SEJARAH ILMU ASTRONOMI Dr. Eko Hariyono Periode Sejarah Astronomi Islam Ahli sejarah sains, Donald Routledge Hill, membagi sejarah astronomi Islam ke dalam empat periode. Periode pertama (700-825 M) adalah masa asimilasi dan penyatuan awal dari astronomi Yunani, India dan Sassanid. Periode kedua (825-1025) M adalah masa investigasi besar-besaran dan penerimaan serta modifikasi sistem Ptolomeus. Periode ketiga (1025-1450 M), masa kemajuan sistem astronomi Islam. Periode keempat (1450-1900 M), masa stagnasi, hanya sedikit kontribusi yang dihasilkan. Beberapa Astronom Islam Nasiruddin at-Tusi berhasil memodifikasi model semesta episiklus Ptolomeus dengan prinsipprinsip mekanika untuk menjaga keseragaman rotasi benda-benda langit. Selain itu, ahli matematika dan astronomi AlKhawarizmi, banyak membuat tabel-tabel untuk digunakan menentukan saat terjadinya bulan baru, terbit-terbenam matahari, bulan, planet, dan untuk prediksi gerhana. Al-Batanni banyak mengoreksi perhitungan Ptolomeus mengenai orbit bulan dan planet-planet tertentu. Dia membuktikan kemungkinan gerhana matahari tahunan dan menghitung secara lebih akurat sudut lintasan matahari terhadap bumi, perhitungan yang sangat akurat mengenai lamanya setahun matahari 365 hari, 5 jam, 46 menit dan 24 detik. Al-Battani Mengusulkan teori baru untuk menentukan kondisi dapat terlihatnya bulan baru. Mengubah sistem perhitungan sebelumnya yang membagi satu hari ke dalam 60 bagian (jam) menjadi 12 bagian (12 jam), dan setelah ditambah 12 jam waktu malam sehingga berjumlah 24 jam. Buku fenomenal karya Al-Battani pun diterjemahkan Barat. Buku ‘De Scienta Stelarum De Numeris Stellarum’ itu kini masih disimpan di Vatikan. Tokoh-tokoh astronomi Eropa seperti Copernicus, Regiomantanus, Kepler dan Peubach tak mungkin mencapai sukses tanpa jasa AlBatani. Copernicus dalam bukunya ‘De Revoltionibus Orbium Clestium’ mengaku berutang budi pada Al-Battani. Ilmuwan Islam dalam bidang Astronomi Al-Battani (858-929). Sejumlah karya tentang astronomi terlahir dari buah pikirnya. Salah satu karyanya yang paling populer adalah al-Zij al-Sabi. Kitab itu sangat bernilai dan dijadikan rujukan para ahli astronomi Barat selama beberapa abad, selepas Al-Battani meninggal dunia. Ia berhasil menentukan perkiraan awal bulan baru, perkiraan panjang matahari, dan mengoreksi hasil kerja Ptolemeus mengenai orbit bulan dan planet-planet tertentu. Al-Battani juga mengembangkan metode untuk menghitung gerakan dan orbit planet-planet. Ia memiliki peran yang utama dalam merenovasi astronomi modern yang berkembang kemudian di Eropa. Al-Sufi (903-986 M) Orang Barat menyebutnya Azophi. Nama lengkapnya adalah Abdur Rahman as-Sufi. Al-Sufi merupakan sarjana Islam yang mengembangkan astronomi terapan. Ia berkontribusi besar dalam menetapkan arah laluan bagi matahari, bulan, dan planet dan juga pergerakan matahari. Dalam Kitab Al-Kawakib as-Sabitah Al-Musawwar, Azhopi menetapkan ciri-ciri bintang, memperbincangkan kedudukan bintang, jarak, dan warnanya. Ia juga ada menulis mengenai astrolabe (perkakas kuno yang biasa digunakan untuk mengukur kedudukan benda langit pada bola langit) dan seribu satu cara penggunaannya. Al-Biruni (973-1050 M) Ahli astronomi yang satu ini, turut memberi sumbangan dalam bidang astrologi pada zaman Renaissance. Ia telah menyatakan bahwa bumi berputar pada porosnya. Pada zaman itu, Al-Biruni juga telah memperkirakan ukuran bumi dan membetulkan arah kota Makkah secara saintifik dari berbagai arah di dunia. Dari 150 hasil buah pikirnya, 35 diantaranya didedikasikan untuk bidang astronomi. Al-Farghani Nama lengkapnya Abu’l-Abbas Ahmad ibn Muhammad ibn Kathir al-Farghani. Ia merupakan salah seorang sarjana Islam dalam bidang astronomi yang amat dikagumi. Beliau adalah merupakan salah seorang ahli astronomi pada masa Khalifah Al-Ma’mun. Dia