ESTIMASI USIA MATAHARI DAN KIAMAT(Bertujuan untuk memenuhi tugas Environmental Physics)

MAKALAH

Oleh :

Liana Safitri 110210152011

PHYSICS EDUCATIONAL PROGRAMDEPARTEMENT OF MATHEMATICS AND SCIENCES EDUCATIONFACULTY OF TEACHER TRAINING AND EDUCATIONJEMBER UNIVERSITY2014

BAB1. PENDAHULUAN

1.1 Latar BelakangMatahari adalah bintang terdekat dengan bumi. Jaraknya antara 147,1 juta km hingga 152,6 juta km dari bumi. Kedekatan matahari ke bumi memungkinkan ilmuan mempelajari fenomena di atmosfer matahari yang terlalu kecil atau terlalu kabur untuk diamati bahkan pada bintang terdekat dari tata surya kita.Matahari adalah massa besar gas panas yang berpijar. Tarikan gravitasi kuat dari matahari menjaga bumi dan planet lain dalam tata surya tetap dalam orbitnya. Cahaya dan panas matahari mempengaruhi semua benda dalam tata surya dan memungkinkan kehidupan ada di bumi.Sekitar 4,6 miliar tahun lalu, sebuah awan gas dan debu terkubur dalam kegelapan lengan spiral Bima sakti mulai runtuh. Mungkin angina yang kuat dari bintang massif atau sebuah gelombang kejut dari supernova yang dekat memicu keruntuhan dari jarak kita dalam waktu, kita belum tahu dengan pasti. Apapun penyebabnya, gaya gravitasi lalu mulai melakukan keajaibannya: awan mulai berkontraksi dan terpecah. Salah satu pecahan itu ditakdirkan menjadi matahari kita dan bagian lain dari tata surya. Pecahan lain juga menghujani bintang-bintang sejak ia pergi dari tempat kelahirannya tidak ada jalan menentukan yang mana akan memuat kerabat kita. Namun sementara proses pembentukan bintang sepenuhnya membosankan, bagian kecil galaksi kita ini mungkin mirip dengan nebula Orion (M42) atau salah satu daerah pembentukan bintang lainnya yang kita lihat sekarang. Agar lebih mengetahui bagaimana umur dari matahari, maka dalam makalah ini akan dibahas mengenai estimasi umur matahari dan kiamat.

1.2 Rumusan MasalahBerdasarkan latar belakang diatas, dapat diajukan rumusan masalah sebagai berikut:1. Bagaimana estimasi umur matahari?2. Bagaimana hubungan usia matahari dengan kiamat?1.3 TujuanBerdasarkan rumusan masalah diatas, maka tujuan makalah ini antara lain:1. Mengetahui estimasi umur matahari.2. Mengetahui hubungan usia matahari dengan kiamat.

