LEDAKAN BESAR
Disusun oleh :
Yanty
XI-IPA 3/30
SMA GONZAGA
JL. PEJATEN BARAT NO. 10 A
JAKARTA SELATAN
NOVEMBER 2007
ALAM SEMESTA
Alam semesta atau jagad raya didefinisikan sebagai ruang-waktu dimana semua energi dan materi berkumpul. Massa dan energi yang berada di alam semesta terdiri atas 73% energi gelap, 23% materi gelap dingin dan 4% atom. Alam semesta mungkin mempunyai 1011 galaksi dimana tiap-tiap galaksi mempunyai 1011 bintang yang tersebar dengan masing-masing bintang memiliki 1057 atom hidrogen. Ilmu yang mempelajari tentang alam semesta disebut kosmologi. Para ilmuwan sejak lama mengajukan gagasan bahwa alam semsta adalah statis, tidak memiliki awal dan akhir sehingga tak ada penciptaan atau sang Pencipta. Lalu pada tahun 1927, muncul teori penciptaan alam semsta yang lain yaitu big bang. Teori ini mempunyai saingan yaitu teori keadaan stabil,teori bahwa alam semesta itu statis.
SEJARAH TEORI KEADAAN-TETAP (STEADY STATE THEORY)
Tahun 1948, teori kedaan-tetap atau teori alam semesta tak terhingga dicetuskan oleh Fred Hoyle, Thomas Gold dan Hermann Bondi sebagai alternatif dari teori ledakan besar (Big Bang theory). Teori ini tidak lebih dari perpanjangan paham materialistis abad ke 19 yang mengabaikan adanya sang Pencipta dan model semesta yang tanpa batas. Menurut model ini, ketika alam semesta mengembang, materi baru terus-menerus muncul dengan sendirinya dalam jumlah tepat sehingga alam semesta berada dalam “keadaan-stabil”. Galaksi baru yang terciptakan dari materi baru ini akan membuat jagat raya tampak sama sepanjang masa. Untuk mempertahankan kerapatan jagat raya konstan, laju penciptaan materi cukup kecil yakni satu atom hidrogen per sentimeter kubik setiap 1 milyar tahun. Dengan kata lain, alam semesta menurut teori ini adalah statis/tetap, tidak permulaan atau akhir. Walaupun mereka mengakui bahwa alam semesta berekspansi, namun mereka menyatakan bahwa alam semesta akan tetap sama kelihatannya sampai kapanpun. Teori ini segera runtuh dan tidak banyak penggemarnya ketika ditemukan radiasi latar belakang kosmik.
SEJARAH TEORI LEDAKAN BESAR (BIG BANG THEORY)
Tahun 1922, fisikawan Rusia, Alexandre Friedmann menghasilkan perhitungan yang menyatakan struktur alam semesta tidak statis dan impuls kecil mungkin cukup membuat alam semesta mengerut atau mengembang sesuai Teori Relativitas Einstein. Berdasarkan perhitungan Friedman tahun 1927, Pastur Katholik Belgia, Georges Lemaitre menyatakan bahwa alam semesta mempunyai permulaan dan mengalami pengembangan. Ia mengusulkan bahwa alam semesta dimulai dengan atom primitif. Tahun 1929, Edwin Hubble menemukan bahwa ada galaksi lainnya selain galaksi Bimasakti (Milky Way) dan bahwa semua galaksi itu mengalami pergeseran merah. Pergeseran merah dimaksudkan bahwa cahaya bintang-bintang dan galaksi mendekati spektrum merah, dengan kata lain, mereka menjauhi pengamat dan bahkan saling menjauhi satu sama lain. Jika galaksi-galaksi yang sekarang saling menjauh satu sama lain, maka dulunya mereka berdekatan dan berkumpul pada suatu titik massa yang mampat, disebut dengan “volume nol” atau “singularitas” yang akhirnya meledak dan mengembang. Ledakan ini disebut Ledakan Besar.
BIG BANG VS STEADY STATE
Perhatikan perbedaan teori tentang alam semesta ini mulai dari keyakinannya. Teori steady state yang mengunggulkan alam semesta statis, pastilah bersifat atheis semestara teori Big Bang mengakui permulaan alam semesta bersifat theis (mengakui adanya Tuhan), lagipula pencetusnya merupakan pastur Katholik. Lalu perhatikan bahwa kedua hipotesis ini melanggar hukum kekekalan energi; adanya penciptaan sejumlah besar materi dengan kerapatan kecil pada hipotesis pertama dan adanya kerapatan tak terhingga pada hipotesis pertama.
ALAM SEMESTA STATIS DAN RELATIVITAS UMUM
Pandangan bahwa alam semesta statis bertahan dari abad 17, dari masa Newton hingga generasi abad 20 yaitu Einstein. Seharusnya Newton menyadari bahwa suatu waktu alam semesta harus mengerut akibat gravitasi. Sama ketika Einstein menyadari bahwa alam semesta tak mungkin statis menurut teori relativitas yang ditemukannya. Berbeda dengan Alexandre Friedmann yang menerima relativitas umum apa adanya dan siap menyatakan bahwa alam semesta punya awal bersama George Lemaitre, Einstein merubah persamaan-persamaannya dengan menambahkan Konstanta Kosmologis, yaitu gaya antigravitasi yang mengimbangi gravitasi semua materi dalam jagat raya, tertanam dalam jalinan ruang waktu. Setelah penemuan Hubble, Einstein sadar bahwa konstanta itu tak ada gunanya, maka disebutnya itu sebagai “kebodohannya yang terbesar”. Berikut ini Kontanta Kosmologi(Λ) dalam persamaan relativitas umum :
MODEL ALAM SEMESTA KLASIK
Friedmann mengemukakan dua pengandaian sederhana mengenai alam semesta bahwa alam semesta akan tampak identik kemanapun orang memandang dan sifat itu tetap sama darimanapun orang memandang. Maka sebenarnya, tak ada seorangpun yang berharap bahwa alam semesta itu statis. Ada 3 model alam semesta menurut pengandaian Friedmann. Model pertama yaitu alam semesta berawal dari ledakan besar dan terus memuai cukup lambat sehingga gravitasi akan menghentikan pemuaian, seterusnya galaksi-galaksi akan saling mendakati sehingga alam semesta mengerut dan terjadi kebalikan dari ledakan besar, suatu penciutan besar (Big Crunch, seperti runtuhnya bintang ke dalam lubang hitam namun dalam skala yang besar). Model kedua yaitu alam semesta memuai begitu cepat sehingga gravitasi hanya bisa mengerem sedikit. Mula-mula alam semesta diawali dengan ledakan besar dan terus memuai dengan laju yang tetap. Model ketiga adalah dimana alam semesta memuai tepat hingga mampu berkelit dari gravitasi untuk menghindari penciutan dahsyat. Model Friedmann yang pertama menyatakan bahwa alam semesta itu tidak terhingga dalam ruang, namun ruang itu tidak punya tapal batas. Gravitasi membuat ruang itu membengkok ke arah dalam seperti permukaan bola dengan 3 dimensi. Namun, dalam model ini, rentang ruang punya batas. Dimensi keempat, waktu, juga rentangnya terbatas seperti sepotong garis dengan awal dan akhir. Model kedua Friedmann menyatakan bahwa alam semesta memuai selamanya sehingga bentung ruang melengkung ke arah lain seperti permukaan pelana dan tidak terhingga. Model ketiga Friedmann dengan laju pemuaian yang kritis, ruang itu datar dan tidak terhingga.
PROSES LEDAKAN BESAR MENURUT MEKANIKA KUANTUM
Semua model klasik Friedmann berawal dari suatu rapatan alam semesta kira-kira 10-20 milyar tahun yang lalu. Mekanika kuantum telah melangkah jauh mendekati t=0 sesaat sebelum ledakan besar. Pada waktu Planck, 10-43s, suhu, kerapatan dan kelengkungan ruang-waktu alam semesta tak terhingga besarnya. Apapun yang terjadi sebelum waktu Planck, tak ada pengaruhnya bagi alam semesta yang terbentuk karena prediktabilitasnya akan runtuh seketika ledakan besar terjadi. Suatu singularitas ledakan besar yang tak terhingga panasnya hingga berbentuk radiasi (karena E≡pc maka materi sama dengan radiasi) dan membentuk segala macam partikel elementer macam quark, proton, neutron, photon, elektron, neutrino klop dengan sobat antipartikelnya. Dalam menghadapi singularitas ini, semua teori fisika serta kemampuan untuk meramal masa depan akan luluh lantak, termasuk relativitas umum. Entah kenapa terjadi asimetri antara antipartikel dengan partikelnya sehingga ketika t=10-6 dan suhu mencapai 1,5 X 1013 K, semua antipartikel dan hampir semua partikel saling bunuh-membunuh. Ledakan besar yang didefinisikan dalam mekanika kuantum adalah pemusnahan masal antipartikel dan partikelnya menghasilkan sejumlah besar photon energi tinggi. 1 detik sesudah ledakan besar, suhu alam semesta berkisar antara 1,5 X 1010 K hingga 6 X 109 K. Yang tersisa hanya sangat sedikit partikel elementer. Neutrino dan antineutrino tidak lagi memusnahkan karena energinya sudah turun sehingga mereka enggan berinteraksi dengan materi dan mereka pun berpisah jalan (neutrino decoupling). Kerapatan neutrino dan photon hampir sama besar sampai alam semesta mengembang, suhu keduanya terus menurun. Neutrino latar belakang kosmik mikro lebih rendah daripada gelombang mikro photon latar belakang kosmik atau radiasi gelombang mikro latar belakang kosmik sebab selagi neutrino mendingin, photon harus berpanasa-panasan akibat proses pemusnahan pasangan. Saat t=6 s, alam semesta mencapai tahap dimana reaksi inti atau gaya nuklir kuat sangat penting. Dengan kedatangan proton dan neutron, maka reaksi inti dalam pembentukan deuterium yaitu
n + p → d + γ
Untuk tercipta banyak deuterium, photon harus mendingin mencapai 2,22 MeVdan suhu T= 2,5 X 1010 K. Pada t=225, suhu alam semesta berada di bawah 109 K sehingga terjadi reaksi pembentukan deuterium, hidrogen dan helium :
d + p → 3He
d + n → 3H
3He + n → 4He
3H + p → 4He
Energi pembentukan inti 3He dan 3H adalah 5,49 MeV dan 6,26 MeV. Tahap akhir pembentukan inti berat yaitu dengan pembentukan He. Pada t = 225 s, 17 neutron yang ada sejak t = 6 s sudah mengalami peluruhan beta hingga menjadi 12 persen dan jumlah proton meningkatkan menjadi 88 persen.Karena massa helium sekitar 4 kali massa hidrogen maka 24 persen massa alam semesta adalah massa helium.
