ruang lingkup ilmu pengetahuan alam ( ipa )

RUANG LINGKUP IPA (Ilmu Pengetahuan Alam)

A.ALAM SEMESTA
Pengertian Alam Semesta
Alam Semesta adalah ruang dimana di dalamnya terdapat kehidupan biotik maupun abiotik serta segala macam peristiwa alam yang dapat diungkapkan maupun yang belum dapat diungkapkan oleh manusia.

ALAM SEMESTA
· Terdiri dari semua materi, termasuk tenaga dan radiasi, serta segala yang telah
diketahui dan baru dalam tahap percaya bahwa pasti ada di antariksa
· Makrokosmos dan mikrokosmos
· Mahluk hidup dan benda mati
· Hukum-hukum alam, kimia, dan fisika serta hukum lainnya

TEORI-TEORI TERJADINYA ALAM SEMESTA

 Teori Steady State
Teori ini berpendapat bahwa materi yang hilang melalui resesi galaksi-galaksi, karena pengembungan alam yang berlangsung terus menerus digantikan oleh materi yang baru saja tercipta sehingga alam semesta yang terlihat tetap berada dalam keadaan tidak berubah (stady state), artinya bahwa materi secara terus menerus tercipta diseluruh alam semesta. Teori ini sama sekali tidak menyebut peristiwa awal yang bersifat khusus pada waktu atau ruang. Tidak ada awal maupun akhir karena materi diperbarui secara terus menerus di satu tempat sementara di tempat lain dihancurkan.

Teori Ekspansi dan Kontraksi
Teori ini berpendapat bahwa ada suatu siklus di jagat raya. Satu siklus mengalami satu masa ekspansi dan satu masa kontraksi. Satu siklus diperkirakan berlangsung selama 30 milyar tahun. Dalam masa ekspansi terbentuklah galaksi-galaksi serta bintang-bintang di dalamnya. Ekspansi ini diakibatkan oleh adanya reaksi inti hydrogen yang pada akhirnya membentuk unsur-unsur lain yang komplek. Pada masa kontraksi, galaksi-galaksi dan bintang-bintang yang telah terbentuk meredup dan unsure-unsur yang telah terbentuk menyusut dengan mengeluarkan tenaga berupa panas yang sangat tinggi. Disebut juga Oscillating Theory (teori mengembang dan memampat).

Teori Big – Bang
Keberadaan awal pada peristiwa besar ini melengkapi ketidaktahuan manusia tentang awal mula alam semesta dan merupakan bahan dari spekulasi sesungguhnya yang mempunyai dasar kuat.
Teori ini mengasumsikan sekitar 15 milyar tahun lalu dimulai dari ledakan yang dahyat dan dilanjutkan dengan pengambangan alam semesta.

ANGGOTA SISTEM TATA SURYA
Alam semesta memang tak terkira luasnya,terdapat kira-kira lebih dari 100 miliar galaksi. Galaksi adalah suatu sistem bintang yang berjumlah miliaran. Tata surya kita adalah salah satu anggota galaksi Milky Way (galaksi Bimasakti). Sistem tata surya terdiri atas matahari sebagai pusat, yang di kelilingi delapan planet dan bulan-bulannya serta benda-benda kecil antar planet, di antaranya adalah asteroid, komet dan meteoroid. Dan delapan planet yang mengitari matahari adalah Merkurius, Venus, Bumi, Mars, Yupiter, Saturnus, Uranus & Neptunus.
Sedangkan planet adalah benda gelap yang dapat kita lihat karena sebagian sinar matahari yang di pantulkan oleh planet mengenai mata kita. Lima planet yang dapat kita lihat dengan mata telanjang adalah Merkurius, Venus, Mars, Yupiter & Saturnus. Dan dua planet lainnya Uranus & Neptunus hanya dapat kita lihat melalui teleskop. Uranus di temukan oleh Herschel (13 maret 1781). Neptunus pertama kali di lihat di langit oleh Johann G. Galle (23 september 1846).

LAPISAN-LAPISAN BUMI
litosfer
 lapisan bumi yang paling luar atau biasa disebut dengan kulit bumi. Pada lapisan ini pada umumnya terjadi dari senyawa kimia yang kaya akan Si02, itulah sebabnya lapisan litosfer sering dinamakan lapisan silikat dan memiliki ketebalan rata-rata 30 km yang terdiri atas dua bagian, yaitu Litosfer atas (merupakan daratan dengan kira-kira 35% atau 1/3 bagian) dan Litosfer bawah (merupakan lautan dengan kira-kira 65% atau 2/3 bagian).
Hidrosfer
 lapisan air yang ada di permukaan bumi. Kata hidrosfer berasal dari kata hidros yang berarti air dan sphere yang berarti lapisan. Hidrosfer di permukaan bumi meliputi danau, sungai, laut, lautan, salju atau gletser, air tanah dan uap air yang terdapat di lapisan udara.
Hampir tiga per empat bumi ditutupi oleh air dengan jumlah yang tetap dan hanya mengalami perubahan bentuk. Hal ini terjadi karena air mengalami siklus yang disebut daur idrologi atau water cycle.
Bentangan air yang terdapat di daratan dipelajari dalam ilmu hidrologi. Bentangan air yang terdapat di lautan ddipelajari dalam ilmu oceanografi. Bentangan air yang terdapat di atmosfer, yang mempengaruhi iklim dan cuaca, dipelajari dalam ilmu meteorology dan klimatologi.

