antara bumi dengan bulan, kurang lebih 384.403 km dan merupakan benda langit yang paling dekat terhadap bumi jika dibandingkan bumi, bulan mempunyai ukuran :

a. Massa bulan : 1/10 massa bumi

b. Garis tengah bulan : ¼ diameter bumi-3000 km

c. Gravitasi bulan : 1/6 gravitasi bumi.

4.      BUMI SEBAGAI BAGIAN DARI SISTEM TATA SURYA

Bentuk dan Ukuran Bumi
Pada zaman dahulu, manusia beranggapan bahwa bentuk bumi adalah datar dan luasnya tak terhinggga. Namun pada abad ke-6 SM, seorang pemikir Yunani bernama Pythagorasberanggapan bahwa bentuk bumi menyerupai bola.

Pada abad ke-4 SM, Aristoteles meyakini bahwa bentuk bumi itu bulat.
Keyakinanya itu timbul setelah menagmati bayangan yang menutupi permukaan bulan pada waktu terjadi gerhana bulan.
Bentuk bumi yang bulat menyebabkan benda-benda yang bergerak menjauhi seorang pengamat di permukaan bumi akan tampak seolah-olah tenggelam di balik ufuk. Bumi apabila dilihat dari angkasa luar akan tampak berwarna kebiru-biruan, sehingga disebut sebagai planet biru. Warna kebiru-biruan tersebut disebabkan oleh keadaan di bumi sendiri yaitu karena 70 % permukaan bumi berupa laut dan samudra. Selain itu, susunan dan ketebalanangkasanya juga menentukan ciri khas penampakannya.
Pada saat ini telah diketahui bahwa garis tengah bumi adalah 12.714 km dari kutub ke kutub dan 12. 757 km di sepanjang garis khatulistiwa.

Gerak Rotasi Bumi
Gerak bumi yang berputar mengitari porosnya sendiri disebut gerak rotasi bumi. waktu yang diperlukan bumi untuk berotasi satu kali mengitari porosnya adalah 1 hari atau 24 jam (tepatnya 23 jam, 56 menit 4,09 detik). Arah rotasi bumi adalah “arah timur” yaitu dari barat ke timur. Gerak rotasi bumi yang arahnya ke timur mengakibatkan pada siang hari matahari seolah-olah bergerak dari timur ke barat, demikian juga dengan bulan dan bintang di malam hari. Gerak benda-benda langit disebut gerak harian langit atau sering disebut gerak semu harian. Bintang dalam gerak hariannya akan kembali pada tempat yang sama di bola langit setelah menempuh waktu yang sama dengan periode rotasi bumi.
Akibat rotasi bumi terhadap porosnya yaitu pergantian siang dan malam hari, gerak semu harian benda langit, pengembungan di khatulistiwa dan pemepatan di kedua kutub bumi, dan perbedaan waktu untuk tempat-tempat yang berbeda derajat bujurnya.

Revolusi Bumi
Satu kali bumi beredar mengelilingi matahari (berevolusi) diperlukan waktu 365,25 hari atau 1 tahun. Kecepatan rata-rata bumi dalam berevolusi adalah 30 km/s, sedangkan kecepatan berotasi adalah 464 m/s.
Revolusi bumi menyebabkan beberapa peristiwa yaitu pergantian musim di bumi sepanjang tahun; perbedaan lamanya waktu siang dan malam; terlihatnya rasi bintang yang berbeda setiap bulan, hal ini karena setiap bulan posisi bumi berbeda dengan bulan sebelumnya sehingga langit di atas kepala kita pun berbeda akibatnya bintang-bintang yang tampak jadi berbeda. Kumpulan bintang dengan pola-pola tertentu disebut rasi bintang; dan adanya gerak semu tahunan matahari.
Empat musim di bumi terjadi di daerah-daerah pada belahan bumi utara dan belahan bumi selatan, sedangkan di daerah khatulistiwa tidak ada pergantian musim.

5.      LAPISAN-LAPISAN BUMI

Bumi telah terbentuk sekitar 4,6 milyar tahun yang lalu. Bumi merupakan planet dengan urutan ketiga dari sembilan planet yang dekat dengan matahari. Jarak bumi dengan matahari sekitar 150 juta km, berbentuk bulat dengan radius ± 6.370 km. Bumi merupakan satu-satunya planet yang dapat dihuni oleh berbagai jenis mahluk hidup. Bumi memiliki 2 macam lapisan, yaitu lapisan internal (dalam) dan lapisan eksternal (luar). Lapisan dalam merupakan lapisan pembentuk bumi. Sedangkan lapisan luar merupakan lapisan yang melindungi bumi dari meteor atau benda-benda luar angkasa lainnya.