Segera alam semesta purba menjalani masa pendinginan panjang yang sepi dan gaya nuklir kuat pun tidak begitu penting. Tahap akhir evolusi alam semesta purba adalah pembentukan atom hidrogen dan helium netral dari inti p, d, 3He dan 4He serta elektron bebas. Untuk kasus hidrogen, energi photon harus dibwah 13,6 eV sebab jika kurang, atom yang terbentuk akan diionkan oleh radiasi. Karena ada sekitar 108 photon untuk setiap proton maka proton itu harus menunggu hingga t = 160 000 tahun dan T = 6600 K sampai energi radiasinya turun. Dengan terbentuknya atom netral, maka tak ada lagi partikel bermuatan yang tersisa dalam alam semesta sekaligus radiasi terlalu lemah untuk mengionkan atom, maka tahap ini adalah dimana radiasi dan materi putus hubungan (decoupling) sehingga gaya elektromagnetik tidak penting lagi. Selang 14,9993 X 109 tahun, tak ada peristiwa yang mengesankan dan semuanya berjalan serba sepi. Fluktuasi kerapatan hidrogen dan helium merangsang terjadinya kondensasi galaksi dan lahirnya bintang generasi pertama. Pesta kembang api terpopuler sejagat raya, supernova, menghamburkan materi bintang yang mati untuk membentuk bintang generasi kedua dan sebagian membentuk planet.
PENINGGALAN BIG BANG
NEUTRINO LATAR BELAKANG KOSMIK
Neutrino mengalami pregeseran merah dengan suhu lebih rendah daripada photon, sekitar 2 K. Kerapatan neutrino awal kurang lebih sama dengan kerapatan photon, sekitar 108 /m3.
GELOMBANG GRAVITASI
Ketika materi terbentuk dan ketika materi-antimateri saling memusnahkan, dihasilkan radiasi gravitasi seperti radiasi elektromagnet. Radiasi gravitasi juga mengalami pergeseran merah yang cukup besar dan tetap ada di alam semesta.
KELIMPAHAN HELIUM
Karena materi terus bereinkarnasi membentuk materi baru, mungkin materi itu mengalami amnesia total akan peristiwa Big Bang. Kelimpahan helium sekitar 25-30 persen, mendekati taksiran kasar 24 persen. Kelimpahan helium awal sangat ditentukan ketika quark dan antiquark dibentuk bersama-sama. Karena quark dan antiquarknya punya 6 jenis yaitu top, charmed, bottom, up, down, strange dengan 3 warna blue, green, red, maka kelimpahan helium yang diamati tidak sama dengan perkiraan 25 persen.
LUBANG HITAM MINI
Kerapatan energi dan materi tak terhingga besarnya memungkinkan terbentuknya sejumlah lubang hitam denga massa lebih kecil dari 1 gram. Namun, belum ada lubang hitam mini yang pernah diamati.
PERGESERAN MERAH KOSMOLOGIS
Bukti-bukti bahwa pernah terjadi suatu ledakan besar yaitu dengan adanyaradiasi latar belakan gelombang mikro yang ditemukan oleh Arno Penzias dan Robert Wilson tahun 1965 di Bell Telephone Laboratories. Mereka menemukan bahwa gelombang mikro ini selalu sama kuatnya bahkan tidak pernah berubah walaupun posisi detektornya berubah. Bukti lainnya yaitu pergeseran merah pada semua galaksi, bintang dan objek bernama quasar atau quasi-stellar radio source. Objek ini bisa disebut objek serupa bintang pemancar radio tapi bohongan, karena pergeseran merahnya besar dan menghasilkan gelombang radio yang kuat. Namun bisa juga, quasar ini mengalami pergeseran merah gravitasi, artinya objek ini sangat kecil namun yang menyebabkan pergeseran merahnya adalah medan gravitasi yang begitu kuat. Pergeseran merah yang terjadi pada semua galaksi dan bintang berbanding lurus dengan jarak objek tersebut dengan pengamat. Persamaan yang mengungkapkan pergeseran merah sebagi bagian dari alam semesta yang mengembang, disebut hukum Hubble :
V = Hd
Dimana v adalah laju galaksi dari pergeseran merahnya dan d adalah jaraknya dari pengamat. Konstanta H adalah tetapan H yang selalu berubah dalam 50 tahun belakangan namun H sekitar 75km/s/Mpc dengan orde ketidakpastian ± 20 persen. Pc atau parsec adalah ukuran jarak pada skala kosmik. Satu parsec adalah jarak yang berkaitan dengan satu detik busur paralaks. Namun, cukup sulit menentukan jarak suatu bintang atau galaksi karena tak seorangpun tahu apakah itu objek terang yang jauh sekali atau objek redup yang dekat sekali. Dalam pergeseran merah kosmolgis, tak ada titik pusat dimana galaksi dan bintang saling menjauh, bagaikan balon bertitik yang ditiup. Ketika balonnya mengembang, maka titik-titik itu saling berjauhan tapi tak satupun titik dianggap sebagai pusat pengembangan.
GAYA-GAYA UNIVERSAL
Terdapat 4 gaya yang berpengaruh besar dalam alam semesta. Mulai dari gaya yang terlemah, gravitasi, elektromagnet, nuklir lemah dan nuklir kuat. Kemungkinan ada gaya kelima yang berurusan dengan asimetri materi-antimateri sesaat sebelum ledakan besar, disebut gaya mahalemah.
Gaya pertama yang berperan penting adalah gravitasi. Gravitasi adalah gaya terlemah dibanding gaya lainnya dan tidak ada menariknya jika seandainya gaya ini tidak bersifat selalu tarik-menarik dan dapat bekerja pada jarak jauh. Ketiga gaya lainnya bersifat jarak pendek dan saling meniadakan. Menurut kacamata mekanika kuantum dalam urusan garvitasi, gaya antar partikel materi diemban oleh partikel maya spin 2 bernama graviton. Graviton tidak bermassa sehingga gaya yang diembannya berjangkau panjang. Gaya gravitasi antara matahari dan bumi terjadi karena matahari dan bumi tukar-menukar graviton antara partikel yang menyusun mereka berdua. Karena pertukaran ini, bumi mengelilingi matahari.
Gaya berikutnya yaitu gaya elektromagnetik, yang berinteraksi dengan partikel bermuatan elektrik. Gaya ini jauh lebih kuat daripada gravitasi, gaya elektromagnetik antar 2 elektron sekitar 1042 kali lebih besar daripada gravitasi. Gaya elektromagnetik dalam skala atom besar pengaruhnya karena gaya int membuat elektron yang bermuatan negatif mengelilingi inti atom bermuatan positif. Mekanika kuantum menganggap bahwa tarikan atau tolakan elektromagnetik disebabkan oleh pertukaran besar-besaran partikel nirmassa maya berspin 1, disebut photon maya. Namun, bila elektron bermigrasi ke garis edar lain dan dipancarkan energi, akan dipancarkan photon nyata.
Gaya berikutnya yaitu gaya nuklir lemah. Gaya ini menimbulkan radioaktivitas dan bekerja pada semua partikel materi berspin 1/2 namun tidak pada partikel berspin 0,1 dan 2, seperti photon dan graviton.
Gaya terakhir disebut gaya nuklir kuat, yang bekerja mempersatukan quark-quark dalam proton, neutron dan elektron dan proton dan neutron dalam inti atom. Mekanika kuantum yakin bahwa gaya ini diemban oleh partikel berspin 1 bernama gluon, dan hanya berinteraksi dengan dirinya dan quark. Gaya ini bersifat confinement atau mengurung sebab tak ada seorang pun membiarkan quark tunggal bebas dan sendirian pula keluyuran kemana-mana. Karena quark berwarna, maka gluon harus mengurung quark berwarna hijau, merah, biru untuk membentuk putih, triplet yang menyusun proton dan neutron. Meson merupakan triplet tidak stabil karena quark dan antiquark dikurung jadi satu.
Pernikahan gaya elektromagnetik dengan gaya nuklir kuat mendorong upaya untuk menyatukan keduanya dengan gaya nuklir kuat dan menghasilkan keturunan yang disebut aditeori terpadu (general unified theory, GUT). Anak yang besar kepala ini sebenarnya belum ada apa-apanya karena gravitasi belum dimasukkan kedalamnya, walaupun sekrang muncul teori superstring yang menyatukan elektromagnetik, nuklir dan garavitasi. Lalu teori ini juga tidak lengkap karena mngandung sejumlah nilai yang parameternya tak bisa diramalkan begitu saja, namun dipilih agar cocok dengan eksperimen. Intinya : gaya nuklir kuat melemah pada energi tinggi, sebaliknya gaya elektromagnetik dan nuklir lemah menguat pada energi tinggi. Ketika mencapai tahap energi sangat tinggi, atau disebut energi penyatuan akbar, ketiga gaya ini punya kekuatan yang sama dan dapat merupakan aspek-aspek yang berlainan dari gaya tunggal. GUT meramalkan bahwa pada energi ini, partikel spin ½ berlainan, pada hakikatnya akan sama semua. Nilai penyatuan akbar itu tidak diketahui dengangan baik, namun sekitar sejuta milyar GeV.
Untuk mengalahkan gaya elektromagnetik didalam atom, maka inti dari reaksi kimia adalah menata ulang susunan atom dan membebaskan energi perekatnya. Hal yang sama berlaku untuk nuklir. Karena energi yang merekatkan proton dan neutron dalam inti atom begitu, kuat maka harus ada yang mengalahkan energi perekat itu, sehingga nuklir menjadi senjata yang tangguh. Lagi bagaimana dengan energi perekat antar quark? Memisahkan quark bisa dianggap mustahil, namun jika materi dipanaskan hingga 1000 milyar derajat, quark akan lepas dengan sendirinya dan materi akan berubah menjadi radiasi. Untuk menghilangkan 1 individu, dibutuhkan 100 bom hidrogen masing-masing dengan kekuatan 1 megaton.
