BUMI oleh Dan BOLA LANGIT

BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Angkasa dan bintang-bintang yang bersinar pada malam hari telah
menimbulkan rasa kekaguman tersendiri dan rasa ingin tahu yang besar mengenai
keberadaan benda-benda langit yang berada di luar angkasa. Oleh karena itu,
manusia mencari tahu keberadaan benda-benda langit tersebut dengan
menggunakan ilmu astronomi. Astronomi secara etimologi berarti, “Ilmu
Bintang” adalah ilmu yang melibatkan pengamatan dan penjelasan kejadian yang
terjadi di luar bumi dan atmosfernya (Nurohman, Sabar, 2012). Dimana ilmu ini
mempelajari asal-usul, evolusi, sifat fisik dan kimiawi benda-benda langit serta
proses yang melibatkan mereka. Benda langit merupakan sebutan bagi semua
benda yang berada di langit atau luar angkasa, seperti planet, bintang, matahari,
satelit, nebula, galaksi, asteroid, meteoroid, komet, kluster, super kluster, dan lainlain. Benda-benda langit di luar angkasa diselubungi oleh kubah raksasa yang
disebut bola langit.
Dalam istilah astronomi dan navigasi, bola langit merupakan bola khayal
dengan radius tak hingga yang tampak berotasi, konsentrik, dan koaksial dengan
bumi dan semua objek langit dibayangkan berada pada kulit bola sebelah dalam
(dikutip dari: http://id.wikipedia.org/wiki/Bola_langit). Dalam hal ini, bola langit
diperlukan dalam menentukan kedudukan benda angkasa lain tehadap bumi
misalkan sebuah bintang dan planet (dikutip dari: http://www.ridwanaz.com).

Sejak dahulu orang telah mengenal bintang-bintang dan mengelompokkannya
menjadi rasi atau konstelasi bintang. Mereka memberi nama pada rasi bintang ini
dengan nama tokoh dalam mitologi mereka maupun nama binatang seperti, rasi
Orion, Sagitarius, Gemini, Leo, Scorpio, dan lainnya. Orang Indonesia sejak
dahulu sudah mengenal beberapa rasi bintang terutama bintang di langit selatan
yang dikaitkan dengan hidup keseharian mereka, seperti petani dalam menentukan
waktu musim tanam, nelayan dalam menentukan arah, waktu, dan musim tangkap
ikan.
Beberapa bintang langit selatan yang sudah dikenal, yaitu rasi Orion yang
dikenal sebagai bintang Waluku, rasi Crux yang dikenal sebagai bintang Layang-

Fisika Dasar 6, “Bumi dalam Bola Langit”| 1

layang, α dan β Centauri sebagai bintang Timbang, dan Pleiades sebagai bintang
Kartika (Suwitra, Nyoman, 2001: 3).
Bagi kita yang tinggal di daerah ekuator, alam memberikan kesempatan
kepada kita untuk dapat melihat seluruh bintang di langit. Hal ini berbeda dengan
orang yang tinggal dibelahan bumi utara, mereka tidak dapat melihat sebagian
bintang yang berada di langit selatan. Sebagai gantinya, mereka akan melihat
bintang-bintang sirkumpolar, yaitu bintang yang tidak pernah terbit dan tenggelam

di bawah horizon, melainkan mereka hanya akan berputar-putar di atas langit.
Mengapa hal tersebut bisa terjadi dan bagaimana cara kita menentukan posisi
sebuah bintang dan hal-hal lain yang berkaitan dengan itu akan dikaji pada
makalah ini. Oleh sebab itu, secara terperinci pada makalah ini akan dibahas
mengenai bumi dan gerak benda langit, kedudukan dalam bola langit, tata
koordinat bola langit, serta penentuan (perhitungan) waktu.

1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang penulis paparkan di atas, maka muncul
beberapa rumusan masalah sebagai berikut.
1) Bagaimana bumi dan gerak benda langit di luar angkasa?
2) Bagaimanakah kedudukan dalam bola langit?
3) Bagaimanakah tata koordinat bola langit?
4) Bagaimanakah penentuan atau perhitungan waktu pada gerak
benda langit?

1.3 Tujuan Penulisan
Bertolak dari beberapa rumusan masalah tersebut di atas, adapun tujuan
penulisan makalah ini sebagai berikut.
1) Untuk mengetahui bumi dan gerak benda langit di luar angkasa.

2) Untuk mengetahui memahami kedudukannya dalam bola langit.
3) Untuk mengetahui tata koordinat bola langit.
4) Untuk mengetahui penentuan atau perhitungan waktu pada gerak
benda langit.

Fisika Dasar 6, “Bumi dalam Bola Langit”| 2

1.4 Manfaat penulisan
Manfaat yang dapat diperoleh dari penulisan makalah ini, yaitu:
Bagi penulis :
Dengan makalah ini, penulis mendapatkan pengetahuan yang lebih luas
dan mendalam mengenai bumi dan gerak benda-benda langit di luar angkasa.
Bagi pembaca:
Dapat menambah wawasan pembaca mengenai bumi dan gerak benda
langit di luar angkasa. Di samping itu, makalah ini juga dapat dimanfaatkan
sebagai salah sau pedoman belajar

dan pembuatan makalah selanjutnya

terkait dengan materi ini.

Fisika Dasar 6, “Bumi dalam Bola Langit”| 3

BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Bumi dan Gerak Benda Langit
Sebelum membahas mengenai bumi dan gerak benda langit, ada baiknya
kita mengetahui sejarah singkat pemikiran manusia tentang bumi dan langit.
Adapun sejarah singkat tersebut, sebagai berikut.
1) Abad VI SM, pemikir Yunani kuno (Aristoteles, 35 SM dan
Ptoleumeus 140 SM) berpandangan bahwa bumi merupakan bola yang
diam dan merupakan pusat alam semesta (geosentris).
2) Aristarchus, 300 SM menyatakan bahwa matahari sebagai pusat jagat
raya, namun ia kalah pamor dengan pandangan Aristoteles.
3) 18 Abad kemudian (tahun 1500), Nicolas Copernicus mengemukakan
pandangan heliosentris.
4) Tycho Brahe (1546-1601) dengan data yang dimilikinya menentang
kembali pandangan heliosentris, karena dia tidak melihat fenomena
paralaksis.
5) Kepler (1571-1630), asisten Tycho, dengan memanfaatkan data milik

Tycho dan mengolahnya secara matematis, ia memperkokoh gagasan
heliosentris.
Bumi kita berputar seperti gasing. Gerak putar bumi pada sumbu putarnya
ini dinamakan gerak rotasi bumi. Bukti langsung adanya gerak rotasi bumi baru
ditemukan tahun 1851 oleh Faucault dengan percobaannya yang dikenal dengan
ayunan Faucault. Untuk menyelesaikan satu putaran (satu periode rotasi),
dibutuhkan waktu 23 jam 56 menit 4,1 detik. Panjang interval waktu yang
dibutuhkan bumi untuk menyelesaikan satu rotasi dinamakan hari Sideris. Satu
hari Sideris adalah 23 jam, 56 menit, 2,091 detik. Adapun efek atau akibat dari
rotasi bumi, diantaranya: adanya gerak harian benda langit (gerak benda-benda
langit dalam satu kali putaran) dari timur ke barat, terjadinya pergantian siang dan
malam, terjadinya pepatan bumi di arah kutubnya (momentum sudut lebih besar
pada daerah equator), efek coriolis (pada arah angin, perubahan arah ayunan
bandul, perubahan arah arus laut sepanjang equator bumi), adanya gerak benda