Secara struktur lapisan dalam bumi, dibagi menjadi tiga bagian, yaitu sebagai berikut:

1. Kerak bumi (crush) merupakan kulit bumi bagian luar (permukaan bumi). Tebal lapisan kerak bumi mencapai 70 km dan merupakan lapisan batuan yang terdiri dari batu-batuan basa dan masam. Lapisan ini menjadi tempat tinggal bagi seluruh mahluk hidup. Suhu di bagian bawah kerak bumi mencapai 1.100 oC. Lapisan kerak bumi dan bagian di bawahnya hingga kedalaman 100 km dinamakan litosfer.
2. Selimut atau selubung (mantle) merupakan lapisan yang terletak di bawah lapisan kerak bumi. Tebal selimut bumi mencapai 2.900 km dan merupakan lapisan batuan padat. Suhu di bagian bawah selimut bumi mencapai 3.000 oC.
3. Inti bumi (core), yang terdiri dari material cair, dengan penyusun utama logam besi (90%), nikel (8%), dan lain-lain yang terdapat pada kedalaman 2900 – 5200 km. Lapisan ini dibedakan menjadi lapisan inti luar dan lapisan inti dalam. Lapisan inti luar tebalnya sekitar 2.000 km dan terdiri atas besi cair yang suhunya mencapai 2.200 oC. inti dalam merupakan pusat bumi berbentuk bola dengan diameter sekitar 2.700 km. Inti dalam ini terdiri dari nikel dan besi yang suhunya mencapai 4.500 oC.

Namun sebenarnya pada saat ini ditemukan sebuah fakta bahwa bumi tidak lagi hanya mempunyai 3 lapisan, tapi 7 lapisan. Pengukuran-Pengukuran dan percobaan-percobaan terbaru menunjukkan bahwa artikel yang berisi nukleus dari bumi itu berada di bawah tekanan yang sangat tinggi, tiga juta kali lebih dari permukaan bumi. Di bawah tekanan seperti itu, zat berubah bentuk menjadi solid, dan hal ini pada waktunya membuat inti bumi itu sangat solid. Inti bumi ini dikelilingi suatu lapisan zat cair dengan suhu yang sangat tinggi. Ini berarti bahwa ada dua lapisan di dalam inti bumi, bukan satu. Satu lapisan di dalam pusat yang dikelilingi lapisan zat cair. Hal itu diketahui sesudah alat-alat pengukur dikembangkan dan memberi para ilmuwan suatu perbedaan yang jelas antar lapisan-lapisan bumi bagian dalam. Jika kita turun ke bawah bumi yang keras, kita akan menemukan lapisan batu-batu yang sangat panas, yaitu batu yang berfungsi untuk membungkus. Setelah itu ada tiga lapisan terpisah, di mana masing-masing itu berbeda kepadatan, tekanan dan suhu yang berbeda-beda.

Gambar ini menunjukkan tujuh lapisan bumi, memberitahukan bahwa kerak bumi adalah lapisan sangat tipis yang disusul dengan mantel dengan berbeda-beda ketebalannya, lalu disusul lapisan-lapsan yang terdiri zat cair, dan diakhiri dengan yang lapisan ketujuh, yaitu nukleus padat. Para ilmuwan juga menemukan bahwa atom terdiri dari tujuh lapisan atau tingkatan, dan hal ini membuktikan keseragaman ciptaan, di mana bumi mempunyai tujuh lapisan dan atom-atom mempunyai tujuh lapisan juga. Tujuh lapisan bumi itu sangat berbeda-beda dari segi struktur, kepadatan, suhu dan bahannya.