Atmosfer
lapisan gas yang melingkupi sebuah planet, termasuk bumi, dari permukaan planet tersebut sampai jauh di luar angkasa. Di bumi, atmosfer terdapat dari ketinggian 0 km di atas permukaan tanah, sampai dengan sekitar 560 km dari atas permukaan bumi. Atmosfer tersusun atas beberapa lapisan, yang dinamai menurut fenomena yang terjadi di lapisan tersebut. Transisi antara lapisan yang satu dengan yang lain berlangsung bertahap. Atmosfer tidak mempunyai batas mendadak, tetapi agak menipis lambat laun dengan menambah ketinggian, tidak ada batas pasti antara atmosfer dan angkasa luar.

TEORI TERJADINYA PLANET BUMI
1. Teori Kabut Kant-Laplace
Sejak jaman sebelum Masehi, para ahli telah banyak berfikir dan melakukan analisis terhadap gejala-gejala alam. Mulai abad ke 18 para ahli telah memikirkan proses terjadinya Bumi.
Ingatkah kamu tentang teori kabut (nebula) yang dikemukakan oleh Immanuel Kant (1755) dan Piere de Laplace (1796)? Mereka terkenal dengan Teori Kabut Kant-Laplace. Dalam teori ini dikemukakan bahwa di jagat raya terdapat gas yang kemudian berkumpul menjadi kabut (nebula). Gaya tarik-menarik antar gas ini membentuk kumpulan kabut yang sangat besar dan berputar semakin cepat. Dalam proses perputaran yang sangat cepat ini, materi kabut bagian khatulistiwa terlempar memisah dan memadat (karena pendinginan). Bagian yang terlempar inilah yang kemudian menjadi planet-planet dalam tata surya.

2. Teori Planetesimal
Seabad sesudah teori kabut tersebut, muncul Teori Planetesimal yang dikemukakan oleh Chamberlin dan Moulton. Teori ini mengungkapkan bahwa pada mulanya telah terdapat matahari asal. Pada suatu ketika, matahari asal ini didekati oleh sebuah bintang besar, yang menyebabkan terjadinya penarikan pada bagian matahari. Akibat tenaga penarikan matahari asal tadi, terjadilah ledakan-ledakan yang hebat. Gas yang meledak ini keluar dari atmosfer matahari, kemudian mengembun dan membeku sebagai benda-benda yang padat, dan disebut planetesimal. Planetesimal ini dalam perkembangannya menjadi planet-planet, dan salah satunya adalah planet Bumi kita.

Pada dasarnya, proses-proses teoritis terjadinya planet-planet dan bumi, dimulai daribenda berbentuk gas yang bersuhu sangat panas. Kemudian karena proses waktu dan perputaran (pusingan) cepat, maka terjadi pendinginan yang menyebabkan pemadatan (pada bagian luar). Adapaun tubuh Bumi bagian dalam masih bersuhu tinggi.

3. Teori Pasang Surut Gas
Teori Pasang Surut Gas ini dikemukakan leh jeans dan Jeffreys, yakni bahwa sebuah bintang besar mendekati matahari dalam jarak pendek, sehingga menyebabkan terjadinya pasang surut pada tubuh matahari, saat matahari itu masih berada dalam keadaan gas. Terjadinya pasang surut air laut yang kita kenal di Bumi, ukuranya sangat kecil. Penyebabnya adalah kecilnya massa bulan dan jauhnya jarak bulan ke Bumi (60 kali radius orbit Bumi). Tetapi, jika sebuah bintang yang bermassa hampir sama besar dengan matahari mendekati matahari, maka akan terbentuk semacam gunung-gunung gelombang raksasa pada tubuh matahari, yang disebabkan oleh gaya tarik bintang tadi. Gunung-guung tersebut akan mencapai tinggi yang luar biasa dan membentuk semacam lidah pijar yang besar sekali, menjulur dari massa matahari tadi dan merentang kea rah bintang besar itu.

