Pengamatan Alam Semesta

Merenungkan tentang keadaan alam semesta dapat dimulai ketika pada malam hari dalam kondisi cuaca cerah, dimana penglihatan manusia tertuju kearah langit, kesan umum yang terlihat di langit adalah penuh taburan bintang yang berkerlip tak terhitung jumlahnya. Penglihatan ini dapat memberikan suatu gambaran betapa luasnya ruang angkasa dan betapa besarnya daya yang secara bersamaan menopang benda-benda angkasa. Dalam penglihatan alam semesta tersebut manusia dapat merenungkan betapa Jagat raya ini terdapat suatu kekuatan yang mempunyai perencanaan, keteraturan dan ketelitian luar biasa yang setiap saat memelihara dan penjaganya.
Sepanjang Jaman manusia senantiasa ingin tahu bagaimana alam semesta tak bertepi ini berawal ? Kemana alam semesta akan menuju ? dan bagaimana hukum yang menjaga tatanan serta keseimbangnnya bekerja ?. Selama ratusan tahun para ilmuwan astronomi telah banyak melakukan penelitian tentang alam semesta ini ini, namun ternyata masih banyak misteri yang masih melingkupi.

Sebelum mempelajari secara spesifik ilmu tentang alam semesta, manusia mencoba mendalami langit yang mereka lihat, tentang pergerakan benda-benda angkasa, seperti matahari, komet, meteor, bulan, bintang, dan planet-planet.

Berbicara tentang alam semesta tentu saja lebih berkaitan dengan ruang tempat semua isi semesta ini berada. Karena Alam semesta ternyata mampu menampung banyak sekali milyaran galaksi, maka membicarakan alam semesta lazimnya dimulai dengan galaksi-galaksi, kepulauan terdiri dari ratusan milyar bintang. Bicara tentang alam semesta banyak berkaitan dengan penyebaran galaksi-galaksi dan pergerakannya.

Alam semesta yang di dalamnya terdapat bumi tempat manusia tinggal dan hidup, terdiri dari material yang tak terhitung banyaknya yang terdiri gugusan galaksi dan milyaran bintang-bintang. Bintang adalah benda yang sangat jauh. Dengan munculnya spektroskop terbukti bahwa mereka mirip matahari kita sendiri, tetapi dengan berbagai temperatur, massa dan ukuran. Keberadaan galaksi kita, Bima Sakti, dan beberapa kelompok bintang terpisah hanya terbukti pada abad ke-20, serta keberadaan galaksi "eksternal", dan segera sesudahnya, perluasan Jagad Raya dilihat di resesi kebanyakan galaksi dari kita. Struktur dan luas alam semesta sangat sukar dibayangkan manusia, dan progres persepsi dan rasionalitas manusia tentang itu memerlukan waktu berabad-abad.

Pada bagian awal sejarahnya alam semesta di pelajari oleh ilmu astronomi, astronomi memerlukan hanya pengamatan dan ramalan gerakan benda di langit yang bisa dilihat dengan mata telanjang. Rigveda menunjuk kepada ke-27 rasi bintang yang dihubungkan dengan gerakan matahari dan juga ke-12 Zodiak pembagian langit. Yunani kuno membuatkan sumbangan penting sampai astronomi, di antara mereka definisi dari sistem magnitudo. Alkitab berisi sejumlah pernyataan atas posisi tanah di alam semesta dan sifat bintang dan planet, kebanyakan di antaranya puitis daripada harfiah; melihat Kosmologi Biblikal. Pada tahun 500 M, Aryabhata memberikan sistem matematis yang mengambil tanah untuk berputar atas porosnya dan mempertimbangkan gerakan planet dengan rasa hormat ke matahari.

Penelitian astronomi hampir berhenti selama abad pertengahan, kecuali kerja astronom Arab. Pada akhir abad ke-9 Islam astronom al-Farghani (Abu'l-Abbas Ahmad ibn Muhammad ibn Kathir al-Farghani) menulis secara ekstensif atas gerakan badan surgawi. Kerjanya diterjemahkan ke dalam bahasa Latin di abad ke-12. Pada akhir abad ke-10, observatorium yang sangat besar dibangun di dekat Teheran, Iran, oleh astronom al-Khujandi yang mengamati rentetan transit garis bujur Matahari, yang membolehkannya untuk menghitung obliquity dari gerhana. Di Parsi, Omar Khayyam (Ghiyath al-Din Abu'l-Fath Umar ibn Ibrahim al-Nisaburi al-Khayyami) menyusun banyak meja astronomis dan melakukan reformasi kalender yang lebih tepat daripada Julian dan mirip dengan Gregorian. Pada abad ke 16 Tycho Brahe berhasil mengjitung jarak bemi ke ke Bulan 384.400 km, kemudian padathun 1672 Cassini mengitung jarak bumi ke Matahari sekitar 150 juta km).