Lapisan luar bumi secara keseluruhan sering disebut atmosfer. Atmosfer adalah lapisan gas yang melingkupi sebuah planet, termasuk bumi, dari permukaan planet tersebut sampai jauh di luar angkasa. Di bumi, atmosfer terdapat dari ketinggian 0 km di atas permukaan tanah, sampai dengan sekitar 560 km dari atas permukaan bumi. Atmosfer tersusun atas beberapa lapisan, yang dinamai menurut fenomena yang terjadi di lapisan tersebut. Transisi antara lapisan yang satu dengan yang lain berlangsung bertahap. Studi tentang atmosfer mula-mula dilakukan untuk memecahkan masalah cuaca, fenomena pembiasan sinar matahari saat terbit dan tenggelam, serta kelap-kelipnya bintang. Dengan peralatan yang sensitif yang dipasang di wahana luar angkasa, kita dapat memperoleh pemahaman yang lebih baik tentang atmosfer berikut fenomena-fenomena yang terjadi di dalamnya. Atmosfer Bumi terdiri atas nitrogen (78.17%) dan oksigen (20.97%), dengan sedikit argon (0.9%), karbondioksida (variabel, tetapi sekitar 0.0357%), uap air, dan gas lainnya. Atmosfer melindungi kehidupan di bumi dengan menyerap radiasi sinar ultraviolet dari matahari dan mengurangi suhu ekstrem di antara siang dan malam. 75% dari atmosfer ada dalam 11 km dari permukaan planet.
Troposfer

Lapisan ini berada pada level yang terrendah, campuran gasnya paling ideal untuk menopang kehidupan di bumi. Dalam lapisan ini kehidupan terlindung dari sengatan radiasi yang dipancarkan oleh benda-benda langit lain. Dibandingkan dengan lapisan atmosfer yang lain, lapisan ini adalah yang paling tipis (kurang lebih 15 kilometer dari permukaan tanah). Dalam lapisan ini, hampir semua jenis cuaca, perubahan suhu yang mendadak, angin tekanan dan kelembaban yang kita rasakan sehari-hari berlangsung. Ketinggian yang paling rendah adalah bagian yang paling hangat dari troposfer, karena permukaan bumi menyerap radiasi panas dari matahari dan menyalurkan panasnya ke udara. Biasanya, jika ketinggian bertambah, suhu udara akan berkurang secara tunak (steady), dari sekitar 17℃ sampai -52℃. Pada permukaan bumi yang tertentu, seperti daerah pegunungan dan dataran tinggi dapat menyebabkan anomali terhadap gradien suhu tersebut.

Lapisan ini dianggap sebagai bagian atmosfer yang paling penting, karena berhubungan langsung dengan permukaan bumi yang merupakan habitat dari berbagai jenis mahluk hidup termasuk manusia, serta karena sebagain besar dinamika iklim berlangsung pada lapisan troposfer. Susunan kimia udara troposfer terdiri dari 78,03% nitrogrn, 20,99 oksigen, 0,93% argon, 0,03% asam arang, 0,0015% nenon, 0,00015% helium, 0,0001% kripton, 0,00005% hidrogen, serta 0,000005% xenon. Di dalam troposfer terdapat tiga jenis awan, yaitu awan rendah (cumulus), yang tingginya antara 0 – 2 km; awan pertengahan (alto cumulus lenticularis), tingginya antara 2 – 6 km; serta awan tinggi (cirrus) yang tingginya antara 6 – 12 km.

Troposfer terbagi lagi ke dalam empat lapisan, yaitu :

