Arah Gerak Dunia: Dari Geosentris ke Heliosentris (Bagian 2)

Print Friendly, PDF & Email

Pada bagian pertama kita telah mendiskusikan pergerakan bintang-bintang dan pergerakan Matahari. Pada bagian kali ini, mengingat ini adalah periode seputar ekuinoks musim semi dan banyak beredarnya hoax tahunan seputar peristiwa rutin ini, maka kita akan membahas lebih detail mengenai pergerakan tahunan Matahari dan dampak-dampaknya. Sebagaimana telah disinggung pada bagian pertama, memahami pergerakan langit adalah salah satu langkah dasar untuk bisa menyusun suatu model fisis yang bisa menjelaskan seluruh fenomena yang diamati serta menghasilkan prediksi-prediksi yang juga bisa diamati.

Lagi mengenai pergerakan Matahari

Pada bagian pertama kita telah mendiskusikan dua komponen pergerakan Matahari: Gerak harian Matahari dan gerak Matahari sepanjang tahun. Gerak harian adalah pergerakan rutin Matahari: terbit di cakrawala Timur, bergerak naik hingga mencapai puncak pada saat tengah hari, dan turun kembali menuju cakrawala dan tenggelam di Barat. Semenjak manusia bisa mengamati langit, semenjak zaman prasejarah, pergerakan harian ini menjadi penanda waktu untuk banyak peradaban. Waktu yang dibutuhkan Matahari untuk kembali ke posisi yang sama dengan hari sebelumnya ini menjadi definisi satu hari surya, dan kemudian satu hari surya ini dibagi menjadi 24 bagian yang lamanya sama, dinamakan jam (dalam Bahasa Indonesia). Mengapa satu hari surya dibagi menjadi 24 jam dan bukan (misalnya) 10 jam adalah sebuah kontruksi sosial dan kemungkinan berasal dari peradaban Mesir kuno. Kita, manusia modern, pada umumnya berhitung dengan menggunakan 10 macam angka (disebut juga sistem bilangan basis 10 atau sistem bilangan desimal) dan berhitung dengan menggunakan 10 jari kita (Gambar 1A). Namun, manusia Mesir kuno berhitung dengan menggunakan 12 macam angka—disebut juga sistem bilangan basis 12, duodesimal, atau lusinan—dan berhitung dengan menggunakan buku-buku empat jari pada sebelah tangan (Gambar 1B). Kita tetap menggunakan tradisi membagi satu hari ke dalam 24 jam ini hingga hari ini, namun bukan berarti dalam sejarah manusia tidak pernah ada usaha untuk mengubah ini. Topik yang sangat menarik ini dapat kita diskusikan lain waktu.

Gambar 1. Menggunakan jari untuk berhitung dalam sistem bilangan basis 10 atau desimal (Panel A), dan dalam sistem bilangan basis 12 atau duodesimal (panel B). Untuk berhitung dalam desimal kita menggunakan jari-jari kita yang jumlahnya sepuluh, sementara untuk berhitung dalam duodesimal kita dapat menggunakan buku-buku jari pada empat jari pada sebelah tangan. Ada tiga buku pada satu jari, jadi menggunakan empat jari selain jempol pada sebelah tangan, kita bisa berhitung hingga 12. Dengan menggunakan kedua tangan kita bisa berhitung hingga 24. Ilustrasi oleh Tri L. Astraatmadja.

Gerak tahunan Matahari: zodiak dan gugon tuhon

Komponen kedua dalam pergerakan Matahari adalah pergerakannya relatif terhadap bintang-bintang latar. Sebagaimana telah disinggung pada bagian pertama, kita melihat bahwa bintang-bintang juga terbit di Timur dan tenggelam di Barat, namun posisi-posisi bintang-bintang relatif satu sama lain cukup konstan. Dengan mengamati bintang-bintang di Timur saat menjelang fajar atau bintang-bintang di Barat saat senja, kita dapat mengetahui posisi Matahari relatif terhadap bintang latar. Pada Gambar 2 kita dapat melihat sebuah animasi yang dibuat dengan perangkat lunak Stellarium, sebuah simulator langit. Posisi Matahari pada tanggal 1 setiap bulannya pada pukul 06:00 WIB di Jakarta digambarkan di sini, dan kita bisa melihat adanya perubahan posisi Matahari relatif terhadap rasi-rasi bintang.