PERUSAKAN SIMETRI CPT
Dengan mengganggap bahwa alam semesta tercipta oleh materi, bukannya antimateri, izinkan penjelasan tentang keanehan yang terjadi selama proses ledakan besar. Asumsikan bahwa ada sejumlah kecil proton yang tidak musnah dalam proses anihilasi. Dengan menghitung jumlah proton, neutron, elektron dan membandingkan dengan jumlah foton tersisa pada radiasi latar belakang kosmik, maka terdapat kelebihan 1 materi untuk setiap 10 milyar proton. Jadi, ada 10 milyar plus satu proton melawan sepuluh milyar antiproton, dan semuanya sudah cukup untuk membentuk alam semesta seperti sekarang.
Sampai 1956, semua hukum fisika diyakini mematuhi simetri CPT. Simetri C berarti hukum itu berlaku sama untuk partikel dan antipartikelnya. Simetri P menyatakan bahwa semua hukum berlaku sama untuk setiap situasi dan bayangan cerminnya (bayangan cermin partikel yang berputar ke kanan adalah partikel yang berputar kekiri). Simetri T berarti jika hukum-hukum berlaku sama untuk arah maju dan mundurnya waktu.
Belakangan diketahui, bahwa gaya nuklir lemah, partikel K-meson membangkang terhadap simetri CP. Maka, jika jagat raya terdiri atas antipartikel dan diambil bayangan cerminnya namun arah waktunya tidak dibalik, maka jagat raya yang diperoleh tidak sama dengan jagat raya semula. Hukum-hukum fisika tidak tunduk pada simetri T. Seandainya waktu dibalik, maka alam semesta mengerut. Dan karena ada gaya yang tidak memenuhi simetri T, akibatnya ketika alam semesta memuai, lebih banyak positron yang berubah jadi quark daripada elektron menjadi antiquark. Ketika jagat raya mengembang dan mendingin, quark memusnahkan diri bersama antiquark dan sedikit quark tersisa untuk menyusun materi di alam semesta ini.
MASA DEPAN ALAM SEMESTA
Tak ada yang tahu mana diantara model Friedmann yang merupakan model jagat raya sesungguhnya. Apakah alam semesta akan mengerut kembali dalam suatu singularitas Penciutan Besar (Big Cruch)? Ataukah setelah Big Crunch, akan ada Big Bang lagi? Jika seperti itu, alam semesta bereinkarnasi terus-menerus mirp Benturan Besar (Big Bounce). Apakah bentuk model alam semesta adalah model tertutup, yang akan runtuh kembali, atau merupakan model terbuka yang akan terus mengembang sekalipun bintang-bintang loyo bersinar? Semuanya mungkin terjadi. Karena menurut gravitasi Newton, pengembangan alam semesta akan menurun kecepatannya dan akan terjadi suatu kematian besar, entah dengan cara panas ataupun dingin (Heat Death atau Big Freeze). Namun, karena alam semesta terdiri dari 73% energi gelap (dark energy) atau energi vakum, ada kemungkinan alam semesta akan terus memuai. Energi vakum inilah yang menghambat penciutan kembali alam semesta akibat gravitasi. Energi vakum atau energi gelap inilah yang dimaksudkan sebagai gaya antigravitasi atau Konstanta Kosmologis yang tersebar di ruang-waktu, walaupun sedikit.
Alam semesta ini punya permulaan dan setiap makhluk yang tinggal didalamnya berusaha mengungakap darimana sal mereka dan mengapa mereka ada. Jika benar alam semesta diciptakan oleh Tuhan, tampaknya ia mebiarkan alam semesta mengembang sesuai aturan yang sudah dutetapkanNya. Jawaban kenapa manusia eksis di Bumi sama saja dengan jawaban yang diberikan kepada ikan yang bertanya-tanya kenapa rumahnya (akuarium) berwujud air. Jawabannya sedrhana, jika bukan air, maka ikan itu tak ada disitu untuk menanyakannya.
DAFTAR PUSTAKA
Hawking, Stephen. 1994. Riwayat Sang Kala.
Jakarta : PT Pustaka Utama Grafiti.
Krane, Kenneth. 2006. Fisika Modern.
Jakarta : Penerbit Universitas Indonesia.
Krauss, Lawrence M. 2003. Fisika Star Trek.
Jakarta : Kepustakaan Populer Gramedia.
Shipman, H. L. 1976. Black Holes, Quasars And The Universe.
Boston : Houghton Mifflin Company.
Sumber Internet :
http://en.wikipedia.com
http://www.fisikanet.lipi.go.id
Facebook Badget
Senin, 18 Agustus 2008
Rabu, 25 Juni 2008
Ringkasan Tata Surya
TATA SURYA
MATAHARI SEBAGAI PUSAT TATA SURYA
Tata Surya adalah suatu sistem susunan yang teridiri dari Matahari sebagai pusat, yang dikelilingi oleh 8 planet beserta 162 satelitnya, 3 planet kerdil beserta 4 satelitnya dan jutaan anggota Tata Surya kecil (small bodies) yang terdiri dari komet, asteroid, debu antar-planet dan lain-lain. Dilihat dari massa dan ukuran benda langit anggotanya, Tata Surya didominasi Matahari karena massa seluruh planet hanya 0,0014 massa Matahari.
Sebelum Konferensi International Astronomical Unit pada Agustus 2006, Tata Surya memiliki 9 planet. Malah, Tata Surya sempat diisukan akan bertambah menjadi 12 planet.
TEORI GEOSENTRIS DAN HELIOSENTRIS
Teori yang berkaitan dengan konsep pusat Tata Surya adalah teori geosentris dan heliosentris. Teori geosentris yang dikemukakan oleh ilmuwan Yunani Kuno yaitu Aristoteles dan Claudius Ptolemy dan disetujui banyak ilmuwan kuno lainnya dan Gereja. Mereka menganggap bahwa Bumi dan manusia sebagai pusat alam semesta karena Tuhan menempatkan manusia di Bumi dan sepantasnya Bumi sebagai pusat alam semesta. Mereka yang mengaut paham geosentris percaya bahwa Bumi diam dan dikelilingi oleh Bulan, Merkurius, Venus, Matahari, Mars, Jupiter dan Saturnus. Pada abad pertengahan, Gereja mendominasi ilmu pengetahuan sehingga ilmuwan-ilmuwan yang menentang teori geosentris dihukum seperti Galileo.
Teori heliosentris muncul tahun 1540 dan dikemukakan oleh astronom Polandia, Nicolaus Copernicus. Copernicus mempertanyakan apakah Bumi berotasi dan berevolusi? Karena ia tidak mendapatkan jawaban yang memuaskan dari teori geosentris, maka ia mengemukakan teori heliosentris, bahwa Matahari merupakan pusat alam semesta. Pada zaman itu, alam semesta dan tata surya masih belum mendapatkan perbandingan jelas hingga zaman modern. Teori menjadi bahan ejekan karena bila Bumi berputar, mengapa manusia tidak jatuh dari Bumi? Jawabannya ditemukan oleh Galileo dan Newton yang terkenal dengan gaya gravitasi Bumi.
BENTUK ORBIT PLANET DAN HUKUM KEPLER
Planet-planet mengelilingi Matahari dalam bentuk orbit (garis edar) elips dimana Matahari sebagai salah satu titik fokus dan titik fokus lainnya berada di angkasa. Orbit berbentuk elips menyebabkan adanya titik terdekat (perihelium) dan titik terjauh (aphelium) planet-planet dari Matahari. Planet-planet memiliki eksentrisitas yang sangat kecil sehingga bentuknya mirip lingkaran. Orbit Bumi yang mengelilingi Matahari disebut eliptika, orbit planet-planet lain pun berimpit pada eliptika. Contohnya, orbit Merkurius memiliki kemiringan terhadap eliptika 7 derajat sedangkan palnet lain kurang dari 4 derajat.
Ketika teori heliosentis dikemukakan, Copernicus mengajukan bentuk orbit lingkaran. Namun, berdasarkan pengamatan Kepler, orbit planet tidak cocok sebagai lingkaran. Maka, ia menyusun hukum-hukumnya secara empiris yaitu :
• Semua planet bergerak mengelilingi Matahari dalam lintasan berbentuk elips, dengan Matahari berada di salah satu titik fokus elips.
• Suatu garis khayal yang menghubungkan Matahari dengan planet menyapu luas juring yang sama dalam selang waktu yang sama
• Perbandingan kuadrat periode sideris sebuah planet dengan pangkat tiga jarak rata-ratanya dengan Matahari adalah tetap.
Hukum Kepler tidak hanya cocok untuk orbit planet yang mengelilingi Matahari saja, tetapi jugs untuk orbit satelit-satelit planet yang bergerak mengelilingi planet induknya dan orbit bintang ganda. Hukum III Kepler berguna untuk menentukan massa satelit sebuah planet atau bintang anggota pasangan bintang ganda.
PENGELOMPOKKAN PLANET
Berdasarkan Bumi sebagi pembatas, planet-planet terbagi atas Planet Inferior dan Planet Superior. Dalam orbitnya mengelilingi Matahari, planet Inferior tampak berpindah kedudukannya dari Bumi yang disebabkan oleh konfigurasi planet. Sudut yang dibentuk posisi planet terhadap Bumi dan Matahari disebut sudut elongasi.
Berdasarkan sabuk asteroid sebagi pembatas, planet terbagi atas Planet Dalam dan Planet Luar.
Bedasarkan komposisi bahan penyusunnya, planet-planet dibedakan atas Planet Terrestrial dan Palnet Jovian. Planet Terrestrial adalah planet-planet yang komposisi penyusunnya mirip dengan komposisi bahan penyusun Bumi yaitu didominasi batuan silikat, massa jenisnya 5 kali massa jenis air dan ukurannya tidak terlalu besar, sedangkan Planet Jovian adalah planet-planet yang komposisi bahan penyusunnya terdiri dari hidrogen dan helium seperti Jupiter dan rapat massanya tidak terlalu besar. Umumnya ukuran Planet Jovian sangat besar dan punya banyak satelit serta cincin.
JARAK PLANET KE MATAHARI
Jarak planet ke Matahari dinyatakan dalam satuan astronomi. 1 satuan atronomis=149 600 000 km atau jarak Bumi ke Matahri. Slaha satu metode lain untuk menentukan jarak planet ke Matahari yaitu menggunakan Hukum Titius-Bode.
