2015 The Double Planet Oleh Nurul Hidayah A. M. (147795008) M. Ali Sofyan (147795029) UNIVERSITAS NEGERI SURABAYA PROGRAM PASCASARJANA PROGRAM STUDI PENDIDIKAN SAINS
A. PENGERTIAN PLANET GANDA Dilihat dari ruang angkasa, sistem bulan dan bumi dapat digambarkan sebagai double planet (planet ganda). Walaupun bulan bukanlah satelit terbesar dalam sistem tata surya, sangat jauh ukurannya dibandingkan dengan satelit yang terbesar. Ukurannya hanya sekitar ¼ dari ukuran bumi. Bulan biasanya digambarkan mempunyai orbit yang mengitari bumi, kenyataanya walaupun mereka saling berputar sendiri pada pusat massanya masingmasing, namun bulan tetap masih berputar mengelilingi bumi karena massanya bumi lebih besar daripada bulan. Dan bulan terletak 1000 mil dari permukaan bumi pada muka yang menghadap bulan. Inilah yang lebih dikenal dengan istilah barycenter = pusat massa. Bumi berputar pada sumbunya atau porosnya, barycenter berubah secara konstan pada posisinya dengan memperhatikan pengaruh dari gaya gaya yang ditimbulkan oleh samudra-samudra luas yang ada pada bumi. Gambar 1: Bumi dan bulan yang dianggap sebagai double planet (planet ganda) Ini adalah garis barycenter lebih dari pusat bumi yang menggambarkan orbit elips di sekitar matahari. Pusat bumi yang mengabaikan gaya-gaya yang bekerja padanya seperti orbit pada matahari. Untuk sebagian besar tujuan, ini tidak dipelukan untuk menentukan jarak antara barycenter dan pusat bumi. Hanya pada perhitungan yang lebih teliti diperlukan mengambil cara tersebut pada orbit bumi sebagai pertimbangan.
B. SISTEM GERAK BULAN, BUMI DAN MATAHARI Bulan dan matahari menampakkan ukuran yang sama di langit atau angkasa, masing-masing pada sudut sekitar ½ o pada lengkung celestial. Padahal, matahari ukurannya sekitar 400 kali lebih besar daripada bulan. Gambar 2. Garis barycenter dari bumi dan bulan pada saat mmengitari matahari. Bumi mengitari menurut garis barycenter menyebabkan sedikit getaran pada orbitnya. Satu revolusi yang lengkap Kita melalui meneliti barycenter bahwa menempuh bulan selalu waktu menunjuk satu bulan. wajah Orbit yang dari sama barycenter pada saat mengitari matahari menghadap bentuknya bumi. elips, Ini tetapi kadang-kadang sederhananya disini menimbulkan ditunjukkan miskonsepsi/anggapan sebagai satu garis lurus yang salah jika diartikan bahwa bulan tidak berotasi pada sumbunya. Padahal, jika bulan tidak berotasi justru ini akan merubah apa yang kita lihat atau akan
mengubah pandangan kita. Kenyataannya bulan berotasi pada periode waktu yang sama pada saat yang sama dia juga berevolusi mengelilingi bumi. Gambar 3. bulan berotasi pada porosnya. Jika bulan tidak berotasi pada (bag a) kita akan melihat semua sisinya Karena kita hanya melihat satu sisi saja dari bumi, maka kita tahu bahwa bulan juga berotasi pada sumbunya Pembedaan harusnya dibuat antara sisi yang tidak terlihat dari bulan dan dari sisi gelapnya. Bagian yang tidak terlihat adalah satu bagian yang tidak pernah kita lihat dari bumi, sedangkan bagian yang gelap adalah bagian yang sederhananya.