BAB 2. PEMBAHASAN

2.1 Estimasi Umur Matahari

Matahari sudah ada sebelum semua makhluk di bumi ini dilahirkan. Zaman dahulu kala di alam semesta tidak ada apa-apa, hanya debu yang melayang bebas. Saat debu bertemu dengan debu maka terbentuklah pusaran. Di antara pusaran debu maka terjadilah penumpukan gas dan debu. Dan itulah awal terbentuknya matahari. Dari awal terbentuknya, matahari terbentuk atas awan padat yang membentuk gas dan debu, setelah terbentuk, kandungan matahari terdiri atas 74% hidrogen dan 25% helium, proses pembakaran hidrogen menjadi helium inilah yang menyebabkan kenapa matahari bisa berpijar. Semua makhluk di muka bumi ini, hidup dengan energi yang diperoleh dari matahari. Apabila matahari akan lenyap, maka bisa terjadi bencana yang sangat besar.Fakta-fakta tentang matahari, antara lain:a. Jarak antara Bumi dengan Matahari adalah sejauh 150 juta km.b. Suhu permukaan matahari sekitar 6000 derajat celcius sedang inti atomnya 15 juta derajat celcius.c. Daya tarik gravitasi Matahari lebih kuat (28x lipatnya) daripada bumi. Contoh : jika berat tubuh kita di bumi 60 kg, maka di matahari berat badan kita menjadi 1680 kg.Matahari juga merupakan sebuah bintang yang merupakan tumpuan bagi orbit revolusi planet-planet yang mengelilinginya. Pada matahari sendiri, masih banyak misteri yang belum terpecahkan sepenuhnya yang sebelumnya informasi detail yang belum terkuak mengenai bintang raksasa ini masih merupakan sebuah prediksi, atau proses penelitian. Seperti manusia, Matahari memiliki umur yang terbatas. Sebagaimana kita, bintang juga memiliki usia. Bila saat itu terjadi, matahari akan menjadi lebih panas dan lebih besar, menguapkan semua lautan kita dan membunuh semua kehidupan di planet Bumi. Matahari akan menjadi lebih panas karena usia dan membakar semua bahan bakar lebih cepat. Suhu akan meningkat, akhirnya memusnahkan kehidupan hewan, penguapan laut dan membunuh semua kehidupan tanaman. Matahari akan membengkak dan menjadi bintang raksasa merah, menelan planet-planet terdekat. Daya tarik gravitasi akan menjadi berkurang dan kemungkinan Bumi akan terlepas. Pada akhirnya, ia akan menyusut menjadi bintang kerdil putih.Baru-baru ini, para scientist barat telah menemukan bukti yang mengejutkan mengenai prediksi batas umur matahari yakni mengenai kapan dan bagaimana matahari akan mati. Tapi, bagi kita para manusia yang mempunyai keyakinan akan keberadaan sang pencipta, ini bukan sesuatu yang mustahil, karena pada dasarnya memang Tuhanlah yang menciptakan seluruh alam beserta isinya ini. Matahari telah memancarkan panas selama sekitar 5 miliar tahun sebagai akibat dari reaksi kimia konstan yang berlangsung pada permukaannya. Pada saat yang ditentukan oleh Allah di masa depan, reaksi ini pada akhirnya akan berakhir, dan Matahari akan kehilangan semua energi dan akhirnya Mati.Kata Arab limustaqarrin dalam ayat ini merujuk pada tempat tertentu atau waktu. Kata tajree diterjemahkan sebagai berjalan, juga bermakna seperti untuk bergerak, untuk bertindak cepat, untuk bergerak, mengalir. Tampaknya dari arti kata bahwa Matahari akan terus dalam perjalanannya dalam ruang dan waktu nya, tetapi pergerakan ini akan berlanjut sampai waktu tertentu yang telah ditetapkan. Ayat Ketika matahari dipadatkan dalam kegelapan, (QS. at-takwir : 1) yang muncul dalam deskripsi Hari Kiamat, memberitahu kita bahwa seperti waktu itu akan datang. Waktu tersebut hanya diketahui oleh Allah.SWT.Kesatuan panas dan cahaya yang dipancarkan oleh matahari adalah energi yang dilepaskan