Rmus Hukum Titus-Bode yaitu s=(n=4);10 dimana, n adalah deret bilangan urutan planet. Hukum Titius-Bode ternyata tidak terlalu besar kesalahannya sampai planet Uranus. Untuk perhitungan planet Neptunus, kesalahnnya mencapai 22%. Jika n=3, maka s ditujukan kepada sabuk asteroid. Karena steroid adalah bahan-bahan pembentuk planet yang tidak sempat membentuk planet.
DEFINISI PLANET
Dahulu, Planet adalah benda langit gelap yang berukuran lebih dari 1000 km yang mengorbit bintang. Berdasarkan definisi ini, Tata Surya memiliki 9 planet yang berpeluang besar bertambah menjadi 12 planet atau lebih. Namun, setelah Konferensi International Astronomical Unit bulan Agustus 2006, definisi planet berubah menjadi : benda langit dengan 3 ciri yaitu mengelilingi Matahari, memiliki massa yang cukup besar sehingga menghasilkan gravitasi yang mampu membuatnya berbentuk bulat, lintasan orbitnya jelas( tidak bersinggungan dengan orbit benda lain). Berdasarkan definis baru ini, maka Pluto terpaksa dieliminasi dari daftar anggota Tata Surya. 3 nama yaitu Eris, Ceres dan Charon yang tadinya hampir dikategorikan sebagai planet, terpaksa digolongkan jadi suatu kategori benda angkasa lain yaitu planet kerdil atau asteroid. Planet kerdil dan asteroid mempunyai perbedaan yaitu asteroid bentuknya tak beraturan, seringkali ukurannya hanya ratusan hingga 1000 km. Sedangkan, planet kerdil berciri-ciri bentuknya bulat dan ukurannya jauh lebih besar dari asteroid.
Semua objek asteroid, planet kerdil, komet, meteoroid dan debu antar-planet serta objek lainnya digolongkan sebagi Tata Surya kecil yang bersama-sama mengelilingi Matahari.
MERKURIUS
Merkurius adalah planet terdekat dengan Matahari sekaligus planet terkecil dalam Tata Surya. Merkurius dapat dilihat beberapa saat sebelum Matahari terbit dan beberapa saat setelah Mtaahari terbenam, bersama dengan Venus. Pda siang hari, suhu permukaannya mencapai 700 K. Dan pada malam hari, suhu planet mendingin mencapai 90 K. Sedikit terkena cahaya Matahari maka suhunya akan naik 800 F. Nama Merkurius diambil dari salah satu nama dewa Romawi.
Permukaan Merkurius sangat mirip Bulan karena dipenuhi oleh kawah bekas hantaman meteor. Salah satu kawah di Merkurius yaitu Cekungan Caloris yang lebarnya 1300 km. Kawah-kawah di Merkurius tidak securam kawah-kawah Bulan dan memiliki tepian yang lebih tipis. Karena grvitasi yang lemah dan terkena angin matahari secara terus-menerus maka Merkurius tidak memiliki atmosfer. Hanya terdapat selubung tipis helium, natrium dan oksigen. Inti Merkuroius terdiri dari unsur-unsur besi campuran setebal 1900 km. Lalu lapisan mantelnya terdiri dari unsur silikat setebal 600 km. Lapisan keraknya hanya setebal 100-200 km hanya terbuat dari unsur besi dan silikat.
VENUS
Venus merupakan planet kedua terdekat dengan Matahari. Venus dianggap sebagai saudara kembar Bumi, namun kenyataannya sangat berbeda. Venus dan Bumi mempunyai gravitasi yang sama besar, ukurannya juga sama besar dan komposisi penyusunnya pun sama, selain itu berbeda jauh. Permukaan Venus terdiri dari permukaan datar dan lereng-lereng. 10% luas permukaan Venus merupakan dataran tinggi yang mirip benua pada permukaan Bumi. Permukaan Venus sada yang berbebntuk gurun dan penuh dengan batu-batuan. Batuannya berwarna cokelat dan menunjukkan gejala pelapukan oleh atmosfer Venus. Kemudian, ada kegiatan vulkanik yang terjadi di permukaan Venus dan ditemukan senyawa oksida seperti aluminium oksida dan magnesium oksida. Dataran tinggi di Venus diberi nama seperti Aphrodite Terra dan Ishtar Terra, sesuai nama dewi-dewi Yunani. Venus sendiri diambil dari nama Dewi Venus, dewi cinta bangsa Romawi.
Atmosfer Venus berwarna merah kaena atmosfernya menghalangi jatuhnya cahaya biru dari Matahari. Atmosfernya terdiri dari 96,5 % karbon dioksida dan 3,5% nitrogen. Kandungan karbnon dioksida yang banyak pada atmosfer Venus menyebabkan tingginya suhu serta tekanan sehingga terjadi efek rumah kaca. Pada atmosfer Venus juga terdapat awan-awan gas sulfur dioksida.
Venus berotasi dengan arah yang berlawanan dari sebagian besar planet lainnya, periode rotasinya 243 hari dan periode revolusinya 224,7 hati. Maka, satu hari Bvenus = 117 hari di Bumi. Rotasi Venus berlawanan memunculkan dugaan bahwa dulu planet ini ditabrak asteroid cukup besar hingga orbitnya berubah arah.
BUMI
Bumi merupakan planet ketiga terdekat dengan Matahari sekaligus merupakan planet yang mempunyai kehidupan. Komposisi air, udara dan daratan planet ini seimbang. Atmosfer Bumi terdiri dari 78% nitrogen, 20% oksigen, 1% uap air, karbon dioksida dan gas-gas lainnya yang terbagi atas 5 lapisan. Bumi memiliki 1 satelit alamiah yaitu Bulan.
Massa jenis Bumi sekitar 5500kg/m3, sehingga Bumi sebagian besar terdiri dari gabungan batuan dan bahan-bahan logam.
MARS
Mars adalah planet merah yang terdekat keempat dengan Matahari. Warna merah planet ini disebabkan oleh kandungan besi (III) oksida. Permukaan Mars yang berwarna coklat kekuningan dipenuhi dengan bebatuan yang mungkin berasal dari kegiatan vulkanis yang pernah berlangsung di Mars. Selain bebatuan, terdapat juga debu-debu yang mengandung air dan karbon dioksida yang membeku. Tanah Mars kaya akan mineral kaya besi, besi hidroksida, sulfat dan karbonat serta campuran nikel dan besi. Permukaan Mars terbagi menjadi dua yaitu belahan selatan yang penuh dengan kawah dan alur-alur mirip saluran dan bagian utara yang penuh dengan gunung-gunung berapi yang sudah padam. Gunung-gunung berapi di Mars serupa dengan berapi perisai yang ada di Bumi hanya bentuknya lebih besar. Di Mars, terdapat ngarai terbesar di Tata Surya yaitu Valles Marinensis (panjang 4000 km dan kedalam 2-7 km) dan gunung tertinggi di Tata surya yaitu Olympus Mons (24 km).
Atmosfer Mars terdiri dari 95% karbon dioksida, 3% nitogen dan 1,6% argon, oksigen dan air. Pada atmosfernya, sering terbentuk awan yang terbentuk dari kristal-kristal es kering. Suhu di Mars berkisar antara -140 C pada musim dingin hingga 20 C pada musim panas.
Mars memiliki 2 satelit yaitu Phobos dan Deimos. Nama Mars diambil dari Dewa Mars, dewa perang bangsa Romawi.
JUPITER
Jupiter adalah planet terbesar dalam tata surya. Nama Jupiter diambil dari Raja para Dewa bangsa Romawi. Bersama Saturnus, Uranus dan Neptunus, Jupiter diklasifikasikan sebagai planet-planet gas raksasa, karena unsur utamanya terbuat dari hidrogen dan helium. Pita-pita yang tampak pada permukaan Jupiter adalah daerah perputaran gas atau mungkin saja daerah badai yang terus berlangsung di Jupiter. Jupiter terkenal dengan Bintik Merah Besar (Great Red Spot) dengan bentuk oval yang berukuran 14000 km x 30000 km. Mungkin Bintik Merah Besar adalah daerah kumpulan awan badai raksasa.
Bagian dalam Jupiter terdiri dari inti yaitu laipasn hidrogen metalik dengan ketebalan 40 000 km. Lapisan selanjutnya yaitu lapisan hidrogen molekul yang terdiri dari lautan hidrogen dan helium cait dengan ketebalan 16 000 km. Suhu permukaannya mencapai -140 C hingga 21 C. Komposisi atmosfer Jupiter terdiri dari 75% hidrogen,24% helium dan 5% gas-gas lainnya.
Jupiter mempunyai cincin tipis yang terbuat dari debu dan partikel es, sumbangan dari satelit-satelitnya. Jupiter mempunyai 63 satelit, 4 diantaranya berukuran besar dan ditemukan oleh Galileo sehingga disebut bulan Galileo. Satelit tersebut adalah Io, Europa, Ganymede dan Callisto.
SATURNUS
Saturnus adalah planet terbesar kedua setelah Jupiter. Nama Satiunus diambil dari nama Dewa Saturnus Romawi. Saturnus mempunyai cincin tebal yang tersusun dari partikel-partikel es, debu dan batuan kecil. Benda-benda penyusun ini berotasi mengelilingi Saturnus dan cahaya bisa menembus cincin. Saat Galileo mengamati Saturnus, ia salah menduga bahwa Saturnus punya telinga, yang sebenarnya adalah cincin yang sangat tebal. Kerapatan masaa Saturnus hanya 0,705gr/cm3 sehingga Saturnus dapat mengambang di air.
Komposisi Saturnus terdiri atas 3 bagian yaitu lapisan inti batuan dan besi, lapisan hidrogen dan helium metalik dan lapisan terluar terdiri dari molekul-molekul hidrogen, helium dan air. Bagian inti terbuat dari batuan dan besi dengan jari-jari 13 800 km dengan suhu 12 000 K. Bagian lapisan hidrogen dan helium metalik berjarak 15 000 km dari pusat hingga 25 000 km. Bagian terluar berjarak 25 000 km hingga 50 000 km.
