Alam Semesta Itu Seperti Donat

Bagaimana bentuk alam semesta? Apakah tak terbatas? ataukah terbatas? Semenjak tahun 2003 ada paham yang menyatakan alam semesta itu berbentuk donat, terbatas dan relatif lebih kecil. Ide ini jadi populer saat komolog menemukan pola tak terduga dalam cosmic microwave background (CMB), radiasi peninggalan dentuman besar.

Pembalikan Kutub Magnet bumi

Setiap planet dalam tata surya kita, termasuk Bumi, memiliki dua sistem kutub. Yang pertama adalah kutub geografis, yakni proyeksi sumbu rotasi di permukaan planet tersebut yang mewujud pada terbentuknya kutub utara geografis dan kutub selatan geografis. Dalam astronomi, kutub-kutub geografis senantiasa menempati garis lintang 90 baik di lintang utara maupun selatan. Di Bumi, kutub utara geografis berada di Samudera Arktik, sementara kutub selatan geografisnya ada di daratan Antartika yang senantiasa berselimutkan es tebal.
Sistem kutub yang kedua adalah kutub magnetis, yakni sepasang titik di permukaan planet dimana garis-garis gaya medan magnetnya masuk ke dalam atau keluar dari dalam tubuh planet tersebut pada posisi tegaklurus permukaan rata-ratanya (inklinasi magnetik 90). Titik dimana garis-garis gaya magnet tersebut masuk ke dalam tubuh planet merupakan kutub utara magnetis, sebaliknya titik dimana garis-garis gaya magnet keluar dari tubuh planet adalah kutub selatan magnetis. Meski demikian tatanama ini tidak sepenuhnya diterapkan, sebab dalam praktiknya nama kutub-kutub magnetis mengacu pada nama kutub-kutub geografis yang berdekatan. Kedua kutub magnetis ini dapat diibaratkan sebagai sepasang ujung berbeda dari sebuah magnet batang raksasa yang tertanam dalam tubuh planet, meski pengandaian ini tidak sepenuhnya tepat. Kutub-kutub magnetis hanya berkaitan dengan sifat kemagnetan benda langit, bukan sifat rotasinya.

Gambar 1.
 
Gambaran garis-garis gaya geomagnet dan sumbu magnetisnya. Perhatikan perbedaannya dengan sumbu rotasi Bumi dan eksistensi kutub-kutub geografis.
Sumber : NASA, 2009.

Titan (Bumi Purba)

Titan, satelit Saturnus yang satu ini memang diperkirakan memiliki kemiripan dengan Bumi. Bahkan ia disebut sebagai Bumi purba. Tapi apakah ada kehidupan di Titan? Sampai saat ini memang diketahui belum ada kehidupan di satelit yang satu itu. Namun bukan berarti tidak ada prospek untuk itu. Kemungkinan Titan untuk bisa memiliki kehidupan masih sama besar dengan kemungkinan adanya kehidupan di tempat lain di Tata Surya dan alam semesta ini.

Atmosfer Titan

Foto cincin A dan F di Saturnus disertai satelit Epimetheus dan Titan yang diambil Cassini tahun 2007. Kredit : NASA/JPL/Space Science Institute

Energi Gelap (Dark Energy)

Kosmologi memasuki babak baru. Berbagai temuan observasi memberikan kita gambaran terkini tentang alam semesta, yang agak berbeda dengan alam semesta sebagaimana yang digambarkan oleh model standar kosmologi.
Dengan perkembangan terbaru dari berbagai hasil pengamatan ini, kita memiliki model kosmologi baru yang merupakan model standar kosmologi (hot big bang) yang diperluas.
Model standar kosmologi baru itu memiliki karakteristik:

• Alam semesta dengan geometri datar (flat) dengan parameter densitas Ω = 1.0023 ± 0.0055 (dari data satelit Wilkinson Microwave Anisotropy Probe — WMAP), dan sedang dalam keadaan berekspansi dipercepat
• Alam semesta mengalami proses inflasi (ekspansi yang bersifat eksponensial) dalam waktu amat singkat, pada saat usia semesta dini
• Inhomogenitas densitas yang menjadi cikal bakal struktur dalam alam semesta, berasal dari fluktuasi kuantum yang terbawa ke skala makro selama masa inflasi
• Komposisi alam semesta terdiri dari (WMAP Jan 2010): (72.8 ± 0.5) % energi gelap (dark energy), (22.7 ± 1.4) % materi gelap nonbaryonik (nonbaryonic dark matter), dan (4.56 ± 0.16) % baryon

Yang dimaksud dengan energi gelap adalah sesuatu yang menyebabkan alam semesta kita berekspansi dipercepat, meski jumlah total materi (baryon dan materi gelap) tidak memungkinkan hal itu terjadi. Keberadaan energi gelap yang menjadi komposisi utama alam semesta, merupakan salah satu penemuan terbesar dalam kosmologi. Energi gelap ini mendominasi alam semesta kita saat ini, dan menyebabkan alam semesta kita saat ini berada dalam fase ekspansi yang dipercepat.