menulis mengenai astrolabe dan menerangkan mengenai teori matematik di balik penggunaan peralatan astronomi itu. Kitabnya yang paling populer adalah Fi Harakat Al-Samawiyah wa Jaamai Ilm al-Nujum tentang kosmologi. http://www.gaulislam.com/astronomi- islam-menguak-rahasia-langit Perkembangan Teori Geosentris (Bumi sebagai pusat Astronomi tata surya) Heliosentris (Matahari sebagai pusat tata surya Gerak edar (dikelilingi dan mengelilingi) benda-benda langit tersebut diatur oleh hukum yang disebut hukum gravitasi Newton (hukum yang mengatur ge rakan alam semesta). Tahun 1686 Newton mengemukakan bahwa tiap par tikel (materi) di alam selalu berinteraksi (tarik-me-narik) dengan partikel lain. Model Ptolemy Claudius Ptolemy tinggal di Roma sekitar tahun 100 M. Model tata surya dan bola langitnya merupakan penyempurnaan dari model sebelumnya yang dikembangkan oleh astronom Yunani. Kontribusi utama Ptolemeus adalah modelnya dapat menjelaskan gerakan benda-benda langit secara akurat, itu menjadi model untuk memahami struktur tata surya. Di luar cakupan kursus ini, dibahas semua implikasi sosial dan historis yang kompleks dari model tata surya yang berpusat pada Bumi versus berpusat pada Matahari. Tetapi hampir semua model awal, termasuk tata surya versi Ptolemeus, mengasumsikan bahwa Bumi bukan hanya pusat tata surya, tetapi seluruh alam semesta. Copernicus Model Claudius Ptolemy tinggal di Roma sekitar tahun 100 M. Model tata surya dan bola langitnya merupakan penyempurnaan dari model sebelumnya yang dikembangkan oleh astronom Yunani. Kontribusi utama Ptolemeus, bagaimanapun, adalah bahwa modelnya dapat menjelaskan gerakan bendabenda langit secara akurat, itu menjadi model untuk memahami struktur tata surya. Di luar cakupan kursus ini, dibahas semua implikasi sosial dan historis yang kompleks dari model tata surya yang berpusat pada Bumi versus berpusat pada Matahari. Tetapi hampir semua model awal, termasuk tata surya versi Ptolemeus, mengasumsikan bahwa Bumi bukan hanya pusat tata surya, tetapi seluruh alam semesta. Hukum Kepler Antara tahun 1609-1619 Johannes Kepler mengembangkan teori Nicolaus Copernicus yaitu Heliosenteris bahwa bumi dan planet planet mengelilingi matahari dan menjelaskan mengapa kecepatan planet planet bervariasi sehingga tersusun Hukum Kepler 1 2 3 Hukum Gravitasi Newton mM F G 2 r Gaya interaksi antar benda, besarnya berbanding lurus dengan massa benda dan berbanding terbalik dengan jarak kuadrat kedua massa benda tersebut. G tetapan, nilai dihitung oleh Sir Henry Cavendish (1731 – 1810) besarnya (6,672 ± 0,004) 10-11 N m2 kg-2 atau m3 kg-1 s-2. Tanda (-) menyatakan gaya tersebut tarik-menarik. Arah gaya F selalu lewat titik pusat kedua massa tersebut. Gaya yang garis kerjanya selalu lewat atau meninggalkan maupun menuju titik pusat disebut gaya sentral. Besarnya tergantung hanya pada jarak pusat massa dan tidak tergantung pada arah disebut isotrop. Menghitung Nilai G M ½ ℓ m M M m ½ ℓ M I T 2 diisi datanya menghasilkan, k k 8,34 10 8 N m Nilai momen putar = k θ nilai θ = 0,258o = 4,5 .103 rad. H. Cavendish menghitung (G) menggunakan alat yang di buat pada tahun 1798 dengan menghitung torsi (hasil interaksi dua massa). Massa M = 12,7 kg dan m = 9,85 kg panjang ℓ = 52,4 cm. Tali penggantung massa m melakukan osilasi dengan momen inersia pada pusat 1,25 .10-3 kg m2 dengan perioda osilasi T = 769 s. Sudut 2θ antara dua posisi keseimbangan 0,516o. Jarak pusat dua bola besar kecil 10,8 cm. • Besar momen puntir, = (8,34 .10-8 N m)(4,5 .10-3 rad) = 4,75 .10-10 N m. • Nilai momen puntir seimbang dengan gaya gravitasi. • Gaya interaksi dua bola M dan m, untuk setiap bola sebesar: mM F G F r2 mM r2 G 2 G mM r G 6,67 10 11 N m 2 kg 2 Gerak Benda Langit Umumnya gerak benda langit karena adanya atraksi gravitasi (salah satu bentuk interaksi, gaya sentral). Gerak partikel karena gaya sentral salah satu bentuk lintasannya berupa elips (hukum pertama Kepler). Pada abad ke 16, lewat pengamatan Tycho Brahe (1546 – 1601) pada gerakan planet secara cermat, menghasilkan data dan dari data tersebut dianalisis oleh Johanes Kepler (1571 – 1630) sehingga tersusun hukum sebanyak tiga buah. Hukum Kepler Betulkah bumi mengelilingi matahari ? Mengapa planet-planet mengelilingi matahari ? Bagaimana lintasan orbit planet-planet tersebut ? 