Atmosfer Saturnus terdiri dari 93% hidrogen, 5% helium dan 2% gas-gas lainnya. Saturnus mempunyai Bintik Putih Besar yang sebenarnya adalah badai awan cirrus, yang terjadi dalam periode 30 tahun. Saturnus memiliki 60 satelit.
URANUS
Uranus adalah planet pertama yang ditemukan dengan bantuan teleskop. Ditemukan Sir William Herschel tahun 1781, nama Uranus berasal dari dewa langit Yunani. Sudut sumbu rotasi terhadap bidang orbit sekitar 8o sehingga terlihat seperti mengelinding. Karena itu, cahaya Matahari jatuh di kutub-kutubnya. Planet ini didominasi oleh es dan bebatuan ditambh hidrogen dan helium. Uranus berwarna biru yang berasal dari metana dan hidrogen. Uranus hanya terdiri dari bagian inti batuan dan atmosfer yang sangat mampat. Lapisan inti terdiri dari bebatuan, oksigen dan ion-ion. Atmosfer Uranus terdiri dari air, amonia dan metana. Komposisi atmosfer Uranus terdiri dari 83% hidrogen, 15% helium, 2% metana dan sisanya asetilena. Cincin Uranus terbuat dari partikel es dan debu yang cukup besar. Uranus memiliki 27 satelit.
NEPTUNUS
Neptunus adalah planet terjauh dengan Matahari dalam Tata Surya, namanya diambil dari dewa laut Romawi. Komposisi Neptunus terdiri dari 3 bagian yaitu inti yang terbuat dari bebatuan, selubung yang tersusun atas air terionisasi dan hidrogen metalik dan atmosfernya tersusun atas molekul hidrogen, etana dan metana.
Neptunus juga memiliki cincin yang berbentuk busur tersusun atas partikel yang kecil. Neptunus memiliki badai dengan awan putih di sekelilingnya yang disebut Bintik Putih Besar. Bentuk dan posisi bintik ini selalu berubah. Orbit Neptunus agak aneh karena seringkali planet ini meninggalkan orbitnya dan, ketika dilihat, Neptunus menjadi satu dengan Uranus. Penyebabnya adalah gerak maju-mundur Neptunus. Namun, hal ini tidak menjelaskan keanehan orbit Uranus. Neptunus memiliki 13 satelit.
KOMET
Komet adalah benda antar-planet yang terdiri dari bongkah es dan debu yang meluncur sangat cepat melintasi tata surya. Ketika komet menghampiri bagian-dalam Tata Surya, radiasi dari matahari menyebabkan lapisan es terluarnya menguap. Arus debu dan gas yang dihasilkan membentuk suatu atmosfer yang besar tetapi sangat tipis di sekeliling komet, disebut coma. Akibat tekanan radiasi matahari dan angin matahari pada coma ini, terbentuklah ekor raksasa yang menjauhi matahari.
Coma dan ekor komet membalikkan cahaya matahari dan bisa dilihat dari bumi jika komet itu cukup dekat. Ekor komet berbeda-beda bentuk dan ukurannya. Semakin dekat komet tersebut dengan matahari, semakin panjanglah ekornya. Ada juga komet yang tidak berekor. Orbit komet berbentuk elips yang sangat lonjong.
Teori asal-usul komet berasal dari astronom Belanda, Jan Oort tahun 1950, bahwa ada awan yang berjari-jari50 000-100 000 SA yang terdiri dari materi berukuran kecil dan mengandung kira-kira 100 trilyun komet.
METEOROID, METEOR DAN METEORIT
Meteoroid adalah benda yang berasal dari batuan kecil pecahan asteroid atau sisa dari komet. Saat meteoroid tertarik gravitasi Bumi dan terbakar menembus atmosfer disebut meteor atau bintang jatuh. Sisa-sisanya disebut meteorit.
Hujan Meteor bisa terjadi bila suati planet dilintasi komet atau meteoroid dalam jumlah banyak. Meteoroid akan tertarik oleh gravitasi Bumi dan akan menghasilkan hujan meteor. Hujan meteor dinamai sesuai dengan titik radian yang asalnya dari rasi bintang. Meteorit terbagi atas meteorit logam, batuan dan campuran.
ASTEROID
Asteroid atau planetoid adalah benda antar-planet dengan beragam bentuk yang ada pada Tata Surya. Asteroid terdapat di antara orbit Jupiter dan Mars dalam jumlah besar. Daerah ini disebut sabuk asteroid dengan asteroid terbesar, Ceres. Namun, Ceres sudah dikelompokkan sebagai planet kerdil. Selain itu, asteroid yang tersebar di orbit suatu planet disebut Trojan. Ada asteroid yang disebut asteroid-dekat-Bumi karena orbitnya di sekitar Bumi. Contohnya : 2062 Aten. Ada juga asteroid yang mempunyai satelit.
Ada asteroid yang orbitnya di belakang planet Neptunus disebut objek Trans Neptunus (Trans-Neptunian Object). Objek Trans-Neptunus terdiri dari Objek Sabuk Kuiper, Objek Piringan Tersebar (Scattered Disk) dan objek Awan Oort. Di daerah inilah, terdapat banyak sekali asteroid yang semua orbit bersinggungan denga orbit Neptunus. 2 planet kerdil menempati wilayah ini yaitu Eris dan Pluto. Semua nama asteroid mempunyai angka.
Sabuk Kuiper adalah daerah yang berjarak 30 hingga 50 SA dari Matahari dan masuk objek Trans-Neptunus. Piringan Tersebar adalah objek-objek yang berupa planet kecil es. Awan Oort adalah awan komet berbentuk bola yang jaraknya 50 000 hingga 100 000 SA dari Matahari.
134340 PLUTO
Pluto ditemukan oleh Pervical Lowell dan Clyde. W. Tombaugh dengan sistem astronomi yang paling tradisionl karena menggunakan plat fotografik hitam-putih. Kini Pluto memiliki 3 satelit yaitu Charon, Nix dan Hydra. Ada kemungkinan bahwa Pluto bukan dikelilingi oleh Charon tapi kedua-duanya saling mengelilingi. Orbit Pluto memotong orbit Neptunus sehingga Pluto bisa lebih dekat dengan Matahari dibanding Neptunus. Nama Pluto diambil dari Dewa Akhirat Romawi.
90377 SEDNA
Sedna adalah asteroid objek Piringan Tersebar dan Sabuk Kuiper. Butuh waktu 12 000 tahun untuk mengelilingi Matahari.
136199 ERIS
Eris adalah planet kerdil objek Awan Oort. Dulu dikenal dengan nama 2003 UB 313 atau Xena, Eris masuk daftar rancangan Tata Surya baru. Eris mempunyai satelit disebut Dysnomia.
MATAHARI SEBAGAI PUSAT TATA SURYA
Tata Surya adalah suatu sistem susunan yang teridiri dari Matahari sebagai pusat, yang dikelilingi oleh 8 planet beserta 162 satelitnya, 3 planet kerdil beserta 4 satelitnya dan jutaan anggota Tata Surya kecil (small bodies) yang terdiri dari komet, asteroid, debu antar-planet dan lain-lain. Dilihat dari massa dan ukuran benda langit anggotanya, Tata Surya didominasi Matahari karena massa seluruh planet hanya 0,0014 massa Matahari.
Sebelum Konferensi International Astronomical Unit pada Agustus 2006, Tata Surya memiliki 9 planet. Malah, Tata Surya sempat diisukan akan bertambah menjadi 12 planet.
TEORI GEOSENTRIS DAN HELIOSENTRIS
Teori yang berkaitan dengan konsep pusat Tata Surya adalah teori geosentris dan heliosentris. Teori geosentris yang dikemukakan oleh ilmuwan Yunani Kuno yaitu Aristoteles dan Claudius Ptolemy dan disetujui banyak ilmuwan kuno lainnya dan Gereja. Mereka menganggap bahwa Bumi dan manusia sebagai pusat alam semesta karena Tuhan menempatkan manusia di Bumi dan sepantasnya Bumi sebagai pusat alam semesta. Mereka yang mengaut paham geosentris percaya bahwa Bumi diam dan dikelilingi oleh Bulan, Merkurius, Venus, Matahari, Mars, Jupiter dan Saturnus. Pada abad pertengahan, Gereja mendominasi ilmu pengetahuan sehingga ilmuwan-ilmuwan yang menentang teori geosentris dihukum seperti Galileo.
Teori heliosentris muncul tahun 1540 dan dikemukakan oleh astronom Polandia, Nicolaus Copernicus. Copernicus mempertanyakan apakah Bumi berotasi dan berevolusi? Karena ia tidak mendapatkan jawaban yang memuaskan dari teori geosentris, maka ia mengemukakan teori heliosentris, bahwa Matahari merupakan pusat alam semesta. Pada zaman itu, alam semesta dan tata surya masih belum mendapatkan perbandingan jelas hingga zaman modern. Teori menjadi bahan ejekan karena bila Bumi berputar, mengapa manusia tidak jatuh dari Bumi? Jawabannya ditemukan oleh Galileo dan Newton yang terkenal dengan gaya gravitasi Bumi.
BENTUK ORBIT PLANET DAN HUKUM KEPLER
Planet-planet mengelilingi Matahari dalam bentuk orbit (garis edar) elips dimana Matahari sebagai salah satu titik fokus dan titik fokus lainnya berada di angkasa. Orbit berbentuk elips menyebabkan adanya titik terdekat (perihelium) dan titik terjauh (aphelium) planet-planet dari Matahari. Planet-planet memiliki eksentrisitas yang sangat kecil sehingga bentuknya mirip lingkaran. Orbit Bumi yang mengelilingi Matahari disebut eliptika, orbit planet-planet lain pun berimpit pada eliptika. Contohnya, orbit Merkurius memiliki kemiringan terhadap eliptika 7 derajat sedangkan palnet lain kurang dari 4 derajat.
Ketika teori heliosentis dikemukakan, Copernicus mengajukan bentuk orbit lingkaran. Namun, berdasarkan pengamatan Kepler, orbit planet tidak cocok sebagai lingkaran. Maka, ia menyusun hukum-hukumnya secara empiris yaitu :
• Semua planet bergerak mengelilingi Matahari dalam lintasan berbentuk elips, dengan Matahari berada di salah satu titik fokus elips.