Gambar 2. Animasi pergerakan Matahari sepanjang tahun. Di sini kita mengamati posisi Matahari relatif terhadap bintang-bintang latar setiap awal bulan pada pukul enam pagi. Lokasi adalah di Jakarta (lokasi, tanggal, dan jam tertera di bagian bawah gambar). Animasi dibuat dengan perangkat lunak Stellarium.

Rasi-rasi bintang adalah gambar-gambar khayal di langit yang dibentuk dengan menggunakan bintang-bintang. Mereka berfungsi sebagai pengingat posisi bintang-bintang, dan oleh karena itu adalah cara manusia zaman dahulu untuk memetakan posisi benda-benda langit. Rasi adalah produk budaya dan setiap peradaban punya rasinya sendiri-sendiri. Kita bisa melihat daftar resmi rasi bintang dan mengenali nama-nama dalam mitologi Yunani, namun kumpulan bintang yang sama bisa dilihat berbeda oleh peradaban yang lain. Gambar-gambar di langit ini, serta keteraturan kemunculannya, menjadi sarana manusia zaman dahulu untuk berbagi cerita dan memahami dunia. Dari sinilah mitologi lahir dan berkembang.

Dalam satu tahun, Matahari berpindah dari satu rasi ke rasi lain. Ada 12 rasi yang dilewati Matahari dalam setahun, dan rasi-rasi inilah yang dinamakan zodiak. Jika Anda suka baca horoskop untuk mengetahui peruntungan, tentu Anda sudah hafal 12 rasi zodiak tersebut. Namun sebenarnya, ada 13 rasi yang dilewati Matahari. Rasi ke-13 ini, Ophiucus si pembawa ular, tak pernah dijadikan “bintang” dalam ramalan-ramalan astrologi (bukan astronomi loh). Penyebabnya tak pernah diketahui dengan jelas, namun kalau boleh menduga-duga, 13 adalah bilangan prima sementara 12 adalah bilangan yang mudah digunakan untuk berhitung karena 12 karena kelipatan dari 2, 3, 4, dan 6 adalah 12.

Dengan menggunakan rasi-rasi zodiak ini, maka mudah untuk menyusun kalender yang didasarkan pergerakan Matahari dari satu zodiak ke zodiak lainnya. Inilah dasar dari penanggalan syamsiah dan 12 bulannya, yang kemudian beberapa kali dibakukan hingga menjadi kalender masehi sebagaimana kita gunakan sekarang. Zaman dahulu manusia memercayai bahwa posisi benda-benda langit membawa pengaruh pada kepribadian dan peruntungan manusia, dan di zodiak mana Matahari berada pada saat seseorang lahir menjadi salah satu acuan bagi peruntungan orang tersebut. Bukan hanya manusia, nasib peradaban juga tergantung pada posisi benda langit. Karena itulah astronomi, ilmu ukur posisi benda langit, menjadi hal yang dianggap amat sangat serius oleh para penguasa. Kejayaan dan kejatuhan peradaban manusia itu tergantung pada kemurahan hati dewa-dewi, dan karena mereka bersemayam di langit, maka membaca pergerakan langit dan menafsirkannya adalah cara untuk mengetahui hasrat dan keinginan dewa-dewi untuk kemanusiaan. Dari sinilah astrologi berkembang, yaitu “ilmu” menafsirkan pergerakan dan posisi benda-benda langit. Sebelum muncul sains modern, tiada beda antara ahli astronomi dan ahli astrologi. Pada abad pertengahan, dokter pun harus tahu astrologi untuk memformulasikan pengobatan. Tycho Brahe dan Johannes Kepler, dua astronom terkemuka itu, juga cari makan dari membikin ramalan astrologi untuk para penguasa.

“Ojo percoyo gugon tuhon” (jangan percaya takhayul), ujar seorang kakek pada cucunya, Prof. Dr. Bambang Hidayat, guru besar astronomi ITB, dan salah satu dari guru-guru astronomi saya sewaktu menempuh pendidikan S1 di ITB. Saat itu, Desember 1948, ramai perbincangan bahwa munculnya komet adalah sebagai pertanda datangnya wabah. Sang kakek mengeluarkan nasihat tersebut, dan sekali lagi saat dua minggu kemudian tentara Belanda menyerang Yogyakarta, seraya menambahkan agar belajar menerangkan hubungan sebab akibat.

