Bahan Kuliah (bagian 3) kuliah MI1101 (Pengenalan Keilmuan MIPA) 2 sks

Pemikiran Astronomi Eropa

 

Pada tahun 1543 astronom Polandia Nicolaus Copernicus (1473 – 1543) mempublikasikan sebuah buku dengan judul De Revolutionibus orbium coelestium, yang di dalamnya terdapat model tatasurya dengan Matahari sebagai pusat tatasurya, Bumi dan planet lainnya mengelilingi Matahari.  Teori ini dikenal dengan teori heliosentrik.  Adalah suatu kemungkinan untuk mengkaji ulang orbit planet-planet (planet dalam dan planet luar)  dengan menggunakan teori heliosentrik, orbit planet dapat digambarkan lebih rapi dan lebih sederhana dibandingkan dengan teori geosentrik.

 

Untuk menjelaskan fenomena retroregression (misalnya planet Mars), ahli kosmologi dipaksa menambahkan komplikasi di atas komplikasi teori Ptolemy.  Melalui teori heliosentrik fenomena retroregression bisa dengan mudah dijelaskan akibat perbedaan jarak antara planet terhadap Matahari.

 

[Gerak direct, gerak atau rotasi benda langit bila di lihat dari arah kutub Utara  bola langit bergerak ke arah barat ke timur atau berlawanan dengan arah putaran jarum jam. Gerak retrograde, gerak atau rotasi benda langit bila di lihat dari arah kutub Utara  bola langit bergerak ke arah timur ke barat atau searah  dengan arah putaran jarum jam]

 

Revolusi Kopernikus (Copernicus) jauh dari sempurna dalam mematahkan pandangan geosentris dan pandangan lama Ptolemy tentang orbit planet atau benda langit lainnya.  Kopernikus masih berpandangan bahwa orbit planet berbentuk lingkaran sempurna seperti pandangan Ptolemy. Jadi model orbit Kopernikus masih menggunakan lingkaran Deferent (lingkaran utama) dan lingkaran Epicycle (lingkaran kecil yang pusatnya mengorbit pada lingkaran Deferent).  Menggantikan Bumi dengan Matahari sebagai pusat lingkaran Deferent.  Mengingat keyakinan heliosentrik Aristarchos [Matahari sebuah benda yang jauh lebih besar dari Bumi, maka layak untuk dijadikan pusat. Tidak mungkin benda besar mengorbit benda kecil] telah ditinggalkan dan digantungkan selam berabad-abad.  Bagaimana dengan pendapat ilmuwan muslim terhadap konsep heliosentrik ? Gagasan Kopernikus dipergunakan ahli kosmologi pada akhir abad 16, hasil pengamatan posisi planet yang jauh lebih cermat dan presisi telah tersedia.

 

Penyumbang data-data yang lebih akurat ini adalah astronom Denmark, Tycho Brahe (1546-1601). Tycho Brahe melakukan pengamatan dengan mata bugil dan mampu memperoleh data pengamatan dengan ketelitian hingga 2 menit busur (120 detik busur), ketelitian ini 5 kali lebih baik dibanding dengan hasil pengamatan yang dicapai oleh Ptolemy.  Pengaruh tersedianya data posisi planet yang lebih akurat ini sangat besar. Reformasi sistem kalendar Masehi berlangsung [ kalendar Matahari atau kalendar Surya Masehi setelah tanggal 4 Oktober 1582 , sistem Julian, bersambung menjadi tanggal 15 Oktober 1582, bukan 5 Oktober 1582 dan berganti sistem Gregorian]. Tujuan reformasi itu adalah kembali meletakkan posisi rata-rata Matahari di arah titik Aries atau Vernal Equinox pada setiap tanggal 21 Maret. 