• Suatu garis khayal yang menghubungkan Matahari dengan planet menyapu luas juring yang sama dalam selang waktu yang sama
• Perbandingan kuadrat periode sideris sebuah planet dengan pangkat tiga jarak rata-ratanya dengan Matahari adalah tetap.
Hukum Kepler tidak hanya cocok untuk orbit planet yang mengelilingi Matahari saja, tetapi jugs untuk orbit satelit-satelit planet yang bergerak mengelilingi planet induknya dan orbit bintang ganda. Hukum III Kepler berguna untuk menentukan massa satelit sebuah planet atau bintang anggota pasangan bintang ganda.
PENGELOMPOKKAN PLANET
Berdasarkan Bumi sebagi pembatas, planet-planet terbagi atas Planet Inferior dan Planet Superior. Dalam orbitnya mengelilingi Matahari, planet Inferior tampak berpindah kedudukannya dari Bumi yang disebabkan oleh konfigurasi planet. Sudut yang dibentuk posisi planet terhadap Bumi dan Matahari disebut sudut elongasi.
Berdasarkan sabuk asteroid sebagi pembatas, planet terbagi atas Planet Dalam dan Planet Luar.
Bedasarkan komposisi bahan penyusunnya, planet-planet dibedakan atas Planet Terrestrial dan Palnet Jovian. Planet Terrestrial adalah planet-planet yang komposisi penyusunnya mirip dengan komposisi bahan penyusun Bumi yaitu didominasi batuan silikat, massa jenisnya 5 kali massa jenis air dan ukurannya tidak terlalu besar, sedangkan Planet Jovian adalah planet-planet yang komposisi bahan penyusunnya terdiri dari hidrogen dan helium seperti Jupiter dan rapat massanya tidak terlalu besar. Umumnya ukuran Planet Jovian sangat besar dan punya banyak satelit serta cincin.
JARAK PLANET KE MATAHARI
Jarak planet ke Matahari dinyatakan dalam satuan astronomi. 1 satuan atronomis=149 600 000 km atau jarak Bumi ke Matahri. Slaha satu metode lain untuk menentukan jarak planet ke Matahari yaitu menggunakan Hukum Titius-Bode.
Rmus Hukum Titus-Bode yaitu s=(n=4);10 dimana, n adalah deret bilangan urutan planet. Hukum Titius-Bode ternyata tidak terlalu besar kesalahannya sampai planet Uranus. Untuk perhitungan planet Neptunus, kesalahnnya mencapai 22%. Jika n=3, maka s ditujukan kepada sabuk asteroid. Karena steroid adalah bahan-bahan pembentuk planet yang tidak sempat membentuk planet.
DEFINISI PLANET
Dahulu, Planet adalah benda langit gelap yang berukuran lebih dari 1000 km yang mengorbit bintang. Berdasarkan definisi ini, Tata Surya memiliki 9 planet yang berpeluang besar bertambah menjadi 12 planet atau lebih. Namun, setelah Konferensi International Astronomical Unit bulan Agustus 2006, definisi planet berubah menjadi : benda langit dengan 3 ciri yaitu mengelilingi Matahari, memiliki massa yang cukup besar sehingga menghasilkan gravitasi yang mampu membuatnya berbentuk bulat, lintasan orbitnya jelas( tidak bersinggungan dengan orbit benda lain). Berdasarkan definis baru ini, maka Pluto terpaksa dieliminasi dari daftar anggota Tata Surya. 3 nama yaitu Eris, Ceres dan Charon yang tadinya hampir dikategorikan sebagai planet, terpaksa digolongkan jadi suatu kategori benda angkasa lain yaitu planet kerdil atau asteroid. Planet kerdil dan asteroid mempunyai perbedaan yaitu asteroid bentuknya tak beraturan, seringkali ukurannya hanya ratusan hingga 1000 km. Sedangkan, planet kerdil berciri-ciri bentuknya bulat dan ukurannya jauh lebih besar dari asteroid.
Semua objek asteroid, planet kerdil, komet, meteoroid dan debu antar-planet serta objek lainnya digolongkan sebagi Tata Surya kecil yang bersama-sama mengelilingi Matahari.
MERKURIUS
Merkurius adalah planet terdekat dengan Matahari sekaligus planet terkecil dalam Tata Surya. Merkurius dapat dilihat beberapa saat sebelum Matahari terbit dan beberapa saat setelah Mtaahari terbenam, bersama dengan Venus. Pda siang hari, suhu permukaannya mencapai 700 K. Dan pada malam hari, suhu planet mendingin mencapai 90 K. Sedikit terkena cahaya Matahari maka suhunya akan naik 800 F. Nama Merkurius diambil dari salah satu nama dewa Romawi.
Permukaan Merkurius sangat mirip Bulan karena dipenuhi oleh kawah bekas hantaman meteor. Salah satu kawah di Merkurius yaitu Cekungan Caloris yang lebarnya 1300 km. Kawah-kawah di Merkurius tidak securam kawah-kawah Bulan dan memiliki tepian yang lebih tipis. Karena grvitasi yang lemah dan terkena angin matahari secara terus-menerus maka Merkurius tidak memiliki atmosfer. Hanya terdapat selubung tipis helium, natrium dan oksigen. Inti Merkuroius terdiri dari unsur-unsur besi campuran setebal 1900 km. Lalu lapisan mantelnya terdiri dari unsur silikat setebal 600 km. Lapisan keraknya hanya setebal 100-200 km hanya terbuat dari unsur besi dan silikat.
VENUS
Venus merupakan planet kedua terdekat dengan Matahari. Venus dianggap sebagai saudara kembar Bumi, namun kenyataannya sangat berbeda. Venus dan Bumi mempunyai gravitasi yang sama besar, ukurannya juga sama besar dan komposisi penyusunnya pun sama, selain itu berbeda jauh. Permukaan Venus terdiri dari permukaan datar dan lereng-lereng. 10% luas permukaan Venus merupakan dataran tinggi yang mirip benua pada permukaan Bumi. Permukaan Venus sada yang berbebntuk gurun dan penuh dengan batu-batuan. Batuannya berwarna cokelat dan menunjukkan gejala pelapukan oleh atmosfer Venus. Kemudian, ada kegiatan vulkanik yang terjadi di permukaan Venus dan ditemukan senyawa oksida seperti aluminium oksida dan magnesium oksida. Dataran tinggi di Venus diberi nama seperti Aphrodite Terra dan Ishtar Terra, sesuai nama dewi-dewi Yunani. Venus sendiri diambil dari nama Dewi Venus, dewi cinta bangsa Romawi.
Atmosfer Venus berwarna merah kaena atmosfernya menghalangi jatuhnya cahaya biru dari Matahari. Atmosfernya terdiri dari 96,5 % karbon dioksida dan 3,5% nitrogen. Kandungan karbnon dioksida yang banyak pada atmosfer Venus menyebabkan tingginya suhu serta tekanan sehingga terjadi efek rumah kaca. Pada atmosfer Venus juga terdapat awan-awan gas sulfur dioksida.
Venus berotasi dengan arah yang berlawanan dari sebagian besar planet lainnya, periode rotasinya 243 hari dan periode revolusinya 224,7 hati. Maka, satu hari Bvenus = 117 hari di Bumi. Rotasi Venus berlawanan memunculkan dugaan bahwa dulu planet ini ditabrak asteroid cukup besar hingga orbitnya berubah arah.
BUMI
Bumi merupakan planet ketiga terdekat dengan Matahari sekaligus merupakan planet yang mempunyai kehidupan. Komposisi air, udara dan daratan planet ini seimbang. Atmosfer Bumi terdiri dari 78% nitrogen, 20% oksigen, 1% uap air, karbon dioksida dan gas-gas lainnya yang terbagi atas 5 lapisan. Bumi memiliki 1 satelit alamiah yaitu Bulan.
Massa jenis Bumi sekitar 5500kg/m3, sehingga Bumi sebagian besar terdiri dari gabungan batuan dan bahan-bahan logam.
MARS
Mars adalah planet merah yang terdekat keempat dengan Matahari. Warna merah planet ini disebabkan oleh kandungan besi (III) oksida. Permukaan Mars yang berwarna coklat kekuningan dipenuhi dengan bebatuan yang mungkin berasal dari kegiatan vulkanis yang pernah berlangsung di Mars. Selain bebatuan, terdapat juga debu-debu yang mengandung air dan karbon dioksida yang membeku. Tanah Mars kaya akan mineral kaya besi, besi hidroksida, sulfat dan karbonat serta campuran nikel dan besi. Permukaan Mars terbagi menjadi dua yaitu belahan selatan yang penuh dengan kawah dan alur-alur mirip saluran dan bagian utara yang penuh dengan gunung-gunung berapi yang sudah padam. Gunung-gunung berapi di Mars serupa dengan berapi perisai yang ada di Bumi hanya bentuknya lebih besar. Di Mars, terdapat ngarai terbesar di Tata Surya yaitu Valles Marinensis (panjang 4000 km dan kedalam 2-7 km) dan gunung tertinggi di Tata surya yaitu Olympus Mons (24 km).
Atmosfer Mars terdiri dari 95% karbon dioksida, 3% nitogen dan 1,6% argon, oksigen dan air. Pada atmosfernya, sering terbentuk awan yang terbentuk dari kristal-kristal es kering. Suhu di Mars berkisar antara -140 C pada musim dingin hingga 20 C pada musim panas.
Mars memiliki 2 satelit yaitu Phobos dan Deimos. Nama Mars diambil dari Dewa Mars, dewa perang bangsa Romawi.
JUPITER
Jupiter adalah planet terbesar dalam tata surya. Nama Jupiter diambil dari Raja para Dewa bangsa Romawi. Bersama Saturnus, Uranus dan Neptunus, Jupiter diklasifikasikan sebagai planet-planet gas raksasa, karena unsur utamanya terbuat dari hidrogen dan helium. Pita-pita yang tampak pada permukaan Jupiter adalah daerah perputaran gas atau mungkin saja daerah badai yang terus berlangsung di Jupiter. Jupiter terkenal dengan Bintik Merah Besar (Great Red Spot) dengan bentuk oval yang berukuran 14000 km x 30000 km. Mungkin Bintik Merah Besar adalah daerah kumpulan awan badai raksasa.
