Galaksi

Galaksi NGC 4414, spiral galaksi pada rasi bintang Coma Berenices, berdiameter sekitar 17.000 parsec dan berjarak 20 juta parsec.

Galaksi adalah sebuah sistem yang terikat oleh gaya gravitasi yang terdiri atas bintang (dengan segala bentuk manifestasinya, antara lain bintang neutron dan lubang hitam), gas dan debu kosmik medium antarbintang, dan kemungkinan substansi hipotetis yang dikenal dengan materi gelap.Kata galaksi berasal dari bahasa Yunani galaxias [γαλαξίας], yang berarti "susu," yang merujuk pada galaksi Bima Sakti (bahasa Inggris: Milky Way). Tipe-tipe galaksi berkisar dari galaksi kerdil dengan sepuluh juta(10⁷) bintang hingga galaksi raksasa dengan satu triliun (10¹²) bintang, semuanya mengorbit pada pusat galaksi. Matahari adalah salah satu bintang di galaksi Bima Sakti; tata surya termasuk bumi dan semua benda yang mengorbit matahari.

Kemungkinan terdapat lebih dari 100 milyar (10¹¹) galaksi pada alam semesta teramati.Sebagian besar galaksi berdiameter 1000 hingga 100.000parsec dan biasanya dipisahkan oleh jarak yang dihitung dalam jutaan parsec (atau megaparsec).Ruang antar galaksi terisi dengan gas yang memiliki kerapatan massa kurang dari satu atom per meter kubik. Sebagian besar galaksi diorganisasikan ke dalam sebuah himpunan yang disebut klaster, untuk kemudian membentuk himpunan yang lebih besar yang disebut superklaster. Struktur yang lebih besar ini dikelilingi oleh ruang hampa di dalam alam semesta.

Meskipun belum dipahami secara menyeluruh, materi gelap terlihat menyusun sekitar 90% dari massa sebagian besar galaksi. Data observasi menunjukkan lubang hitam supermasif kemungkinan ada pada pusat dari banyak (kalau tidak semua) galaksi.

Etimologi

Kata galaksi diturunkan dari istilah bahasa Yunani untuk galaksi kita, galaxias (γαλαξίας), atau kyklos galaktikos. Kata ini berarti "lingkaran susu", sesuai dengan penampakannya di angkasa. Dalam mitologi Yunani, Zeus menempatkan anak laki-lakinya yang dilahirkan oleh manusia biasa, bayi Heracles, pada payudara Hera ketika Hera sedang tidur sehingga bayi tersebut meminum susunya dan karena itu menjadi manusia abadi. Hera terbangun ketika sedang menyusui dan kemudian menyadari ia sedang menyusui bayi yang tak dikenalnya: ia mendorong bayi tersebut dan air susunya menyembur mewarnai langit malam, menghasilkan pita cahaya tipis yang dikenal dalam bahasa Inggris sebagai Milky Way (jalan susu).

Pengertian istilah tata surya

Galaksi Bima Sakti

Pusat galaksi di arah rasi Sagitarius. Bintang-bintang utama dalam rasi Sagitarius ditandai dengan titik merah. Tampak bahwa terdapat penampakan seperti bayangan hitam di tengah yang dikelilingi oleh semacam "aura" cemerlang. Bayangan hitam itulah yang menjadi asal usul nama "Bima Sakti".

Bima Sakti (dalam bahasa Inggris Milky Way, yang berasal dari bahasa Latin Via Lactea, diambil lagi dari bahasa Yunani Γαλαξίας Galaxias yang berarti "susu") adalah galaksi spiral yang besar termasuk dalam tipe Hubble SBbc dengan total masa sekitar 10¹² massa matahari, yang memiliki 200-400 milyar bintang dengan diameter 100.000 tahun cahaya dan ketebalan 1000 tahun cahaya.^[1] Jarak antara matahari dan pusat galaksi diperkirakan 27.700 tahun cahaya. Di dalam galaksi bima sakti terdapat sistem Tata Surya, yang didalamnya terdapat planet Bumi tempat kita tinggal. Diduga di pusat galaksi bersemayam lubang hitam supermasif (black hole). Sagitarius A dianggap sebagai lokasi lubang hitam supermasif ini. Tata surya kita memerlukan waktu 225–250 juta tahun untuk menyelesaikan satu orbit, jadi telah 20–25 kali mengitari pusat galaksi dari sejak saat terbentuknya. Kecepatan orbit tata surya adalah 217 km/d.