Di Yunani, ilmuwan Aristoteles melalui bukunya yang berjudul On the Heaven banyak membicarakan struktur alam semesta terutama mengenai eksistensi bumi sebagai pusat alam semesta. Pandangan ini memang sesuai dengan kebiasaan penglihatan manusia sehari-hari. Pandangan yang menempatkan bumi sebagai pusat alam semesta sering disebut sebagai ‘Pandangan geosentris’ yang memiliki pengaruh luas di Eropa pada abad pertengahan bahkan mendapat legalisasi dari gereja. Selama Renaisans Nicola Copernicus (1473-1543) mengusulkan model heliosentris dari Tata Surya, teori ini menyatakan bahwa bumi bukanlah pusat jagat raya, matahari tidak bekerja mengeliling matahari, tetapi justru bumilah yang berevolusi mengelilingi matahari . Para ilmuwan mengelompokkan keluarga benda-benda langit yang mengelilingi matahari sebagai anggota Sistem Tata Surya.

Pendapat Copernicus dipertahankan, dikembangkan, dan diperbaiki oleh Galileo Galilei (1564-1642)seorang ilmuwan besar dibidang matematika, astronomi dan fisika. Galileo telah mencipta teleskop yang pertama. Teleskopnya telah membantunya mengkaji matahari, karakter bulan, bintang, pergerakan planet-planet dan satelit Yupiter. Dalam bukunya yang berjudul Letter of Sunspots, ia menentang dengan tegas pandangan bible mengenai gerak bumi terhadap matahari. Ilmuwan lain yang mendukung teori heliosentris adalah Johannes Kepler (1571-1630). Kepler adalah yang pertama untuk memikirkan sistem yang menggambarkan dengan benar detail gerakan planet dengan Matahari di pusat. Melalui pengamatan dan penelitian yang panjang akhirnya Kepper mampu menyusun teori bahwa orbit planet ternyata berbentuk elips dengan matahari berada pada salah satu titik apinya. Kesimpulan ini disebut sebagai hokum orbit. Tetapi, Kepler tidak mengerti sebab di belakang hukum yang ia tulis. Hal itu kemudian diwariskan kepada Isaac Newton yang akhirnya dengan penemuan dinamika celestial dan hukum gravitasinya dapat menerangkan gerakan planet. Gaya berat dipengaruhi oleh masa kedua benda yang saling menaril dan berbanding terbalik dengan kuadrat jaraknya. Menurutnya gaya gravitasi metahari berperan dalam perubahan gerakan planet dari keadaan semula yang cenderung diam atau bergerak dengan kecepatan tetap sepanjang garis lurus. Planet pada saat semula tidak boleh dalam keadaan diam, karena planet akan tertarik ke dalam matahari. Jadi planet pasti mempunyai kecepatan awal tertentu terhadap matahari dan tentulah terjadi penyimpangan dari arah yang menuju ke kedudukan matahari dalam orbit elips. Gaya tarik-menarik/gaya berat (gravitasi) menyebabkan bulan dan planet-planet tetap beredar pada lintasan orbit, sambil mengimbangi kekuatan sentrifugal dari gerakan planet-planet.

Ilmu pengetahuan membuat kemajuan sangat besar selama abad ke-20, dengan teori Ledakan Dahsyat (Big Bang Theory) sangat didukung oleh bukti disediakan oleh astronomi dan ilmu fisika, seperti radiasi latar belakang mikro-gelombang kosmik, Hukum Hubble dan Elemen Kosmologikal.

Perkembangan Ilmu pengetahuan tentang alam semesta sudah lama dikenal, di wilayah arab sudah dikenal dengan ilmu falak. Dalam bahasa Ilmu ini disebut juga Kosmografi yang artinya Cosmos (alam semesta) dan Grafien (ulasan/uraian/gambaran/deskripsi). Kosmografi merupakan studi yang menguraikan atau menggambarkan seluk beluk alam semesta, termasuk benda-benda yang ada di dalamnya seperti Galaksi, Bintang, Planet, asteroid, komet, meteor, satelit, dan lain sebagainya.

Dalam mempelajari alam semesta kosmografi tidak dapat berdiri sendiri, tetapi membutuhkan ilmu pendukung lain, diantaranya adalah :
1. Kosmogoni : Keterangan tentang struktur asal-usul alam semesta atas dasar mitos atau legenda.
2. Kosmologi : Telaah atau kajian tentang struktur dan sifat alam semesta yang dapat dipertanggung jawabkan secara ilmiah atau rasional.

3. Astrologi : Ilmu tentang peramalan nasib seseorang, negara atau bangsa yang dikaitkan dengan kondisi letak, sifat atau kejadian benda-benda alam semesta waktu itu. Ilmu ini dikenal juga dengan Horoscope yaitu meramal nasib berdasarkan kenstelasi bintang-bintang sewaktu kelahiran seseorang.
4. Astrometri : Penelitian posisi benda di langit dan perubahan posisi mereka. Mendefinisikan sistem koordinat yang dipakai dan kinematika dari benda-benda di galaksi kita.

5. Astronomi galaksi : Penelitian struktur dan bagian galaksi kita dan galaksi lain.

6. Astronomi ekstragalaksi: penelitian benda (sebagian besar galaksi) di luar galaksi kita.