seketika. Hal ini dikonsumsi sebagai inti hidrogen berubah menjadi helium dalam proses fusi nuklir energi matahari, dengan kata lain hidup matahari akan berakhir setelah bahan bakar ini habis digunakan. Matahari secara bertahap akan mati. Sebagai inti bintang ke dalam kehancuran, dan akhirnya akan menjadi cukup panas untuk memicu atom lain menyusunnya menjadi helium. Helium atom bersatu padu untuk membentuk karbon. Ketika pasokan helium habis, pusat matahari akan runtuh lagi dan atmosfer akan mengembang. Matahari tidak cukup besar untuk sepenuhnya menyalakan kembali intinya untuk ketiga kalinya. Jadi terus berkembang, mencurahkan kondisi dalam serangkaian ledakan. Inti yang sekarat akhirnya membentuk white dwarf berlian bulat ukuran Bumi yang terbuat dari karbon dan oksigen. Dari titik ini Matahari secara bertahap akan berangsur hilang, menjadi redup dan redup cahayanya sampai akhirnya padam.Santer terdengar kabar, bahwa aktivitas Matahari diperkirakan akan memuncak pada pertengahan tahun 2012 hingga tahun 2013. Peningkatan aktivitas bintang di Tata Surya itu berpotensi meningkatkan frekuensi badai Matahari, lontaran energi tinggi ke lingkungan sekitar Matahari. Secara umum, badai matahari ini merupakan kondisi ekstrim matahari, dimana terjadi kegiatan semburan massa matahari yang masif yang terjadi di permukaan atmosfir matahari.Menurut Sri Kaloka, Kepala Pusat Pemanfaatan Sains Antariksa Lapan, badai matahari ini akan terjadi ketika muncul flare dan Coronal Mass Ejection (CME). Flare adalah ledakan besar di atmosfer matahari yang ledakannya setara dengan 66 juta kali bom atom Hiroshima, kemudian CME adalah ledakan besar yang menyebabkan terjadinya lontaran partikel-partikel di matahati berkecepatan 400 Km/detik.Dampak dari lontaran massa korona itu akan menimbulkan adanya radiasi plasma dari matahari. Dengan adanya radiasi tersebut, medan magnet bumi dapat terpengaruh dan selanjutnya akan berdampak pada sistem satelit, listrik dan frekuensi radio. Siklus terjadinya badai matahari ini 11 tahun dan diperkirakan puncaknya terjadi pada tahun 2012-2013.Dengan prediksi tersebut, harus dipersiapkan hal-hal yang akan menimbulkan berbagai dampak buruk tersebut, seperti antisipasi pemadaman listrik sebelum terjadi kerusakan yang lebih parah. Maka janganlah badai matahari ini dikaitkan dengan kiamat, karena keduanya tidak berhubungan. Karena menurut astrofisikawan Lembaga Antariksa dan Penerbangan Nasional (Lapan), Thomas Djamaluddin, kemusnahan bumi akibat matahari akan terjadi 5 miliar tahun lagi.Langsung saja kita melihat ke masa depan di 6 milyar tahun mendatang ketika hidrogen di matahari itu habis terbakar, maka tahap berikutnya adalah pembakaran helium yang akan merubahnya menjadi elemen berat (inilah fase dimana matahari dalam keadaan kritis). Kembali ke 6 milyar tahun mendatang matahari, matahari akan menjadi bintang merah raksasa yang ukurannya akan membengkak dan kemudian melenyapkan merkurius, venus, bahkan bumipun ikut terlebur olehnnya gbr. Matahari membesar mendekati Bumi.Disinilah apa yang orang katakan bahwa " matahari hanyalah berada sejengkal dengan kepala kita ketika kiamat itu tiba, karena pada saat itu matahari sedang membesar dan melahap setiap planet atau bintang atau asteroid yang di jangkaunya, gbr. Menjelang datangnya matahari.lihat gambar dibawah ini, nampak hanya dengan jilatan apinya yang seukuran 3x lipatnya bumi saja matahari mampu menghanguskan isi bumi sekaligus, apalagi jika terkena mataharinya langsung. gbr. Pergerakan Matahari menuju Bumi.

