1 / 54

Munculnya Kosmologi Sain

Munculnya Kosmologi Sain. Daftar Isi. Pendahuluan Astronomi Yunani Kuno Teori Heliosentrik Copernikus Hukum-Hukum Keppler Teori Vision Galileo Sain dan Mitos. I.Pendahuluan.

ferrol
Download Presentation

Munculnya Kosmologi Sain

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Munculnya Kosmologi Sain

  2. DaftarIsi • Pendahuluan • AstronomiYunaniKuno • TeoriHeliosentrikCopernikus • Hukum-HukumKeppler • Teori Vision • Galileo • SaindanMitos

  3. I.Pendahuluan • Kosmologi artinya ilmu tentang benda langit berasal dari “cosmos” yang berarti langit dan “logos” yang berarti ilmu. • Kosmologi sebagai cabang ilmu yang dipercaya menyimpan informasi tentang manusia dan alam semesta sudah menarik minat ilmuwan sejak dulu kala • Dari Kosmologi kemudian lahir Astronomi yang merupakan bagian penting dari Kosmologi Modern

  4. Kosmologi sebelum Yunani Kuno

  5. Yunani Kuno dan perbintangan Bintang-bintang berotasi pada bintang tetap di kutup utara Rotasi terhadap bintang tetap dibagi menjadi 12 rasi bintang

  6. Kosmologi Yunani Kuno

  7. “Teori” Kosmologi Teori kosmologi yang berkembang menyangkut hal sbb: • Ukuran : berhingga atau tak berhingga. • Dinamika: mengembang, tetap, atau osilasi • Bentuk: alam semesta bola atau yang lain • Pusat : di bumi atau di matahari. Oleh sebab itu muncul pemikiran tentang pengamatan dan atau pengukuran sebagai cara untuk membuktikan kebenaran Praktek/eksperimen teori kosmologi paling dekat adalah pengamatan peredaran planit

  8. II. Astronomi Yunani Kuno • PandangankosmologiYunanikunosudahmengenalhal-halberikut • Adabintang yang disebut Polaris yang posisinyadidekatkutubutara yang bergeraklambatbiladiamatidikutubutara. (sekarangdiketahuiperiode Polaris mengitarikutubutarasekiatar 26000 tahun-grakpresesikutuputara) • Rasibintangmengitarimataharid an kembalikeposisisemulasetelah 3651/4. • Adanyagerakanmataharidariterbitketenggelam yang posisinyabergeserdariutarakeselatansehinggaadakeadaansianglebih lama darimalamdansebaliknya Easter day malam < siang malam = siang malam > siang

  9. Bintang tetap Posisi konstelasi bintang nampak berubah-presesi equinox

  10. Plato • WalaupunYunaniKunosudahtahukosmologisperikaldenganmengenalkanpusatjagadrayaberbentukapi (Pytagoras), namunkosmologinyalebihmengarahpadafilsafatpemikiran • Pertanyaan Plato • Bintang, sebagaibenda yang abadi,suci, dantakberubah, munculmengelilingibumidalamlintasan yang sempurna, lingkaran. Tetapi, adabeberapabintang yang nampakmelanglangmelintasilangitmelacakjejak yang tidakteraturdalamgeraktahunannya. Pastinyadiajugabergerak uniform melaluilingkaran. Bagaimanakitabisamengenalgeraknyadalamobservasidanmenyimpanpenampakkannya. • Ungkapan Plato mengandungIsyaratakanadanyaKaidahFisikaTeoritentang orbit lingkaranpadagerakbumidanplanitdanpengamatannya.