Fisika Dasar 6, “Bumi dalam Bola Langit”| 4

langit memutar kutub langit, serta terjadinya pembelokan arah mata angin (hukum
Boys-Ballot).
Di samping itu, gerak rotasi bumi ini juga yang menyebabkan terjadinya

pergerakan semu benda-benda langit. Gerak semu benda langit adalah gerak yang
kita amati dari bumi, dimana benda-benda langit terlihat terbit di timur dan
tenggelam di barat. Gerak semu ini teramati karena bumi kita yang berotasi
dengan arah sebaliknya yaitu dari barat ke timur (berlawanan arah jarum jam).
Lintasan gerak benda-benda langit yang terbit di timur dan terbenam di barat,
dinamakan lintasan harian benda langit. Lintasan harian ini terlihat berbeda jika
kita mengamatinya dari lintang berbeda.
Jika kita berada tepat di khatulistiwa, kita akan mengamati lintasan harian
benda-benda langit tersebut tegak lurus terhadap horizon/ufuk. Jika kita berada di
bumi belahan selatan (sebelah selatan khatulistiwa), kita akan mengamati lintasan
harian benda-benda langit tidak lagi tegak lurus terhadap horizon, tapi condong ke
arah utara. Besarnya kemiringan lintasan harian ini tergantung sejauh mana kita
dari khatulistiwa. Semakin ke arah selatan, maka garis lintasan gerak harian
benda-benda langit akan semakin condong ke arah utara. Begitu juga sebaliknya
jika kita bergerak ke arah utara. Semakin ke utara dari khatulistiwa, maka semakin
besar kecondongan lintasan harian benda-benda langit itu ke arah selatan.
Sumbu

rotasi

bumi

tidak

sebidang dengan bidang edarnya
mengelilingi

matahari

(ekliptika).

Terhadap ekliptika ini, equator bumi
membentuk sudut 23,50. Dengan kata
lain, sumbu rotasi bumi (berwarna
kuning)

pada

Gambar

1.2

membentuk sudut 23,50 terhadap
normal

bidang

ekliptika

Sumbu

rotasi Bumi sendiri tidak tetap
Gambar 2.1 Sumbu rotasi bumi dengan
bidang edar matahari (ekliptika)
(Sumber:http://www.herongyang.com/astrolog
y_horoscope/Astronomy_The_Ecliptic.html)

mengarak ke posisi tertentu di langit.

Fisika Dasar 6, “Bumi dalam Bola Langit”| 5

Sumbu rotasi ini bergerak

GERAK PRESESI (GERAK GASING) SUMBU BUMI
PERIODE PRESESI (LINGKARAN PENUH) = 26.000 TAHUN
DAN NUTASI (GELOMBANG KECIL) = 19 TAHUN

perlahan relatif terhadap ekliptika,
Kutub Ekliptika

mengitari normal ekliptika dengan
periode

23,5o

25.800

tahun.

Gerak

sumbu rotasi bumi ini dinamakan
gerak presesi.
Gambar 2.2 Gerak presesi atau gerak gasing
bumi
Sumber: http://sciencesocietyiss.blogspot.com/2011/05/sumbu-bumi-bergeser

Gerak semu langit tidak sama periodenya dengan gerak Matahari di langit
(diamati dari Bumi). Gerak semu langit periodenya 23 jam 56 menit 4.1 detik,
sedangkan gerak harian Matahari di langit periodenya 24 jam. Terdapat perbedaan
sekitar 4 menit. Perbedaan ini menyebabkan penampakan langit sedikit berbeda
dilihat pada jam yang sama tiap harinya. Sebagai contoh: sebuah bintang hari ini
terbit pukul 18:00. Maka, keesokan harinya ia akan terbit pukul 17:56, lusa pukul
17:52, dan seterusnya. Bintang itu akan terbit 4 menit lebih cepat dari hari
sebelumnya. Karena itu, perlahan-lahan penampakan langit akan bergeser dari
hari ke hari. Kira-kira enam bulan dari sekarang, bagian langit yang berada di atas
kepala kita pada jam 9 malam akan berada di bawah kaki kita. Dengan kata lain,
jika kita mengamati langit dengan waktu pengamatan yang terpisah 6 bulan, kita
akan mengamati dua belahan bola langit yang berbeda.
Objek-objek langit seperti matahari, bulan, dan planet-planet memiliki

geraknya sendiri diantara bintang-bintang. Matahari bergerak secara perlahan ke
arah timur relatif terhadap bintang-bintang. Karena itu, untuk menyelesaikan satu
putaran mulai dari misalnya posisi tepat di atas kepala kita, terbenam, terbit,
kembali di atas kepala kita, matahari membutuhkan waktu 24 jam (selang waktu
sehari semalam). Bintang-bintang membutuhkan waktu sama denga periode rotasi
Bumi, 23 jam 56 menit 4.1 detik. Bulan membutuhkan waktu sedikit bervariasi,
kira-kira 50 menit lebih panjang dari 24 jam. Planet-planet bergerak di langit
dengan kecepatan yang lebih besar lagi variasinya, tergantung pada seberapa

Fisika Dasar 6, “Bumi dalam Bola Langit”| 6

dekat planet tersebut ke matahari, dan dimana posisinya (dalam orbitnya) relatif
terhadap Bumi.
Selain
bergerak

berotasi,

mengitari

bumi

juga

matahari

yang

disebut dengan revolusi bumi dalam
waktu 362,2564 hari satu kali putaran.
Satu hari efemeris adalah 86.400 detik
efemeris, dan 1 detik efemeris adalah
panjang interval yang diukur dengan
jam atom standar. Panjang interval
waktu yang dibutuhkan oleh Bumi
untuk satu kali mengelilingi Matahari
Gambar 2.3 Gerak bumi mengelilingi matahari
ini dinamakan sebagai tahun Sideris.
Sumber:
(http://staff.uny.ac.id/sites/default/files/bolalangit-2.pdf)

Adapun efek atau akibat dari adanya gerak revolusi bumi, diantaranya:
perubahan penampakan posisi matahari relatif terhadap bintang-bintang yang
berada di latar belakang. Dilihat dari bumi, Matahari bergerak diantara bintangbintang. Bumi bergerak mengitari matahari berlawanan arah jarum jam apabila
dilihat dari kutub utara ekliptika. Akibatnya, arah gerak matahari ini pada bola
langit berlawanan dengan arah gerak semu langit, yaitu dari Barat ke Timur.
Selain itu, karena bumi mengitari matahari maka rasi bintang nampak bergiliran
selama satu tahun. Hal ini menyebabkan intesitas penyinaran matahari terhadap
bumi berubah-ubah pula. Perubahan intensitas matahari terhadap muka bumi
menyebabkan terjadinya perubahan musim setiap tahunnya.
Beberapa rasi bintang di langit
selatan yang telah dikenal sebagai berikut.

Gambar 2.4 Rasi Crux (bintang laying-layang)
Sumber:(http://renydjawoelsyner.blogspot.com/2011
/01/rasi-bintang-pari-crux.html)

Fisika Dasar 6, “Bumi dalam Bola Langit”| 7

Gambar 2.5 Rasi Orion (bintang Waluku)
Sumber:(http://xtremesains.blogspot.com/2010/08/rasiorion.html)

Gambar 2.6 Rasi α dan ß Centauri
(bintang timbang)
Sumber:(http://id.wikipedia.org/wiki/
Alpha_Centauri)

.