gbr. Matahari Menjadi Bintang Merah Raksasa.

gbr. Menjelang kehancuran bumi.

gbr. Kehancuran Bumi.dan setelah itu, kemudian ukuran matahari kembali menciut/menyusut (tanpa ledakan supernova) dan akhirnya matahari menjadi bintang kerdil.

Seperti telah diterangkan di muka, bahwa matahari akan padam manakala reaksithermonuklirdi matahari telah berhenti. Apabila matahari padam, maka kehidupan di muka bumi akan berhenti. Secara empiris telah dapat dibuktikan bahwa ada bintang yang pada mulanya bersinar terang, akan tetapi kemudian sinarnya makin redup dan akhirnya padam. Keadaan ini telah direkam oleh teleskop angkasa luarhubble. Atas dasar ini maka dapat saja matahari pada suatu saat akan padam. Seorang fisikawan Jerman,Hermann von Helmholtz, pada tahun 1825 mengamati perkembangan matahari yang ternyata diameter matahari setiap tahunnya menyusut 85 m. Kalau pengamatan Helmholtz benar, maka berdasarkan perhitungan penyusutan diameter matahari, umur matahari hanya akan bertahan untuk waktu 20.000.000-25.000.000tahun sejak matahari mengalami penyusutan. Untuk kurun waktu itu, teori Helmholtz ini cukup memuaskan para ilmuwan, sebelum akhirnya digugurkan oleh teori reaksi thermonuklir yang masih bertahan sampai saat ini.Atas dasar teori thermonuklir sudah barang tentu teori Helmholtz menjadi tidak benar, karena dalam kenyataannya matahari telah bersinar sejak orde5.000.000.000tahun yang lalu atau bahkan lebih dari itu, suatu umur yang melebihi perkiraan Helmholtz. Reaksi thermonuklir yang dikemukakan oleh Hans Bethe seperti yang telah diuraikan di muka, sebenarnya mirip dengan reaksi kimia konvensional dalam arti bahwa reaksi masih dapat berlangsung selama masih tersedia unsur atau reaktan yang menyebabkan terjadinya proses reaksi thermonuklir tersebut. Pada reaksi thermonuklir yang terjadi di matahari, sebagai reaktan utama adalah gas Hidrogen. Para ahli astronomi dan astrofisika berpendapat bahwa dengan bertambahnya umur matahari, maka pemakaian Hidrogen untuk reaksi thermonuklir dalam rangka mendapatkan energi yang amat sangat panas makin bertambah. Pada peristiwa ini energi yang dihasilkan oleh reaksi thermonuklir juga bertambah, sehingga energi radiasi yang dipancarkan matahari juga bertambah. Hal ini berarti pula suhu atmosfir bumi akan naik dan bumi akan terasa makin panas. Apabila pendapat para ahli astronomi dan astrofisika tersebut benar, yaitu dengan bertambahnya umur matahari akan membuat persediaan gas Hidrogen pada permukaan matahari berkurang, maka jelas bahwa cepat atau lambat matahari pada akhirnya akan padam.Berdasarkan teori ini energi radiasi matahari diperkirakan masih dapat bertahan untuk jangka waktu kurang lebih 10.000.000.000 tahun lagi, setelah itu matahari padam. Secara teori dalam perjalanan menuju waktu10.000.000.000 tersebut, suhu atmosfir bumi akan naik terus karena energi radiasi yang datang dari matahari bertambah panas. Keadaan ini akan menyebabkan es yang ada di kutub utara dan selatan akan mencair yang mengakibatkan tenggelammnya beberapa daratan atau garis pantai akan bergeser ke arah daratan. Kota-kota yang berada di pantai akan tenggelam. Ini baru merupakan bencana awal bagi kehidupan manusia di muka bumi ini. Bencana berikutnya adalah menguapnya semua air yang ada di bumi ini, karena suhu atmosfir bumi makin panas yang pada akhirnya tidak ada lagi air di muka bumi ini. Bumi yang menjadi kering kerontang tanpa air sama sekali dan suhunya yang panas menyebabkan berakhirnya kehidupan di muka bumi ini. Keadaan ini aka terjadi menjelang waktu mendekati 10.000.000.000 tahun yang akan datang.2.2 Hubungan Estimasi Umur Matahari dengan KiamatPara ahliastronomidan astrofisika kini mengembangkan teori baru, menyangkut tahapan akhir alam semesta. Teori Big Bang atau dentuman besar bagi penciptaan alam semesta kini sudah secara luas diterima. Akan tetapi skenario akhir dari dentuman besar, masih menjadi bahan perdebatan yang cukup