  11. Astronomi Aristoteles Geocentric yaitu bumi pusat jagad raya yang statik. Benda angkasa mengitari bumi terdiri dari unsur api,tanah, air, dan udara. Alam semesta di luar benda angkasa terbuat dari eter sebagai unsur ke 5 yang bergerak melingkar. Alam semesta terdiri atas bintang bintang yang sperikal konsentrik yang bergerak secara berhingga makin jauh dari pusat maikn cepat geraknya Aristoteles bumi planit

  12. Penjelasanhasilpengamatanbintangdanberubahnyaposisimatahariatauterjadinyamusimpada era Yunanikunodidominasiolehfilsafat Plato danAristoteles yang menggunakanpandangangeocentric, yaitubumisebagaipusatjagadraya yang berbentuk bola konsentrik. • Pengaruhinikuatkarena Plato danAristotelesmemilikikontribusi yang besarfilsafatdalamsemuacabangilmu. Erathosthenes dengan astronomi Aristoteles berhasil menentukan ukuran bumi berdasarkan pengukuran sudut sinar matahari jatuh ke bumi D/c=q/360 q= 7.2, D= 5000 stadia c= 250,000 stadia~25000 miles 1 stadia~0.1 mile

  13. Astronomi Ptolemy • Modified geocentric: • Jawabanterhadappersoalan Plato • diterjemahkanoleh Ptolemy. • Bumipusatjagadraya yang tetap. • Jagadrayaberbentuk bola konsentrik • Gerakanmataharimengitaribumi • berpusatdiequantsehinggajarakmata • hariberubah-ubahterhadapbumiatau • bumimerupakantitikeksentrikrotasi • matahari • Planitmengitaribumidalamepicycle, diluar epicycle disebut deferent Ptolemy equant bumi Gerak eksentrik matahari

  14. Hasil Dapatmemprediksilintasanplanit yang akandatang Dapatmenghitung radius matahari 1210 jari-jaribumi Dapatmenerangkanadanyagerakanretrogradedariplanit Mars walaupunbelumbetul, yaitubolakbaliknyaposisi Mars terhadapbintang yang tetapbiladiamatidaribumi

  15. Model tatasurya Ptolemy dapatmenjelaskanpersoalan Plato yaitu mendeskripsikan mataharidanplanitmenggunakan orbit lingkaran dengan bumi sebagai pusat yang diam sementara selain bumi bergerak mengorbit bumi. • Model inisesuaidenganpandanganfilosofbesaryaitu Plato danAristoteles yang sangatdominanwaktuitukarenamerekamemilikikontribusi yang besardalamberbagaibidangilmusehinggapenggunaan model geosentrisdanorbit planitkonsentriklingkaranbertahanberabad-abadbahkantelahjadimitos dan dogma.

  16. Model Ptolemy • Model inibertahan lama karenaolehsejalandenganFilsafatAristoteles • Model inibisamenjelaskanterjadinyakesamaanlajuplanitmengelilingibumi • Karenabentuk orbit lingkarandenganlajusama, makaposisibumimenjadieksentrikterhadaplingkaran. • Model inimenjelaskanbahwaparalakstidakterjadiketikamengamatigerakbintangtetapkarenabumitidakbergerak. • Model inididukungoleh data pengamatanwalaupunbelumakurat • Model inidiadopsiolehpenguasa (Gereja) untukmenentukankalender

  17. Keberhasilan Ptolemy • Dapatmenghasilkan data yang cukupbaikuntukgerakplanit • Dapatmeramalkangerakplanit • Dapatmemberikanpandangansesuaidenganpengamatangerakpalnitsehari-hariyaitudenganpandanganbumitidakbergerak.

  18. Model Ptolemy Model Ptolemy yang dikenalsebagai Almagest, dirumuskanoleh Astronomer muslim • Jagadberbentuk bola konsentrik yang berputar • Bumijugaberbentuk bola • Bumiterletakditengahtengahjagadsepertidipusatnya • Karenaalasanjarak yang tetapterhadapbintang, bumidalamhal bola jagadkonsentrikbumimemilikirelasidengansuatutitik (equant) • Bumitidakbergeraksamasekali

  19. Kelemahan Model Ptolemy • Bumi, Merkuri, Mataharidan Venus satusumbusehinggabergerakdenganlajuyang sama. • Tidakdapatmenjelaskanperubahankuat terangnyaMars,Mercuridan Venus.

  20. PersoalanHeliosentris • Aristarchussudahmenjelaskanadanyagerakheliosentristetapihanyakualitatifsehinggatidakdapatmenjelaskanmunculnyaparalaksseandainyamataharipadapusattatasuryadanbumimengorbitmatahari. • Bilabumimengitarimataharimakabintang yang diamatidaribumiakanbergeserposisiakibatgerakanorbitnya. Gejalainidisebutparalaks.

