Planet Bumi yang kita tinggali merupakan salah satu anggota dari sebuah sistem benda-benda langit yang disebut Tata Surya. Tata Surya terdiri dari sebuah bintang berukuran sedang bernama Matahari yang dikelilingi oleh delapan planet. Kedelapan planet ini terbagi dalam dua kelompok yaitu kelompok planet bagian dalam (Terrestrial) dan kelompok planet bagian luar (Jovian). Empat planet bagian dalam yaitu Merkurius, Venus, Bumi dan Mars adalah planet-planet berukuran kecil yang lebih dekat dengan Matahari. Komposisi dari planet-planet ini didominasi oleh logam dan bebatuan. Sedangkan empat planet terluar yang posisinya jauh dari Matahari, yaitu Jupiter, Saturnus, Uranus dan Neptunus memiliki ukuran yang jauh lebih besar dan komposisi mereka didominasi oleh gas.
Bagaimana asal usul dari sistem Tata Surya kita ? Model terdepan untuk menjelaskan pembentukan Tata Surya adalah sebuah model evolusi yang disebut hipotesis nebular atau kadang disebut juga teori nebular. Teori ini pertama kali dikemukakan pada abad ke-18 oleh Immanuel Kant kemudian oleh Laplace Sejak saat itu, model ini telah mengalami banyak perubahan atau modifikasi.
Menurut model ini, Tata Surya kita terbentuk sekitar 4,6 miliyar tahun yang lalu dari sekumpulan awan debu-gas raksasa. Dalam ilmu astronomi, awan debu gas raksasa ini disebut dengan Nebula. Awalnya, sebelum terbentuk menjadi Tata Surya, awan debu gas raksasa ini melayang atau mengambang memenuhi ruang di antara bintang-bintang yang sudah lebih dulu ada di wilayah galaksi Bima Sakti. Bintang-bintang yang sudah lebih dulu ada di galaksi Bima Sakti maupun galaksi Bima Sakti itu sendiri merupakan bintang-bintang dan galaksi yang hidup beberapa generasi setelah bintang dan galaksi pertama terbentuk pasca Big Bang miliaran tahun yang lalu.
Bagi yang awam, memang sulit untuk membayangkan bahwa Tata Surya kita terbentuk dari kumpulan awan debu-gas atau nebula. Sulit untuk membayangkan bagaimana Matahari dan planet-planet yang tampak kompleks itu terbentuk dari awan debu dan gas. Perlu diketahui bahwa Nebula yang membentuk Tata Surya kita mayoritasnya terdiri dari partikel gas ringan - 75 persennya atom Hidrogen (H) dan 24 persennya atom Helium (He) - sedangkan sisanya diisi oleh kumpulan partikel atom yang lebih berat. Atom-atom yang lebih berat ini telah terbentuk lebih awal dalam sejarah alam semesta ketika bintang-bintang generasi sebelumnya menua dan mati.
Atom Hidrogen merupakan atom paling sederhana dalam tabel periodik unsur kimia. Disebut paling sederhana karena atom ini hanya memiliki satu elektron yang mengelilingi inti atom. Setelah Hidrogen (H), ada atom Helium (He) yang memiliki dua elektron. Ini berarti bahwa Hidrogen adalah produk paling sederhana yang muncul sebagai akibat dari interaksi partikel-partikel elementer seperti elektron dan kuark. Hal ini juga berarti bahwa atom Hidrogen merupakan atom paling tua dalam sejarah alam semesta, karena atom inilah yang pertama kali terbentuk ratusan ribu tahun setelah Big Bang, atau sekitar 13 miliar tahun yang lalu.
Karena paling sederhana, maka Hidrogen juga menjadi atom yang jumlahnya paling melimpah di alam semesta, serta menjadi elemen utama pembentuk atom-atom lain. Jadi, semua unsur kimia yang kita kenal dan terdaftar lengkap dalam tabel periodik unsur terbuat dari Hidrogen. Mulai dari atom Helium yang jumlahnya melimpah kedua di alam semesta, lalu air yang kita minum setiap hari, hingga tubuh kita sendiri pun tersusun dari atom Hidrogen.
Jadi, sekitar 4,6 miliyar tahun yang lalu, sekumpulan awan nebula yang melayang di lengan spiral galaksi Bima Sakti mengalami gangguan yang menyebabkannya mengalami kontraksi dan runtuh akibat gravitasinya sendiri. Bagian awan gas yang paling padat akan menjadi pusat gravitasi, sehingga arah keruntuhan awan gas akan menuju ke pusat tersebut dari berbagai arah.
Saat mengalami keruntuhan akibat gravitasinya sendiri, nebula akan mengalami perubahan bentuk. Pada masa-masa awal keruntuhan awan akan berbentuk bongkahan raksasa atau berbentuk bola kasar. Awan debu dan gas ini terdiri dari milyaran dan kuadriliunan partikel yang terbang secara acak kesana-kemari. Ketika dua partikel bertabrakan, hasilnya akan bergantung pada arah relatifnya. Jika partikel bergerak berlawanan arah maka akan menghasilkan tumbukan yang kuat. Setelah tumbukan, kecepatan kedua partikel tersebut akan menjadi lambat. Jika partikel bergerak kira-kira ke arah yang sama, maka tumbukannya relatif lebih lembut atau pelan, dan tentunya akan sedikit mengubah arah gerak kedua partikel.
Karena awan debu dan gas pada awalnya dihuni partikel yang bergerak ke arah yang benar-benar acak tanpa gerakan yang koheren, maka tabrakan akan berulang kali terjadi sehingga memperlambat laju dari semua partikel tersebut. Setelah terjadi banyak tabrakan yang berkesinambungan maka kecepatan rata-rata partikel akan berkurang secara bertahap, hingga akhirnya partikel bergerak dengan sangat lambat. Setelah terjadi berbagai macam tumbukan berulang kali, pasti proses tumbukan tersebut akan memiliki arah tumbukan yang dominan. Artinya, tidak mungkin jumlah partikel awan gas akan bergerak menuju banyak arah dengan jumlah partikel dan kecepatan partikel yang sama. Jadi, pasti hanya ada satu arah gerak partikel yang paling dominan.
Oleh karena semua partikel awan gas bergerak dari berbagai titik menuju ke pusat gravitasi, maka jika misalkan arah gerak dominan partikel selama tumbukan adalah menuju sisi timur dari pusat gravitasi, maka semua gerak dari arah lain terpaksa ditarik untuk mengubah arah geraknya sesuai dengan arah gerak dominan yaitu menuju sisi timur dari pusat gravitasi. Jadi, dalam proses ini, partikel yang bergerak ke arah yang salah atau berlawanan dengan arah putaran umum, dengan segera akan diperlambat, dihentikan, lalu kemudian bergerak ke arah yang benar.