Gambar 2.7 Rasi Pleiades sebagai bintang Kartika
Sumber:(http://www.wingmakers.co.nz/seven_spirits_of_
pleiades.html)

Misalnya, pada musim dingin
yang nampak menonjol adalah rasi
Orion, sedangkan musim panas tidak
tampak karena rasi Orion ada di
langit pada siang hari. Sebaliknya,
rasi Scorpio dan Sagitarius tampak di
langit pada malam musim panas,
tetapi tidak tampak pada malam
bulan-bulan musim dingin.
Gambar 2.8 Perubahan kedudukan rasi bintang
terhadap bumi
Sumber:(http://libraz79.wordpress.com/categor
y/uncateg)orized/)

Fisika Dasar 6, “Bumi dalam Bola Langit”| 8

Langit tampaknya seperti kubah raksasa yang melingkupi bumi beserta
benda-benda langit, seperti bintang, matahari, dan bulan

yang seolah-olah

menempel pada kubah tersebut. Kubah yang dimaksud tersebut dinamakan bola
langit dimana dilihat hanyalah sebagian yang dibatasi oleh bidang atau lingkaran
yang disebut horizon atau kaki langit.

2.2 Kedudukan dalam Bola Langit
Kita ketahui bahwa benda-benda langit sepeti matahari, bulan, dan
bintang-bintang bergerak di langit dari timur ke barat dan semua lintasan benda
langit ini memiliki bentuk busur lingkaran. Ini menandakan bahwa langit itu
berbentuk bola yang dinamakan bola langit.bola yang terlihat hanyalah sebagian
saja yang dibatasi oleh lingkaran yang disebut horizon atau kaki langit.
Gambar

2.1

memperlihatkan

Z

di

samping

pengamat

(O)

merupakan pusat bola langit dan
garis vertikal yang dibuat melelui
puasat bola langit ini memotong bola

B

langit di titik atas yang disebut zenith
S

U

O

(Z) dan titik bawah yang dinamakan

horizon

T

nadir (N). bidang datar yang melalui
pusat bola langit dan titik S, B, U,
dan T serta tegak lurus garis vertikal
(ZN) ini disebut horizon (SBUT).

N
Gambar 2.9 Pengamat O ada di pusat bola
langit
Sumber: (Suwitra, Nyoman, 2001: 6)

Sumbu

bumi

berimpit

dengan

sumbu bola langit di dua titik yaitu di titik
kutub langit utara (KLU) dan kutub langit
selatan (KLS). Bidang datar yang melelui
pusat bola langit dan tegak lurus sumbu
langit KLU-KLS disebut bidang ekuator
Gambar 2.10 Equator langit dan kutub bola langit
Sumber: (Suwitra, Nyoman, 2001: 6)

Fisika Dasar 6, “Bumi dalam Bola Langit”| 9

langit (EQ). Lingkaran besar yang melelui Z, N, KLU, dan KLS disebut meridian
langit.
Semua benda-benda langit dipandang menempel pada bola langit dan bola
langit beserta seluruh benda-benda langit ini berputar pada sumbu Utara-Selatan
dari Timur ke Barat dalam waktu 24 jam (tepatnya 23 jam 56 menit 4 detik).
Gerak ini mencerminkan gerak rotasi (dari Barat ke Timur)
Bila

diperhatikan

bentuk

lintasan

masing-masing

bintang

dalam

gerakannya dari Timur ke Barat seperti misalnya bintang P, terbitnya di A
mencapai puncak (kulminasi) di C dan terbenam di B (Gambar 2.11). Namun ada
juga bintang yang lintasannya berbentuk lingkaran dan seluruhnya berada di atas
bintang horizon, misalnya seperti bintang Q. Bintang yang seprti itu tidak pernah
terbenam dan dinamakan bintang sirkumpolar.
N
Bintang P
Bintang Q

Timur
Utara

Selatan
Barat
Gambar 2.11 Sistem tinggi dan azimuth
Sumber: (Suwitra, Nyoman, 2001: 7)

Kemiringan sumbu putar bola
langit (KLU-KLS) bergantung dari
tempat pengamat. Bagi pengamat yang
berada di belahan bumi utara, maka
KLU berada di atas horison dan KLS
berada di bawah horison. Besarnya
busur dari horison sampai ke kutub
langit disebut tinggi kutub (Φ). Seperti
halnya dari Tokyo yang berada 350 LU

Fisika Dasar 6, “Bumi dalam Bola Langit”| 10

maka KLU akan berada 250 di tas horison. Jadi tinggi kutub Φ itu sama dengan
lintang geografis tempat pengamat KLU makin tinggi, dan makin banyak tampak
bintang sirkumpolar. Dikatakan bahwa tempat ini memiliki kedudukan langit
condong. Untuk membuktikan tinggi kutub sama dengan lintang geografis tempat
dapat digunakan Gambar 2.12 di samping.
 Keterangan Gambar 2.5, sebagai berikut.
P

= titik pusat bumi = titik pusat bola langit = tempat Peninjauan.

EQ = Equator / katulistiwa
Ks

= Kutub Selatan Ku = Kutub utara

Z

= Zenith

N

= Nadir

B

= Titik Barat

S

= Titik Selatan

U

= Titik Utara

S – Ks = Tinggi Kutub = P3
Garis ZP membuat sudut dengan EQ sebesar Derajat Lintang tempat.
Sebab, jarak Derajat zenith suatu tempat ke equator, sama besar Derajat tempat
yang bersangkutan.
Sudut EPKs = sudut ZPS = 90º. Sudut P1 = sudut P3, sebab, kedua-duanya
merupakan

sudut

penyiku

dari

dua

buah

sudut

yang

sama.

Karena sudut P3 adalah tinggi Kutub, sedang sudut P1 adalah Lintang tempat,
maka Kutub sama besar derajatnya dengan Lintang tempat yang bersangkutan.
Akhirnya untuk yang ada di kutub utara, poros langit tegak lurus horizon,
dan semua bintang-bintang adalah bintang sirkumpolar, lintasan bintang semua
sejajar bidang horizon. Dikatakan bahwa di kutub bumi kedudukan langit itu
sejajar.

Fisika Dasar 6, “Bumi dalam Bola Langit”| 11

Z

KLU

EQ
KLU

KLS

N
Gambar 2.13 Langit dari equator
Sumber: (Suwitra, Nyoman, 2001: 8)

KLS
Gambar 2.14 Langit dari kutub utara
Sumber: (Suwitra, Nyoman, 2001: 8)

2.3 Tata Koordinat Bola Langit
Kedudukan suatu tempat di bumi dapat ditentukan dengan sistem
koordinat “bujur dan lintang” geografis. Koordinat di suatu titik di bidang
permukaan bola langit dapat ditentukan dengan menetapkan lingkaran dasar dan
titik asal koordinat. Jika kita melihat sebuah komet di langit, bagaimana cara kita
memberitahu teman kita di tempat lain untuk melihat komet yang sama? Jika kita
ingin pergi ke rumah teman, pasti kita tanyakan alamatnya bukan? Begitu juga
dengan komet di langit, beserta bintang-bintang, galaksi dan bermacam objek
lainnya, mereka semua memiliki “alamat” tertentu yang tidak mungkin kembar
satu sama lain. Alamat yang dimaksud di sini adalah koordinat. Semua benda
langit bisa kita cari asalkan kita mengetahui koordinatnya. Jadi, teman kita pasti
bisa menemukan komet yang kita maksud. Seperti apa koordinat yang digunakan
untuk mengenali objek langit? Namanya adalah koordinat langit. Terdapat tiga
jenis sistem koordinat yaitu tata koordinat horizon, tata koordinat ekuator dan tata
koordinat ekliptika.