  21. III. Teori Heliosentrik Copernicus • Copernicus sebagaiahliastronomidanmatematikmengarang, De revolutionibusorbiumcoelestium (On the Revolutions of the Celestial Spheres) diterbitkansebelumwafatnya tahun1543. Bukuinidianggapsebagaititikawalastronomi modern. • Copernicus melengkapi model heliosentris yang sebelumnyaoleh Aristarchus dan De Cusadenganperhitungan (geometri) yang rinci. • Copernicus berhasilmenjelaskanalasanbahwa Mercury and Venus orbitnyadekatdenganmataharidibandingbumi, adanya g Gerakan Mars terkadangmenjauhdanmendekatterhadapbumi (retrograde). • Perhitungan Copernicus sebenarnyatidaklebihsederhanadibandingkan Ptolemy tetapipenjelasannyalebihsederhanakarenatidakmemakaititikequant. • Copernicus mengenalkankonsepbumi yang berotasipadaporosnya.

  22. Perhitungan Jarak BilaMBP adalahsudutterkaitdenganjarakterjauh planet (yang orbitnyalebihkecildaribumi)daribumi, maka sin( MBP) dapatdigunakanuntukmenghitungjarak planet terhadapmatahari. M matahari, B bumi, dan P planet.

  23. Perhitungan Kalender • Sudahditetapkanoleh Julius Caesar (Roma) bahwsatutahunadalah (365+1/4) hariolehsebabitusetiap 4 thharusditambah 1 hariuntukmenjadi 366 hari, karena Easter telahditetapkansetelahwaktusiangharidanmalamharisamapanjang. Padakenyataannyaternyata 1 tahunadalah 365.2422 hari. Hari Easter yang ditetapkantanggal 21 Maretternyataadalahtanggal 11 Maret. • Walaupunpendapat Copernicus ditentanggerejatetapiperhitungannyatelahdigunakanolehPaus Gregory XII ditahun 1582 hinggasekarang.

  24. Gerak Planit Copernicus gerakplanit Mars yang epicycle menyebabkanperubahankecepatanketikamendekatidanmenjauhimatahari Mars Matahari bumi Penjelasandengan model inimenyebabkanjarakbintangtetapke Mars berbeda 14~42% dengan data yang diamatiTychoBrahe. Tycho Brahe mengusulkanmodifikasi model

  25. Argumentasi Copernicus • memberikanpenjelasanbahwapenemuannyamiripdengan Ptolemy • Menjelaskanbahwasistemtatasuryadanplanit-planitsatukesatuan • menyiapkanbahasan yang kuantitatifdengangeometriwalaupuntanpanotasimatematik • menjawabpersolaanbumi yang berputarpadaporosnya analog denganplanit yang berputarpada model Ptolemy • memberikanpenjelasangerak retrograde Mars samabaikdengan Ptolemy • Memberikanpenjelasanbahwaefekparalakskecilkarena radius orbit jauhlebihkecildarijarakbintang.

  26. Hasil Copernicus • Copernicus dapatmenjelaskan orbit planitdengan model heliocentric denganperhitunganrinciwalaupunmasihmenggunakankonsep epicycle Ptolemy, danmeniadakankonsepequant. • Planitbergerakmengelilingimataharipadajaraktertentusehinggaperioderevolusinyaberbeda • Copernicus orangpertama yang menghitungjarakplanitwalaupunrelatipterhadapjarakbumiterhadapmatahari. • menjelaskangerakanplanitmengitarimataharimenggunakanasumsifisika, perhitunganmatematikadankosmologi. • Copernicus percayabahwateorinyaadalahmerupakanhukumalam. Tycho Brahe memodifikasi model Copernicus lebih sederhana berdasarkan data pengamatan bintang menggunakan alat astronomy non optik buatannya tetapi masih memakai konsep epicycle

  27. Copernicus-Tycho Brahe Mars Bumi Mars Matahari Matahari bumi Copernicus Tycho Brahe Model Tycho Brahe lebih sederhana tetapi tidak dapat menjelaskan dengan baik gerak retrogade hasil pengamatannya yang dilakukan pada planit Mars

