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

Zaman Astronomi Yunani Kuno dan Astronomi Awal

Selama 800 tahun berikutnya astronomi didominasi oleh bangsa Yunani Kuno. Anaximander (610-546 SM) murid Thales, membantu membawa pengetahuan yang berasal dari Arab Kuno dan lainnya ke Yunani (Greece) dan mengenalkan sundial atau jam matahari sebagai sistem dan alat penjejak waktu. Dia juga menggambarkan langit sebagai sebuah bola (bola langit) dengan Bumi sebagai pusat yang mengambang di ruang angkasa.

Anaxagoras (500-428 SM) membuat kemajuan dalam pemikiran astronomi dengan memberikan penjelasan yang benar penyebab terjadinya gerhana Bulan dan gerhana Matahari. Dia mempertimbangkan pemahaman bahwa Bulan merefleksikan cahaya dan semua material di langit mempunyai komposisi yang sama. Pandangannya itu kemungkinan terinspirasi oleh sosok karang batuan meteorite yang jatuh di pantai Aegean pada tahun 468 SM.  Semua pandangannya tersebut sekarang diketahui benar.

Filosof Yunani, Plato ( sekitar 420 – 340 SM) secara efektif membatalkan pemikiran yang maju tersebut dengan keteguhannya pada langit yang sempurna, menurutnya akibat  kesempurnaan alamsemesta semua benda langit harus melintas langit mengikuti lengkungan yang sempurna (lingkaran).  Dogma atau pandangan ini membuatnya dalam bayang-bayang kegelapan bagi pemikiran astronomi selama 2000 tahun kemudian.

Eudoxus (408-355 SM) dan Callippus (370-300 SM) keduanya mencoba mengkonversikan pengamatan sebagai bukti pandangan Plato, setiap planet terletak pada sebuah kulit /permukaan bola (langit), penampakan alam semesta  seperti struktur lapisan pada bawang dengan Bumi sebagai pusatnya. Lebih banyak lingkaran yang dipergunakan untuk mendiskripsikan  hasil pengamatan planet dan pada zaman Callipus terdapat 34 buah bola (langit).  Walaupun demikian teori tersebut tidak cocok dengan hasil pengamatan.

Heraklides dari Pontus (388-315 SM) yang mencatat bahwa gerak semu harian bintang di langit  pada malam hari boleh jadi diakibatkan oleh rotasi harian Bumi pada sumbunya bukan bintang yang beredar mengelilingi Bumi.
Dia juga mempertahankan pendapatnya bahwa planet Merkurius dan Vemus beredar mengelilingi Matahari, tetapi terikat pada keyakinannya terhadap pandangan geosentrik, Bumi merupakan pusat alam semesta.

Aristarchos dari Samos (sekitar 320 – 240 SM) membawa gagasannya satu langkah lebih jauh yaitu sekitar tahun 260 SM dia meletakkan teori heliosentrik untuk sistem tatasurya, Matahari sebagai pusat sistem dari 6 planet terang dan bintang yang jauhnya tak berhingga.  Pandangan bahwa bintang mengelilingi Matahari didasarkan bahwa bintang merupakan benda langit yang tetap pada bola langit, terbit dan terbenam bintang diakibatkan karena rotasi planet Bumi. Aristarchos masih mempertahankan pendapat bahwa planet beredar mengelilingi Matahari dalam orbit lingkaran suatu pandangan Platonik tentang kesempurnaan alam semesta diekspresikan dalam bentuk lingkaran.

Dengan memperhatikan fasa bulan kuartir pertama atau kuartir terakhir, Aristarchos berpendapat bahwa fenomena itu merupakan fenomena kedudukan Bumi, Bulan dan Matahari membentuk sebuah segitiga siku-siku.  Melalui geometri tersebut ukuran dan jarak relatif Bulan dan Matahari dari Bumi dapat diturunkan atau diketahui. Kurang beruntung walaupun teorinya benar namun instrumen yang diperlukan untuk pengamatan (sudut elongasi Bulan-Matahari yang akurat ??) belum tersedia dan oleh karena itu hasil perhitungannya sangat tidak akurat.  Dia menunjukkan bahwa Matahari berlokasi lebih jauh dibanding dengan Bulan dan ukuran Matahari jauh lebih besar dibanding dengan ukuran Bulan.  Secara logika fakta ukuran Matahari yang jauh lebih besar dari Bumi bisa melahirkan gagasan bahwa Bumi yang kecil mengorbit Matahari yang besar. Walaupun fakta yang diperolehnya ini mendukung secara tidak langsung untuk lahirnya teori heliosentrik, namun teori dan dogma geosentrik tetap menyelimuti selama 1800 tahun setelah prestasi pengamatan Aristarchos tersebut.

Astronom Yunani Kuno juga mempunyai prestasi lainnya diantara tahun  240 SM, ketika Erastosthenes (276 – 195 SM) membuat perhitungan tentang ukuran Bumi dan kematian Ptolemy pada sekitar tahun 180 M. Diantara kurun waktu tersebut Hipparchus ( sekitar 146 – 127 SM) mengganti teori Eudoxian tentang lingkaran atau bola konsentrik ( berbagai ukuran bola atau lingkaran yang sepusat)  dengan susunan yang didasarkan atas gagasan Apollonius. Matahari dan planet – planet lain difikirkan berada pada sebuah roda yang berputar,  atau beredar pada sebuah orbit lingkaran kecil atau epicycle. Pusat – pusat epicycle yang beredar mengelilingi Bumi, sebagai pusat alam semesta, dalam lingkaran yang lebih besar dibanding lingkaran epicycle. Lingkaran besar tersebut dinamakan lingkaran deferent. Menggunakan teori ini Ptolemy (Claudius Ptolemaeus) berhasil memprediksi posisi planet dengan presisi hingga 1 derajat atau sekitar 2 kali diameter sudut bulan purnama.