Di dalam bahasa Indonesia, istilah "Bima Sakti" berasal dari tokoh berkulit hitam dalam pewayangan, yaitu Bima. Istilah ini muncul karena orang Jawa kuno melihatnya sebagai bayangan hitam yang dikelilingi semacam "aura" cemerlang. Sementara itu, masyarakat Barat menyebutnya "milky way" sebab mereka melihatnya sebagai pita kabut bercahaya putih yang membentang pada bola langit. Pita kabut atau "aura" cemerlang ini sebenarnya adalah kumpulan jutaan bintang dan juga sevolume besar debu dan gas yang terletak di piringan/bidang galaksi. Pita ini tampak paling terang di sekitar rasi Sagitarius, dan lokasi tersebut memang diyakini sebagai pusat galaksi.

Diperkirakan ada 4 spiral utama dan 2 yang lebih kecil yang bermula dari tengah galaksi. Dan dinamakan sebagai berikut:

• Lengan Norma
• Lengan Scutum-Crux
• Lengan Sagitarius
• Lengan Orion atau Lengan Lokal
• Lengan Perseus
• Lengan Cygnus atau Lengan Luar

Dimensi

Cakram bintang Bima Sakti kira kira berdiameter 100.000 tahun cahaya (9.5×1017 km), dan diperkirakan rata rata mempunyai ketebalan 1000 tahun cahaya (9.5×1015 km). Bima Sakti diestimasikan mempunyai setidaknya 200 milyar bintang dan mungkin sebanyak 400 milyar bintang. Angka pastinya tergantung dari jumlah bintang bermasa rendah, yang sangat sulit dipastikan. Melebihi bagian cakram bintang, terletak piringan gas yang lebih tebal. Observasi terakhir mengindikasikan bahwa piringan gas Bima Sakti mempunyai ketebalan sekitar 12.000 tahun cahaya (1.1×1017 km) - sebesar dua kali nilai yang diterima sebelumnya. Sebagai panduan ukuran fisk Bima Sakti, sebagai misal kalau diameternya dijadikan 100 m, Tata Surya, termasuk awan oort, akan berukuran tidak lebih dari 1 mm.

Cahaya galaksi memancar lebih jauh, tapi ini dibatasi oleh orbit dari dua satelit Bima Sakti yaitu Awan Magellan Besar dan Kecil (the Large and the Small Magellanic Clouds), yang memiliki perigalacticon kurang lebih 180.000 tahun cahaya (1.7×1018 km). Pada jarak ini dan lebih jauh selanjutnya, orbit-orbit dari obyek sekitar akan didisrupsi oleh awan magelan, dan obyek obyek itu kemungkinan besar akan terhempas keluar dari Bima Sakti.

Perhitungan terakhir oleh teleskop Very Long Baseline Array (VLBA) menunjukkan bahwa ukuran Bima Saki adalah lebih besar dari yang diketahui sebelumnya. Ukuran Bima Sakti terakhir sekarang dipercaya adalah mirip seperti tetangga galaksi terdekat, galaksi Andromeda. Dengan menggunakan VLBA untuk mengukur geseran daerah formasi bintang-bintang yang terletak jauh ketika bumi sedang mengorbit di posisi yang berlawanan dari matahari, para ilmuwan dapat mengukur jarak dari berbagai daerah itu dengan assumsi yang lebih sedikit dari usaha pengukuran sebelumnya. Estimasi kecepatan rotasi terbaru dan lebih akurat (yang kemudian menunjukan dark matter yang terkandung di dalam galaksi) adalah 914,000 km/jam. Nilai ini jauh lebih tinggi dari nilai umum sebelumnya 792,000 km/jam. Hasil ini memberi kesimpulan bahwa total masa Bima Sakti adalah sekitar 3 trillion bintang, atau kira kira 50% lebih besar dari perkiraan sebelumnya.