2.3.1 Tata Koordinat Horizon (alt-azimuth)
Koordinat horizon (alt-azimuth) adalah penentuan posisi benda langit yang
hanya berlaku secara lokal di sekitar pengamat saja. Nama koordinat ini
ditentukan dari dua kata yang didefinisikan sebagai penentu posisi benda, yaitu

Fisika Dasar 6, “Bumi dalam Bola Langit”| 12

altitud (disingkat alt) dan azimuth. Istilah-istilah penting lainnya yang digunakan
dalam koordinat ini adalah horison, zenith, dan nadir.
Horison adalah bidang datar yang menjadi pijakan pengamat, yang menjadi
batas antara belahan langit yang dapat diamati dengan yang tidak dapat diamati.
Apabila kita berada di tengah-tengah laut, kita akan melihat horison ini sebagai
pertemuan antara langit dengan permukaan laut. Kemudian zenith adalah sebuah
titik khayal di langit yang berada tepat di atas pengamat. Sedangkan nadir adalah
kebalikan dari zenith, yaitu sebuah titik yang berada di bawah pengamat. Kedua
titik ini terletak tegak lurus terhadap horison.
Apabila
bintang

baru

tenggelam,

sebuah
terbit

atau

ketinggiannya

dari horison adalah 0 derajat.
Dan bintang yang berada di
zenith memiliki altitud 90
derajat.

Azimuth

(A)

sudut

yang

menyatakan
dibentuk
dengan

antara
titik

bintang

utara

atau

selatan.
Gambar 2.15 Sistem koordinat horizon
Sumber:(http://duniaastronomi.com/2009/02/koordi
nat-langit-ekuatorial/)

Pengamat yang berada di belahan bumi utara menghitung azimuth bintang
dari titik utara ke arah timur (searah putaran jarum jam). Sedangkan pengamat
yang berada di belahan bumi selatan menghitung azimuth bintang dari titik selatan
ke arah timur (berlawanan arah putaran jarum jam). Besarnya azimuth adalah dari
0 derajat hingga 360 0.
Penentuan nilai altitud dan azimuth dari sebuah objek yang relatif mudah
menjadi kelebihan sistem koordinat ini. Untuk menentukan altitud, kita bisa
gunakan sextant, sedangkan untuk menentukan azimuth kita dapat gunakan
kompas. Titik acuan koordinatnya (horison dan titik utara atau selatan) pun jelas

Fisika Dasar 6, “Bumi dalam Bola Langit”| 13

dan dapat kita tentukan dengan mudah. Hal ini jauh lebih mudah jika
dibandingkan dengan menentukan titik gamma, ekuator langit, asensiorekta dan
deklinasi pada sistem koordinat ekuatorial.
Sementara kekurangan sistem koordinat ini adalah bahwa, seperti yang
sudah disebutkan di atas, koordinat alt-azimuth hanya berlaku lokal (di sekitar
pengamat) saja. Ketinggian dan azimuth sebuah bintang pada saat yang sama akan
memiliki nilai yang berbeda jika dilihat dari tempat yang jauh. Misalkan seorang
pengamat di Semarang ingin memberitahukan sebuah objek yang ditemukannya
kepada pengamat lain di Bandung dengan memberikan koordinat alt-azimuth
objek tersebut, maka pengamat di Bandung akan kesulitan menemukan objek
yang dimaksud.

2.3.1 Tata Koordinat Ekuator
Ekuator

langit

adalah

suatu

lingkaran besar semu, yang dapat dibuat
dengan membesarkan ekuator Bumi
sampai berpotongan dengan bola langit.
Untuk mendapatkan lingkaran dasar dan
titik asal yang letaknya selalu tetap di
bola langit, maka yang cenderung
digunakan

adalah

tata

koordinat

ekuator.
Gambar 2.16 Tata koordinat equator
Sumber:(http://duniaastronomi.com/2009/02/koordi
nat-langit-ekuatorial/)

Bila bidang ekuator bumi diperluas sampai menyentuh bola langit maka
bidang ini dinamakan bidang ekuator langit.
Demikian pula bila sumbu Utara-Selatan bumi diperluas sampai
menyentuh bola langit akan didapat kutub utara langit (KUL) dan kutub selatan
langit (KSL).

Fisika Dasar 6, “Bumi dalam Bola Langit”| 14

Gambar 2.17 Tata koordinat equator

Ekuator

langit

mempunyai

inklinasi sebesar ~23.5°, terhadap bidang
ekliptika; sebagai hasil dari kemiringan
sumbu. Koordinat ekuatorial ini dibuat
dengan cara membayangkan sebuah bola
langit yang memiliki ekuator dan kutub
yang sejajar dengan ekuator dan kutub
bumi. Itulah mengapa koordinat ini
disebut dengan koordinat ekuatorial.

Gambar 2.18 Tata koordinat equator
Sumber:(http://duniaastronomi.com/2009/02/k
oordinat-langit-ekuatorial/)

Sama seperti bumi, koordinat langit ini ditentukan berdasarkan dua
sumbu atau titik asal. Jika di bumi digunakan lintang yang dihitung dari
ekuator dan bujur yang dihitung dari Greenwich, maka koordinat langit
memiliki deklinasi yang dihitung dari ekuator langit dan asensiorekta yang
dihitung dari titik aries (vernal equinox) yang didefinisikan sebagai titik
perpotongan antara ekuator dengan ekliptika (bidang orbit bumi terhadap
matahari).

Fisika Dasar 6, “Bumi dalam Bola Langit”| 15

Deklinasi dihitung 0 derajat
untuk ekuator, positif hingga 90
derajat ke arah kutub utara langit,
dan negatif hingga -90 derajat ke
arah

kutub

selatan

langit.

Sedangkan asensiorekta dihitung
berlawanan arah jarum jam hingga
24 jam (360 derajat) dengan 0 jam
di titik aries.
Gambar 2.19 Deklinasi dan assensiorekta
Sumber:(http://duniaastronomi.com/2009/02/
koordinat-langit-ekuatorial/)

Untuk memperjelas, jika titik aries ada di meridian (garis yang
menghubungkan kutub utara dengan kutub selatan melewati zenith), maka
RA dihitung ke timur.
Dalam koordinat ini, semua benda
langit terbit dan tenggelam mengikuti
lintasan yang sejajar dengan ekuator
langit. Jadi apabila kita berada di
Semarang misalnya, dengan lintang
sekitar 6 derajat di selatan, ilustrasi
bola langitnya dapat dilihat pada
gambar.

Gambar 2.20 Lintasan bintang pada
equator langit
Sumber:(http://duniaastronomi.com/2009/
02/koordinat-langit-ekuatorial/)

Untuk kasus ketika kita berada di Kutub Utara misalnya, maka kita akan
dapat melihat bintang-bintang yang tidak tenggelam sepanjang hari, yang
disebut juga sebagai bintang circumpolar atau bintang kutub.
Jadi, apabila kita mau mengamati objek yang redup (tidak mudah
dilihat dengan mata) menggunakan teleskop, dengan mengetahui koordinat

Fisika Dasar 6, “Bumi dalam Bola Langit”| 16

objek tersebut dan dengan melakukan kalibrasi pada teleskop kita, mencari
objek manapun akan terasa lebih mudah.
2.3.2 Tata Koordinat Ekliptika
Matahari di samping melakukan gerakan harian dari timur ke barat,
matahari juga melakukan gerakan tahunan pada bola langit sepanjang
lingkaran besar yang dinamakan ekliptika. Ekliptika adalah jalur yang
dilalui oleh suatu benda dalam mengelilingi suatu titik pusat sistem
koordinat tertentu. Ekliptika pada benda langit merupakan suatu bidang edar
berupa garis khayal yang menjadi jalur lintasan benda-benda langit dalam
mengelilingi suatu titik pusat sistem tata surya. Seandainya bumi dijadikan
sebagai titik pusat sistem koordinat, maka ekliptika merupakan bidang edar
yang dilalui oleh benda-benda langit seperti planet dan matahari untuk
mengelilingi bumi. Dan bila matahari dijadikan sebagai titik pusat sistem
koordinat, maka ekliptika merupakan bidang yang terbentuk sebagai lintasan
orbit bumi yang berbentuk elips dengan matahari berada pada titik pusat
elips tersebut. Ekliptika memotong ekuator langit di dua titik yaitu Titik
Pertama Aries atau Vernal Equinox (titik musim semi) dan di titik Autumnal
Equinox (titik musim gugur).