Bagian dalam Jupiter terdiri dari inti yaitu laipasn hidrogen metalik dengan ketebalan 40 000 km. Lapisan selanjutnya yaitu lapisan hidrogen molekul yang terdiri dari lautan hidrogen dan helium cait dengan ketebalan 16 000 km. Suhu permukaannya mencapai -140 C hingga 21 C. Komposisi atmosfer Jupiter terdiri dari 75% hidrogen,24% helium dan 5% gas-gas lainnya.
Jupiter mempunyai cincin tipis yang terbuat dari debu dan partikel es, sumbangan dari satelit-satelitnya. Jupiter mempunyai 63 satelit, 4 diantaranya berukuran besar dan ditemukan oleh Galileo sehingga disebut bulan Galileo. Satelit tersebut adalah Io, Europa, Ganymede dan Callisto.
SATURNUS
Saturnus adalah planet terbesar kedua setelah Jupiter. Nama Satiunus diambil dari nama Dewa Saturnus Romawi. Saturnus mempunyai cincin tebal yang tersusun dari partikel-partikel es, debu dan batuan kecil. Benda-benda penyusun ini berotasi mengelilingi Saturnus dan cahaya bisa menembus cincin. Saat Galileo mengamati Saturnus, ia salah menduga bahwa Saturnus punya telinga, yang sebenarnya adalah cincin yang sangat tebal. Kerapatan masaa Saturnus hanya 0,705gr/cm3 sehingga Saturnus dapat mengambang di air.
Komposisi Saturnus terdiri atas 3 bagian yaitu lapisan inti batuan dan besi, lapisan hidrogen dan helium metalik dan lapisan terluar terdiri dari molekul-molekul hidrogen, helium dan air. Bagian inti terbuat dari batuan dan besi dengan jari-jari 13 800 km dengan suhu 12 000 K. Bagian lapisan hidrogen dan helium metalik berjarak 15 000 km dari pusat hingga 25 000 km. Bagian terluar berjarak 25 000 km hingga 50 000 km.
Atmosfer Saturnus terdiri dari 93% hidrogen, 5% helium dan 2% gas-gas lainnya. Saturnus mempunyai Bintik Putih Besar yang sebenarnya adalah badai awan cirrus, yang terjadi dalam periode 30 tahun. Saturnus memiliki 60 satelit.
URANUS
Uranus adalah planet pertama yang ditemukan dengan bantuan teleskop. Ditemukan Sir William Herschel tahun 1781, nama Uranus berasal dari dewa langit Yunani. Sudut sumbu rotasi terhadap bidang orbit sekitar 8o sehingga terlihat seperti mengelinding. Karena itu, cahaya Matahari jatuh di kutub-kutubnya. Planet ini didominasi oleh es dan bebatuan ditambh hidrogen dan helium. Uranus berwarna biru yang berasal dari metana dan hidrogen. Uranus hanya terdiri dari bagian inti batuan dan atmosfer yang sangat mampat. Lapisan inti terdiri dari bebatuan, oksigen dan ion-ion. Atmosfer Uranus terdiri dari air, amonia dan metana. Komposisi atmosfer Uranus terdiri dari 83% hidrogen, 15% helium, 2% metana dan sisanya asetilena. Cincin Uranus terbuat dari partikel es dan debu yang cukup besar. Uranus memiliki 27 satelit.
NEPTUNUS
Neptunus adalah planet terjauh dengan Matahari dalam Tata Surya, namanya diambil dari dewa laut Romawi. Komposisi Neptunus terdiri dari 3 bagian yaitu inti yang terbuat dari bebatuan, selubung yang tersusun atas air terionisasi dan hidrogen metalik dan atmosfernya tersusun atas molekul hidrogen, etana dan metana.
Neptunus juga memiliki cincin yang berbentuk busur tersusun atas partikel yang kecil. Neptunus memiliki badai dengan awan putih di sekelilingnya yang disebut Bintik Putih Besar. Bentuk dan posisi bintik ini selalu berubah. Orbit Neptunus agak aneh karena seringkali planet ini meninggalkan orbitnya dan, ketika dilihat, Neptunus menjadi satu dengan Uranus. Penyebabnya adalah gerak maju-mundur Neptunus. Namun, hal ini tidak menjelaskan keanehan orbit Uranus. Neptunus memiliki 13 satelit.
KOMET
Komet adalah benda antar-planet yang terdiri dari bongkah es dan debu yang meluncur sangat cepat melintasi tata surya. Ketika komet menghampiri bagian-dalam Tata Surya, radiasi dari matahari menyebabkan lapisan es terluarnya menguap. Arus debu dan gas yang dihasilkan membentuk suatu atmosfer yang besar tetapi sangat tipis di sekeliling komet, disebut coma. Akibat tekanan radiasi matahari dan angin matahari pada coma ini, terbentuklah ekor raksasa yang menjauhi matahari.
Coma dan ekor komet membalikkan cahaya matahari dan bisa dilihat dari bumi jika komet itu cukup dekat. Ekor komet berbeda-beda bentuk dan ukurannya. Semakin dekat komet tersebut dengan matahari, semakin panjanglah ekornya. Ada juga komet yang tidak berekor. Orbit komet berbentuk elips yang sangat lonjong.
Teori asal-usul komet berasal dari astronom Belanda, Jan Oort tahun 1950, bahwa ada awan yang berjari-jari50 000-100 000 SA yang terdiri dari materi berukuran kecil dan mengandung kira-kira 100 trilyun komet.
METEOROID, METEOR DAN METEORIT
Meteoroid adalah benda yang berasal dari batuan kecil pecahan asteroid atau sisa dari komet. Saat meteoroid tertarik gravitasi Bumi dan terbakar menembus atmosfer disebut meteor atau bintang jatuh. Sisa-sisanya disebut meteorit.
Hujan Meteor bisa terjadi bila suati planet dilintasi komet atau meteoroid dalam jumlah banyak. Meteoroid akan tertarik oleh gravitasi Bumi dan akan menghasilkan hujan meteor. Hujan meteor dinamai sesuai dengan titik radian yang asalnya dari rasi bintang. Meteorit terbagi atas meteorit logam, batuan dan campuran.
ASTEROID
Asteroid atau planetoid adalah benda antar-planet dengan beragam bentuk yang ada pada Tata Surya. Asteroid terdapat di antara orbit Jupiter dan Mars dalam jumlah besar. Daerah ini disebut sabuk asteroid dengan asteroid terbesar, Ceres. Namun, Ceres sudah dikelompokkan sebagai planet kerdil. Selain itu, asteroid yang tersebar di orbit suatu planet disebut Trojan. Ada asteroid yang disebut asteroid-dekat-Bumi karena orbitnya di sekitar Bumi. Contohnya : 2062 Aten. Ada juga asteroid yang mempunyai satelit.
Ada asteroid yang orbitnya di belakang planet Neptunus disebut objek Trans Neptunus (Trans-Neptunian Object). Objek Trans-Neptunus terdiri dari Objek Sabuk Kuiper, Objek Piringan Tersebar (Scattered Disk) dan objek Awan Oort. Di daerah inilah, terdapat banyak sekali asteroid yang semua orbit bersinggungan denga orbit Neptunus. 2 planet kerdil menempati wilayah ini yaitu Eris dan Pluto. Semua nama asteroid mempunyai angka.
Sabuk Kuiper adalah daerah yang berjarak 30 hingga 50 SA dari Matahari dan masuk objek Trans-Neptunus. Piringan Tersebar adalah objek-objek yang berupa planet kecil es. Awan Oort adalah awan komet berbentuk bola yang jaraknya 50 000 hingga 100 000 SA dari Matahari.
134340 PLUTO
Pluto ditemukan oleh Pervical Lowell dan Clyde. W. Tombaugh dengan sistem astronomi yang paling tradisionl karena menggunakan plat fotografik hitam-putih. Kini Pluto memiliki 3 satelit yaitu Charon, Nix dan Hydra. Ada kemungkinan bahwa Pluto bukan dikelilingi oleh Charon tapi kedua-duanya saling mengelilingi. Orbit Pluto memotong orbit Neptunus sehingga Pluto bisa lebih dekat dengan Matahari dibanding Neptunus. Nama Pluto diambil dari Dewa Akhirat Romawi.
90377 SEDNA
Sedna adalah asteroid objek Piringan Tersebar dan Sabuk Kuiper. Butuh waktu 12 000 tahun untuk mengelilingi Matahari.
136199 ERIS
Eris adalah planet kerdil objek Awan Oort. Dulu dikenal dengan nama 2003 UB 313 atau Xena, Eris masuk daftar rancangan Tata Surya baru. Eris mempunyai satelit disebut Dysnomia.
Soal:Genetika dan Evolusi
GENETIKA DAN EVOLUSI I
1. Pernyataan mana yang benar tentang mutasi?
a. kecepatan mutasi cenderung tinggi pada sebagian besar populasi
b. umumnya bersifat letal
c. hanya gen-gen tertentu saja yang temutasi
d. merupakan sumber variasi genetik
e. merupakan sumber variasi fenotipik
2. Trisomi 21 pada manusia disebabkan karena ... .
a. pleiotropi
b. penurunan poligenik
c. epistasis
d. pasangan kromosom tidak terpisah waktu meiosis
e. pasangan kromosom poliploidi
3. Peristiwa mana yang tidak menghasilkan varias genetik pada suatu populasi?
a. Perpisahan bebas dari kromosom selama meiosis
b. pindah silang antara kromosom homolog selama meiosis I
c. pidah silang antara kromosom homolog selama meiosis II
d. penyatuan secara acak dari telur dengan sel sperma
e. pindah silang antara lokus gen selama meiosis II
pertanyaan no. 4-7
Percobaan persilangan dilakukan untuk menghasilkan kombinasi baru dari pola dan bentuk bunga :
| P | tanaman dengan bunga tunggal dan keriting | x | tanaman dengan bunga ganda (pola bunga) dan lurus (bentuk bunga) |
| F1 | semua keturunan mempunyai bunga tungal dan lurus | | |
| F2 | 290 tanaman dengan bunga tunggal danl urus 99 tanaman dengan bunga tunggal dan keriting 101 tanaman dengan bunga ganda dan keriting 32 tanaman dengan bunga ganda dan keriting | | |
4. Hasil persilangan ini menunjukkan hal apa tentang sifat parental (P) ?
a. keduanya heterozigot untuk pola dan bentuk bunga
b. satu homozigot dominan untuk pola dan bentuk bunga, sedangkan yang satu lagi homozigot resesif untuk pola dan bentuk bunga
c. satu homozigot dominan untuk pola bunga dan homozigot resesif untuk bentuk bunga, sedangkan yang satu lagi homozigot resesif untuk pola bunga dan homozigot dominan untuk bentuk bunga
d. satu homozigot dominan untuk kedua pasang sifat, sedangkan yang satu lagi heterozigot untuk kedua pasang sifat
5. Berdasarkan hasil percobaan, beberapa gen yang mengontrol keempat sifat yang diamati (tunggal, ganda, lurus, keriting)?