Gambar 17.4 Fasefase bulan Gambar 17.5 Fase-fase bumi Bulan penuh atau bulan purnama terlihat ketika matahari, dan bulan berada pada sisi yang saling berlawanan dari bumi. Artinya bulan purnama tidak pernah terlihat saat matahari berada sangat tinggi di langit. Kenyataannya bulan purnama terjadi pada saat matahari tenggelam. Sama halnya dengan bulan yang muncul sedikit-demi sedikit, bulan menampakkan diri hanya pada saat matahari telah tenggelam atau pada saat terjadi lengkung yang sangat kecil pada matahari. Karena sinar matahari sangat kuat, maka penambahan cahaya matahari hanya terlihat sedikit demi sedikit dan dalam waktu yang sangat cepat. Biasanya terjadi pada saat setelah matahari tenggelam atau segera sebelum matahari terbit. Semakin besar lengkung yang terlihat semakin besar cahaya yang tampak. Dipandang dari bulan, bumi juga menunjukkan fase, tentang masingmasing fase tepat berlawanan dari fase lunar seperti terlihat dari bumi (gambar
17.5), ketika bulan penuh kelihatan di bumi, sisi gelap malam dari bumi menghadap bulan. Gambar 17.6 orbit ekliptik dan lunar memotong satu sama lain pada sisi berlawanan dari bidang angkasa pada sudut kira-kira 5 o. titik perpotongan adalah batang dari orbit bulan. Tiap malam, berkaitan dengan bintang, bulan bergerak kira-kira 13 o ke timur pada bidang angkasa. Dalam rangkaian tentang bulan, rangkaian ini tampak kelihatan jalan melalui kumpulan bintang. Jalan ini di bidang angkasa memotong jalan ukuran penglihatan matahari (ekliptik) pada sudut kira-kira 5 o. titik perpotongan dari dua jalan disebut batang dari orbit bulan. Sebab pengaruh grafitasi kuat dari matahari, batang ini secara lambat berubah ke barat sepanjang ekliptik, membuat jalan sempurna seputar bidang angkasa pada 18,6 tahun. Konstan ini merubah posisi batang yang disebut regresi dari batang. Pengetahuan posisi dari batang kesemuanya penting dalam prediksi gerhana. Gambar 17. 7 periode revolusi bulan
Hal ini membutuhkan kira-kira 27 1/3 hari untuk bulan menyelesaikan gerakan ke timurnya seputar bidang angkasa. Periode revolusi ini disebut periode sisi nyata bulan. Selama interval ini, bumi berputar kira-kira 1/13 (atau 27 o ) dari cara seputar matahari, membuat matahari tampak bergerak ke timur sepanjang ekliptik menurut jumlah ini. Bulan harus menjalani jarak ekstra ini dalam orbitnya untuk sejalan dengan matahari sekali lagi. Karena itu, dari bulan penuh hingga bulan penuh adalah 29 ½ hari (gambar 17.7). Hal ini adalah periode penghubung (synodic), kira-kira dua hari lebih lama daripada periode sisi nyata. Kita dapat membandingkan dua periode ini dengan konsep sisi nyata dan hari-hari matahari. Kalender bulan kita berdasarkan sinodik daripada periode sisi nyata bulan. C. Siklus Pergantian Musim Sejak matahari tampak bergerak ke timur melalui awan kira-kira satu derajat per hari (sedikit kurang jika bergerak 360 o dalam 365 ¼ hari) dan bulan bergerak 13 o pada arahan yang sama, bulan berkaitan dengan matahari bergerak ke timur 12 o tiap hari. Perbedaan kekakuan ini ekuivalen kira-kira 50 menit waktu dihitung menurut matahari. Karena itu bulan kelihatan naik kirakira 50 menit kemudian tiap sore. Penundaan waktu ini berubah-ubah seluruh bulan dari kira-kira 20 menit hingga berakhir dengan baik sejam. Gambar 17.8 siklus musim
Contoh, bulan penuh dan hamper penuh selama bulan musim gugur tampak naik kira-kira waktu sama tiap sore (gambar 17.8). bulan penuh terjadi paling dekat pada musim gugur siang malam sama, dijuluki bulan panen memberikan cahaya sore awal untuk beberapa hari dan karena itu membantu aktivitas perpanjangan siang hari. Bulan penuh berikut disebut bulan berburu. Bulan 13 o bergerak setiap 24 jam maksudnya bahwa bulan bergerak kira-kira 1/2 o per jam dalam bidang angkasa. Sejak bulan sejajar 1/2 o dari langit, bulan bergerak ke timur jarak sama dengan diameternya sendiri setiap hari. Diameter linier bulan kira-kira 2000 mil, yang dimaksudkan bahwa bulan sebenarnya bergerak pada orbitnya kira-kira 2000 mil/jam. Gerakan ke timur dari bulan diantara bintang mudah diamati dengan mencatat bahwa posisi bulan berkaitan dengan bintang awal pada sore dan lagi beberapa jam kemudian. Tentu, selama interval tersebut, bulan dan bintang juga akan tampak memiliki semua gerakan ke barat sebab rotasi bumi. D. Pengaruh Gravitasi Lunar Terhadap Arus Pasang Gambar 19. 9 Arus pasang