1. Lapisan Udara Dasar
Tebal lapisan udara ini adalah 1 – 2 meter di atas permukaan bumi. Keadaan di dalam lapisan udara ini tergantung dari keadaan fisik muka bumi, dari jenis tanaman, ketinggian dari permukaan laut dan lainnya. Keadaan udara dalam lapisan inilah yang disebut sebagai iklim mikro, yang memperngaruhi kehidupan tanaman dan juga jasad hidup di dalam tanah.
2. Lapisan Udara Bawah
Lapisan udara ini dinamakan juga lapisan-batasan planiter (planetaire grenslag, planetary boundary layer). Tebal lapisan ini 1 – 2 km. Di sini berlangsung berbagai perubahan suhu udara dan juga menentukan iklim.
3. Lapisan Udara Adveksi (Gerakan Mendatar)
Lapisan ini disebut juga lapisan udara konveksi atau lapisan awan, yang tebalnya 2 – 8 km. Di dalam lapisan udara ini gerakan mendatar lebih besar daripada gerakan tegak. Hawa panas dan dingin yang beradu di sini mengakibatkan kondisi suhu yang berubah-ubah.
4. Lapisan Udara Tropopouse
Merupakan lapisan transisi antara lapisan troposfer dan stratosfer terletak antara 8 – 12 km di atas permukaan laut (dpl). Pada lapisan ini terdapat derajat panas yang paling rendah, yakni antara – 46 o C sampai – 80o C pada musim panas dan antara – 57 o C sampai – 83 o C pada musim dingin. Suhu yang sangat rendah pada tropopouse inilah yang menyebabkan uap air tidak dapat menembus ke lapisan atmosfer yang lebih tinggi, karena uap air segera mengalami kondensasi sebelum mancapai tropopouse dan kemudian jatuh kembali ke bumi dalam bentuk cair (hujan) dan padat (salju, hujan es).
Stratosfer
Perubahan secara bertahap dari troposfer ke stratosfer dimulai dari ketinggian sekitar 11 km. Suhu di lapisan stratosfer yang paling bawah relatif stabil dan sangat dingin yaitu – 70oF atau sekitar – 57oC. Pada lapisan ini angin yang sangat kencang terjadi dengan pola aliran yang tertentu.Disini juga tempat terbangnya pesawat. Awan tinggi jenis cirrus kadang-kadang terjadi di lapisan paling bawah, namun tidak ada pola cuaca yang signifikan yang terjadi pada lapisan ini. Dari bagian tengah stratosfer keatas, pola suhunya berubah menjadi semakin bertambah semakin naik, karena bertambahnya lapisan dengan konsentrasi ozon yang bertambah. Lapisan ozon ini menyerap radiasi sinar ultra ungu. Suhu pada lapisan ini bisa mencapai sekitar 18oC pada ketinggian sekitar 40 km. Lapisan stratopause memisahkan stratosfer dengan lapisan berikutnya.

Lapisan stratosfer dibagi dalam tiga bagian yaitu:
a. Lapisan udara isoterm; terletak antara 12 – 35 km dpl, dengan suhu udara – 50o C sampai -55o C.
b. Lapisan udara panas; terletak antara 35 – 50 km dpl, dengan suhu – 50o C sampai + 50o C.
c. Lapisan udara campuran teratas; terletak antara 50 – 80 km dpl, dengan suhu antara +50o C sampai -70o C. karena pengaruh sinar ultraviolet, pada ketinggian 30 km oksigen diubah menjadi ozon, hingga kadarnya akan meningkat dari 5 menjadi 9 x 10-2 cc di dalam 1 m3.
Mesosfer
Kurang lebih 25 mil atau 40km diatas permukaan bumi terdapat lapisan transisi menuju lapisan mesosfer. Pada lapisan ini, suhu kembali turun ketika ketinggian bertambah, sampai menjadi sekitar – 143oC di dekat bagian atas dari lapisan ini, yaitu kurang lebih 81 km diatas permukaan bumi. Suhu serendah ini memungkinkan terjadi awan noctilucent, yang terbentuk dari kristal es. Daerah transisi antara lapisan mesosfer dan termosfer disebut mesopouse dengan suhu terendah – 110o C.
Termosfer
Transisi dari mesosfer ke termosfer dimulai pada ketinggian sekitar 81 km. Dinamai termosfer karena terjadi kenaikan temperatur yang cukup tinggi pada lapisan ini yaitu sekitar 1982oC. Perubahan ini terjadi karena serapan radiasi sinar ultra ungu. Radiasi ini menyebabkan reaksi kimia sehingga membentuk lapisan bermuatan listrik yang dikenal dengan nama ionosfer, yang dapat memantulkan gelombang radio. Sebelum munculnya era satelit, lapisan ini berguna untuk membantu memancarkan gelombang radio jarak jauh. Molekul oksigen akan terpecah menjadi oksegen atomik di sini. Proses pemecahan molekul oksigen dan gas-gas atmosfer lainnya akan menghasilkan panas, yang akan menyebabkan meningkatnya suhu pada lapisan ini. Suhu pada lapisan ini akan meningkat dengan meningkaknya ketinggian.