Pada masanya, astrologi alias ramal-meramal bintang adalah sebuah pengetahuan, namun kini adalah pengetahuan yang usang. “[Astrologi] tidak pernah jadi petunjuk untuk kemajuan ilmu dan pengetahuan manusia. Kalau dia benar, cukuplah kita takluk padanya, selebihnya boleh dilempar ke kranjang babi.” Demikian Pramoedya Ananta Toer menulis dalam Bumi Manusia untuk menggambarkan tingginya kepercayaan Minke pada ilmu pengetahuan modern. “Aku lebih mempercayai ilmu-pengetahuan, akal. Setidak-tidaknya padanya ada kepastian-kepastian yang bisa dipegang,” demikian lanjut Minke. Pengamatan Minke ini tentu tidak keliru. Ia melihat sendiri bagaimana ilmu pengetahuan modern di awal abad ke-20 menghadirkan teknologi baru yang mengalahkan kekuatan-kekuatan tokoh mitologi Jawa, sebagaimana kita menyaksikan sendiri bagaimana teknologi-teknologi mutakhir di abad ke-21 ini hadir dari wawasan-wawasan baru yang diberikan ilmu pengetahuan terkini.

Ekliptika dan empat titik istimewa dalam pergerakan Matahari: Perubahan musim

Gambar 3. Garis Khatulistiwa pada permukaan Bumi dapat kita proyeksikan ke langit, dan demikian pula dengan Kutub Utara dan Selatan Bumi. Hasil proyeksi ini dapat digunakan sebagai acuan dalam pengukuran benda-benda langit. Sumber: Nick Strobel, astronomynotes.com.

Langit adalah segalanya yang berada di atas permukaan Bumi dan merupakan ruang terbuka dengan volume yang tak terbayangkan besarnya. Benda-benda langit—bintang, planet, Matahari, Bulan, dll.—berada dalam jarak yang begitu beragam, namun dari sudut pandang pengamat di permukaan Bumi, seluruh benda-benda langit nampak seperti “menempel” saja pada sebuah kubah yang berbentuk setengah bola. Setengah bagian bola lainnya tak terlihat karena terhalang oleh Bumi tempat kita berpijak (Gambar 3). Ini karena jarak benda-benda langit ini demikian jauh sehingga kita kehilangan persepsi akan jarak. Bagi kita, benda-benda langit terlihat seperti berada pada jarak yang sama, dan dibutuhkan berbagai metode untuk dapat mengukur jarak sesungguhnya benda-benda langit. Karena efek inilah, kita dapat menganggap benda-benda langit diproyeksikan pada permukaan dalam sebuah bola yang dinamakan bola langit.

Pada lokasi manapun di permukaan Bumi, pada suatu waktu, kita akan dapat mengamati setengah bagian dari bola langit, namun setengah bagian lainnya akan terbenam di cakrawala. Setengah bagian mana yang dapat terlihat dan bagian mana yang tak terlihat, bergantung pada di mana dan kapan kita melakukan pengamatan.

Gambar 4. Pergerakan Matahari sepanjang tahun dapat diproyeksikan pada bola langit. Jejak pergerakan ini akan membentuk lingkaran pada permukaan bola langit, dinamakan lingkaran ekliptika. Bidang yang dibentuk lingkaran ini membentuk sudut 23.5 derajat relatif terhadap bidang khatulistiwa langit. Sumber: Dr. Scott R. Anderson, Open Course Info.