Arus pasang awal dalam sejarah dikenal bahwa arus pasang dikaitkan dengan bulan sebab penundaan harian dalam tinggi pasang menyesuaiakan penundaan dalam bulan yang memotong meridian local. Kenapa hubungan ini ada tidak diketahui, meskipun demikian, hingga Newton mengusulkan teori gravitasi ini dalam abad ketujuh belas. Arus pasang lautan pengaruhnya paling jelas dari tarikan gravitasi lunar (bulan) tetapi tarikan ini mempengaruhi tanah dan massa udara. Dalam semua kasus sisi bumi paling dekat terhadap bulan menarik lebih kuat daripada pusat bumi, yang pada gilirannya menarik lebih kuat daripada sisi jauh dari bulan (gambar 17.9). Mengikuti arus bumi seputar pusat gravitasi menyebabkan tarikan bulan di bumi menjadi seimbang pada pusat bumi (sebaliknya bumi tidak akan tinggal pada orbitnya sekitar pusat gravitasi). Matahari juga menghasilkan arus pasang, meskipun arus tidak memiliki pengaruh besar. Meskipun demikian, ketika matahari dan bulan berada pada sisi berlawanan dari bumi, kita masih memiliki arus pasang ekstra tinggi sebab kedua matahari dan bulan dalam baris yang sama (seperti pada bulan baru atau penuh), arus pasang kebanyakan lebih besar daripada normal. Kemudian mereka disebut arus pasang musim semi. Pada bulan penuh, meskipun matahari dan bulan pada sudut benar satu sama lain (seperti kelihatan dari bumi), seperti terjadi pada kuarter pertama dan terakhir dari bulannya, pengaruh arus pasang matahari dan bulan cenderung membatalkan satu sama lain, dan arus pasangnya kebanyakan lebih kecil (arus pasang perbani). Garis pemisah merupakan kekuatan relative dari tarikan gravitasi bulan pada seksi bulan. Baris padat merupakan pengaruh arus bumi seputar pusat gravitasi. Arus bumi seputar pusat gravitasi secara tepat menyeimbangkan tarikan bulan pada pusat bumi pada sisi paling dekat ke bulan. Tarikan ke arah bumi kelebihan keseimbangan pengaruh dari arus bumi sekitar pusat gravitasi, dimana dalam sisi lain bumi, pengaruh yang terakhir paling besar.
Gambar 17.10 arus pasang lebih tinggi ketika matahari dan bulan sebaris dengan bumi. Hal ini disebut arus pasang musim semi. Ketika matahari dan bulan pada sudut benar satu sama lain (seperti kelihatan dari bumi), arus pasang perbani terjadi. Kekuatan gravitasi berbeda dari matahari dan bulan di atas bumi tidak hanya menyebabkan arus pasang tentang juga menggunakan kekuatan dalam tambahan khatulistiwa dari bumi. Kekuatan ini, mendorong ke dalam arah bidang angkasa, mencoba luput dari 23 1/2 o miring dari sumbu bumi terhadap bidang orbitnya yang menyebabkan bumi bertindak seperti giroskop. Dengan demikian, sementara bumi bergerak relative cepat dalam sumbunya, sumbu yang sama ini membuat gerakan yang berbentuk kerucut yang sangat lambat disebut lenggok. Perubahan lenggok orientasi sumbu bumi berkaitan dengan bidang angkasanya. Hal ini disebut lenggok dari waktu siang dan malam yang sama lama. Sebab kenaikan kanan dan penolakan pengukuran bergantung pada posisi ekuator angkasa dan waktu siang dan malam yang sama lama di musim semi, pengukuran posisi bintang ini secara lambat berubah dari tahun ke tahun* *Dua ratus tahun lalu waktu siang dan malam yang sama lama di musim semi di angkasa tampak kumpulan burjamhal (aries). Lenggok memiliki gerakan lambat ini melalui pisces, dan sekarang ini mendekati kumpulan akuarius.
