Bab III Gerak Bumi
III.1. Rotasi dan Revolusi Bumi
Kita mengukur waktu berdasar acuan pada Matahari. Karena irama hari dan malam sangat
penting pada kehidupan kita, maka perioda waktu antara suatu tengah hari ke tengah hari berikutnya, atau suatu tengah malam ke tengah malam berikutnya, yaitu hari matahari yang
panjangnya 24 jam, adalah satuan waktu sosial dasar manusia. Perubahan posisi Matahari dan bintang-bintang di langit sepanjang harimalam disebut gerak harian. Seperti kita ketahui hal
itu disebabkan oleh rotasi Bumi. Tetapi pada suatu waktu yang sama, posisi bintang di langit tidak akan berada pada tempat yang sama dari satu malam ke malam berikut. Tiap malam,
keseluruhan bola langit tampak bergeser sedikit terhadap horizon, dibanding malam
berikutnya. Cara yang paling mudah untuk mengkonfirmasi hal ini adalah dengan menyaksikan bintang-bintang yang tampak sesaat setelah Matahari terbenam atau sebelum fajar. Kita akan
melihat bahwa bintang-bintang berada pada posisi sedikit berbeda dari malam sebelumnya kira-kira 4 menit lebih cepat. Karena pergeseran kecil ini, hari yang diukur berdasar acuan
bintang
– disebut hari sideris – berbeda panjangnya dengan hari matahari.
Gambar III.1. Hari Sideris
Penyebab perbedaan antara hari matahari hari dengan acuan Matahari dan hari sideris hari
dengan acuan bintang dilukiskan pada Gambar III.1. Terjadinya perbedaan ini dikarenakan
Bumi melakukan dua macam gerakan yaitu rotasi dan revolusi secara bersamaan. Selama
berotasi Bumi juga bergerak sedikit dalam orbitnya mengelilingi Matahari. Setiap Bumi berotasi sekali pada sumbunya ia juga bergerak sedikit sepanjang orbitnya mengitari Matahari. Oleh
karena itu Bumi harus berotasi lebih besar daripada 360 360 derajat agar Matahari berada di
posisi di langit satu hari sebelumnya. Jadi, interval waktu antara suatu tengah hari ke tengah
hari berikutnya satu hari matahari lebih lama daripada satu perioda rotasi yang acuannya bintang satu hari sideris. Planet Bumi perlu waktu 365 hari untuk mengorbit Matahari, jadi
sudut tambahan yang ditempuh adalah 360 365 = 0,986. Karena Bumi berotasi dengan15per
jam, diperlukan 3,9 menit untuk berotasi sebesar sudut 0,986 ini. Jadi hari matahari 3,9 menit
dibulatkan menjadi 4 menit lebih panjang daripada hari sideris, atau panjang hari sideris sama dengan 23
h
56
m
.
III.2 Perubahan Musim
Gambar III.2 melukiskan bagaimana Bumi berevolusi mengelilingi Matahari dalam setahun. Untuk masing-masing posisi Bumi, langit yang tampak dari Bumi yang sedang mengalami malam
hari berbeda-beda. Pada kira-kira bulan Maret langit yang tampak dalam bulan itu adalah langit yang menampilkan bintang-bintang dari konstelasi Leo, Virgo, dan Libra. Sedangkan tiga bulan
setelahnya yaitu kira-kira bulan Juni bintang dalam rasi-rasi Scorpio, Sagittarius, dan Capricornus akan tampak. Begitu seterusnya. Perubahan musiman yang teratur ini terjadi
karena revolusi Bumi mengelilingi Matahari. Bagian gelap belahan langit dari Bumi menghadap
arah langit yang sedikit demi sedikit bergeser tiap malamnya. Perubahan dalam arah ini hanya
sekitar 1 saja per malamnya – perubahan yang terlalu kecil untuk bisa dilihat dengan mata
telanjang, dari suatu malam ke malam berikutnya. Tetapi akan terlihat kentara dalam rentang mingguan atau bulanan seperti ditunjukkan dalam Gambar III.2.
Gambar III.2 Pemandangan langit malam berubah dengan bergeraknya Bumi dalam orbitnya mengelilingi Matahari. Seperti ditunjukkan dalam gambar di atas, bagian malam hari dari
Bumi menghadap sekumpulan konstelasi pada waktu yang berbeda dalam setahun. Dua belas nama-nama konstelasi yang tampak disini yang berada di atau dekat ekliptika disebut zodiak.
Setelah enam bulan Bumi telah mencapai bagian seberang orbitnya, dan kita menghadap ke kelompok bintang dan konstelasi yang sama sekali berbeda pada langit malamnya. Karena
gerakan ini, Matahari tampak terhadap pengamat di Bumi bergerak relatif terhadap bintang- bintang latar belakang sepanjang tahun. Gerakan semu Matahari di langit mengikuti lintasan
pada bola langit selama setahun disebut ekliptika. Ke 12 konstelasi yang dilalui Matahari ketika
ia bergerak sepanjang ekliptika – yaitu konstelasi-konstelasi yang akan kita lihat pada arah
Matahari jika konstelasi-konstelasi itu zodiak tidak terhalangi oleh silaunya sinar Matahari
– memiliki arti yang sangat penting bagi astrolog zaman dulu.
