TEORI PEMBENTUKAN TATA SURYA

Orang-orang Yunani saat itu menyadari bahwa Matahari, Bumi, dan Planet merupakan bagian dari sistem yang berbeda. Awalnya mereka memperkirakan Bumi dan Matahari berbentuk pipih tapi Phytagoras (572-492 BC) menyatakan semua benda langit berbentuk bola (bundar).

Sampai dengan tahun 1960, perkembangan teori pembentukan Tata Surya bisa dibagi dalam dua kelompok besar yakni masa sebelum Newton dan masa sesudah Newton.

Permulaan Perhitungan Ilmiah
Perhitungan secara ilmiah pertama kali dilakukan oleh Aristachrus dari Samos (310-230 BC). Ia mmenghitung sudut Bulan-Bumi-Matahari dan mencari perbandingan jarak dari Bumi-Matahari, dan Bumi-Bulan. Aristachrus juga merupakan orang pertama yang menyimpulkan Bumi bergerak mengelilingi Matahari dalam lintasan berbentuk lingkaran yang menjadi titik awal teori Heliosentrik. Jadi bisa kita lihat kalau teori heliosentrik bukan teori yang baru muncul di masa Copernicus. Namun jauh sebelum itu, Aristrachrus sudah meletakkan dasar bagi teori heliosentris tersebut.

Pada era Alexandria, Eratoshenes (276-195BC) dari Yunani berhasil menemukan cara mengukur besar Bumi, dengan mengukur panjang bayangan dari kolom Alexandria dan Syene. Ia menyimpulkan, perbedaan lintang keduanya merupakan 1/50 dari keseluruhan revolusi. Hasil perhitungannya memberi perbedaan sebesar 13% dari hasil yang ada saat ini.

Ptolemy dan Teori Geosentrik
Ptolemy (c 150AD) menyatakan bahwa semua objek bergerak relatif terhadap bumi.Teori ini dipercaya selama hampir 1400 tahun. Tapi teori geosentrik mempunyai kelemahan, yaitu Matahari dan Bulan bergerak dalam jejak lingkaran mengitari Bumi, sementara planet bergerak tidak teratur dalam serangkaian simpul ke arah timur. Untuk mengatasi masalah ini, Ptolemy mengajukan dua komponen gerak. Yang pertama, gerak dalam orbit lingkaran yang seragam dengan periode satu tahun pada titik yang disebut deferent. Gerak yang kedua disebut epycycle, gerak seragam dalam lintasan lingkaran dan berpusat pada deferent.

 

Teori heliosentrik dan gereja
Nicolaus Copernicus (1473-1543) merupakan orang pertama yang secara terang-terangan menyatakan bahwa Matahari merupakan pusat sistem Tata Surya, dan Bumi bergerak mengeliinginya dalam orbit lingkaran. Untuk masalah orbit, data yang didapat Copernicus memperlihatkan adanya indikasi penyimpangan kecepatan sudut orbit planet-planet. Namun ia mempertahankan bentuk orbit lingkaran dengan menyatakan bahwa orbitnya tidak kosentrik. Teori heliosentrik disampaikan Copernicus dalam publikasinya yang berjudul De Revolutionibus Orbium Coelestium kepada Paus Pope III dan diterima oleh gereja.

Tapi dikemudian hari setelah kematian Copernicus pandangan gereja berubah ketika pada akhir abad ke-16 filsuf Italy, Giordano Bruno, menyatakan semua bintang mirip dengan Matahari dan masing-masing memiliki sistem planetnya yang dihuni oleh jenis manusia yang berbeda. Pandangan inilah yang menyebabkan ia dibakar dan teori Heliosentrik dianggap berbahaya karena bertentangan dengan pandangan gereja yang menganggap manusialah yang menjadi sentral di alam semesta.

Lahirnya Hukum Kepler
Walaupun Copernicus telah menerbitkan tulisannya tentang Teori Heliosentrik, tidak semua orang setuju dengannya. Salah satunya, Tycho Brahe (1546-1601) dari Denmark yang mendukung teori matahari dan bulan mengelilingi bumi sementara planet lainnya mengelilingi matahari. Tahun 1576, Brahe membangun sebuah observatorium di pulau Hven, di laut Baltic dan melakukan penelitian disana sampai kemudian ia pindah ke Prague pada tahun 1596.

Di Prague, Brahe menghabiskan sisa hidupnya menyelesaikan tabel gerak planet dengan bantuan asistennya Johannes Kepler (1571-1630). Setelah kematian Brahe, Kepler menelaah data yang ditinggalkan Brahe dan menemukan bahwa orbit planet tidak sirkular melainkan elliptik.