  28. Kesamaan Model • Semua masih percaya orbit planit lingkaran • Semua menggunakan “epicycle” untuk menjelaskan adanya gerak retrograde dari planit Mars Mars Bumi matahari Mars Mars Bumi Ptolemy AD 90-168 Copernicus 1473-1543 Tycho Brahe 1546-1601 matahari Bumi matahari Filosofijagadrayaberbentukbola konsentrikdanmemilikipusat yang tetapmasihdominan

  29. Gerak Retrograde Mars Copernicus Ptolemy

  30. OposisiterhadapTeori Copernicus • Bumitetaptelahmenjadi dogma bahkankepercayaan • MerusakpahamAristotelesbahwabumiberatdandiluarbumimaterinyaringan • Tidakada data paralaks yang bisadigunakan • Tidakada data eksperimental yang secara fundamental berbedaatauakurasi yang lebihbaikdibandinghasildengansebelumnya

  31. Sumbangan Copernicus • Walaupuntidakada yang barudidalam data eksperimen, bahkanpandangantentangteoritatasuryanyamirip, Copernicus menawarkansuatuteoriplanitdengan perspektif lain • Gerakorbit planitpadatatasuryaheliosentris merupakan satu kesatuan • Bumi tidak tetap tetapi berputarpada porosnya.

  32. SifatTeoriSaintifik Maksuddarisuatuteoriadalah • Merangkaikankenyataanmenjadibentuksederhana yang sistematik yang dapatmenjelaskangejalasecaralebihumum Contoh: Ptolemy dan Copernicus merangkaigerakplanitmenjadigeosentrisdanheliosentris. • Initerkadangmemerlukanbeberapahipotesa. Contoh :Padateori Ptolemy perluequantdanepisikel. Padateori Copernicus perlumataharisebagaipusat, jarakplanitterhadapmatahariberbeda. • Menyarankanteoridanhipotesamemunculkanrelasi lain danhipotesa yang baru. Contoh: adanya bumiberputarpadaporosnya dan jarakantarplanitterhadapmatahari yang berbeda Kebenaranlebihmudahmunculdarikesalahandaripadalewatkebingungan (Francis Bacon)

  33. Teoribisamemprediksipengamatan yang baru • Copernicus memprediksijarakplanit yang berbedaterhadapmatahari • Perkembangansaindenganmelihatcacatsuatuteoridanmemperbaikinyadenganteoribaruataumeruntuhkannyasamasekali. • Prinsip Popper: ilmuberkembangdenganasumsi and kemungkinan

  34. TeoriPerubahandan Atom • Atomisme: yang takterbagi • Permenidesberpendapat yang dapat difikirkanhanya yang ada-Perubahantidakada. • Paradoks Zeno: perubahanmenujukeadaanberubahharusmelaluitengahannya. Dari titikawalharusmelaluiperempatnya, jadiakhirnyakeadaanawaltidakbisaberubahjadiakhir. • Achilesdankura-kura: Archilestidakpernahmelaluikura-kura • Democritus: keadaandapatdipecahpecahmenjadibanyakkeadaan yang tidakdapatdiubah yang disebut atom.

  35. Contoh:TeoriPenglihatan • Teoriekstravison(Plato, Pythagorean): matamelihatkarenamengeluarkansesuatuuntukmenangkap yang dilihat • Teori intra vision (Aristoteles) matamelihatkarenamenerimasesuatudari yang dilihat. • Teoriextravisionlebihbersifatmatematik. Apakahsinar yang keluardarimatakontinueataudiskrit?