Karena itu, istilah masa akuarius. Masa ini akan melalui akuarius selama 2000 tahun berikutnya. E. Gerakan Sistem Bulan-Bumi yang Membentuk Gerhana Gambar 17.11 gerhana terjadi hanya ketika bulan mendekati, atau hamper mendekati, baris batang (nn ). Salah satu fenomena yang paling spektakuler dengan gerakan system bulan-bumi adalah suatu gerhana. Hal ini terjadi ketika bayangan baik bulan atau bumi jatuh di atas bulan/bumi. Untuk kejadian ini bulan, bumi, dan matahari kesemuanya harus mendekati sejajar satu sama lain, yang hanya mungkin ketika bulan baik pada fase baru atau penuhnya. Selain itu, bulan harus mendekati salah satu batangnya. Sebaliknya, hal ini akan melalui baik baris di atas atau di bawah antara bumi dan matahari. Sebagian besar waktu, hal ini tidak terjadi penjajaran dan tidak ada gerhana. Dari semua gerhana, gerhana matahari total sejauh ini paling spektakuler. Hal ini terjadi hanya dalam kumpulan yang sangat terbatas dalam bumi yang lewat dengan cepatnya bayangan membentuk lambat bulan. Untuk kebanyakan ratusan mil baik sisi dari totalitasnya, salah satu dapat melihat fase parsial dari gerhana. Tetapi jika bahkan perak dari permukaan matahari masih tidak tertutup, pertunjukan dari gerhana total tidak dapat diamati.
Meskipun periode totalitas sempurna hanya berakhir beberapa menit, kebanyakan informasi telah diperoleh tentang matahari selama waktu ini. Astronomer mempersiapkan instrumennya dalam rangka mengamati gerhana matahari Juni, 1954. Untuk mengamati gerhana matahari total, ekspedisi orang Amerika ini harus berjalan ke Iran (foto dari observatorian Dearborn). Sebab hanya jalan yang sangat terbatas di bumi sebenarnya mengalami salah satu gerhana matahari total, kebanyakan astronot menjalani jarak yang luas untuk mempelajarinya seperti pendekatan totalitas, pemandangan menunjukkan tampilan mengerikan. Burung pulang ke tenggeran dan sapi kembali dari padang rumput. Suhu menurun, dan angin datang. Hanya sebelum totalitas dicapai, sinar terakhir dari matahari kelihatan berkilau melalui puncak gunung di lingkaran bulan, menciptakan pengaruh cincin berlian. Kemudian angkasa gelap, dan corona matahari bersinar keluar totalitas dicapai, dan bintang lebih terang membuat penampakan mereka. Totalitas berakhir selama beberapa menit setelah sinar pertama matahari tampak kembali dan kembali waktu siang. Totalitas dari gerhana matahari selama hanya corona tampak (foto dari observatory Dearborn). Seluruh rangkaian sejarah, gerhana matahari telah menunjukkan tampilan besar, secara khusus dalam hari tersebut ketika penyebabnya tidak dipahami dan hal ini tidak diprediksi. Pada waktu tersebut, kebanyakan berpikir bahwa akhir dari dunia yang ada. Pemikiran Cina awal bahwa naga mengikuti arus matahari, dan kegemparan besar berakibat dalam usaha membuat naga memuntahkan sinar matahari. Membuat kegaduhan tersebut selama gerhana adalah umum untuk kebanyakan budaya awal, dan meluas hingga hari sekarang diantara beberapa suku. Secara alami, dentaman gendang dan gemerincing cymbal selalu melengkapi keberhasilan! Dipandang secara seksama dari salah satu titik sepanjang jalan gerhana, keseluruhan gerhana membutuhkan kira-kira dua jam. Meskipun, setelah gerhana matahari berakhir selama satu pengamatan, hal ini mungkin
permulaan untuk pengamatan lain, seperti penyapuan bayangan di timur lintas permukaan bumi. Karena itu, keseluruhan gerhana matahari berkaitan dengan bumi mungkin berakhir selama berjam-jam. Sebab orbit bulan lonjong daripada mengitari bumi, ada waktu ketika bulan terlalu jauh dari bumi untuk sempurna menutup cakram matahari selama gerhana. Kita mengalami gerhana matahari berbentuk gelang, totalitas tidak pernah terjadi bahkan sepanjang jalan pusat dari bayangan melalui beberapa pengaruh yang tidak biasa dari gerhana matahari total secara parsial ada. Ini hanya kebetulan bahwa pada waktu ini evolusi matahari dan sistemnya, bulan pada jarak benar dari bumi sehingga gerhana total dapat terjadi keseluruhan. Bulan secara lambat meningkatkan jaraknya dari bumi, yang segera akan menempatkan gerhana terlalu jauh untuk bayangannya mencapai bumi. Pada tinggi pertempuran antara Medes dan Lydian, gerhana matahari terjadi. Hal ini dikatakan memiliki akhir pertarungan dan membawa tentang gencatan senjata. Gerhana matahari terjadi ketika bulan penuh masuk bayangan bumi. Untuk suatu pengamat, jenis gerhana ini berakhir lebih lama pada saat ini daripada gerhana matahari, dan dapat dilihat oleh porsi lebih besar dari bumi. Penampakan simultan untuk semua pengamat pada belahan bumi menghadap bulan. Mereka dapat melihat perubahan bulan seperti gerhana melalui bayangan bumi, dan sebab bayangan lebih besar dalam diameter daripada bulan itu sendiri, totalitas dapat berakhir sepanjang 1 jam 40 menit. Fenomena gerhana bulan sangat sedikit spektakuler daripada gerhana matahari dan secara relative kecil nilai ilmiah. Bahkan ketika bulan penuh dalam atmosfer bumi dibelokkan dan samar-samar mengiluminasi gerhana bulan. Tampak seperti bola berwarna merah sebab lebih lama, panjang gelombang merah dari cahaya melalui atmosfer bumi lebih mudah daripada lebih bermacam-macam, jenis biru. (hal ini juga kenapa kenaikan atau pengaturan matahari atau bulan setelah menampakkan merah dekat horizon).