Gambar 2.21 Tata koordinat ekliptika
Sumber: (Suwitra, Nyoman, 2001)

Matahari berada di Vernal Equinox (γ) pada tanggal 21 Maret dan di
Autumnal Equinox (Ω) pada tanggal 23 September. Ketika matahari dalam
lintasannya sepanjang ekliptika mencapai Vernal Equinox (γ), dia melintasi
dari sisi selatan ke sisi utara dari ekuator langit. Dalam tata koordinat

Fisika Dasar 6, “Bumi dalam Bola Langit”| 17

ekliptika, tata koordinat benda langit ditentukan oleh kedudukan benda
terhadap bidang ekliptika dan titik aries sebagai titik asal.
Ada beberapa ketentuan ekliptika pada bola langit yaitu sebagai berikut.
a.

Ekliptika merupakan lingkaran besar pada bola langit yang berpotongan
dengan lingkaran ekuator langit.

b.

Sudut perpotongan ekliptika dengan ekuator besarnya 23,50.

c.

Ekliptika adalah garis edar semu tahunan matahari. Arah peredaran
matahari pada ekliptika adalah negatif, berlawanan arah dengan
peredaran semu harian.

d.

Salah satu titik potong lingkaran ekliptika dengan lingkaran ekuator
adalah titik musim semi atau titik aries.

e.

Dari titik Aries matahari menempuh busur ekliptika menuju belahan
langit utara, sehingga setelah 3 bulan yaitu pada tanggal 21 Juni
matahari mencapai Garis Balik Utara yang deklinasinya 23,50.

f.

Tegak lurus dengan bidang ekliptika adalah sumbu ekliptika yang
menghubungkan Kutub Ekliptika Utara dan Kutub Ekliptika Selatan.

Gambar 2.22 Kedudukan bola langit pada 600
Sumber: (Suwitra, Nyoman, 2001)

Gambar di atas memperlihatkan bola langit pada 600 LS:
EQ : ekuator langit
KT : ekliptika
R

: bintang

Fisika Dasar 6, “Bumi dalam Bola Langit”| 18

A

: titik Vernal Equinox (γ)

B

: titik Autumnal Equinox (Ω)

AR1 : bujur astronomis bintang (χ)
RR1 : lintang astronomis (β)
AR2 : ascencio recta (α)
RR2 : deklinasi (δ)
Bujur astronomis adalah busur pada lingkaran ekliptika yang dihitung
mulai dari titik aries sampai titik perpotongan busur yang menghubungkan
kutub utara dan kutub selatan ekliptika (KUE dan KSE) yang melalui
bintang yang bersangkutan (busur AR1). Lintang astronomis adalah busur
sepanjang lingkaran lintang ekliptika yang dimulai dari titik kaki bintang di
lingkaran ekliptika (R1) sampai ke bintang tersebut (R). Lintang astronomis
dihitung dari 00 sampai 900, positif untuk bagian utara dan negatif untuk
bagian selatan ekliptika.
Karena posisi bidang ekliptika di bola langit tidak berubah terhadap
waktu, demikian pula dengan kedudukan titik aries yang selalu tetap, ini
berarti bujur dan lintang astronomis tetap dan tidak berubah terhadap waktu.

2.4 Penentuan (Perhitungan) Waktu
Satuan waktu yang banyak digunakan dalam berbagai aktivitas didapat
dari dua gerak bumi. Yang pertama adalah hari yang sama dengan periode rotasi
bumi atau penampakan periode rotasi langit yang sebenarnya diakibatkan oleh
gerak rotasi bumi, di mana 1 periode sama dengan 1 kali rotasi yang dibagi-bagi
menjadi satuan yang lebih kecil, yaitu: jam (h), menit (m), kemudian detik (s).
kemudian hari dibagi dalam 24 jam, tiap jam dibagi lagi menjadi 60 menit, dan
tiap menit dibagi lagi menjadi 60 detik. Yang kedua adalah tahun, yaitu periode
revolusi bumi yang mengitari matahari. Perhitungan waktu ditentukan oleh posisi
objek di bola langit yang dipilih sebagai acuan. Selang waktu antara dua kali
objek tersebut melewati meridian. Hari adalah dalam kehidupan keseharian orang
menggunakan kedudukan matahari sebagai acuan waktu.

Fisika Dasar 6, “Bumi dalam Bola Langit”| 19

1. Waktu Sideris dan Waktu Surya
Ada tiga perhitungan waktu yang digunakan yaitu, Vernal Equinox
(VE) atau titik aries, surya nampak (waktu surya benar) dan surya
rerata.
Waktu surya benar
Waktu surya benar ditentukan oleh kedudukan sebenarnya
matahari di bola langit. Hari surya benar dimulai ketika matahari
mencapai meridian bawah, sehingga saat itu waktu surya benar
menunjukkan jam 0.00, satu hari surya benar dibagi dalam 24 jam.
Waktu sideris
Gambar

di

samping

memperlihatkan posisi bumi 21
maret dan 22 maret terhadap
matahari dan arah titik aries (VE).
Pada tanggal 21 maret, siang
sideris

dan

siang

surya

itu

bersamaan untuk pengamat yang
ada di O, dimana matahari (VE)
bersaman melewati meridian atas.
Gambar 2.23 Hari sideris lebih pendek dari hari
surya karena bumi selain berotasi juga berevolusi
mengitari matahari

Setelah bumi berotasi satu putaran penuh relatif terhadap VE sehingga saat
ini meridian atas pengamat di O tetap sejajar dengan arah semula ke arah VE.
Tetapi, sementara itu bumi telah berevolusi terhadap matahari dan perpindahan
posisinya terhadap matahari (gamabar bagian bawah).
Pada posisi yang baru telah mencapai siang sideris (VE melewati meridian
atas pengamat O) tetapi siang surya belum, dan bumi harus berotasi sekitar 360 0/
365,25 atau kurang sedikit dari 10 dalam 4 menit, maka itu hari sideris lebih
pendek 4 menit hari surya. Tepatnya perbedaan hari surya dengan hari sideris

Fisika Dasar 6, “Bumi dalam Bola Langit”| 20

adalah 3m 558, 909, oleh karena itu panjang hari sideris adalah 23h 56m 4s, 091 dari
waktu surya rerata. Waktu sideris kira-kira bersamaan dengan waktu surya pada
tanggal 21 September, dan kembali waktu sideris tiap bulan 2 jam mendahului
waktu surya dan dalam setahun mendahului 24 jam. Ini berarti bumi berotasi satu
kali lebih banyak dari jumlah hari surya dalam setahun
Waktu Surya Rerata
Kita