  36. Teori Al Kindi (mendukungekstravision): • cakrambulatmenurutintrovisionharusterlihatsama, tetapimenurutekstravisonhanyabeberapabagian • Mendengaradalahintrovisionkalaupenglihatansepertiitumakamataakansepertitelinga • Bilamelihatintrovisionditepidanditengahsamaterang • Bilakitamelihathalamanhanyasebagian yang kitalihatitumenunjukkanekstravison Al Hazen • Benda memberikancahaya yang sampaidimatatanparefraksi • Gambardibentukdidalammata Bilainiditerimasesungguhnyapenggambaranbayangandenganintravisiondanekstravisionbisaditukararahsinarnya

  37. SifatTeori Yang Bagus • Menghubungkankenyataanmenjadisuatu yang logisstrukturlogikanyabisadipahami. • Dari teoridapatditurunkansuatuprediksidanmendorongteoribaru • Dapatditurunkanmenjadihal yang dapatdiobservasiataudiujiterkaitdengan data lama ataubaru. • Sederhanadansedikithipotesanya • Asumsinyamemungkinkan • Teori yang suksesberkembangdengancukupfleksibeluntukmenjalanimodifikasi. Tetapisetelahhiduppenuhkemudiandiamatidenganpenuhelegan, meninggalkan era kehancurandansebuahketurunan(Planck).

  38. ContohkomentarTeorist Galileo: “merekapikirsayagila, sayaakantunjukkanbahwasayabenar” Otto Hanzdan Fritz Strassmann(penemureaksiFisi): U ditembakinetronberakhirdengan Ca. “Sebagaiahlikimianuklir, yang dalambanyakhalberkaitandenganfisika, kitabelumbisamembuatlompatan yang kontradiskidenganpelajaran Fisika Nuklir. Barangkali, hasilkamiakanmenyebabkanmenyesatkankarenakejadianberantai yang aneh”. Max Planck: Sebuahpenemuansaintifik yang pentingjarangmembuatjalanmenujukemenanganberangsurdanmengubahlawannya. Jarangterjadi Saul menjadi Paul. Yang terjadiadalahlawannyamatidangenerasiberikutnyaterbiasakandenganidedariawal

  39. Niels Bohr: hal yang paling bisadilakukansuatuteoriadalhmenjadialatuntukmenyarankandanpetunjukpengembanganbarudiluarlingkupawalnya. • SejarahmenunjukkanTeori Copernicus tidakbisaditerimakarenabelumadapengukuran yang menunjukkanadanyaparalaks. Namunsetelah Galileo, Newton, danadanya pengukuranparalaksoleh Bessel menjadisulit untuk kembalimenggunakanteorigeosentrik di dalam menjelaskan orbit planit

  40. Sejarah Kepler • KeplerseorangJerman yang bergurukeTycho Brahe yang tidakyakindenganteoriheliosentris Copernicus. • Keplerdiserahi data yang jelekuntukdianalisayaitudata pengamatan Mars yang memilikijarak Mars yang berubah-ubahterhadapsuatubintangtetap yang tidakdapatdijelaskandenganteori yang ada. • Tetapikarenatugas yang sulititu, Keplerberhasilmenjelaskanpersoalan Mars danmenemukanbahwatatasuryaadalahsesuaidenganteori Copernicus dan Mars memilikilintasanelips (lingkarangepeng) terhadapmataharidenganmataharisebagaisalahsatufokusnya. Alat Tycho Brahe

  41. IV.Hukum-hukum Kepler Kepler PengamatandanperhitunganKeplerselama 10 tahunpada data planit Mars yang diamatiolehTycho Brahe dituangkandalamAstronomia Nova menunjukkankesimpulanadanyaorbit planitberbentukelipdenganmataharisebagaipusatnya. Keplermenemukan orbit elipssetelahmenghitungperiode Mars dengan model Ptolemy yang dibandingkandengan data pengamatanTycho Brahe. Keplermenemukanjugabahwaluasan yang disapu orbit persatuanwaktutetap. Keplerjugamengamatibahwagerakplanit mengelilingimataharimemilikiharmonisasi yang akhirnyaditemukanbahwakwadratperiodeperiode planet mengelilingimatahari sebandingdenganjarakpangkat 3.perbandingan momentum sudut (Harmonics Mvndi) Brahe