Gravitasi

Gravitasi adalah gaya tarik-menarik yang terjadi antara semua partikel yang mempunyai massa di alam semesta. Fisika modern mendeskripsikan gravitasi menggunakan Teori Relativitas Umum dari Einstein, namun hukum gravitasi universal Newton yang lebih sederhana merupakan hampiran yang cukup akurat dalam kebanyakan kasus.

Sebagai contoh, Bumi yang memiliki massa yang sangat besar menghasilkan gaya gravitasi yang sangat besar untuk menarik benda-benda disekitarnya, termasuk makhluk hidup, dan benda benda yang ada di bumi. Gaya gravitasi ini juga menarik benda-benda yang ada diluar angkasa, seperti bulan, meteor, dan benda angkasa laiinnya, termasuk satelite buatan manusia.

Beberapa teori yang belum dapat dibuktikan menyebutkan bahwa gaya gravitasi timbul karena adanya partikel gravitron dalam setiap atom.

Hukum Gravitasi Universal Newton

Hukum gravitasi universal Newton dirumuskan sebagai berikut:

Setiap massa titik menarik semua massa titik lainnya dengan gaya segaris dengan garis yang menghubungkan kedua titik. Besar gaya tersebut berbanding lurus dengan perkalian kedua massa tersebut dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua massa titik tersebut.

F adalah besar dari gaya gravitasi antara kedua massa titik tersebut

G adalah konstanta gravitasi

m₁ adalah besar massa titik pertama

m₂ adalah besar massa titik kedua

r adalah jarak antara kedua massa titik

Dalam sistem Internasional, F diukur dalam newton (N), m₁ dan m₂ dalam kilograms (kg), r dalam meter (m), dsn konstanta G kira-kira sama dengan 6,67 × 10⁻¹¹ N m² kg⁻².

Dari persamaan ini dapat diturunkan persamaan untuk menghitung Berat. Berat suatu benda adalah hasil kali massa benda tersebut dengan percepatan gravitasi bumi. Persamaan tersebut dapat dituliskan sebagai berikut: W = mg. W adalah gaya berat benda tersebut, m adalah massa dan g adalah percepatan gravitasi. Percepatan gravitasi ini berbeda-beda dari satu tempat ke tempat lain

Lubang Hitam

Lukisan rekaan dari lubang hitam di depan galaksi Bima Sakti yang bermassa 10x massa matahari kita, dilihat dari jarak 600 km.

Lubang hitam adalah sebuah pemusatan massa yang cukup besar sehingga menghasilkan gaya gravitasi yang sangat besar. Gaya gravitasi yang sangat besar ini mencegah apa pun lolos darinya kecuali melalui perilaku terowongan kuantum. Medan gravitasi begitu kuat sehingga 8kecepatan lepas di dekatnya mendekati kecepatan cahaya. Tak ada sesuatu, termasuk radiasi elektromagnetik yang dapat lolos dari gravitasinya, bahkan cahaya hanya dapat masuk tetapi tidak dapat keluar atau melewatinya, dari sini diperoleh kata "hitam". Istilah "lubang hitam" telah tersebar luas, meskipun ia tidak menunjuk ke sebuah lubang dalam arti biasa, tetapi merupakan sebuah wilayah di angkasa di mana semua tidak dapat kembali. Secara teoritis, lubang hitam dapat memliki ukuran apa pun, dari mikroskopik sampai ke ukuran alam raya yang dapat diamati.

Landasan Teori

Teori adanya lubang hitam pertama kali diajukan pada abad ke-18 oleh John Michell and Pierre-Simon Laplace, selanjutnya dikembangkan oleh astronom Jerman bernama Karl Schwarzschild, pada tahun 1916, dengan berdasar pada teori relativitas umum dari Albert Einstein, dan semakin dipopulerkan oleh Stephen William Hawking. Pada saat ini banyak astronom yang percaya bahwa hampir semua galaksi dialam semesta ini mengelilingi lubang hitam pada pusat galaksi.

