Bertafakur Dengan Astro Fisika

Selasa, 17 November 2009 20:26:46 - oleh : aripnur

Bagian Ke-1

Tulisan Berseri Menyambut Tahun Astronomi Dunia (2009)

Oleh:
Anton Timur Jaelani*
(www.banjarastrophysics.co.cc)

Arip Nurahman*
(www.banjarcyberschool.co.cc)

Shareer Zahan*
(zahanshahreer@live.com)

Pembina:

Bpk. Muhammad Arief, S.Pd., M.Sc., Ph.D. (Fisika UPI)
Bpk. Endang Jaenudin, S.Pd. (SMAN 1 Banjar)
http://fisikamudahmenyenangkan.blogspot.com/
Bpk. Itam Kistamaji, S.Si. (SMAN 1 Banjar)

Ar-rahman; 33
Hai jamaah jin dan manusia,jika kamu sanggup menembus (melintasi) penjuru langit dan bumi, maka lintasilah, kamu tidak dapat menembusnya kecuali dengan kekuatan. (QS. 55:33)

"Berapa sering lagi kita harus mengagumi karya Tuhan yang luar biasa, yang menciptakan langit dan bumi dari sebuah hakikat primat dari sebuah rincian yang demikian indah sehingga dengannya Ia dapat menciptakan otak dan pikiran yang bernyala dengan berkah kemampuan meramal yang ilahiah untuk menerobos misteri ciptaan-Nya sendiri. Jika pikiran dari seorang Bohr atau Einstein membuat kita terkagum-kagum dengan kekuatannya, bagaimana kita mulai memuja keagungan Tuhan yang menciptakannya?"

“-Banesh Hoffmann-“

Abstract

Astrophysics is the branch of astronomy that deals with the physics of the universe, including the physical properties (luminosity, density, temperature, and chemical composition) of celestial objects such as stars, galaxies, and the interstellar medium, as well as their interactions. The study of cosmology is theoretical astrophysics at scales much larger than the size of particular gravitationally-bound objects in the universe.

Because astrophysics is a very broad subject, astrophysicists typically apply many disciplines of physics, including mechanics, electromagnetism, statistical mechanics, thermodynamics, quantum mechanics, relativity, nuclear and particle physics, and atomic and molecular physics. In practice, modern astronomical research involves a substantial amount of physics. The name of a university's department ("astrophysics" or "astronomy") often has to do more with the department's history than with the contents of the programs. Astrophysics can be studied at the bachelors, masters, and Ph.D. levels in aerospace engineering, physics, or astronomy departments at many universities.

Introduction.

Theoretical astrophysicists use a wide variety of tools which include analytical models (for example, polytropes to approximate the behaviors of a star) and computational numerical simulations. Each has some advantages. Analytical models of a process are generally better for giving insight into the heart of what is going on. Numerical models can reveal the existence of phenomena and effects that would otherwise not be seen.

Theorists in astrophysics endeavor to create theoretical models and figure out the observational consequences of those models. This helps allow observers to look for data that can refute a model or help in choosing between several alternate or conflicting models.

Theorists also try to generate or modify models to take into account new data. In the case of an inconsistency, the general tendency is to try to make minimal modifications to the model to fit the data. In some cases, a large amount of inconsistent data over time may lead to total abandonment of a model.

Topics studied by theoretical astrophysicists include: stellar dynamics and evolution; galaxy formation; large-scale structure of matter in the Universe; origin of cosmic rays; general relativity and physical cosmology, including string cosmology and astroparticle physics. Astrophysical relativity serves as a tool to gauge the properties of large scale structures for which gravitation plays a significant role in physical phenomena investigated and as the basis for black hole (astro)physics and the study of gravitational waves.

Some widely accepted and studied theories and models in astrophysics, now included in the Lambda-CDM model are the Big Bang, Cosmic inflation, dark matter, dark energy and fundamental theories of physics.

Contents

Dalam bentuk standarnya, teori Dentuman Besar (Big Bang) mengasumsikan bahwa semua bagian jagat raya mulai mengembang secara serentak. Namun bagaimana semua bagian jagat raya yang berbeda bisa menyelaraskan awal pengembangan mereka?. Siapa yang memberikan perintah ? (Andre Linde, Profesor Kosmologi).