hangat. Lima tahun lalu, para ahli astronomi dan astrofisika ibaratnya hanya membahas dua tema. Yakni, kecepatan pemuaian alam semesta serta kerapatan rata-rata materi penyusun alam semesta. Terdapat aksioma, jika kerapatan materi melampaui nilai kritis, maka alam semesta berhenti berkembang dan mengkerut kembali.Jadi selaras dengan teori dentuman besar, skenario tahapan akhir alam semesta adalah keruntuhan besar. Akan tetapi berdasarkan pengukuran pancaran latar belakang sinar kosmis, penyebaran awangalaksi, penghitungan konstanta Hubble serta indikator lain, diperhitungkan volume materi nampak maupun materi gelap, tidak mencukupi untuk membuat alam semesta kolaps. Masih ada komponen utama lainnya yang menentukan nasib alam semesta, yakni energi gelap yang sejauh ini masih misterius. Tantangan terbesar ilmu kosmologi saat ini, adalah mengerti sifat dan mekanisme energi gelap ini.Para ahli kosmologi menyadari, alam semesta yang kini berumur sekitar 13,7 milyar tahun, sudah memasuki paruh siklus hidupnya. Itulah sebabnya para peneliti merasa lebih tertarik pada skenario nasib alam semesta. Apa yang terjadi dengan alam semesta 20 milyar tahun mendatang ? Bumi sendiri yang lahir sekitar 5 milar tahun lalu, jadi jauh lebih muda dari alam semesta, diperkirakan lima sampai tujuh milyar tahun mendatang sudah merupakan planettanpa kehidupan.Matahari sudah memasuki fasebintangraksasa merah, dan ukurannya membesar sampai 100 kali lipat dari ukuran sekarang. Bumi sudah menjadi planet yang berupa bola api menyala.Ada tiga gambaran skenario yang dikembangkan para peneliti kosmologi. Yakni jika konstanta alam semesta tetap negatif, alam semesta akan mengalami keruntuhan besar di akhir siklus kehidupannya. Jika konstantanya positif atau tidak mencapai titik kritis, alam semesta akan terus memuai. Disamping itu, ada juga gambaran yang ekstrim. Misalnya saja teori yang dilontarkan Robert Caldwell dari departemen fisika dan astronomi di Darmouth College, AS, serta Marc Kamionkowski dan Nevin Weinberg dari institut teknologi California di Pasadena AS. Beberapa bulan lalu, ketiga pakar astrofisika itu melontarkan skenario yang disebut Big Rip, atau koyakan besar.Dalam hal ini, energi gelap tetap memainkan peranan utama. Jika energi gelap tidak lagi mengikuti hukum konstanta alam semesta, dan bertindak sebagai materi liar yang dijuluki Phantom Energy, maka pemuaian alam semesta tidak berhenti atau konstan, akan tetapi justru dipercepat. Dengan percepatan yang terus meningkat, alam semesta ibaratnya dikoyak sampai menjadi bagian materinya yang terkecil. Kerapatan energi phantom energy pada akhir zaman alam semesta, menjadi tidak terbatas. Artinya, tidak ada yang dapat mengelak, semua benda langit, mulai dari galaksi besar sampai atom terkecil akan meledak.Kapan akhir zaman atau kiamat alam semesta itu akan terjadi? Apakah dapat diramalkan? Berdasarkan perhitungan konstanta alam semesta Einstein dan konstanta Hubble, yang saat ini besarnya 70 kilometer per detik dan Megaparsec, masih tersisa waktu 53 milyar tahun sampai tibanya Big Rip. Skenario yang lebih ekstrim dilontarkan astronom Pedro Gonzalez-Diaz dari pusat penelitian alam semesta di Madrid. Ia memperkirakan Big Rip akan terjadi sekitar 22 milyar tahun mendatang. Satu milyar tahun sebelum terjadinya koyakan besar, awan galaksi akan tercerai berai. Tiga bulan sebelum koyakan besar, juga lubang hitam akan tercerai berai.

DAFTAR PUSTAKA

Firman, Muhammad. 2011. Berapa Lama Umur Matahari?, http://teknologi.news.viva.co.id/news/read/203926-berapa-lama-umur-rata-rata-bintang-, diakses tanggal (19-02-2014)Wiji, Yunanto. 2012. Badai Matahari Bukan Kiamat, http://sains.kompas.com/read/2012/01/03/1256396/Badai.Matahari.Bukan.Kiamat, diakses tanggal (19-02-2014)Anonim. 2013. Berapakah Umur Matahari?, http://www.lintas.me/fun/misteri/jurnalharian.com/sudah-berapakah-umur-matahari-sekarang-jurnal-jurnal-harian, diakses tanggal (19-02-2014)