a. satu
b. dua
c. empat
d. delapan
e. tiga
6.
a. empat
b. delapan
c. sembilan
d. enambelas
e. tigapuluh dua
7. Hasil percobaan menunjukkan bahwa pola bunga dan bentuk bunga bunga dikontrol oleh ...
a. alel berbeda dari gen yang sama
b. dua gen berbeda pada kromosom yang sama
c. sempat gen berbeda pada kromosom yang sama
d. dua gen berbeda pada kromosom yang berbeda
8. Umumnya sifat-sifat resesif yang terpaut seks, seperti buta warna, lebih sering muncul pada pria daripada wanita karena ... .
a. pria tidak memiliki alel pada kromosom X untuk menutupi alel pada kromosom Y
b. pria tidak memiliki alel pada kromosom Y untuk menutupi alel pada kromosom X
c. pria membawa semua sifat terpaut seks pada kromosom Y
d. wanita selalu embawa satu alel dominan pada salah satu kromosom X-nya, karena mereka memiliki dua kromosom X
Untuk soal no 9 dan 10 pergunakan data tentang bajing di sebuah taman. Dalam populasi bajing pada suatu taman, 16% menunjukkan sifat yang resesif ekor melingkar.
9. Frekuensi heterozigot dalam populasi tersebut adalah ... .
a. 0,08
b. 0,24
c. 0,36
d. 0,48
10. Berapa frekuensi alel dominan (T) dalam populasi?
a. 0,40
b. 0,16
c. 0,26
d. 0,60
e. 0,32
11. Mana dari pernyataan berikut ini yang bukan merupakan bagian teori seleksi alami
a. variasi genetik ada diantara individu di suatu populasi
b. ukuran dari populasi tetap umumnya relative konstan, meskipun kenyataannya lebih banyak keturunan yang dihasilkan daripada dipertahankan
c. penghuni sebelumnya menyimpan biji hanya dari tanaman pangan yang paling produktif untuk ditanam pada tahun berikutnya
d. penyakit, kompetisi, dan kekuatan alami lainnya dapat mengeliminasi individu dalam populasi yang kurang beradaptasi terhadap lingkungannya
e. individu yang paling mampu beradaptasi terhadap lingkungannya akan mewariskan karakteristik yang menguntungkan ke keturunannya
12. Dari organisme di bawah ini, yang amna yang merupakan urutan evolusi menurut waktu, dimulai dari organisme yang muncul pertama kali?
a. sponge, cacing pipih, chrdata, moluska
b. cacing pipih, moluska, sponge, chordata
c. sponge, cacing pipih, moluska, chordata
d. moluska, sponge, cacing pipih, chordata
e. cacing pipih, sponge, chordata, moluska
13. Menurut teori evolusi modern, proses apa yang muncul pertama kali?
a. daur Krebs
b. respirasi anaerob
c. nutrisi autotrofik
d. fotosintesis
e. kemosintesis
14. Mutasi kecil lebih berarti daripada mutasi besar-besaran dalam kaitannya dengan proses evolusi. Hal tersebut didasari pada kenyataan bahwa
a. mutasi besar bersifat netral pengaruhnya terhadap individu
b. mutasi kecil bersifat menguntungkan dan merupakan asal mula terjadinya variabilitas genetic
c. mutasi besar merupakan asal mula terjadinya variabilitas genetic dan bersifat menguntungkan
d. mutasi kecil bersifat netral pengaruhnya terhadap individu
15. Genetic drift merupakan agensi evolutif yang tidak dapat diabaikan peranannya dalam proses evolusi, mengingat bahwa dalam peristiwa tersebut
a. terjadi pengurangan gen pada populasi karena ada gen yang hilang diikuti dengan adanya spesiasi
b. selalu dapat menyebabkan terjadinya spesiasi
c. selalu dapat menyebabkan terjadinya variasi
d. terjadi penambahan gen pada populasi karena ada gen yang masuk, tanpa adanya variasi
Untuk setiap keterangan di sebelah kiri, berikan kata di sebelah kanan yang paling cocok. Setiap kata di sebelah kanan dapat merupakan jawaban dari pada satu keterangan, lebih dari satu keterangan atau bukan jawaban dari keterangan manapun.
| 16. Seorang wanita dengan golongan darah A mempunyai satu anak dengan golongan darah A dan satu anak dengan golongan darah B. Berapa probabilitas bahwa anak ketiga mempunyai golongan darah A? | a. 0% |
| 17. Drosophila dumpy (dpdp) dikawinkan dengan yang normal homozigot. F1 dikawinkan sesamanya. Berapa probabilitas untuk F2 yang normal? | b. 25% |
| 18. Drosophila dumpy (dpdp) dikawinkan dengan yang normal homozigot. F1 dikawinkan sesamanya. Berapa probabilitas bahwa pada F2 mempunyai genotipe DpDp? | c. 50% |
| 19. Suatu kacang polong mempunyai genotipe pp yy Rr. Berapa probabilitas untuk memperoleh garnet yang p y R? | d. 75% |
| 20. Pada kacang polong warna bunga ungu (P), warna biji kuning (Y) dan biji bundar (R) bersifat dominan terhadap bunga warna putih, biji hijau dan keriput. Kalau kacang polong dengan genotipe pp yy Rr disilangkan dengan Pp Yy RR, berapa probabilitas untuk memperoleh kacang polong berbunga ungu, biji bundar dan keriput? | |
21. Burung Finch di Galapagos diduga berasal dari Amerika Selatan sampai di kepulauan Galapagos karena suatu kebetulan. Di Amerika Selatan burung tersebut tidak berevolusi seperti di Galapagos karena
a. di Amerika makanannya melimpah
b. di Amerika tidak ada pemangsa burung Finch
c. ciri burung Finch yang di Amerika berbeda dengan yang di Galapagos
d. situasi alam di Amerika tidak merupakan tekanan
22. Dalam suatu populasi masyarakat diketahui 9% adalah penderita albino. Perbandingan frekuensi genotip orang normal, carrier, dan albino adalah ...
a. 81 : 10 : 9
b. 9 : 49 : 42
c. 42 : 49 : 9
d. 49 : 42 : 9
23. Pada tomat, daun "terpotong" (T) bersifat dominan terhadap daun "kentang" dan batang ungu (LQbersifat dominan terhadap batang hijau. Pada suatu hasil persilangan, diperoleh fenotipe Fl sebagai berikut: ungu-”terpotong” = 1790; ungu-"kentang"=620; hijau-"terpotong” = 623; hijau-”kentang”=222. Apa genotipe parentalnya?
a. UuTt x UuTt c. uutt x uutt
b. UuTt x Uutt d. UUTt x uuTt
24. Pada percobaan tentang probabilitas, dua uang logam yang sama dikocok dalam gelas, dijatuhkan ke meja dan diamati permukaan yang mana yang menghadap ke atas, garuda atau angka. Hasil dari 100 kali percobaan dicatat. Apa hasil percobaan yang diharapkan diperoleh?
a. dua garuda-25%; satu garuda dan satu angka-50%; dua angka-25%.
b. dua garuda-25%; dua angka-75%.
c. dua garuda-50%; satu garuda dan satu angka-50%
d. satu garuda dan satu angka-50%; dua angka-50%.
25. Pada marmot, bulu hitam bersifat dominan. Dari suatu hasil persilangan, separuh dari anak-anak marmot yang lahir berwarna putih. Apa genotip parentalnya?
a. Bb ´ Bb c. bb ´ bb
b. Bb ´ bb d. BB ´ bb
26.
a. kuning c. coklat
b. hitam d. kuning dan hitam
27. Mata coklat bersifat dominan terhadap mata biru. Dalam suatu populasi, 9% mempunyai mata biru. Berapa % populasi tersebut yang mempunyai mata coklat yang heterozigot?
a. 91% c. 70%
b. 30% d. 42%
28. Mana dari kejadian berikut yang tidak berperan terhadap variasi genetik dalam suatu populasi?
a. penyusunan kromosom sccara independen selama meiosis
b. crossing over antara kromosom homolog selama meiosis I
c. crossing over antara kromosom homolog selama meiosis II
d. penggabungan secara acak dari telur dan sperma
e. mutasi acak
29. Diagram dibawah ini menunjukkan tiga generasi yang mengalami ketulian dalam suatu keluarga. Bulatan hitam menggambarkan wanita yang tuli, dan bulatan putih menggambarkan wanita normal. Kotak hitam menggambaikan pria yang tuli dan kotak putih menggambarkan pria normal.
Kondisi yang ditunjukkan dari silsilah diatas adalah diwarisi sebagai
a. suatu karakteristik autosom dominan
b. suatu karakteristik autosom resesif
c. suatu karakteristik dominan keterpauian seks
d. suatu karakteristik resesif keterpautan seks
e. suatu karakteristik holandrik
Pertanyaan 30 berdasarkan data berikut.
Pada Drosophila, ada gen dominan terhadap tubuh berwarna abu-abu dan gin dominan lainnya untuk sayap normal. Alel resesif dari duagen ini berturut-turut menghasilkan tubuh berwarna hitam dan sayap vestigial. Lalat homozygous berwarna abu-abu dan sayap normal disilangkan dengan lalat bertubuh hitam dan sayap vestigial. Keturunan P, kemudian disilangkan dengan hasil F2 berikut ini:
· Tubuh abu-abu, sayap normal 236
· Tubuh hitam, sayap vestigial 253
· Tubuh abu-abu, sayap vestigial 50
· Tubuh hitam, sayap normal 61
30. Gen dari karakteristik ini adalah
a. tidak terpaut
b. terpaut tanpa crossing-over
c. terpaut dengan 18,6% crossing-over
d. terpaut dengan 37,2% crossing-over
e. terpaut dengan 81,4% crossing-over
Langganan:
Postingan (Atom)