Seabad yang lalu, penciptaan alam semesta adalah sebuah konsep yang diabaikan para ahli astronomi. Alasannya adalah penerimaan umum atas gagasan bahwa alam semesta telah ada sejak waktu tak terbatas. Dalam mengkaji alam semesta, ilmuwan beranggapan bahwa jagat raya hanyalah akumulasi materi dan tidak mempunyai awal.
Tidak ada momen "penciptaan", yakni momen ketika alam semesta dan segala isinya muncul.

Gagasan "keberadaan abadi" ini sesuai dengan pandangan orang Eropa yang berasal dari filsafat materialisme. Filsafat ini, yang awalnya dikembangkan di dunia Yunani kuno, menyatakan bahwa materi adalah satu-satunya yang ada di jagat raya dan jagat raya ada sejak waktu tak terbatas dan akan ada selamanya. Filsafat ini bertahan dalam bentuk-bentuk berbeda selama zaman Romawi, namun pada akhir kekaisaran Romawi dan Abad Pertengahan, materialisme mulai mengalami kemunduran karena pengaruh filsafat gereja Katolik dan Kristen.

Setelah Renaisans, materialisme kembali mendapatkan penerimaan luas di antara pelajar dan ilmuwan Eropa, sebagian besar karena kesetiaan mereka terhadap filsafat Yunani kuno. Filsuf Jerman, Immanuel Kant adalah orang pertama yang mengajukan pernyataan "alam semesta tanpa batas" pada Zaman Baru. Tetapi penemuan ilmiah menggugurkan pernyataan Kant.

Immanuel Kant-lah yang pada masa Pencerahan Eropa, menyatakan dan mendukung kembali materialisme. Kant menyatakan bahwa alam semesta ada selamanya dan bahwa setiap probabilitas, betapapun mustahil, harus dianggap mungkin. Pengikut Kant terus mempertahankan gagasannya tentang alam semesta tanpa batas beserta materialisme.

Pada awal abad ke-19, gagasan bahwa alam semesta tidak mempunyai awal - bahwa tidak pernah ada momen ketika jagat raya diciptakan - secara luas diterima. Pandangan ini dibawa ke abad ke-20 melalui karya-karya materialis dialektik seperti Karl Marx dan Friedrich Engels.

Pandangan tentang alam semesta tanpa batas sangat sesuai dengan ateisme. Tidak sulit melihat alasannya. Untuk meyakini bahwa alam semesta mempunyai permulaan, bisa berarti bahwa ia diciptakan dan itu berarti, tentu saja, memerlukan pencipta, yaitu Tuhan. Jauh lebih mudah dan aman untuk menghindari isu ini dengan mengajukan gagasan bahwa "alam semesta ada selamanya", meskipun tidak ada dasar ilmiah sekecil apa pun untuk membuat klaim seperti itu.

Georges Politzer, yang mendukung dan mempertahankan gagasan ini dalam buku-bukunya yang diterbitkan pada awal abad ke-20, adalah pendukung setia Marxisme dan Materialisme. Dengan mempercayai kebenaran model "jagat raya tanpa batas",
Politzer menolak gagasan penciptaan dalam bukunya Principes Fondamentaux de Philosophie ketika dia menulis:

"Alam semesta bukanlah objek yang diciptakan, jika memang demikian, maka jagat raya harus diciptakan secara seketika oleh Tuhan dan muncul dari ketiadaan. Untuk mengakui penciptaan, orang harus mengakui, sejak awal, keberadaan momen ketika alam semesta tidak ada, dan bahwa sesuatu muncul dari ketiadaan.Ini pandangan yang tidak bisa diterima sains."

Politzer menganggap sains berada di pihaknya dalam pembelaannya terhadap gagasan alam semesta tanpa batas. Kenyataannya, sains merupakan bukti bahwa jagat raya sungguh-sungguh mempunyai permulaan. Dan seperti yang dinyatakan Politzer sendiri, jika ada penciptaan maka harus ada penciptanya.

Pengembangan Alam Semesta dan Penemuan Dentuman Besar Tahun 1920-an adalah tahun yang penting dalam perkembangan astronomi modern.

Pada tahun 1922, ahli fisika Rusia, Alexandra Friedman, menghasilkan perhitungan yang menunjukkan bahwa struktur alam semesta tidaklah statis dan bahwa impuls kecil pun mungkin cukup untuk menyebabkan struktur keseluruhan mengembang atau mengerut menurut Teori Relativitas Einstein.

