Siang dan Malam

Saat kita mengamati langit disetiap waktu, perubahan yang paling terlihat jelas di langit adalah bahwa dalam setengah hari, langit terlihat terang benderang sehingga terjadilah siang dan dibelahan langit lainnya langi terlihat gelap gulita maka terjadilah malam. Jika langit terang pada saat siang hari, kita dapat mengatakan bahwa Matahari berada “diatas” kepala dan saat langit gelap gulita pada malam hari kita dapat mengatakan bahwa Matahari berada “dibawah” kita. Meskipun hal ini adalah jelas bagi kita semua, namun ada satu pertanyaan tentang siang dan malam yang jawabannya memerlukan waktu hingga berabad-abad lamanya untuk dapat dipecahkan:

“Apakah Bumi diam dan Matahari mengorbit Bumi, atau sebaliknya?”

Kita akan membahas beberapa sejarah dari pertanyaan ini (sebuah diskusi yang sangat menarik dalam sejarah astronomi) dalam materi bab 2, namun untuk saat ini saya akan langsung menjawab pertanyaan tersebut.

Bumi berputar di sekitar sebuah garis imajiner yang menembus dari kutub Utara hingga kutub Selatan, kita menyebutnya sebagai Sumbu Rotasi.

Berikut adalah contoh bagaimana rotasi Bumi membuat Matahari tampak bergerak melintasi langit: Jika suatu benda berada pada lokasi yang tetap di dinding (misalkan, jam dinding) dan saya menghadap ke jam dinding, maka dengan mudah saya dapat melihat jam dinding karena jam dinding tepat didepan pandangan saya. Kemudian perlahan saya mencoba memutar tubuh saya hingga saya membelakangi jam dinding dan yang telah terjadi adalah saya sudah tidak dapat lagi melihat jam dinding karena jam dinding berada dibelakang tubuh saya sehingga pandangan saya tidak dapat lagi melihat jam dinding. Jika saya berputar kembali dan mengamati jam dinding dari sudut pandang saya mulai dari tak terlihat hingga terlihat, maka jam dinding perlahan akan tampak bergerak dari arah putaran ke mata saya hingga kembali tepat didepan saya. anda dapat mencoba ini di manapun anda berada sekarang.

Jika Matahari berada di lokasi “tetap” di langit dan Bumi menghadap kelokasi ini, maka secara langsung Bumi terkena cahaya Matahari atau dengan kata lain Bumi menghadap tepat ke arah Matahari dan terjadilah siang hari. Lantas sebaliknya, saat Bumi berputar 180ยบ dan ia tidak lagi menghadap ke Matahari, maka sinar Matahari tidak lagi dapat mengenai sebagian permukaan Bumi tempat pengamat berada dan langit tampak gelap maka terjadilah Malam hari. Dari sudut pandang pengamat di permukaan Bumi tertentu, Bumi yang sejatinya berputar tampak diam dan Matahari yang sejatinya “tidak bergerak” dipusat tata surya akan tampak bergerak dilangit dari arah timur ke barat, seperti jam dinding yang saya contohkan di atas. Ini adalah konsep pemahaman modern kita akan siang dan malam.


Observasi : Matahari melakukan perjalanan di langit, terbit di timur saat pagi hari dan terbenam di barat saat sore hari.

Rotasi Bumi ternyata masih memiliki konsekuensi di luar terjadinya siang dan malam. Rotasi Bumi menyebabkan setiap objek yang terbit di langit tampak menelusuri sebuah Lintasan imajiner dari langit Timur hingga ke Barat. Jadi bilamana anda memilih satu bintang di langit lantas anda mencoba untuk mengamatinya, maka bintang tersebut akan tampak berjalan dan membuat garis lintasan imajiner. Hal tersebut terjadi perlahan-lahan, sehingga jika anda mengamatinya dari menit ke menit mungkin anda tidak akan merasa melihat perubahan posisi atau pergerakan bintang dari timur ke barat. Namun setelah beberapa jam pengamatan kedepan, anda akan dapat mengatakan bahwa bintang telah bergerak dalam jarak yang cukup jauh di langit malam. Oleh karena itu, benda langit seperti Matahari dan bintang-bintang akan tampak terbit di sebelah timur dan terbenam di sebelah barat sehingga gerakan semu bintang dilangit malam akan bergantung pada kearah mana anda menghadap. Sebagai contoh lihat gambar di bawah ini.