Dalam lidah yang panas ini terjadi perapatan gas-gas dan akhirnya kolom-kolom ini akan pecah, lalu berpisah menjadi benda-benda tersendiri, yaitu planet-planet. Bintang besar yang menyebabkan penarikan pada bagian-bagian tubuh matahari tadi, melanjutkan perjalanan di jagat raya, sehingga lambat laun akan hilang pengaruhnya terhadap-planet yang berbentuk tadi. Planet-planet itu akan berputar mengelilingi matahari dan mengalami proses pendinginan. Proses pendinginan ini berjalan dengan lambat pada planet-planet besar, seperti Yupiter dan Saturnus, sedangkan pada planet-planet kecil seperti Bumi kita, pendinginan berjalan relatif lebih cepat.

Sementara pendinginan berlangsung, planet-planet itu masih mengelilingi matahari pada orbit berbentuk elips, sehingga besar kemungkinan pada suatu ketika meraka akan mendekati matahari dalam jarak yang pendek. Akibat kekuatan penarikan matahari, maka akan terjadi pasang surut pada tubuh-tubuh planet yang baru lahir itu. Matahari akan menarik kolom-kolom materi dari planet-planet, sehingga lahirlah bulan-bulan (satelit-satelit) yang berputar mengelilingi planet-planet. peranan yang dipegang matahari dalam membentuk bulan-bulan ini pada prinsipnya sama dengan peranan bintang besar dalam membentuk planet-planet, seperti telah dibicarakan di atas.

4. Teori Bintang Kembar
Teori Bintang Kembar ini dikemukakan oleh seorang ahli Astronomi R.A Lyttleton. Menurut teori ini, galaksi berasal dari kombinasi bintang kembar. Salah satu bintang meledak sehingga banyak material yang terlempar. Karena bintang yang tidak meledak mempunyai gaya gravitasi yang masih kuat, maka sebaran pecahan ledakan bintang tersebut mengelilingi bintang yang tidak meledak. Bintang yang tidak meledak itu adalah matahari, sedangkan pecahan bintang yang lain adalah planet-planet yang mengelilinginya.

5. Teori Dentuman besar (Big Bang Theory)
Teori ini berdasarkan jenis asumsi adanya massa yang sangat besar dan mempunyai massa jenis sangat besar. Adanya reaksi inti menyebabkan amssa tersebut meledak hebat. Massa tersebut kemudian mengembang dengan sangat cepat, menjauhi pusat ledakan. Karena adanya gravitasi, maka bintang yang paling kuat gravitasinya akan menjadi pusatnya.
Dari berbagai teori yang dikemukakan para ahli, kebanyakan ilmuwan mendukung teori dentuman besar. Menurut mereka, ledakan besar tersebut merupakan awal terbentuknya alam semesta.

Teori Terbentuknya Alam Semesta

Teori Dentuman
Berdasarkan teori ini, alam semesta terbentuk karena adanya ledakan massa yang sangat hebat yang disebabkan oleh adanya reaksi inti.
Teori Ekspansi dan Kontraksi
Teori ini mengungkapkan bahwa galaksi dan bintang-bintang terbentuk pada saat masa ekspansi.
Galaksi
Galaksi (Yuniani: galaxias, Milky Way) adalah kumpulan bintang-bintang, bersama dengan awan interstellar berupa debu dan gas (nebulae) yang menempati volume yang sangat besar di angkasa.

Tipe galaksi berdasarkan bentuknya:

1.      Galaksi elips
Galaksi Elips adalah galaksi yang sudah tua, terbentuk dari bintang-bintang yang sudah tua, lebih redup dibandingkan dengan tipe spiral, dengan banyak bintang merah besar, mengandung sedikit awan gas dan debu interstellar, pembentukan bintang baru sudah benrhenti.

2.      Galaksi spiral
Galaksi Spiral berbentuk spiral amat besar dengan inti di tengah (nukleus) dan lengan spiral dan cakaram (disk). Pada lengan ini terkonsentrasi debu dan gas (nebulae), dimana terdapat pembentukan bintang aktif. Tipikal galaksi spiral terdiri dari 100.000 juta bintang dan berdiameter 100.000 tahun cahaya. Mempunyai halo galaktik yang mengandung gas dan debu, bintang individual dan globular cluster.