Kepler kemudian mengeluarkan tiga hukum gerak orbit yang dikenal sampai saat ini yaitu ;

1. Planet bergerak dalam orbit ellips mengelilingi matahari sebagai pusat sistem.
2. Radius vektor menyapu luas yang sama dalam interval waktu yang sama.
3. Kuadrat kala edar planet mengelilingi matahari sebanding dengan pangkat tiga jarak rata-rata dari matahari.

Kepler menuliskan pekerjaannya dalam sejumlah buku, diantaranya adalah Epitome of The Copernican Astronomy dan segera menjadi bagian dari daftar Index Librorum Prohibitorum yang merupakan buku terlarang bagi umat Katolik. Dalam daftar ini juga terdapat publikasi Copernicus, De Revolutionibus Orbium Coelestium.

Awal mula dipakainya teleskop
Pada tahun 1608, teleskop dibuat oleh Galileo Galilei (1562-1642), .Galileo merupakan seorang professor matematika di Pisa yang tertarik dengan mekanika khususnya tentang gerak planet. Ia salah satu yang tertarik dengan publikasi Kepler dan yakin tentang teori heliosentrik. Dengan teleskopnya, Galileo berhasil menemukan satelit-satelit Galilean di Jupiter dan menjadi orang pertama yang melihat keberadaan cincin di Saturnus.

Salah satu pengamatan penting yang meyakinkannya mengenai teori heliosentrik adalah masalah fasa Venus. Berdasarkan teori geosentrik, Ptolemy menyatakan venus berada dekat dengan titik diantara matahari dan bumi sehingga pengamat dari bumi hanya bisa melihat venus saat mengalami fasa sabit.

Tapi berdasarkan teori heliosentrik dan didukung pengamatan Galileo, semua fasa Venus bisa terlihat bahkan ditemukan juga sudut piringan venus lebih besar saat fasa sabit dibanding saat purnama. Publikasi Galileo yang memuat pemikirannya tentang teori geosentrik vs heliosentrik, Dialogue of The Two Chief World System, menyebabkan dirinya dijadikan tahanan rumah dan dianggap sebagai penentang oleh gereja.

Dasar yang diletakkan Newton
Di tahun kematian Galileo, Izaac Newton (1642-1727) dilahirkan. Bisa dikatakan Newton memberi dasar bagi pekerjaannya dan orang-orang sebelum dirinya terutama mengenai asal mula Tata Surya. Ia menyusun Hukum Gerak Newton dan kontribusi terbesarnya bagi Astronomi adalah Hukum Gravitasi yang membuktikan bahwa gaya antara dua benda sebanding dengan massa masing-masing objek dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua benda. Hukum Gravitasi Newton memberi penjelasan fisis bagi Hukum Kepler yang ditemukan sebelumnya berdasarkan hasil pengamatan. Hasil pekerjaannya dipublikasikan dalam Principia yang ia tulis selama 15 tahun.

Teori Newton menjadi dasar bagi berbagai teori pembentukan Tata Surya yang lahir kemudian, sampai dengan tahun 1960 termasuk didalamnya teori monistik dan teori dualistik. Teori monistik menyatakan bahwa matahari dan planet berasal dari materi yang sama. Sedangkan teori dualistik menyatakan matahari dan bumi berasal dari sumber materi yang berbeda dan terbetuk pada waktu yang berbeda.

1.Teori Nebulae (Kant dan Leplace)

Immanuael Kant (1749-1827) seorang ahli filsafat Jerman membuat suatu hipotesis tentang terjadinya tata surya.Dikatakan olehnya bahwa di jagat raya terdapat gumpalan kabut yang berputar perlahan-lahan.Bagian tengah kabut itu lama-kelamaan berubah menjadi gumpalan gas yang kemudian menjadi matahari dan bagian kabut sekitarnya menjadi planet-planet dan satelitnya.

Pada waktu yang hampir bersamaan,secara kebetulan seorang Fisikawan berkebangsaan Perancis ,Pierre Simon de Leplace,mengemukakan teori yang hampir sama.Menurutnya,tata surya berasal dari kabut panas yang berpilin.Karena pilinannya itu berupa kabut yang membentuk bentukan bulat seperti bola yang besar.Makin mengecil bola itu,makin cepat pula pilinannya.Akibatnya bentuk bola itu memepat pada kutubnya dan melebar di bagian ekuatornya,bahkan sebagian massa gas di ekuatornya itu menjauh dari gumpalan intinya yang kemudian membentuk gelang-gelang dan berubah menjadi gumpalan padat.Itulah yang disebut planet-planet dan satelitnya.Sedangkan bagian inti kabut tetap berbentuk gas pijar yang kita lihat seperti sekarang ini. Karena kemiripan antara teori Kant dan Leplace,maka Teori Nebulae atau Teori Kabut ini juga dikenal dengan Teori Kant dan Leplace.