Prediksi masa depan alam semesta. kredit : harvard.edu

Bentuk Aneh dari Benda yang Aneh

Mudah saja kita menganggap apa yang kita lihat dan rasakan sehari-hari itu ‘normal’. Tapi, saat astronom semakin dalam mempelajari alam semesta, mereka menemukan benda aneh dan menakjubkan kadangkala sebenarnya justru lebih umum. Misalnya, astronom mengira jumlah materi tak tampak 6 kali lebih banyak dari benda-benda tampak. Astronom menyebut benda tak tampak ini ‘materi gelap‘.

Dari bentuknya yang tidak biasa, para astronom bisa mengetahui keberadaan materi gelap. Kredit : X-ray: NASA/CXC/Caltech/A.Newman et al/Tel Aviv/A.Morandi & M.Limousin; Optical: NASA/STScI, ESO/VLT, SDSS

Hubungan komet dan samudra di bumi

Bumi adalah sebuah keajaiban semesta. Pada masa awal tata surya, Matahari berada dalam fase T–Tauri yang dramatis sehingga membuat senyawa–senyawa gampang menguap seperti air, hidrogen, helium, metana, amoniak, nitrogen, karbon monoksida dan karbondioksida terusir dari permukaan planet–planet terestrial bersama sisa gas dan debu yang membentuk tata surya. Fase T–Tauri menyebabkan Matahari meradiasikan angin Matahari jauh lebih intens dan melepaskan panas dengan intensitas lebih besar, sehingga pada orbit Bumi saja suhunya diestimasikan sebesar 2.000° Celcius atau 100 kali lebih panas dibanding sekarang.
Maka menjadi sebuah pertanyaan besar, mengapa kini Bumi demikian berlimpah dengan air? Sebab ganasnya lingkungan tata surya purba pada saat Matahari menjalani fase T–Tauri hanya akan menyisakan senyawa–senyawa silikat saja di Bumi. Sementara air terusir jauh–jauh sampai ke jarak 600 hingga 750 juta km dari Matahari. Dan dibandingkan planet–planet terestrial tetangganya, hanya di Bumi air berada dalam wujud cair dan berlimpah. Sangat berbeda dengan Mars, yang hanya bisa dijumpai adanya jejak–jejak aliran air purba di permukaannya dengan siklus pembasahan sekitar setengah hingga sejuta tahun sekali. Pun demikian Merkurius, dimana air bahkan hanya bisa dijumpai pada kawasan sangat terbatas di kedua kutubnya sebagai bekuan abadi (permafrost).
Darimana air di Bumi berasal menjadi pertanyaan besar yang terus menggayuti benak astronomi. Air diketahui tersedia berlimpah di kawasan pinggiran tata surya, tersimpan sebagai bekuan (es) pada kometisimal–kometisimal yang menghuni awan komet Opik–Oort maupun sabuk Kuiper–Edgeworth. Satu–satunya mekanisme yang memungkinkan mengangkut air dari kawasan ini ke bagian dalam tata surya, khususnya ke planet–planet terestrial dan lebih khusus lagi ke Bumi hanyalah tumbukan benda langit. Dalam hal ini adalah tumbukan komet dengan Bumi. Meski tumbukan komet selalu diikuti pelepasan energi sangat besar yang ditandai munculnya bola api tumbukan bersuhu sangat tinggi, namun distribusi suhunya tidaklah homogen sehingga hanya sebagian kecil saja air dalam komet yang terurai menjadi hidrogen dan oksigen. Sisanya tetap berupa air meski dalam wujud uap. Jejak kawah di Bulan menyajikan bukti telanjang bahwa Bumi purba pernah mengalami periode paling riuh dalam tumbukan dengan komet, yang dikenal sebagai Periode Hantaman Besar. Hantaman Besar berlangsung 4,2–3,8 milyar tahun silam, dengan jumlah tumbukan komet per satuan waktu adalah sangat besar hingga sejuta kali lipat dari nilai sekarang.