  42. PencerahanKepler • Berhasilmemecahkanpersoalaneksentrisitasdanlingkarankonsentrik yang telahdiilhamkanoleh Plato dengankonsep orbit elip. InilahHukum I Kepler. Tetapidimanaplanitberada? Keplertelahmengambilasumsisbb: • Adagayadarimatahari yang menolakplanit • Gaya initerdistribusiseragamsepanjangsekelilingjarak mataharibumi. • Lajuplanitsebandingdengangayaitusehinggaberbandingterbalikdenganjarak v~1/r • Jumlahjarak yang disapusaat mengorbit sebandingdenganluasnya,t~S • Orbit planitlingkaran Inilahhukum II- HukumKesamaanLuas Bagaimanamenghitungjarakplanit? Keplermengambilinspirasidariteorimusik. Hukum III dikenalsebagaihukumharmonikarenamenyajikanhubungan yang sederhanaantaraperiodeplanitdenganjaraksetelah 17 tahunbekerjadengan data Tycho Brahe..

  43. Hukum Kepller I: Orbit Elips planit matahari p=a(1-e2) a(1-e) a(1+e) Hanya Mars, Mercuri dan Pluto yang menonjol sifat elipnya yang lain mendekati orbit lingkaran

  44. Hukum Keppler II Luasan yang disapu oleh orbit planit per satuan waktu, misalnya a, b, c nilainya konstan

  45. Hukum Keppler III • Kwadrat periode sebanding dengan pangkat tiga jarak. • T2 ~a3 atau a3/T2 =konstan • Periode (tahun)2 = Jarak (a.u)3

  46. Kepler Meletakkan 3 hukumpertamadengandasar model heliosentris, fisikadanhasileksperimen • Mataharimerupakanpusat orbit planit yang berbentukelipsdenganmataharisebagaisalahsatutitikfokusnya. • Lajuluasan yang disapuolehplanitselamamengorbittetap • Jarakpangkattigaplanitterhadapmataharisebandingdengankwadratperiodenya

  47. Sumbangan Kepler • MeletakkanbabakbaruAstronomi Modern atauKosmologiSain Modern yaitupentingnyamenggunakan data pengamatanuntukkonfirmasiperhitungansuatu model matematikastronomi. • Menemukanpandanganbarubahwaorbit lingkarankonsentrikdigantidenganorbitelipterhadapmataharisebagaisalahsatutitikfokusnya • Merumuskanhukumalamtentang orbit planit yang dicari Ptolemy, Tycho Brahe dan astronomer lainnya yang dapatdiverifikasidenganbaikmelalui data eksperimen. • Memberikan data eksperimen/teoriuntukverifikasipenerusnya • Mengenalkan konsep gaya dalam gerak planit

  48. V. TeoriVision Kepler • Keplersetelahmempelajariterivision Al Hazen mengoreksibahwapentingmendapatkanhubungansatu-satuantaraobyekdengangambar. Inidiperolehdenganbentukanatomimata yang menghasilkangambar yang terbalik. Gambaran Kepler disajikan dalam bentuk gambar oleh Descartes. Barutahun 1896 gambarterbalikdi mata dapatdiubahdenganlensaolehG.M. Stratondanditunjukkanbahwakanankiriatasbawahhanyapersepsional.

  49. VI. Galileo • Galileo mahasiswakedokterantertarikterhadapfisikakarenamelihatlampu yang gantung yang berayun. Dari pengamatanituakhirnyadiabuatbandulmatematiksebagaialatukurwaktu. DiamembacabukuEucliddanArchimedesdandikenalsebagaimahasiswapandaitapikemudiandiadropout. • Tahun 1590, diaeksperimententangjatuhbebasdi Pisa tentangbendadengankomposisi yang samajatuhbebasdenganlaju yang sama. Tetapikelajuannyamasihtergantungpada medium yang dilaluiketikabendajatuh. • EksperimeninimenjatuhkanpendapatAristotelesbahwabendadengankomposisisamatapi lebihberat yang akanjatuhlebihdulu. • Teoritentangjatuhbebasditulisditahun 1638.

  50. Galileo mulaibekerjadenganastronomisejakdi Padua tahun 1597 danmenulissuratkepadaKeplerbahwadiamendukungteori Copernicus. • Praktisdibidangastronomi, Galileo hanyamendukungKepler melalui data eksperimen yautu dengan pengamatan planit dan bintang menggunakan teleskopoptik, khusunya untukplanitJupiter, Mercury, Venus, dan Mars

More Related