Ionosfer dibagi menjadi tiga lapisan lagi, yaitu:
a. Lapisan Udara E
Terletak antara 80 – 150 km dengan rata-rata 100 km dpl. Lapisan ini tempat terjadinya proses ionisasi tertinggi. Lapisan ini dinamakan juga lapisan udara KENNELY dan HEAVISIDE dan mempunyai sifat memantulkan gelombang radio. Suu udara di sini berkisar – 70o C sampai +50o C .
b. Lapisan udara F
Terletak antara 150 – 400 km. Lapisan ini dinamakan juga lapisan udara APPLETON.
c. Lapisan udara atom
Pada lapisan ini, benda-benda berada dalam lbentuk atom. Letaknya lapisan ini antara 400 – 800 km. Lapisan ini menerima panas langsung dari matahari, dan diduga suhunya mencapai 1200o C
Fenomena aurora yang dikenal juga dengan cahaya utara atau cahaya selatan terjadi di lapisan ini.
Eksosfer
Merupakan lapisan atmosfer yang paling tinggi. Pada lapisan ini, kandungan gas-gas atmosfer sangat rendah. Batas antara ekosfer (yang pada dasarnya juga adalah batas atmosfer) dengan angkasa luar tidak jelas. Daerah yang masih termasuk ekosfer adalah daerah yang masih dapat dipengaruhi daya gravitasi bumi. Garis imajiner yang membatasi ekosfer dengan angkasa luar disebut magnetopause. Adanya refleksi cahaya matahari yang dipantulkan oleh partikel debu meteoritik. Cahaya matahari yang dipantulkan tersebut juga disebut sebagai cahaya Zodiakal.

5.      TEORI TENTANG TERJADINYA PLANET

Tata surya atau sistem Matahari (dalam bahasa Inggris disebut Solar System) adalah suatu sistem yang terdapat di jagat raya terdiri atas Matahari sebagai pusatnya, planet-planet (termasuk Planet Bumi), satelit-satelit (misalnya Bulan), asteroid, komet, meteor, debu, kabut, dan benda-benda lainnya sebagai anggota dari tata surya yang beredar mengelilingi pusatnya, yakni matahari pada orbit atau garis edarnya masing-masing. Dari benda-benda di tata surya, benda yang memancarkan cahayanya sendiri hanyalah Matahari sedangkan benda lainnya hanya memantulkannya.

Tata Surya

Nah, sekarang pertanyaannya adalah bagaimana tata surya terbentuk? Manusia sudah meneliti bagaimana tata surya terbentuk sejak zaman dahulu. Beberapa teori telah diajukan oleh para ahli untuk menjelaskan pembentukan tata surya. Namun, sampai sekarang belum ada satu pun teori yang memberi jawaban yang benar-benar memuaskan. Berikut ini adalah beberapa teori tentang pembentukan tata surya.

Teori Kabut/Nebula

Teori Nebula

Teori ini mengatakan bahwa anggota tata surya awalnya berbentuk massa gas raksasa yang bersuhu tinggi dan berputar perlahan-lahan. Massa ini berangsur-angsur mendingin, mengecil, dan mendekati bentuk bola. Rotasi massa ini semakin lama semakin tinggi. Akibatnya, bagian tengah massa itu menggelembung. Akhirnya, lingkaran materi itu terlempar keluar. Lingkaran ini mendingin, mengecil, dan akhirnya menjadi planet.

Planet ini tetap mengorbit mengelilingi inti massa. Lalu, lingkaran lain terlempar dan terlempar lagi dari pusat massa dan menjadi seluruh planet, termasuk Bumi. Akhirnya, semua planet terbentuk. Pusat massa menjadi Matahari kita. Selanjutnya, planet-planet itu juga melemparkan massa keluar angkasa dan berubah menjadi satelit atau bulan.

Teori Nebula dikemukakan pada abad ke-18 oleh Immanuel Kant (1724–1804) yang kemudian diperkuat oleh Pierre Simon de Laplace (1749–1827). Meskipun keduanya tidak saling mengenal namun pendapat Laplace merupakan penjelasan dari pendapat Kant. Sehingga teori Nebula ini disebut juga dengan teori Kant-Laplace.

Teori Planetesimal

Teori Planetesimal

Teori ini menyatakan bahwa suatu ketika sebuah bintang melintasi ruang angkasa dengan cepat dan berada dekat sekali dengan Matahari. Daya tarik bintang ini sangat besar sehingga menyebabkan pasang di bagian gas panas Matahari. Akibatnya, massa gas terlempar dari Matahari dan mulai mengorbit. Karena daya tarik Matahari, massa gas itu tertahan dan bergerak mengelilingi Matahari. Massa gas yang terlempar inilah yang disebut dengan planetesimal.

Ketika massa gas menjadi dingin, bentuknya berubah menjadi cairan kemudian memadat. Akhirnya, massa gas itu menjadi planet yang ada sekarang.

Teori planetesimal dikemukakakan pada sekitar tahun 1900 oleh seorang astronom bernama Forest Ray Moulton dan seorang ahli geologi bernama T.C. Chamberlain dari Universitas Chicago.