George Lemaitre adalah orang pertama yang menyadari apa arti perhitungan Friedman. Berdasarkan perhitungan ini, astronomer Belgia, Lemaitre, menyatakan bahwa alam semesta mempunyai permulaan dan bahwa ia mengembang sebagai akibat dari sesuatu yang telah memicunya. Dia juga menyatakan bahwa tingkat radiasi (rate of radiation) dapat digunakan sebagai ukuran akibat (aftermath) dari "sesuatu" itu.

Edwin Hubble menemukan bahwa alam semesta mengembang.
Pada akhirnya dia menemukan bukti "Ledakan Besar", peristiwa besar yang penemuannya memaksa ilmuwan meninggalkan anggapan alam semesta tanpa batas dan abadi.

Pemikiran teoretis kedua ilmuwan ini tidak menarik banyak perhatian dan barangkali akan terabaikan kalau saja tidak ditemukan bukti pengamatan baru yang mengguncangkan dunia ilmiah pada tahun 1929. Pada tahun itu, astronomer Amerika, Edwin Hubble, yang bekerja di Observatorium Mount Wilson California, membuat penemuan paling penting dalam sejarah astronomi.

Ketika mengamati sejumlah bintang melalui teleskop raksasanya, dia menemukan bahwa cahaya bintang-bintang itu bergeser ke arah ujung merah spektrum, dan bahwa pergeseran itu berkaitan langsung dengan jarak bintang-bintang dari bumi.

Penemuan ini mengguncangkan landasan model alam semesta yang dipercaya saat itu. Menurut aturan fisika yang diketahui, spektrum berkas cahaya yang mendekati titik observasi cenderung ke arah ungu, sementara spektrum berkas cahaya yang menjauhi titik observasi cenderung ke arah merah. (Seperti suara peluit kereta yang semakin samar ketika kereta semakin jauh dari pengamat).

Pengamatan Hubble menunjukkan bahwa menurut hukum ini, benda-benda luar angkasa menjauh dari kita.

Tidak lama kemudian, Hubble membuat penemuan penting lagi; bintang-bintang tidak hanya menjauh dari bumi; mereka juga menjauhi satu sama lain. Satu-satunya kesimpulan yang bisa diturunkan dari alam semesta di mana segala sesuatunya saling menjauh adalah bahwa alam semesta dengan konstan "mengembang".

Hubble menemukan buktipengamatan untuk sesuatu yang telah "diramalkan" George Lamaitre sebelumnya, dan salah satu pemikir terbesar zaman kita telah menyadari ini hampir lima belas tahun lebih awal.

Pada tahun 1915, Albert Einstein telah menyimpulkan bahwa alam semesta tidak mungkin statis dengan perhitungan-perhitungan berdasarkan teori relativitas yang baru di temukannya (yang mengantisipasi kesimpulan Friedman dan Lemaitre).

Terkejut oleh temuannya, Einstein menambahkan "konstanta kosmologis" pada persamaannya agar muncul "jawaban yang benar", karena para ahli astronomi meyakinkan dia bahwa alam semesta itu statis dan tidak ada cara lain untuk membuat persamaannya sesuai dengan model seperti itu. Beberapa tahun kemudian, Einstein mengakui bahwa konstanta kosmologis ini adalah kesalahan terbesar dalam karirnya.

TO BE CONTINUED:

Penulis:
1. Mahasiswa Astronomi ITB, Juara Mojang Jajaka Kota Banjar 2008
2. Mahasiswa Pendidikan Fisika UPI
& Open Course Ware at Harvard-MIT, Cambridge Massachusetts, USA.
3. Siswa di St. Joseph Higher Secondary, Dhaka. Bangladesh.

Acknowledgments:

Prof. Adnan Oktar (Harun Yahya)
Atas Karya-karyanya yang luar biasa.(Mimar Sinan University)
http://www.harunyahya.com

Terimakasih Atas Materi perkuliahan onlinenya:

Prof. Barton Zwiebach, Ph.D. (MIT)
Email: zwiebach@mit.edu
Phone: (617) 253-4839
Fax: (617) 253-8674

Prof. Alan Guth, Ph.D. (MIT)
Email: guth@ctp.mit.edu
Phone: (617) 253-6265