 

Hasil pengamatan Tycho Brahe yang lebih penting bagi astronomi adalah dipergunakan assisten pengamatnya berkebangsaan Jerman yaitu Johannes Kepler (1571-1630) untuk menyempurnakan teori heliosentrik sebuah tatasurya, kaidah-kaidah umum untuk semua orbit planet mengelilingi Matahari ditemukan. Jalan untuk keluar dari sistem Epicycle yang kompleks dan dogma [kepercayaan yang sukar dibantah] bentuk orbit selalu lingkaran sempurna, gagasan Kepler bahwa orbit planet mengelilingi Matahari adalah berbentuk ellips dan Matahari berada pada salah satu titik api ellips. Gagasan Kepler sangat cocok dengan data-data pengamatan posisi planet yang diperoleh Tycho Brahe.  Pada tahun 1609,  Kepler mempublikasikan [makalah dengan judul] Astronomia Nova. Kepler menyatakan dua hukum pertama orbit planet mengelilingi Matahari.  Pernyataan hukum yang pertama  adalah setiap planet bergerak dengan orbit atau lintasan berbentuk ellips dan Matahari berada pada salah satu titik apinya, pernyataan hukum yang kedua adalah sebagai konsekuensi hukum pertama yaitu luas areal ellips yang disapu oleh garis yang menghubungkan planet dengan Matahari dalam satuan waktu yang sama adalah sama besar.  Hukum Kepler ketiga baru dikemukakan sembilan tahun kemudian yaitu pada tahun 1618. Hukum Kepler ketiga adalah jarak [rata-rata] planet Matahari pangkat tiga sebanding dengan selang waktu yang diperlukan planet menempuh orbitnya satu putaran penuh [periode sideris planet].  

 

Pada saat Kepler membuat terobosan teoritis tentang orbit planet, penemuan teleskop oleh ahli optik Belanda Hans Lippershey (1587-1619) pada tahun 1608 mulai mempengaruhi revolusi dalam pengamatan astronomi.  [Siapa penemu teleskop? Inspirasi dipicu oleh anak-anak yang bermain kombinasi lensa secara tidak sengaja dapat melihat dengan jelas sarang burung yang berada di atas pohon. Prinsip optik dan berkas cahaya telah difikirkan oleh Ibn Haitam di zaman astronomi Islam]

 

•         Bila ?m adalah sudut deviasi maksimum antara garis Bumi (B) dan Matahari (M), B-M dan garis antara Bumi (B) dan Planet (P), B-P. (Model heliosektrik); Dalam model geosentrik ?m sudut antara Bumi dengan pusat epicycle, B – Ep, dan Bumi – Planet, B – P, pada momen sudut mencapai maksimum.

•         d/dB = sin ?m ; dB > d

•         dB = (radius) jarak Bumi – Matahari (1 sa = satu satuan astronomi atau 1 au (astronomical unit)  = jarak rata – rata Bumi – Matahari = 1.496 x 1011 m atau sekitar 150 juta km)

•         d = (radius) jarak Planet – Matahari

•         d/dB = sin ?m

•         Merkurius :

•         ?m = 22.5 derajat, maka jarak planet d = sin (22.5) x dB = 0.38 sa

•         Venus :

•         ?m = 46 derajat, maka jarak planet d = sin (46) x dB = 0.72 sa

•         Bila ?m adalah sudut deviasi maksimum antara garis Planet (P) dan Matahari (M), P-M dan garis antara Bumi (B) dan Planet (P), B-P. (Model heliosektrik); Dalam model geosentrik ?m sudut antara Bumi dengan pusat epicycle, B – Ep, dan Bumi – Planet, B – P, pada momen sudut mencapai maksimum.

•         dB / d= sin ?m ; dB < d atau d = cosec ?m dB

•         dB = (radius) jarak Bumi – Matahari (1 sa = satu satuan astronomi atau 1 au (astronomical unit)  = jarak rata – rata Bumi – Matahari = 1.496 x 1011 m atau sekitar 150 juta km)

•         d = (radius) jarak Planet – Matahari

•         dB /d= sin ?m ; d = cosec ?m x dB

•         Mars :

•            ?m = 41 derajat [Ptolemy], d = cosec (41) x dB = 1.5 sa

•         Jupiter :

•            ?m = 11 derajat [Ptolemy], d = cosec (11) x dB = 5.2 sa

•         Saturnus :

•            ?m = 6 derajat [Ptolemy], d = cosec (6) x dB = 9.5 sa


 

 

?%