2.Teori Awan Debu (van Weizsaecker)

Pada tahun 1940 seorang ahli astronomi Jerman bernama Carl von Weizsaeker mengembangkan suatu teori yang dikenal dengan Teori Awan Debu (The Dust-Cloud Theory).Teori ini kemudian disempurnakan lagi oleh Gerard P.Kuiper (1950),Subrahmanyan Chandrasekhar,dan lain-lain.

Teori ini mengemukakan bahwa tata surya terbentuk dari gumpalan awan gas dan debu.Sekarang ini di alam semesta bertebaran gumpalan awan seperti itu.Lebih dari 5 milyar tahun yang lalu,salah satu gumpalan awan itu mengalami pemampatan.Pada proses pemampatan itu partikel-partikel debu tertarik ke bagian pusat awan itu,membentuk gumpalan bola dan mulai berpilin.Lama-kelamaan gumpalan gas itu memipih menyerupai bentuk cakram yang tebal di bagian tengah dan lebih tipis di bagian tepinya.

Partikel-partikel di bagian tengah cakram itu kemudian saling menekan,sehingga menimbulkan panas dan menjadi pijar.Bagian inilah yang disebut matahari.

Bagian yang lebih luar berpusing sangat cepat,sehingga terpecah-pecah menjadi banyak gumpalan gas dan debu yang lebih kecil.Gumpalan kecil ini juga berpilin.Bagian ini kemudian membeku dan menjadi planet-planet dan satelit-satelitnya.

3.Teori Planetesimal (Moulton dan Chamberlin)

Thomas C.Chamberlin (1843-1928),seorang ahli Geologi serta Forest R.Moulton (1872-1952) seorang ahli Astronomi,keduanya berasal dari Amerika Serikat.Teorinya dikenal sebagai Teori Planetesimal (Planet Kecil),karena planet terbentuk dari benda padat yang memang sudah ada.

Teori ini mengatakan,matahari telah ada sebagai salah satu dari bintang-bintang.Pada suatu masa,ada sebuah bintang berpapasan pada jarak yang tidak terlalu jauh.Akibatnya,terjadilah peristiwa pasang naik pada permukaan matahari maupun bintang itu.Sebagian dari massa matahari tertarik kearah bintang.

Pada waktu bintang itu menjauh,menurut Moulton dan Chamberlin,sebagian dari massa matahari itu jatuh kembali ke permukaan matahari dan sebagian lagi terhambur ke ruang angkasa sekitar matahari.Hal inilah yang dinamakan planetesimal yang kemudian menjadi planet-planet yang akan beredar pada orbitnya.

4.Teori Pasang-Surut (Jeans dan Jeffreys)

Teori ini dikemukakan oleh Sir James Jeans (1877-1946) dan Harold Jeffreys (1891),keduanya adalah ilmuwan Inggris. Mereka melukiskan,bahwa setelah bintang itu berlalu,massa matahari yang lepas itu membentuk bentukan cerutu yang yang menjorok kearah bintang.Kemudian,akibat bintang yang makin menjauh,massa cerutu itu terputus-putus dan membentuk gumpalan gas di sekitar matahari.Gumpalan-gumpalan itulah yang kemudian membeku menjadi planet-planet.Teori ini menjelaskan,apa sebab planet-planet di bagian tengah,seperti Jupiter,Saturnus,Uranus,dan Neptunus merupakan planet raksasa,sedangkan di bagian ujungnya,Merkurius dan Venus di dekat matahari dan Pluto di ujung lain merupakan planet yang lebih kecil.

5.Teori Bintang Kembar

Teori ini hampir sama dengan teori planetesimal.Dahulu matahari mungkin merupakan bintang kembar,kemudian bintang yang satu meledak menjadi kepingan-kepingan.Karena ada pengaruh gaya gravitasi bintang,maka kepingan-kepingan yang lain bergerak mengitari bintang itu dan menjadi planet-planet.Sedangkan bintang yang tidak meledak menjadi matahari. 

 bumi

 bentuk bulan yang diperbesar

sumber : The Origin and Evolution of the Solar System (M. M. Woolfson)artikel terkait)

Diterbitkan ulang oleh : Widi Nugroho AP (Widi Ary)