1. Semua planet beredar dalam lintasan elip dengan matahari sebagai fokus. 2. Vektor posisi setiap planet terhadap matahari dalam interval waktu yang sama menyapu luasan yang sama pula. 3. Kwadrat perioda orbit setiap planet sebanding dengan pangkat tiga dari sumbu mayor lintasannya. Apakah Hukum Newton tentang Gravitasi sesuai dengan pernyataan ini Misal orbit planet terhadap matahari adalah lingkaran : M M M P M Pv2 G 2 r r M 2 G M 2r T r a 2r T KM 4 2 T GM M 2 3 r c F1 b F1 Hukum Kepler 1 Edar lintasan planet (benda angkasa) berbentuk elips dengan salah satu fokusnya ditempati matahari. The orbit is characterised by its semimajor axis a and its eccentricity e. Rp is the perihelion distance. Ra is the aphelion distance. Hukum Kepler 2 Dua vektor posisi perjalanan planet relatif terhadap matahari (fokus) membuat luasan yang sama dalam waktu yang sama. Kepler’s second law is a statement of conservation of angular momentum. Hukum Kepler 2 dan Kekekalan Momentum Sudut MP r F Selalu menuju ke pusat orbit MM τ r F r F (r )rˆ 0 dL L konstan τ 0 dt L r p m (r v ) ? Luasan yang disapu r dalam selang waktu dt dA dr vdt r MM h q r Momen gaya : v dr dA 12 rh h dr sin q dA 12 rdr sin q 12 r dr 12 r vdt dA L rv 2 dt m dA L = konstan dt 2m Dalam interval waktu yang sama posisi r menyapu luasan yang sama pula Kuadrat periode planet mengelilingi matahari sebanding dengan pangkat tiga jarak rata-rata antara planet-matahari, (T2 a3). Hukum Kepler 3 Astronomi Modern Kehidupan di Mars Planet merah (Mars) merupakan planet yang mendapat konsentrasi penuh dari para astronom. Bahkan mereka sampai membuat sebuah robot yang mampu menelusuri daratan Mars. Nasa phoenix berhasil mendarat di Mars pada bulan Mei 2008 lalu. Dari sini diketahui bahwa planet Mars mampu dihidupi oleh manusia karena terdapat sumber air di dalamnya. b.Dark Energy Prosesi berevolusinya alam semesta pada orbitnya akan menimbulkan kekuatan super energi yang maha dahsyat, baik bagi bumi maupun benda-benda langit lainnya. Energi tersembunyi tersebut telah memutari bumi, matahari, planet dan galaksi.[1] Energy atau kekuatan misterius yang biasa disebut sebagai energi kegelapan ini telah ditemukan sekitar 12 tahun lalu. Ilmuwan terus berusaha untuk mencaritahu mengenai dark energy ini. Black Hole[2] Black Hole merupakan bentuk ketebalan yang akan mencengkeram apapun yang ada di jagat raya, termasuk cahaya. Meskipun bentuknya tidak terlihat, namun para astronom yakin bahwa hal tersebut merupakan sebuah objek besar yang mendekati bumi. Ukuran black hole ini diprediksi semakin membesar dengan berat 3,8 kali lebih besar dari matahari serta berdiameter 15 mil. Sebuah simulasi menunjukkan bahwa ketika dua black hole saling bersatu, energy yang dihasilkan akan membuat black hole lainnya terbentuk di luar galaksi. Penemuan planet terbaru Para astronom melaporkan ditemukannya planet yang mungkin paling mirip dengan bumi di sekitar tata surya. Planet itu lebih besar daripada bumi, namun dengan teknik yang digunakan oleh para astronom, teridentifikasi lebih banyak planet yang besarnya hampir sama dengan bumi.[3] 73 ilmuwan yang mengidentifikasi planet mirip bumi tersebut memperkirakan bahwa besarnya hanya lima setengah kali bumi, dan letaknya jauh dari bintang dibandingkan dengan planet-planet lain yaitu dua setengah kali jarak bumi dari matahari.