tahu

matahari

bergerak

sepanjang

ekliptika

sebagai

pencerminan dari revolusi bumi dengan kecepatan kira-kira 10 perhari.
Tetapi karena orbit bumi berupa elips dan kecepatan bumi mengitari
matahari juga tidak tetap, hal ini mengakibatkan kecepatan matahari di
ekliptika juga tidak tetap. Misalnya ketika bumi dekat perihelium, awal
Januari kecepatan bumi lebih besar sehingga matahari di ekliptika juga
tampak bergerak lebih cepat. Demikian pula sebaliknya ketika bumi
dekat aphelium besar sehingga matahari di ekliptika juga tampak
bergerak lebih cepat. Demikian pula sebaliknya ketika bumi dekat
aphelium, awal Juli bumi bergerak lebih lambat (sesuai hukum Keppler
II).
Karena perbedaan waktu surya dengan waktu sideris bergantung
dari gerak harian orbit bumi, waktu surya yang tampak (surya benar)
awal Januari ini memiliki panjang maksimum. Sedang pada bulan Juli,
bumi ada pada dekat aphelium, gerak bumi lambat, jarak yang ditempuh
per hari sangat pendek. Sehingga waktu surya tampak (hari surya benar)
mencapai panjang minimum.
Ini berarti hari surya benar itu tidak tetap lamanya, selalu berubah
dalam setahun, atau bervariasi. Gerak matahari yang kurang teratur ini
yang menyebabkan lama dari hari surya benar tidak tetap (bervariasi)
dengan sendirinya tidak bisa digunakan sebagai satuan ukuran waktu
yang baku.
Pengaruh kemiringan ekliptika, gerak matahari di ekliptika itu
seragam, namun karena bidang ekliptika itu miring

terhadap bidang

ekuator bidang langit, maka hari surya benar akan terpendek di equinox
titik awal dan terpanjang di titik balik. Jadi kedua factor tersebut yaitu
Fisika Dasar 6, “Bumi dalam Bola Langit”| 21

gerak revolusi bumi dan kemiringan ekliptika terhadap ekuator langit
menyebabkan lamanya hari surya benar tidak tetap. Sehingga tidak bisa
digunakan sebagai satuan ukuran waktu.
Untuk mengatasi ketidak tepatan hari surya benar ini maka
dibayangkan suatu matahari kahyal yang bergerak sepanjang ekuator
langit dengan kecepatan konstan dengan periode yang sama dengan
periode matahari benar dalam menyelesaikan lintasannya di ekliptika
dengan kecepatan sekitar 1

0

perhari. Waktu yang ditentukan dengan

rerata matahari ini dinamakan waktu surya rerata, yang dimulai saat
surya rerata mencapai meridian bawah, yaitu jam 0.00 surya rerata.
Waktu surya rerata pada bujur yang melalui kota Greenwich (Inggris)
disebut Greenwich Mean Time (GMT). Waktu GMT sering digunakan
untuk menandai peristiwa-peristiwa international.
2. Waktu Standar atau Waktu Daerah
Waktu surya rerata untuk tiap tempat berbeda-beda sesuai dengan
perbedaan bujur tempat tersebut. Karena rotasi bumi itu 3600 dalam 24
jam dan juga garis bujur dihitung 3600, yaitu 1800BT dan 1800BB, maka
setiap perbedaan garis bujur 150 akan terdapat perbedaan waktu surya
rerata 1 jam. Waktu surya rerata dari meridian yang melalui Greenwich
dinamakan waktu universal yang disingkat dengan GMT.
Misalnya: Jakarta 1070BT = GMT + (107 x 4m) = GMT + 7h 8m
Surabaya 1130 BT = GMT + 7h 32m
Menado 1250 B = GMT + 8h 20m
Ini berarti waktu surya rerata di berbagai tempat tidak sama dan hal
ini akan menimbulan kesukaran, seperti misalnya bagi orang yang
berpergian ke arah timur ataupun ke barat dia harus terus mengubah jam
arlojinya untuk menyesuaikan dengan waktu surya rerata setempat dengan
benar. Untuk menghindari kekacauan ini, maka dilakukan standarisasi
waktu menurut wilayah, sehingga dalam suatu wilayah semua tempat
menetapkan waktu yang sama. Standarisasi waktu surya rerata ini

Fisika Dasar 6, “Bumi dalam Bola Langit”| 22

dinamakan “waktu standar”. Waktu standar pertama kali digunakan oleh
jalur kereta api Britania pada 11 Desember 1847, ketika mereka mengganti
waktu lokal menjadi waktu Greenwich
Dasar penetapan waktu ini adalah garis bujur. Garis bujur
merupakan garis khayal pada bumi yang membujur dari utara ke selatan.
Bumi berputar dalam sekali putaran menempuh sudut 3600. Pedoman awal
garis bujur dimulai dari kota Greenwich, London, Inggris yang ditetapkan
sebagai garis bujur 00. Sekali berputar, bumi memerlukan waktu 24 jam
untuk putaran 3600. Atau, dapat dikatakan dalam 1 jam bumi berputar 150.
Oleh karena itu, setiap 150 dan kelipatannya dari 00 dijadikan sebagai garis
bujur.
Sebelum diperkenalkannya standar waktu, setiap kota menyetel
waktunya sesuai dengan posisi matahari di tempat masing-masing. Sistem
ini bekerja dengan baik sampai diperkenalkannya kereta api, yang
memungkinkan untuk berpergian dengan cepat namun memerlukan
seseorang untuk terus-menerus mencocokan jamnya dengan waktu lokal
yang berbeda-beda dari satu kota ke kota lain. Standard waktu, dimana
semua jam di dalam satu daerah menggunakan waktu yang sama, dibuat
untuk memecahkan masalah perbedaan waktu seperti dalam perjalanan
kereta api di atas.
Standar waktu membagi-bagi bumi kedalam sejumlah "zona
waktu", masing-masing melingkupi (dalam teorinya) paling sedikit 15o.
Semua jam di dalam zona waktu ini disetel sama dengan jam lainnya, tapi
berbeda sebanyak satu jam dari jam-jam di zona waktu yang
bertetanggaan. Waktu lokal di Royal Greenwich Observatory di
Greenwich, Inggris, dipilih sebagai standard di Konferensi Meridian
Internasional tahun 1884, yang memicu penyebaran pemakaian
Greenwich Mean Time untuk menyetel jam di dalam suatu daerah. Lokasi
ini dipilih karena sampai tahun 1884, dua pertiga dari semua peta dan
bagan menggunakannya sebagai meridian utama (prime meridian).
Berdasarkan hasil konferensi internasional tahun 1884, juga
ditetapkan sistem 24’zone (wilayah) waktu internasional untuk seluruh

Fisika Dasar 6, “Bumi dalam Bola Langit”| 23

dunia tiap zone rentangnya 150 bujur. Tiap zone diberi nomor berurutan
yang dimulai dari meridian Greenwich, ke barat diberi tanda (+) dan ke
timur tanda (-) Indonesia yang terletak antara 950 BT dan 1410 BT terletak
dalam 4 zone yaitu zone -6 sampai -9. Tetapi Indonesia membagi
wilayahnya dalam tiga wilayah waktu yaitu waktu Indonesia Barat (WIB),
waktu Indonesia tengah (WITA), dan waktu Indonesia timur (WIT).
Waktu Greenwich atau Greenwich Mean Time (GMT) adalah
rata-rata waktu surya seperti yang dilihat dari Royal Greenwich
Observatory (Observatorium Kerajaan di Greenwich) yang terletak di
Greenwich, London, Inggris yang melalui konvensi dikenal terletak di 0o
garis bujur. Secara teori, tengah hari GMT adalah saat di mana matahari
melewati Meridian Greenwich (dan mencapai titik tertinggi di langit di
Greenwich). Karena bumi memiliki kecepatan yang tidak teratur dalam
orbit lonjongnya, kejadian ini (tengah hari di Greenwich) bisa 16 menit
berbeda dari waktu matahari nyata (apparent solar time). Namun tengah
hari Greenwich ini diambil rata-ratanya sepanjang tahun, dengan
menggunakan waktu matahari.

