Astro News

Biokimia dalam Kajian Ilmu Astronomi


Alam semesta beserta segenap isinya menyimpan berjuta misteri yang selalu menarik perhatian manusia dari zaman ke zaman. Astronomi sebagai ilmu yang lahir dari usaha manusia untuk menyingkap sebagian rahasia yang terkandung dalam alam semesta telah berusia hampir sepanjang peradaban umat manusia. Ilmu astronomi pun menjelaskan bahwa alam semesta kita tidak diciptakan serampangan, akan tetapi ia diciptakan berdasarkan hukum-hukum cerdas.
 Ilmu astronomi yang kita kenal sampai saat ini telah mengalami perkembangan pesat dalam mengeksplor alam semesta. Hal ini ditujukan dengan jelas bagaimana para ilmuwan dari berbagai disiplin ilmu dapat menggabungkan pengetahuan khusus mereka untuk meningkatkan pemahaman kita di dalamnya hanyalah setitik debu yang tak berarti di dalam keluasan dan kebesaran alam semesta. Sehingga banyak menimbulkan pertanyaan ‘Apa keistimewaan kita sehingga di sini, di dekat sebuah bintang yang tak berarti muncul kehidupan’. Dimana kita? Siapa kita? Kita dapatkan kita hidup pada sebuah planet kecil di sebuah bintang, tersesat di antara dua lengan spiral pada pinggiran sebuah galaksi yang adalah anggota segugusan galaksi yang jarang, terselip di suatu sudut alam semesta yang terlupakan, dimana terdapat jauh lebih banyak galaksi daripada manusia.
Memahami dimana kita hidup adalah kondisi awal yang penting untuk meningkatkan kesadaran akan lingkungan di luar sana. Mengenal seperti apa lingkungan lain juga membantu. Jika kita ingin planet kita ini menjadi penting, ada yang dapat kita lakukan tentang itu. Kita membuat planet kita menonjol dengan keberanian pertanyaan-pertanyaan kita dan dengan kedalaman jawaban–jawaban kita. Adanya kehidupan memerlukan persyaratan amat ketat. Dari kacamata ilmu biologi dan kimia, kita dapat menyingkap segala pertanyaan yang berkaitan dengan pemahaman kehidupan  biologis di luar selain bumi kita.
Ketika dia, siapapun dewa itu, mengatur dan memisahkan massa yang tidak beraturan, dan mengurangi, memisahkannya menjadi bagian – bagian kosmik, pertama kali ia membentuk bumi menjadi sebuah bola yang amat besar sehingga bentuknya akan sama dari setiap sisi.. Dan, karena tiap wilayah tidak boleh tidak ada makhluk hidupnya, maka bintang – bintang dan bentuk – bentuk ilahi mendiami tingkatan – tingkatan langit, lautan didiami ikan – ikan yang bercahaya, bumi mendapatkan penghuni binatang – binatang buas dan burung – burung mendiami udara yang mengalir… Kemudian lahirlah manusia… meskipun hewan – hewan lain kurang baik, dan selalu memandang ke tanah, ia memberi manusia wajah yang tengadah dan membuatnya berdiri tegak dan melihat ke langit.
 – Ovidius, Metamorphoses, abad pertama

 

Astrobiokimia secara bahasa merupakan studi hubungan antara kehidupan dan kosmos. Secara harfiah, astrobiokimia merupakan penggabungan ilmu yang mempelajari bagaimana asal mula, evolusi, penyebaran, dan bagaimana kehidupan dimasa mendatang yang akan terjadi di alam semesta. Bahkan dalam bidang ilmu ini kita diharuskan mengerti tujuan pencarian kehidupan mikro di alam semesta ini seperti apa. Apakah nantinya kita akan menemukan bentuk kehidupan yang berbeda antara di bumi dan di luar tata surya kita. Berikut beberapa ahli memandang astrobiokimia dari sudut ilmu yang mereka dalami:
a.    Astronom dan Ahli Fisika: Ilmu yang mempelajari pembentukkan kehidupan sebagai perintis, pencarian kehidupan selain di bumi dan mengkaji kelayak hunian tempat tersebut.
b.    Ahli Kimia: Ilmu yang mempelajari bagaimana kehidupan muncul dari sebuah transisi interaksi molekul kimia.
c.    Ahli Geologi: Ilmu yang mengkaji pencarian fakta-fakta adanya air atau mineral penting di planet lain.
d.   Ahli Panteologi: Pencarian serta pembuktian bentuk awal kehidupan serta mencari formasi lingkungan di awal mula bumi terbentuk.
e.    Ahli Biologi: Ilmu yang mengkaji jejak evolusi kehidupan di bumi dan penjelasan tentang adanya seleksi alam.