Seperti diperlihatkan dalam Gambar III.2, ekliptika membentuk lingkaran besar pada bola langit, miring dengan sudut 23,5
terhadap ekuator langit. Dalam kenyataannya, seperti diilustrasikan pada Gambar III.3, bidang ekliptika adalah bidang
orbit Bumi mengelilingi Matahari. Kemiringan ini terjadi sebagai konsekuensi dari inklinasi sumbu rotasi Bumi kita terhadap bidang orbitnya.
Gambar III.3 Ekliptika dan ekuator langit
Titik pada ekliptika, tempat Matahari berada pada titik paling Utara di atas ekuator langit dikenal sebagai titik musim panas atau summer solstice atau Titik Balik Utara. Seperti pada
GambarIII.3, titik ini menyatakan lokasi dalam orbit Bumi ketika Kutub Utara Bumi berada pali g dekat ke Matahari. Peristiwa ini terjadi sekitar tanggal 21 Juni – tanggal yang pasti
sedikit bervariasi dari tahun ke tahun karena panjang satu tahun sesungguhnya tidak genap
dengan hari yang penuh. Ketika Bumi berotasi, titik-titik sebelah Utara ekuator menghabiskan waktunya di bawah sinar Matahari pada tanggal tersebut, sehingga summer solstice
berhubungan dengan siang hari terpanjang dalam setahunnya di belahan langit Utara dan siang hari terpendek di belahan langit Selatan.
Enam bulan kemudian, Matahari berada pada titik paling Selatan di bawah ekuator langit
–
atau, berarti, Kutub Utara Bumi berorientasi terjauh dari Matahari. Kita mencapai titik Musim Dingin winter solstice atauTitik Balik Selatan pada tanggal 21 Desember, saat terjadi siang
hari terpendek di Belahan Langit Utara dan terpanjang di Belahan Langit Selatan.
Kombinasi lokasi Matahari terhadap ekuator langit dan panjang siang hari menyebabkan terjadinya empat musim yang dialami di Bumi oleh orang yang tinggal di belahan Utara dan
belahan Selatan. Seperti dilukiskan dalam Gambar III.3, ketika Matahari berada tinggi di langit,
berkas cahaya yang menimpa Bumi lebih terkonsentrasi – jatuh pada daerah yang lebih kecil.
Akibatnya, Matahari terasa lebih panas. Jadi, pada Musim Panas di belahan Utara, ketika Matahari berada pada titik tertinggidi atas horizon dan siang hari berlangsung panjang,
umumnya temperatur jauh lebih tinggi daripada dalam Musim Dingin, ketika Matahari berada ebih bawah dan siang hari berlangsung pendek.
Dua titik tempat ekliptika berpotongan dengan ekuator langit
– yaitu ketika sumbu rotasi Bumi tegak lurus kepada garis yang menghubungkan Bumi dengan Matahari Gambar III.3
– disebut
ekinoks. Pada kedua tanggal itu, panjang siang dan malam sama. Dalam Musim Gugur di
Belahan Bumi Utara, ketika Matahari melintas dari Utara menuju Belahan Langit Selatan, kita
mempunyai ekinoks Musim Gugur autumnal equinox pada tanggal 21 September. Ekinoks Musim Semi vernal equinox terjadi pada saat Musim Semi di belahan Bumi Utara, pada kira-
kira tanggal 21 Maret, ketika Matahari memotong ekuator langit menuju Utara Gambar III.3. Karena hubungannya dengan akhir Musim Dingin dan awal musim pertumbuhan, titik vernal
equinox ini sangat penting untuk astronom dan astrolog masa silam. Ia juga memainkan peran penting dalam sistem penentuan waktu. Interval waktu dari satu vernal equinox ke vernal
equinox berikutnya – 365,2422 hari Matahari rata-rata mean solar day disebut sebagai satu
tahun tropis tropical year.
III.3. Perubahan Jangka Panjang Bumi mempunyai banyak gerakan
– ia berputar pada sumbunya, ia bergerak mengitari Matahari, dan ia bersama Matahari bergerak melingkari Pusat Galaksi Bima Sakti. Kita telah
melihat bagaimana gerakan-gerakan ini mengakibatkan terjadinya perubahan pada langit malam dan perubahan dalam musim. Pada kenyataannya situasinya lebih rumit lagi. Seperti
gasing yang berputar cepat pada porosnya, sementara sumbunya sendiri secara perlahan mengitari sumbu vertikalnya, sumbu Bumi berubah arah sepanjang waktu walaupun sudut
antara sumbu dan garis yang tegak lurus pada bidang ekliptika selalu tetap sekitar 23,5
.
Seperti dilukiskan dalam Gambar III.4, perubahan ini disebut presesi. Presesi ini disebabkan oleh gaya tarik Bulan dan Matahari pada Bumi. Selama satu siklus presesi
– sekitar 26.000 tahun
– sumbu Bumi membuat sebuah kerucut.
Gambar III.5 Presesi
Bab IV Model Jagat Raya
Kategori