3.      Galaksi tidak beraturan
Galaksi tak beraturan terdiri dari bermilyar-milyar bintang muda, tidak mempunyai bentuk yang pasti.
Bintang
1.      Matahari adalah bintang
2.      Bintang lain yang terdekat adalah proxima centuri (berjarak 1,31  PC) 1 PC (parsec) = 206.265 AU (astronomical unit) 1 AU = jarak matahari ke Bumi = 149,6 juta km.
3.      Temperatur dan Warna Bintang
Blue              11.000o - 25.000oC       Rigel, Regulus
Blue-white       8.000o - 11.000 oC      Vega, Altait, Sirius
White              6.000o - 8.000oC        Polaris, Procyon
Yellow-white    5.000o - 6.000oC        Sun, Capella
Orange            3.500o - 5.000oC        Aldebaran, Arcturus
Red                 3.000o - 3.500oC        Betelgeuse, Antares

B. SISTEM TATA SURYA
Pengertian Sistem Tata Surya
Sistem Tata Surya (The Solar System) adalah suatu sistem organisasi yang teratur pada matahari di mana matahari sebagai pusat peredaran dan dikelilingi oleh pengikut-pengikutnya (planet, satelit, asteroid, komet, dan meteor). Semua pengikut matahari mengelilingi matahari dengan garis edar tertentu.
Matahari
Matahari adalah bintang kuning, berbentuk bola, dengan diameter 865.000 mi (1 mi = 1,609 km), lebih dari 100X diameter bumi. Salah satu bintang anggota galaksi Milky Way (Bima Sakti). Matahari sangat penting bagi proses kehidupan di Bumi karena mensuplai panas, cahaya, dan radiasi lain.
Matahari memiliki garis tengah: 1.392.000 kmmassa : 331.950 massa bumi. Temperatur permukaan matahari mencapai 6.000°K, inti mencapai 15.000.000°K, bintik-bintik hingga 4.000°K, dan tekanan mencapai 400x109 atm bumi.

Planet
Planet adalah Benda langit yang tidak memiliki sumber cahaya sendiri.Planet-planet dalam Tata Surya berbeda-beda dalam ukuran dan komposisi, terdiri:
a.      Kelompok Planet Dalam: planet-planet yang dekat dengan matahari, ukuran relatif kecil, solid, rocky, massa jenis besar (Merkurius, Venus, Bumi, dan Mars)
b.      Kelompok Planet Luar: planet-planet yang jauh dari matahari, gas planets, terbentuk sebagian besar oleh H dan He (Jupiter, Saturnus, Uranus, dan Neptunus. Planet terluar, Pluto, berukuran kecil dan terdiri dari es)
Bumi
Bumi memiliki Garis tengah ekuatorial : 7.923 mil. Sedangkan antarkutub 7.900 mil. Berat jenis : 5,5 dan beratnya 6,6 x 1021 ton.Inti dalam bumi tebalnya 815 mil, inti luar 1.360 mil, mantel bumi 1.800 mil dan lapisan lithosfer 20 mil. Lapisan bumi yang cair disebut hidrosfer yang menutupi 71% muka bumi dengan kedalaman rata-rata 4.000 meter. Sedangkan lapisan yang berupa gas disebut atmosfer, terdiri dari troposfer setebal 10 mil.
Anggota Tata Surya
Asteroid
Asteroid : planet-planet kecil berada di lintasan antara kelompok planet dalam dan planet luar (antara Mars dn Yupiter). Bervariasi antara tipe karbon dan tipe silikon (carbonaceous and siliceus type).
Ceres adalah asteroid terbesar yang telah diketahui (Æ 1000 km). Chiron adalah asteroid asing yang mengorbit di antara Saturnus dan Uranus.

Komet
Komet disebut juga dengan "Bintang berekor". Mengelilingi matahari dengan orbit eliptikal. Periode orbit bisa sangat lama dan sangat jauh dari Tata Surya. Tidak memiliki cahaya sendiri. Komet mempunyai inti yang mengandung air beku, methan, karbondioksida, partikel batuan, dikelilingi debu dan gas.
Diberi nama berdasarkan penemunya:
1.      Komet Halley (Edmud Halley) yang muncul kedalam Tata Surya setiap 74-78 tahun (terakhir tampak pada 1986)
2.      Komet Kohoutek (Lubos Kohoutek), muncul tahun 1975, diperkirakan akan muncul kembali 75.000 tahun yad.
Meteor

Meteor adalah Benda langit yang sangat kecil, bergerak mengelilingi matahari seperti planet. Ketika melintas terlalu dekat ke Bumi dan memasuki lapisan atmosfer akan terlihat berbentuk jalur cahaya. Hujan meteor sering terlihat berkala di Bumi, yang terkenal adalah hujan Perseid yang menerangi langit malam pada setiap 27 Juli dan 17 Agustus. Meteor dapat muncul sebagai individu dan tidak terduga atau berkelompok dan muncul setiap tahun atau setiap beberapa tahun sekali. Bergerak dalam jalur tertentu, maka muncul dari titik yang sama di langit : Perseid dari Perseus, Lyrid (muncul April)dari Lyra, dan Taurid (muncul akhir Oktober dan November) dari Taurus.


Sumber:
http://bestbuydoc.com/id/doc-file/9105/matakuliah-matematika-dan-iad-pokok-bahasan-ruang-lingkup-ipa-sub-pokok-bahasan.html