Teori Tidal/Pasang Surut

Teori Pasang Surut

Teori ini awalnya hampir sama dengan teori planetesimal, yaitu terdapat sebuah bintang yang bergerak mendekati Matahari lalu gas asli matahari tertarik oleh bintang tersebut. Perbedaan dengan teori planetesimal adalah bahwa pada teori ini planet tidak terbentuk oleh planetesimal. Planet-planet terbentuk langsung oleh gas asli Matahari tersebut.

Teori ini disusun pada tahun 1918 oleh Sir James Jeans dan Sir Harold Jeffreys dari Inggris. Teori ini juga didasarkan atas ide benturan. Berbeda dengan Moulton dan Chamberlain, kedua ilmuwan itu tidak percaya bahwa planet berasal dari sejumlah benda alam kecil-kecil atau planetesimal. Mereka berpendapat bahwa planet itu langsung terbentuk dari massa gas asli yang ditarik dari matahari oleh bintang yang lewat.

Teori Bintang Kembar

Teori Bintang Kembar

Teori ini mengemukakan bahwa awalnya Matahari merupakan bintang kembar yang satu dengan lainnya saling mengelilingi. Pada suatu masa, melintas bintang lain dan menabrak salah satu bintang kembar tersebut kemudian menghancurkannya menjadi bagian-bagian kecil yang terus berputar dan mendingin menjadi planet-planet yang mengelilingi bintang yang tetap bertahan, yaitu Matahari.

Teori Bintang Kembar ini dikemukakan oleh seorang astronom berkebangsaan Inggris yang bernama Lyttleton (1930). Teori ini merupakan modifikasi dari teori benturan yang telah ada sebelumnya. Dalam beberapa hal, teori ini memberikan penjelasan yang lebih baik tentang asal Tata Surya berdasarkan teori benturan.

Teori Awan Debu

Teori Awan Debu

Teori ini menyatakan bahwa tata surya berasal dari awan yang sangat luas yang terdiri dari debu dan gas (hidrogen dan helium). Adanya ketidakteraturan dalam awan tersebut menyebabkan terjadinya penyusutan karena gaya tarik menarik dan gerakan perputaran yang sangat cepat dan teratur sehingga terbentuklah piringan seperti cakram. Inti cakram yang menggelembung kemudian menjadi Matahari, sedangkan bagian pinggirnya berubah bentuk menjadi planet-planet.

Teori ini dikemukakan oleh Von Weizsaecker(1945) dan G.P. Kuiper(1950). Jika ditinjau dari prosesnya, teori ini seperti pengembangan dari teori Nebula. Ahli astronomi lainnya yang mengemukakan teori awan debu antara lain F.L Whippel dari Amerika Serikat dan Hannes Alven dari Swedia. Menurut mereka pada mulanya Matahari berputar dengan cepat dengan piringan gas di sekelilingnya.

Teori-teori di atas hanyalah sedikit dari banyak teori yang telah diajukan para ahli tentang terjadinya Bumi. Tidak satu pun di antara teori tersebut yang dianggap benar-benar memuaskan dan dapat diterima secara luas oleh seluruh dunia. Masing-masing teori ini mempunyai kelebihan dan kelemahan.

Artikel di atas diringkas dari buku-buku BSE yang diterbitkan oleh Pusat Perbukuan Kemdikbud dan dapat diunduh secara gratis di BSE Kemdikbud. Gambar-gambar dari NASA berada di domain publik di mana kebijakan hak cipta NASA mengatakan bahwa “Materi dari NASA tidak dilindungi undang-undang kecuali tercatat di dalamnya”

Daftar Pustaka:

1. Anjayani, Ani, Haryanto, Tri. 2009. Geografi : Untuk Kelas X SMA/MA. Jakarta: Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional
2. Hartono. 2009. Geografi 1 Jelajah Bumi dan Alam Semesta : untuk Kelas X Sekolah Menengah Atas /Madrasah Aliyah. Jakarta: Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional
3. Endarto, Danang. 2009. Geografi 1 : Untuk SMA/MA Kelas X. Jakarta: Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional

https://intanramandaputri.wordpress.com/2014/04/28/bumi-sebagai-sebagai-bagian-dari-sistem-tata-surya/

https://mahadua.wordpress.com/2014/02/24/teori-terbentuknya-alam-semesta/

http://farhananggriawan.blogspot.co.id/2014/04/tugas-1-alam-semesta-dan-isinya-baik.html