Garis Khatulistiwa pada permukaan Bumi dapat kita proyeksikan ke langit sehingga kita mendapatkan lingkaran pada bola langit, bernama khatulistiwa langit (Gambar 3). Kita dapat mengukur posisi Matahari relatif terhadap garis Khatulistiwa langit ini, dan kita dapat melihat bahwa pergerakan Matahari sepanjang tahun akan membentuk sebuah lingkaran yang dinamakan ekliptika. Bidang yang dibentuk lingkaran ini membentuk sudut 23.5 derajat relatif terhadap bidang yang dibentuk khatulistiwa langit (Gambar 4). Kita bisa lihat juga pada Gambar ini, empat titik istimewa yang juga menjadi penanda jalannya waktu: Saat ketika Matahari melintasi Khatulistiwa langit dalam perjalanannya dari Selatan menuju Utara (Vernal equinox, terjadi sekitar 21 Maret), setengah tahun kemudian saat Matahari kembali melintasi Khatulistiwa langit dalam perjalanannya dari Utara ke Selatan (Autumnal equinox, terjadi sekitar 21 September), saat ketika Matahari berada pada titik tertingginya di belahan langit Utara (solstis Musim Panas, terjadi sekitar 21 Juni), dan saat ketika Matahari berada pada titik terendahnya di belahan langit Selatan (Solstis Musim Dingin, terjadi sekitar 21 Desember).

Bagi yang tinggal di Indonesia atau di daerah sekitar garis Khatulistiwa, pergerakan Matahari pada lingkaran ekliptika ini tidak banyak memberikan pengaruh apa-apa pada iklim. Di manapun Matahari berada, iklim Indonesia tetap tropis dan Matahari bersinar sepanjang tahun selama kurang-lebih 12 jam setiap hari. Akan tetapi, bagi yang tinggal di daerah-daerah yang jauh dari khatulistiwa, misalnya di Eropa, Kanada, Jepang dalam kasus Bumi belahan Utara, ataupun di Tasmania, Selandia Baru, Afrika Selatan, Argentina, Chile dalam kasus Bumi belahan Selatan, kemiringan pergerakan Matahari ini mengakibatkan perubahan musim. Saat Matahari berada di langit belahan Utara pada bulan-bulan Juni hingga Agustus, di Bumi belahan Utara, Matahari bersinar lebih lama dari 12 jam dan juga sinarnya jatuh lebih vertikal, mengakibatkan peningkatan temperatur rata-rata pada Bumi bagian Utara dan menghasilkan Musim Panas. Saat Matahari berada di langit belahan Selatan pada bulan-bulan Desember hingga Februari, yang sebaliknya akan terjadi di Bumi belahan Utara: Matahari bersinar lebih singkat dari 12 jam dan sinarnya jatuh lebih landai. Akibatnya temperatur rata-rata menurun dan terjadilah Musim Dingin. Di Bumi bagian Selatan, yang sebaliknya terjadi: Pada bulan-bulan Juni hingga Agustus terjadi Musim Dingin, sementara pada bulan-bulan Desember hingga Februari justru terjadi Musim Panas. Ini penting untuk diketahui karena banyak anggapan bahwa perubahan musim disebabkan oleh perubahan jarak Matahari. Sesungguhnya jarak Matahari tidak banyak berubah dan sebenarnya Matahari berada pada jarak yang paling dekat dari Bumi justru pada saat terjadi musim dingin di bumi belahan Utara, yaitu pada awal Januari.

Kemarin, 20 Maret, sebagaimana telah disinggung, adalah hari ketika Matahari melintasi garis Khatulistiwa langit. Pada saat ini lamanya siang dan malam akan sama yaitu sama-sama 12 jam, dan dinamakan dengan ekuinoks musim semi atau vernal equinox. Menjelang peristiwa normal yang terjadi tahunan ini, beberapa tahun terakhir biasanya akan muncul berita tipu alias (hoax) yang dapat menyebabkan keparnoan, menakut-nakuti mengenai dampak berbahaya ekuinoks yang akan mengakibatkan temperatur tinggi. Yah, sebagaimana kita lihat, setahun dua kali terjadi ekuinoks tetapi kita tidak pernah merasakan peningkatan temperatur yang cukup signifikan dalam level gelombang panas (heat wave) yang mengakibatkan sengatan panas (heat stroke). Cukuplah saya katakan bahwa hal tersebut tidaklah benar dan detail-detailnya bisa dibaca artikel berikut ini.

Yah… marilah kita sudahi diskusi mengenai pergerakan Matahari dan pada bagian berikutnya akan diskusikan pergerakan Bulan serta hal-hal lainnya. (Bersambung)


comments powered by Disqus