Asal mula materi yang kita kenal saat ini, mulai dari polimer, senyawa, atom, hingga partikel elementer telah mengalami proses kimia bertahap dimulai dari peristiwa dentuman besar (big bang) hingga pembentukkan bumi (terrestrial). Berikut beberapa peristiwa yang mendukung proses terbentuknya alam semesta:
Big Bang

Big bang merupakan suatu peristiwa pembentukkan alam semesta (dikenal sebagai teori Big Bang). Sekitar 13,7 miliar tahun yang lalu, keseluruhan alam semesta kita dikompresi ke dalam batas-batas inti atom yang dikenal sebagai singularitas.  Hal ini terjadi sebelum penciptaan ketika ruang dan waktu tidak ada. Menurut teori Big Bang, segala sesuatu berawal dari ledakan satu titik tunggal berkerapatan tak terhingga (padat) dan bervolume nol. Ledakan tak terlukiskan tersebut, memiliki triliunan derajat suhu pada setiap skala pengukuran. Sehingga menciptakan tidak hanya partikel subatom dasar, materi dan energi, tapi ruang dan waktu itu sendiri.
Proton dan neutron terbentuk dari 3 warna quark (materi). Sedangkan elektron hanya terdiri dari pasangan quark dan antiquark. Lalu bagaimana mereka terbentuk di alam semesta? Pada 10-35 detik setelah big bang, terjadilah apa yang biasa disebut dengan anihilasi materi–antimateri. Kini, kita mengetahui bahwa segala yang biasa kita lihat terdiri dari materi. Lalu tentu kita akan bertanya apakah anti materi itu dan mengapa kita tidak melihatnya selama ini. Ternyata, melalui eksperimen terhadap sebuah partikel diketahui bahwa peluruhan antimateri pada partikel tersebut terjadi lebih cepat dari materi. Jika kita analogikan dengan alam semesta yang masih muda ini untuk setiap 100.000.000 pasang materi–antimateri akan saling melenyapkan dan menghasilkan energi radiasi yang luar biasa serta sisa satu materi untuk membangun galaksi, bintang, dan berbagai benda langit yang kita ketahui. Namun, antimateri tidak benar- benar lenyap. Beberapa reaksi inti yang terjadi pada bintang juga menghasilkan antimateri seperti positron (‘elektron’ dengan muatan positif).
Melihat pada teori big bang, di ketahui hidrogen muncul sebagai unsur penting dalam dentuman besar, ledakan yang mengawali kosmos. Alam semesta memerlukan bentangan waktu sekitar 13,7–14 ribu juta tahun untuk mensiap-hunikan planet bumi bagi kehadiran manusia dengan rumah buminya yang dijuluki sebuah planet air yang biru.

Ledakan Supernova   
Supernova adalah ledakan dari suatu bintang di galaksi yang memancarkan energi lebih banyak dari nova. Peristiwa supernova ini menandai berakhirnya riwayat suatu bintang. Bintang yang mengalami supernova akan tampak sangat cemerlang dan bahkan kecemerlangannya bisa mencapai ratusan juta kali cahaya bintang tersebut semula. Beberapa minggu atau bulan sebelum suatu bintang mengalami supernova, bintang tersebut akan melepaskan energi setara dengan energi matahari yang dilepaskan matahari seumur hidupnya.

Ledakan ini meruntuhkan sebagian besar material bintang pada kecepatan 30.000 km/s (10% kecepatan cahaya) dan melepaskan gelombang kejut yang mampu memusnahkan medium antar bintang. Nitrogen dalam DNA kita, kalsium di dalam geligi kita, besi di dalam darah kita, karbon di dalam pastel kita dibuat di dalam bintang yang sedang runtuh. Kita terbuat dari materi bintang. Hampir tidak diragukan bahwa raksasa merah dan supernova adalah tungku dan wadah peleburan tempat materi di tempa.

Darimana atom–atom ini datang? Kecuali hidrogen, semuanya dibuat di dalam bintang. Bintang adalah semacam dapur kosmik dimana atom hidrogen dimasak di dalamnya menjadi atom yang lebih berat. Bintang terkondensasi dari gas dan debu antar bintang yang terdiri terutama dari hidrogen. Dua proton dan dua neutron merupakan inti sebuah atom helium, yang ternyata sangat stabil. Tiga inti helium membentuk satu inti karbon, empat oksigen, lima neon, enam magnesium, tujuh silikon, delapan sulfur, dan seterusnya.



Pembentukkan Tata Surya
        

Terdapatnya awan gas yang berputar mengitari pusat galaksi dan suatu ketika bertemu dengan lengan–lengan spiral galaksi, yang merupakan sumber unsur–unsur berat yang dilemparkan oleh ledakan supernova.
       