Pengamat bulan akan melihat matahari digeranakan oleh bumi sementara gerhana bulan total dalam perubahan untuk pengamat di sini di bulan. Lebih dari dua ratus tahun lalu, orang Babilonia kuno mencatat dari tabulasi lama gerhana bahwa gerhana terjadi dalam pola regular. Pengakuan dari pola ini membuat kemungkinan bagi mereka untuk meramalkan gerhana masa depan dengan akurasi yang masuk akal. Mereka menemukan bahwa gerhana terjadi berulang di bawah keadaan hampir identik (durasi, jenis, dan lain-lain) dalam sedikit lebih dari 18 tahun. Hal ini disebut interval saros dan dikaitkan dengan panjang dari bulan synodic dan untuk periode regresi dari batang bulan. Penyelidikan terkini telah menyatakan bahwa Stonehenge, kuil pilar kuno di Inggris selatan, dalam keseluruhan kemungkinan pengamatan kuno. Hal ini digunakan sebagai computer astronomi dasar untuk mencatat hari khusus tahun dan untuk meramalkan gerhana. Dengan mencatat gerhana masa lalu memberi tanggal kembali tidak lebih dari dua abad. Prediksi tersebut tidak sulit, dan sangat mungkin bahwa kebanyakan orang secepatnya mengembangkan sistemnya sendiri. Stonehenge dalam Salisbury plain di Inggris. Pada pagi hari dari tahun paling lama (titik balik matahari musim panas) matahari dapat terlihat naik di atas batu miring (kebaikan dari Gerald S.Hawking). Diagram dari jalan semua gerhana matahari dari 1963 hingga 1984 (foto dari Yerkes Observatory). Dalam suatu tahun kalender, dapat menjadi sebanyak tujuh gerhana (dimana kasus akan ada lima gerhana matahari dan dua gerhana bulan atau empat gerhana matahari dan tiga gerhana bulan). Sedikitnya harus ada dua gerhana tiap tahun; jika tidak ada lebih dari dua, mereka akan keduanya menjadi matahari. Sebab jalan totalitas dari gerhana matahari begitu terbatas, kesempatan salah satu gerhana terjadi dimana anda hidup hanya kira-kira sekali dalam lebih dari 300 tahun. Karena itu, meskipun ada gerhana matahari
lebih sebenarnya daripada bulan, gerhana bulan ini paling sering terlihat oleh sebagian besar pengamat. F. Kesimpulan Sistem Bumi-Bulan jika dipandang dari angkasa tampak sebagai palnet ganda Barycenter merupakan peristiwa bulan dan bumi saling berputar pada pusatnya masing-masing, namun bulan tetap berputar mengelilingi bumi dan bulan terletak 1000 mil dari permukaan bumi yang menghadap bulan Fase bulan terdiri dari bulan purnama, cembung, paruh, sabit, baru Fase bumi berlawanan dengan fase bulan Rangkaian tentang bulan memotong penglihatan matahari (ekliptik) pada sudut 5 derajat. Perpotongannya disebut batang dari orbit bulan. Arus pasang laut sangat dipengaruhi oleh gravitasi lunar, dimana sisi bumi yang paling dekat dengan bulan menarik lebih kuat. Gerhana bulan atau gerhana matahari terjadi apabila bulan, bumi dan matahari sejajar satu sama lain DAFTAR PUSTAKA Hynek, J. Allen. (1972). Astronomy One. California: Northoistern University