Pembagian Wilayah Waktu di Indonesia

Gambar 2.24 Pembagian wilayah waktu di Indonesia
Sumber : (http://artikel-kependidikan.blogspot.com/2011/09/pembagian-daerah-aktudi-indonesia.html)

Fisika Dasar 6, “Bumi dalam Bola Langit”| 24

Secara geografis, posisi Indonesia pada bola bumi ini terletak pada
koordinat 6°LU – 11°LS dan dari 95° BT – 141°BT. Indonesia berada pada tiga
garis bujur (kelipatan 15), yaitu 1050, 1200, dan 1350. Dari sinilah dapat diketahui
bahwa Indonesia menjadi tiga daerah waktu: Waktu Indonesia Barat (WIB),
Waktu Indonesia Tengah (WITA), dan Waktu Indonesia Timur (WIT).
Dari letak bumi secara “melintang” utara-selatan kita bisa mengetahui
bahwa wilayah Indonesia terletak pada dua belahan dunia, yaitu di bagian utara
khatulistiwa dan di selatan khatulistiwa. Sedangkan secara “membujur”, letak
seluruh wilayah Indonesia terletak di sebelah timur Greenwich (sebagai garis
bujur 0°). Bentuk wilayah Indonesia lebih mengarah pada “membujur” barattimur daripada “melintang” utara-selatan. Hal tersebut dapat kita lihat dari
panjang wilayah Indonesia secara “melintang” utara-selatan yang hanya
“sepanjang” 16° (yaitu 6° ke arah utara dan 11° ke arah utara). Sedangkan panjang
wilayah Indonesia secara “membujur” barat-timur mencapai 46° (141°-95°).
Secara sederhana garis lintang menunjukkan seberapa jauh jarak utaraselatan suatu lokasi dari garis khatulistiwa, sedangkan garis bujur menunjukkan
seberapa jauh jarak barat-timur suatu lokasi dari Greenwich.
Penentuan

zona

waktu

menggunakan acuan waktu di Greenwich
atau biasa disebut GMT (Greenwich
Mean Time). Hal ini disebabkan karena
Greenwich merupakan posisi di mana
garis bujurnya 0°. Untuk wilayahwilayah

tertentu

maka

waktunya

tergantung pada seberapa jauh jarak
wilayah tsb dari Greenwich secara
horisontal atau “membujur” barat-timur.

Fisika Dasar 6, “Bumi dalam Bola Langit”| 25

Keterangan:
P dan Q = kutub utara dan selatan celestial sphere (bola
angkasa)
p dan q = kutub utara dan selatan bumi
C = titik pusat bumi dan celestial sphere (bola angkasa)
M = Matahari
VE = Vernal Equinox
g = posisi Greenwich pada permukaan bumi
0 = posisi pengamat pada permukaan bumi
G = posisi semu Greenwich pada celestial sphere (bola
angkasa),

diperoleh

dari

perpanjangan

garis

Cg

O = posisi semu pengamat pada celestial sphere (bola
angkasa), diperoleh dari perpanjangan garis Co
Secara sederhananya, penentuan waktu di suatu tempat pengamat
dipengaruhi (tidak memakai kata “didasarkan” karena penentuan waktu lebih
didasarkan pada Local Apparent Solar Time) pada besarnya Hour Angle antara
lokasi pengamat dengan posisi matahari di langit. Hour Angle adalah sudut yang
dibentuk antara suatu benda langit (misal matahari) dan zenith (posisi atas kepala)
seorang pengamat, dimana kutub utara celestial sphere menjadi titik sudutnya.
Untuk lebih mudahnya diberikan contoh berdasarkan gambar di atas:
1. Hour angle dari matahari terhadap Greenwich adalah sudut GPM
2. Hour angle dari matahari terhadap pengamat di o adalah sudut OPM.
Pada gambar di atas dapat kita ketahui bahwa besar sudut OPM =
GPM+OPG, dimana OPM merupakan busur dari pengamat di o dan GPM sendiri
menunjukkan GMT.
Oleh karena itulah penentuan zona waktu dilakukan berdasarkan posisi garis
bujur suatu wilayah (bukan garis lintang). Sedangkan garis lintang suatu lokasi
lebih mengarah pada penentuan lamanya durasi siang (matahari bersinar) pada
lokasi tersebut. Selama satu hari (24 jam,lebih tepatnya 23 jam 56 menit) bumi
berputar pada porosnya sehingga posisi matahari pada celestial sphere akan
membentuk tepat satu lingkaran (yang disebut diurnal circle atau lingkaran
harian). Mengingat 1 lingkaran adalah 360° dan satu lingkaran tsb ditempuh
dalam waktu 24 jam (pendekatan dari 23 jam 56 menit) maka 1 jam pada satuan

Fisika Dasar 6, “Bumi dalam Bola Langit”| 26

waktu diwakili 15° pada ukuran derajat. Dan setiap panjang garis bujur 15°
ditetapkan sebagai satu zona waktu tersendiri, yaitu GMT + waktu tsb.
Oleh karena itulah Indonesia terbagi menjadi 3 zona waktu karena panjang
wilayah Indonesia secara “membujur” barat-timur adalah 46°, sehingga 46° : 15°
= 3,07 (dibulatkan menjadi 3). Sehingga panjang zona waktu Indonesia secara
keseluruhan adalah 3 jam yang pada akhirnya menyebabkan zona waktu Indonesia
dibagi menjadi 3 zona.



Alasan WIB memiliki zona waktu GMT+7

Hal tersebut disebabkan karena ujung barat wilayah Indonesia terletak pada posisi
95° BT, yang berarti ujung barat wilayah Indonesia terletak sejauh 95° dari
Greenwich. Mengingat bahwa setiap 15° ditetapkan sebagai satu zona waktu maka
95° : 15° = 6,33 menjadikan WIB = GMT + 7. Kenapa bukan GMT + 6
mengingat 6,33 jika dibulatkan seharusnya menjadi 6? Tetapi karena 95° BT
hanyalah ujung timur wilayah Indonesia dan sebagian besar wilayah Sumatera,
Jawa, Kalimantan Barat dan Kalimantan Tengah terletak pada posisi lebih dari
95° BT maka ditetapkanlah WIB = GMT + 7.


Alasan WITA memiliki zona waktu GMT+8
Berdasarkan bujur tolok 120o, maka wilayah Indonesia yang berada

diantara garis bujur tersebut adalah wilayah Kalimantan Timur, Kalimantan
Selatan, Sulawesi, Bali dan Nusa Tenggara. Mengingat bahwa setiap 15°
ditetapkan sebagai satu zona waktu maka 120° : 15° = 8 menjadikan WITA =
GMT + 8.


Alasan WIT memiliki zona waktu GMT+9

Fisika Dasar 6, “Bumi dalam Bola Langit”| 27

Berdasarkan bujur tolok 135o, maka wilayah Indonesia yang berada
diantara garis bujur tersebut adalah wilayah Maluku dan Irian Jaya. Mengingat
bahwa setiap 15° ditetapkan sebagai satu zona waktu maka 135° : 15° = 9
menjadikan WIT = GMT + 9.