Gelombang kejut saat terjadinya supernova ternyata membuat kerapatan awan tidak merata. Bagian yang paling mampat menarik bagian–bagian awan yang lain dengan gaya gravitasinya. Bagian yang paling mampat ini akan menjadi matahari atau protomatahari. Gaya gravitasi yang ditimbulkan oleh pusat awan diimbangi menjadi gerak melingkar oleh bagian–bagian awan yang lain sehingga seluruh awan berubah menjadi piringan pipih yang berputar kemudian mendingin dan kita kenal dengan sistem tata surya kita.

Gelombang kejut yang tadi dibahas ternyata telah melontarkan materialmaterial berat bintang (hidrogen dan helium) ke ruang angkasa. Unsurunsur ini kemudian berpindah ke bagianbagian lain yang jauh dari bintang yang meledak tersebut. Diasumsikan bahwa unsur atau materi tersebut kemudian bergabung membentuk suatu bintang baru atau bahkan sistem tata surya di alam semesta.

Pembentukkan Planet

Sambil berjalannya pembentukkan dari tata surya kita, ada bagian–bagian piringan yang tidak ikut tertarik ke pusat, melainkan menggumpal sendiri sambil mengelilingi protomatahari. Materi–materi gumpalan yang paling mampat lalu memadat, sambil terus menarik materi–materi lain. Gumpalan–gumpalan inilah yang nantinya akan menjadi planet–planet.
Dilihat dari komposisinya, planet–planet di tata surya dibagi menjadi dua jenis, yaitu planet–planet terrestrial atau planet kebumian dan planet–planet Jovian. Disebut terrestrial (berasal dari kata terra yang berarti bumi) karena komposisi bahan–bahan penyusun planet segolongan dengan komposisi bahan penyusun bumi. Disebut Jovian karena komposisi bahan–bahan penyusunnya mirip yupiter. Planet–planet terrestrial seperti Merkurius, Venus dan Bumi didominasi oleh batuan silikat, memiliki massa jenis sekitar 5 kali massa jenis air, dan ukurannya tidak terlalu besar. Sedangkan planet Jovian seperti Yupiter, Saturnus, Uranus dan Neptunus memiliki rapat massa yang tidak terlalu besar, bahkan bisa mengambang di atas permukaan air karena didominasi oleh unsur–unsur ringan seperti hidrogen dan helium.
Planet–planet baru ini mulai berbeda keadaanya segera setelah terbentuk. Proses berlangsungnya peristiwa pembentukkan planet tidak terlalu lama untuk ukuran astronomi hanya 100 juta tahun saja. Planet–planet kita pun lambat laun ikut terbentuk hingga menghadirkan planet biru yang penuh akan kehidupan dan sampai saat ini hanya planet biru inilah yang mampu menghasilkan suara–suara kehidupan di ranah alam semesta kita ini.
Udara di bumi ini kebanyakan terbuat dari atom nitrogen (N), oksigen (O), karbon (K), hidrogen (H) dan argon (Ar), dalam bentuk–bentuk molekuler N2, O2, CO2, H2O, dan Ar. Bumi sendiri merupakan campuran yang kaya akan atom–atom, terutama silikon, oksigen, alumunium, magnesium dan besi. Api sama sekali tidak terbuat dari elemen kimiawi. Api merupakan plasma yang memancar dimana suhu yang tinggi telah mencabik sebagian elektron dari intinya.
Sedangkan Biokimia sendiri adalah ilmu yang mempelajari proses kimia yang terkait akan kehidupan biologis. Dengan memahami ilmu kimia berarti kita sudah mampu menjawab sebagian dari proses sebelum kehidupan itu bermulai. Dimulai dari peristiwa dentuman besar – Big Bang, supernova yang melontarkan unsur berat di alam semesta, hingga akhirnya pembentukkan planet yang kaya akan unsur yang kemudian bergabung menjadi molekul dan akhirnya pada rangkaian polimer yg panjang. Sedangkan dengan pemahaman ilmu biologi, kita akan mampu menjawab bentuk kehidupan selanjutnya. Memahami kehidupan pertama di bentuk, hubungan kekerabatan, evolusi hingga timbul pertanyaan, “Apakah makhluk hidup di bumi merupakan satu-satunya penghuni di alam semesta ini?”
Bentuk kehidupan selanjutnya kita pahami sebagai kelanjutan Biokimia dalam memahami segala kondisi ekstrim dalam menjaga kehidupan selanjutnya atau yang kita kenal dengan live extrim. Seberapa besar hasil yang kita dapatkan tentang pemahaman kehidupan di luar sana dengan mendalami live extrim? Benar-benar membuka mata bahwa kehidupan yang kita temukan disana bukanlah kehidupan yang sama dengan di bumi. Masih banyak cara yang harus kita temukan untuk mengungkap kehidupan di luar sana dengan memahami biokimia lebih lanjut.



Cassiopeia –

Leave a Comment

Your email address will not be published. Required fields are marked *

Time limit is exhausted. Please reload CAPTCHA.