Adalah John Archibald Wheeler pada tahun 1967 yang memberikan nama "Lubang Hitam" sehingga menjadi populer di dunia bahkan juga menjadi topik favorit para penulis fiksi ilmiah. Kita tidak dapat melihat lubang hitam akan tetapi kita bisa mendeteksi materi yang tertarik / tersedot ke arahnya. Dengan cara inilah, para astronom mempelajari dan mengidentifikasikan banyak lubang hitam di angkasa lewat observasi yang sangat hati-hati sehingga diperkirakan di angkasa dihiasi oleh jutaan lubang hitam.

• Asal Mula Lubang Hitam

Lubang Hitam tercipta ketika suatu obyek tidak dapat bertahan dari kekuatan tekanan gaya gravitasinya sendiri. Banyak obyek (termasuk matahari dan bumi) tidak akan pernah menjadi lubang hitam. Tekanan gravitasi pada matahari dan bumi tidak mencukupi untuk melampaui kekuatan atom dan nuklir dalam dirinya yang sifatnya melawan tekanan gravitasi. Tetapi sebaliknya untuk obyek yang bermassa sangat besar, tekanan gravitasi-lah yang menang.

• Pertumbuhannya

Massa dari lubang hitam terus bertambah dengan cara menangkap semua materi didekatnya. Semua materi tidak bisa lari dari jeratan lubang hitam jika melintas terlalu dekat. Jadi obyek yang tidak bisa menjaga jarak yang aman dari lubang hitam akan terhisap. Berlainan dengan reputasi yang disandangnya saat ini yang menyatakan bahwa lubang hitam dapat menghisap apa saja disekitarnya, lubang hitam tidak dapat menghisap material yang jaraknya sangat jauh dari dirinya. dia hanya bisa menarik materi yang lewat sangat dekat dengannya. Contoh : bayangkan matahari kita menjadi lubang hitam dengan massa yang sama. Kegelapan akan menyelimuti bumi dikarenakan tidak ada pancaran cahaya dari lubang hitam, tetapi bumi akan tetap mengelilingi lubang hitam itu dengan jarak dan kecepatan yang sama dengan saat ini dan tidak terhisap masuk kedalamnya. Bahaya akan mengancam hanya jika bumi kita berjarak 10 mil dari lubang hitam, dimana hal ini masih jauh dari kenyataan bahwa bumi berjarak 93 juta mil dari matahari. Lubang hitam juga dapat bertambah massanya dengan cara bertubrukan dengan lubang hitam yang lain sehingga menjadi satu lubang hitam yang lebih besar.

Materi gelap

Materi gelap adalah materi yang tidak dapat dideteksi dari radiasi yang dipancarkan atau penyerapan radiasi yang datang ke materi tersebut, tetapi kehadirannya dapat dibuktikan dari efek gravitasi materi-materi yang tampak seperti bintang dan galaksi. Perkiraan tentang banyaknya materi di dalam alam semesta berdasarkan efek gravitasi selalu menunjukkan bahwa sebenarnya ada jauh lebih banyak materi daripada materi yang dapat diamati secara langsung. Terlebih lagi, adanya materi gelap dapat menyelesaikan banyak ketidakkonsistenan dalam teori dentuman dahsyat.

Sebagian besar massa di alam semesta dipercaya berada dalam bentuk ini. Menentukan sifat dari materi gelap juga dikenal sebagai masalah materi gelap atau masalah hilangnya massa, dan merupakan salah satu masalah penting dalam kosmologi modern.

Pertanyaan tentang adanya materi gelap mungkin tampak tidak relevan dengan keberadaan kita di bumi. Akan tetapi, ada atau tidaknya materi gelap ini dapat menentukan takdir terakhir dari alam semesta. Kita mengetahui bahwa sekarang alam semesta mengalami pengembangan karena cahaya dari benda langit yang jauh menunjukkan adanya pergeseran merah. Banyaknya materi biasa yang terlihat di alam semesta tidaklah cukup untuk membuat gravitasi menghentikan pengembangan, dan dengan demikian pengembangan akan berlanjut selamanya tanpa adanya materi gelap. Pada prinsipnya, jumlah materi gelap yang cukup di alam semesta dapat menyebabkan pengembangan alam semesta berhenti, atau kebalikannya (yang akhirnya membawa kita pada Big Crunch). Pada prakteknya, sekarang banyak anggapan bahwa gerakan-gerakan alam semesta didominasi oleh komponen lainnya, energi gelap.