Garis Tanggal Internasional
Kenyataan makin ke timur waktu makin maju, hal ini menimbulakan
masalah. Misalnya seorang berangkat keliling dunia ke arah timur, maka setelah
lewat 15o garis bujur ia harus memajukan arlojinya 1 jam, sehingga setelah
menyelesaikan perjalanan ia telah memajukan arlojinya 24 jam atau sehari penuh.
Untuk mengatasi masalah ini, berdasarkan persetujuan internasional maka
ditetapkan garis tanggal internasional, yaitu sepanjang meridian 180o, garis
tanggal ini terletak kira-kira di pertengahan lautan Pasifik. Berdasarkan konvensi,
pada garis tanggal ini tanggal kalender harus berubah satu hari. Bila melewati
garis tanggal ini dari barat ke timur, karena waktunya maju maka sebagai imbalan
dia harus memundurkan tanggalnya, dan bila dari timur ke barat, dia harus
menambahakan tanggalnya satu hari.
3. Kalender
Satuan alamiah dari kalender adalah hari, minggu, bulan, dan tahun. Hari
didasarkan pada periode rotasi bumi, bulan didasarkan pada periode bulan
mengitari bumi, dan tahun didasarkan pada periode revolusi bumi.
Satuan berikutnya adalah bulan yang didasarkan periode revolusi bulan
terhadap bintang disebut bulan sideris yang lamanya sekitar 271/3 hari. Sedangkan
selang dua fase bulan yang dikenal dengan satu bulan, sebenarnya merupakan
periode revolusi bulan terhadap matahari, dan ini disebut sinodis yang lamanya
sekitar 291/2 hari.
Satuan yang ketiga adalah tahun yang didasarkan pada revolusi bumi.
Paling tidak ada tiga jenis tahun, yang pertama adalah periode revolusi bumi
mengelilingi matahari terhadap bintang yang disebut tahun sideris yang lamanya
adalah 365,2564 hari surya rerata atau 365 hari lewat 6 jam 9 menit 10 detik.
Yang kedua adalah periode revolusi bumi terhadap titik musim semi (vernal
equinox), yaitu terhadap permulaan berbagai musim yang disebut tahun tropis.
Fisika Dasar 6, “Bumi dalam Bola Langit”| 28

Tahun ini lamanya 365,242199 hari surya rerata, atau 365 hari lewat 10 jam 48
menit 46 detik. Kalender ini dipakai untuk menentukan musim.
Tahun yang ketiga adalah tahun anomalistic yaitu selang waktu dua kali
berturut bumi melewati titik perihelion. Tahun ini lamanya 365,2596 hari surya
rerata, atau 365 hari lewat 6 jam 13 menit 53 detik. Tahun ini sedikit berdeda
dengan tahun sideris karena sumbu panjang orbit bumi bergeser pelan-pelan
dalam bidang orbit revolusi bumi.
Minggu mungkin diambil dari seperempat dari fase bulan yang lamanya
tujuh hari. Nama dari ketujuh hari tersebut diambil dari nama tujuh planet
(termasuk bulan dan matahari), yaitu saturnus (Saturday), matahari (Sunday),
bulan (Monday), dan berikutnya berturyt-turut adalah Mars, Mercurius, Jupiter,
dan Venus, dan keempa nama ini diambil dari nama-nama dewa romawi kuno.
A. Kalender Kuno
Cikal bakal kalender modern sekarang berasal dari kalender romawi dan
yunani kuno abad kedelapan SM yang pada mulanya munkin terdiri dari 10 bulan,
dan nama empat bulan yang terakhir adalah September, oktober, November, dan
desember. Tetapi sejak pertama SM ditambahkan dua bulan lagi yaitu januari dan
februari.
Kalender romawi aslinya menggunakan tahun bulan, satu bulan ddasarkan
pada periode sinodis bulan yang lamanya terata 29,5 hari dan di mulai dari bulan
baru. Karena satu tahun bulan lamanya 354 hari, sedangkan tahun msehi 365,5
hari, sehingga dalam tiga tahun perbedaannya menjadi 1 bulan penuh. Untuk
mengikuti tahun musim, maka setiap tiga tahun ditabahkan bukan ketiga belas.
Kalender romawi disebarkan 70 SM memiliki 12 bulan, yaitu: martius, Aprilis,
Mains, Junius, Quintilis, Sextilis, September, oktober, nopember, desember,
januari, februari. Jadi satu tahun jumlahnya 365 hari. Pada pertengahan abad
kedua SM, di mulai 1 januari digunakan sebagai permulaan tahun.
B. Kalender Julian
Atas nasihat astronom Sosigenes dari Alexandria, Julius Caesar 46 SM,
mengadakan perubahan terhadap kalender Romawi dengan membuat ke-12 bulan
itu hamper sama panjang rerata sekitar 30 hari. Kalender ini didasarkan pada

Fisika Dasar 6, “Bumi dalam Bola Langit”| 29

tahun tropis yang lamanya 365 hari. Jadi, biasanya satu tahun berisikan 365 hari,
dan setiap 4 tahun ditambah satu hari pada bulan Februari sehingga menjadi 366
hari dan tahun ini disebut tahun kabisat. Kalender Julian ini mulai diperkenalkan
sejak 1 Januari 45 SM.
Setelah Caesar meninggal pada tahun 44 SM untuk menghormatinya, maka
bulan Quintilis (aslinya bulan kelima Kalender Romawi) diubah namanya menjadi
bulan Juli (dari nama Julius). Lebih jauh lagi, senat Romawi juga memperbaiki
kalender Julian dengan mengubah nama bulan Sextilis (aslinya bulan keenam)
menjadi bulan Agustus untuk menghormati Augustus Caesar pengganti Julius.
C. Kalender Gregorian
Walaupun tahun Julian sudah mendekati tahun tropis dengan lama rerata
365, 25 hari, tetapi masih terdapat kelebihan 11m 14s tiap tahunnya. Bila ini
dibiarkan terus maka titik musim semi (vernal equinox) makin maju, dan tidak
lagi pada 21 maret. Pada tahun 325 M telah ditemukan bahwa vernal equinox
telah bergeser menjadi 11 maret.
Untuk memecahkan masalah ini pada tahun 1982, Puas Gregorius XIII
memperbaharui lagi kalender Julia dengan dua langkah. Pertama, untuk
mengembalikan verna equinox ke 21 maret. Puas Gregorius mengumumkan
bahwa tanggal 4 oktober 1582 hari itu, esok harinya melompat menjadi 15 oktober
1582.
Langkah kedua adalah untuk menghilangkan kelebihan 11m 14s tiap
tahunnya yang berakumulasi menjadi satu hari penuh setiap 128 tahun, dan ini
sudah diperbaiki. Lalu Puas Gregorius mengeluarkan dekrit menghilangkan 3 hari
setiap 400 tahun dengan menetapkan tahun abad yang tidak bisa dibagi 400 pada
kalender Julian yaitu 1700, 1800, dan 1900, tahunnya tidak melompat dan tetap
365 hari. Dengan demikian lama rerata tahun Gregorius adalah 365,2425 hari
surya rerata dan meskipun masih ada selisih yang kecil dan baru dikoreksi 1 hari
dalam dalam 3300 tahun. Tahun Gregorius sedikit dimodifikasi lagi agar lebih
mendekati tahun tropis dengan menetapkan tahun 4000, 8000, 12000 dan
seterusnya bukan tahun kabisat, tepapi merupakan tahun biasa. Perbaikan ini
menghasilkan kalender yang sangat cermat, dan baru perlu dikoreksi 1 hari dalam
20.000 tahun.

Fisika Dasar 6, “Bumi dalam Bola Langit”| 30

BAB III
SIMPULAN DAN SARAN
3.1 Simpulan
3.1.1 Bumi dan Gerak Benda Langit
Gerak putar bumi pada sumbu putarnya ini dinamakan gerak rotasi bumi.
Untuk menyelesaikan satu putaran (satu periode rotasi), dibutuhkan waktu 23 jam
56 menit 4,1 detik. Adapun efek atau akibat dari rotasi bumi, diantaranya: adanya
gerak harian benda langit (gerak benda-benda langit dalam satu kali putaran) dari
timur ke barat, terjadinya pergantian siang dan malam, terjadinya pepatan bumi di
arah kutubnya (momentum sudut lebih besar pada daerah equator), efek coriolis
(pada arah angin, perubahan arah ayunan bandul, perubahan arah arus laut
sepanjang equator bumi), adanya gerak benda langit memutar kutub langit, ser