Animasi berikut menggunakan lokasi pengamatan bintang dipermukaan Bumi belahan utara.

Lihat lah potret gerakan semu bintang yang tampak jelas di langit gunung Kilimanjaro ini. Credit: Astronomy Picture of the Day
kilistars_heller_c1
Gambar diatas di buat dengan meninggalkan kamera pada posisi Shutter terbuka yang berdurasi lebih dari tiga jam. Jadi, dari gambar ini tampak jelas jejak bintang di langit mengikuti jalannya bintang-bintang dilangit sebagai akibat dari rotasi Bumi. Gambar ini juga mengilustrasikan poin penting lainnya. Bagi para pengamat di belahan langit utara, Matahari dan bintang semua akan tampak berputar disekitar satu titik, yang mana titik ini tepat di atas kutub utara Bumi(titik ini biasa disebut North Celestial Pole(NCP) atau kutub utara langit(KUL)). Disisi lain bagi pengamat di belahan langit selatan, Matahari dan bintang juga akan tampak memutari satu titik tepat di atas kutub selatan Bumi dan titik ini disebut dengan kutub selatan langit(KSL) atau South Celestial Pole(SCP). Di langit kutub utara ada bintang yang letak nya sangat dekat dengan NCP yang bernama Polaris atau bintang kutub. Polaris bukanlah bintang yang cukup terang, namun pentingnya polaris adalah sebagai tanda dari lokasi NCP atau KUL berada. Sehingga bila pengamat mengamati bintang di belahan langit utara maka semua bintang yang tampak seolah-olah akan memutari bintang Polaris.

Kita dapat membuktikan salah satu teori yang mengatakan bahwa gerak semu benda langit bergantung pada lokasi kita diBumi. Sebagai contoh, perhatikan kasus berikut ini:

  • Jika anda berdiri di kutub utara, Polaris akan tampak tepat di atas kepala. Dari sudut pandang anda melihat, semua bintang akan terbit dan membuat Lintasan melingkar secara horisontal di sekitar zenit anda.
  • Jika anda berdiri tepat di daerah garis khatulistiwa/ekuator Bumi, anda akan melihat bahwa saat bintang-bintang terbit dari langit timur, bintang akan membentuk Lintasan vertikal dari ufuk timur ke arah barat dan bila pandangan kita dialihkan ke arah utara maupun selatan maka titik disekitar terbitnya bintang-bintang akan tampak memutari di atas horison belahan langit utara maupun belahan langit selatan.
  • Jika anda berada di daerah antara garis katulistiwa dan kutub utara maupun kutub selatan(posisi pengamat memiliki garis lintang +40 atau -40), titik disekitar dimana semua bintang-bintang itu terbit akan tampak berputar disekitar horison anda dan zenit.

Perhatikan bahwa untuk sebagian besar pengamat yang memiliki lokasi garis lintang +40* atau -40*, ada beberapa bintang yang sangat dekat dengan kutub utara langit atau kutub selatan langit, dan bintang-bintang yang dekat dengan kutub utara maupun kutub selatan langit akan membentuk Lintasan melingkar kecil yang selamanya tidak akan pernah terbenam ke horison. Bintang-bintang yang tidak pernah terbit atau terbenam disekitar kutub utara maupun kutub selatan langit ini disebut dengan Bintang sirkumpolar. Semakin rendah Polaris dari lokasi anda melihat (yaitu, bilamana anda melihat disekitar garis lintang +1 hingga 0), maka semakin sedikit pula jumlah bintang sirkumpolar yang akan anda lihat.

*bergantung lokasi garis lintang jika + adalah kutub utara dan jika – adalah kutub selatan.

Kerjakan dengan stellarium

  • Buka Stellarium anda
  • Aktifkan garis equatorial dengan menekan huruf “E”
  • ubah lokasi pengamatan anda ke kutub utara
  • Atur jam pada pukul 21.00
  • Percepat waktu hingga 3x percepatan atau tekan huruf “L” selama 3x
  • Amati pergerakan bintang-bintang di sekitar horizon dan zenit
  • Masih dengan stellarium, ubah lokasi anda kembali ke Indonesia.
  • Arahkan pandangan ke arah utara dan lihatlah bintang-bintang yang bergerak.
    Bisakah anda memahami bagaimana pergerakan bintang ini dapat berbeda?
    Bisakah anda kini memvisualisasikan mengapa bintang berperilaku dengan cara seperti ini?

 

 

Leave a Reply