Inti komet Hartley 2 dari jarak 700 km. Sumber : NASA, 2010

Lubang Hitam, Pemangsa di Alam Semesta

Apa yang ada di benakmu ketika seseorang menyebut lubang hitam? Sebuah lubang yang dalam dan gelap? Ataukah sebuah lubang raksasa yang bisa melahap apa saja di dekatnya?
Sebagian besar orang memang akan langsung mengasumsikan lubang hitam sebagai pusaran yang lapar dan mampu melahap apa saja yang ada disekitarnya. Sayangnya anggapan itu tidak sepenuhnya benar.

Apa itu Lubang Hitam ?
Lubang hitam merupakan obyek yang gravitasinya sedemikian kuat sehingga kecepatan lepasnya jadi jauh lebih besar dari kecepatan cahaya. Ups, apa maksudnya ya?

Lubang hitam masif di Bimasakti. Kredit gambar : IFA Hawaii

Global Warming – Apa dan mengapa

Bagikan304 inShare

Sejak dikenalnya ilmu mengenai iklim, para ilmuwan telah mempelajari bahwa ternyata iklim di Bumi selalu berubah. Dari studi tentang jaman es di masa lalu menunjukkan bahwa iklim bisa berubah dengan sendirinya, dan berubah secara radikal. Apa penyebabnya? Meteor jatuh? Variasi panas Matahari? Gunung meletus yang menyebabkan awan asap? Perubahan arah angin akibat perubahan struktur muka Bumi dan arus laut? Atau karena komposisi udara yang berubah? Atau sebab yang lain?
Sampai baru pada abad 19, maka studi mengenai iklim mulai mengetahui tentang kandungan gas yang berada di atmosfer, disebut sebagai gas rumah kaca, yang bisa mempengaruhi iklim di Bumi. Apa itu gas rumah kaca?

Sumber Energi Flare Matahari

Sejak pertama kali diamati oleh Carrington dan Hodgson pada tahun 1859, pengamatan dan penelitian tentang solar flare telah maju dengan sangat pesat. Bahkan pada saat ini telah menjadi suatu bahan perbincangan yang hangat di masyarakat. Apalagi sebabnya jika bukan prediksi bencana yang akan ditimbulkannya kepada bumi.

Foto fenomena solar flare di permukaan matahari. Kredit : Mila / wikipedia

Bagaimana membuktikan bahwa Bumi mengelilingi Matahari, dan bukan sebaliknya?

Pada awal perkembangan sains, orang-orang seperti Copernicus, Kepler, Galileo & Newton berpendapat bahwa alangkah lebih baik (untuk menjelaskan), lebih mudah (secara matematika) & lebih elegan (secara filosofis) bahwa Matahari berada di pusat, sementara Bumi & planet-planet berputar mengelilingi Matahari. Semua punya penjelasan yang memuaskan, secara teori untuk mengatakan hal itu.
Sampai sekarang, pelajaran SMU fisika pun memberikan penjelasan yang jelas & memuaskan, bahwa memang demikian ada-nya. Massa matahari yang jauh lebih besar daripada planet-planet membuat planet-planet harus tunduk pada ikatan gravitasi Matahari, sehingga planet-planet tersebut bergerak mengitari Matahari sebagai pusat. Demikian dari hukum Gravitasi Newton.
Perumusan matematika-nya secara gamblang dan jelas dijelaskan oleh perumusan Kepler, hanya karena Matahari yang menjadi pusat sistem.
Kalau memang begitu ada-nya dan tidak percaya, bagaimana membuktikannya? Gampang, terbang saja jauh-jauh dari sistem tata surya ke arah kutub, dan lihatlah bagaimana Bumi beserta planet-planet bergerak mengitari Matahari. Tentu saja ini adalah pernyataan yang bersikap humor. Tapi ini memang menjadi pertanyaan penting, bagaimana membuktikannya?

Flare Matahari dan Pengamatannya

Flare Matahari, sebuah istilah yang sudah bukan lagi monopoli kalangan akademisi yang bergelut dalam dinamika matahari. Frasa tersebut isudah menjadi istilah yang tidak asing lagi di telinga masyarakat saat ini.
Popularitas flare Matahari belakangan ini telah dipublikasikan secara luas oleh berbagai multimedia terutama terkait dengan prediksi bencana yang akan ditimbulkannya, yaitu kerusakan pada bumi sebagai tempat tinggal manusia (yang ternyata sampai saat ini hanyalah sebuah isapan jempol belaka). Meskipun demikian, publisitas flare Matahari ini telah membuka mata masyarakat tentang sebuah fenomena ilmiah yang secara rutin terjadi di matahari kita sebagai bintang yang terdekat dari bumi.
Pengamatan Flare Matahari

Perlindungan medan magnetik bumi terhadap badai dari matahari. Kredit : NASA