Astronomi pada zaman Yunani Kuno telah menghasilkan banyak prestasi, beberapa progress pengetahuan astronomi telah dicapai namun berakhir dengan suram, mempertahankan dogma geosentrik untuk bukti-bukti yang dapat diamati sehingga menghalangi kedatangan teori heliosentris Aristarchos.

Sekitar 600 tahun setelah kematian Ptolemy, aktivitas astronomi mulai melangkah kembali ke depan. Pemandu langkah adalah bangsa Arab. Kemampuan skill matematika dan kepintaran dalam instrumentasi berhasil menghaluskan pengamatan dan teori yang dicapai pada zaman Yunani dan memproduksi peta bintang lebih baik, yang akhirnya menjadi sangat berguna untuk keperluan navigasi atau pelayaran, satu diantara taji-taji atau ujung tombak penelitian astronomi selama berabad-abad ke depan.

Konsep geosentris  diformulasikan oleh seorang pemikir dan filosof  Alexandria yaitu Claudius Ptolemaeus – Ptolemy (100 – 170 M) sekitar tahun 140 M dalam buku besarnya: Syntaxis (berarti Komposisi) atau dikenal the Mathematical System of Astronomy. Karya itu diterjemahkan ke dalam bahasa Arab sebagai al Magest (al magisti, the greatest). Karena pengamatan benda langit terbatas dengan kemampuan mata bugil manusia maka “Planit Klasik” diketahui ada tujuh dan lima diantaranya adalah  planit terang yaitu planit Merkurius, Venus, Mars, Jupiter dan Saturnus.

Data Planet Historis

m    d(sa)    e    V(km/s)    Psin    R
Merkurius    –1.8    0.387    0.206    48    116    23
Venus        –4.7    0.723    0.007    35    584    42
Bumi        -    1.000    0.017    30    -    -
Mars        –2.8    1.524    0.093    24    780    73
Ceres        +7.9    2.77    0.077    18    466    85
Jupiter        –2.9    5.20    0.048    13    399    121
Saturnus     +0.0    9.54    0.056    10    378    138
Uranus        +5.5    19.2    0.047    7    370    152
Neptunus    +7.7    30.1    0.009    5    367    158
Pluto        +14    39.4    0.249    5    367    162

•    m= skala terang maksimum planet, hubungan skala terang secara umum adalah : m1 – m2 = –2.5 x log (f1/f2), mata manusia bisa melihat bintang paling lemah dengan skala terang m= 6 sampai 6.5, makin kecil harga skala terang makin terang. Extended source Matahari mempunyai m = –26.8 dan Bulan purnama m = –12.5
•    d= jarak rata-rata planet ke Matahari
•    e=eksentrisitet
•    v= kecepatan orbit mengelilingi Matahari  rata-rata (km/s)
•    Psin = periode sinodis planet (hari)
•    R = jumlah hari ketika planet dalam gerak retrograde
•    Asteroid Ceres diameter 1003 km (ditemukan Guiseppe Piazzi 1 Januari 1801)
•    Uranus ditemukan William Herschel tahun 1781
•    Neptunus ditemukan Urbain Leverrier di Perancis dan John Couch Adams di Inggeris ditemukan 1846
•    Percival Lowell mendirikan observatorium di Arizona dan Clyde Tombaugh 1929 menemukan Pluto dengan teleskop tsb

Planit berasal dari kata Yunani planetai (wanderers) yang berarti pengembara. Dulu pengembara langit itu dikenal sebagai dewa yang mengawasi gerak gerik manusia di Bumi. Pengetahuan manusia dibatasi oleh obyek terang di langit, obyek langit yang hanya bisa dikenali oleh mata bugil manusia dan secara reguler menampakkan diri di langit.

[ Pengalaman hidup manusia hanya mengenal lebih dekat planit Bumi. Dari permukaan planit Bumi ini manusia mengenal dunia lain, mengenal planit lain. Dalam tatasurya  sampai 2006 dikenal  9-planit, dari orbitnya yang terdekat dari Matahari yaitu planit Merkurius, Venus, Bumi, Mars, Jupiter, Saturnus, Uranus, Neptunus dan Pluto. Perkembangan astronomi abad 21 ini akan menempatkan kesembilan planit itu sebagai planit historis Pluto tidak lagi dikelompokkan sebagai planet, dikelompokkan menjadi planet kerdil]

Selama zaman Middle Ages (abad pertengahan) astronom Eropa berbuat sesuatu yang lebih baik dari pada sembarangan (tak sistematis) tentang epicycle Ptolemy. Gereja Katolik Roma ( The Roman Catholic church) memutuskan bahwa teori geosentrik satu-satunya yang cocok dengan Kitab Injil (Scriptures). Perbuatan atau gagasan yang akan menempatkan Matahari sebagai pusat tatasurya merupakan perbuatan dosa, bid’ah atau mengada-ada bertentangan dengan Kitab Injil dan dapat dihukum mati.

Publikasi sebuah buku Copernikus yang menentang pendapat geosenris yang didukung gereja itu membuat Eropa menjadi pusat pengembangan astronomi, setelah progress ilmu pengetahuan secara efektif terhenti untuk beberapa abad.