Pada siang hari, kita dapat melihat Matahari, namun langit siang hari yang cerah menghalangi kita untuk melihat sebagian objek lain di langit.

Sebagai bahan pemikiran, coba anda pikirkan apa yang mungkin akan anda lihat bilamana anda dapat melihat matahari dan bintang-bintang di langit pada siang hari secara bersamaan.

“Bintang apakah yang akan anda lihat dibelakang posisi matahari dilangit?

“Apakah anda akan selalu melihat bintang-bintang yang sama pada setiap harinya dibelakang posisi Matahari dilangit siang?”

Mari kita lihat dua animasi berikut yang telah dibuat menggunakan aplikasi Starry Night. Animasi pertama menggambarkan Lintasan Matahari dilangit dalam kurun waktu selama satu hari (Matahari terbit hingga matahari terbenam).

Animasi kedua menggambarkan posisi matahari pada siang hari di ufuk Timur pada 21 Juni, 21 September, 21 Desember dan 21 Maret.

Jika anda dapat melihat matahari dan bintang-bintang secara bersamaan, anda akan dapat melihat bahwa dalam satu hari Matahari akan berada di dalam wilayah satu rasi bintang (spesifiknya adalah salah satu dari rasi bintang zodiak). Sebagai pemikiran agar lebih spesifik dan jelas, sadarilah bahwa rasi bintang tersusun atas bintang-bintang yang jauh di belakang matahari, jadi ketika kita mengatakan Matahari berada “di dalam” rasi bintang, maka sejatinya kita mengartikan bahwa kita melihat Matahari dalam proyeksi di depan kelompok bintang-bintang tertentu nan jauh disana.

Pada bagian pertama dari dua animasi yang ditampilkan, perhatikan bahwa posisi matahari relatif terhadap rasi bintang Virgo pada pukul 7:00 AM, siang hari dan pukul 6:00 PM. Seperti yang kita bahas di awal materi, Hal ini merupakan akibat dari rotasi bumi yang menyebabkan Matahari dan bintang-bintang tampak bergerak melintasi langit, jadi kita harus “menganggap” bahwa Matahari dan bintang-bintang keduanya terbit dan bergerak dengan kecepatan yang sama. Dengan demikian, Matahari akan terlihat dalam rasi bintang yang sama selama sepanjang hari. Artinya, jika Matahari tampak berada dalam rasi bintang Gemini saat fajar, maka matahari akan tetap berada di rasi bintang Gemini pada saat siang hingga saat matahari terbenam.

Hal ini sepenuhnya benar, namun begitu, ada satu lagi dampak yang kita abaikan untuk menjadi pertimbangan. Bumi tidak hanya berotasi di tempat yang tetap di ruang angkasa. Bumi juga mengorbit mengelilingi matahari. Dalam satu tahun, Bumi akan menempuh perjalanannya mengelilingi Matahari dalam satu kali putaran, sehingga pada bulan Desember Bumi akan berada di satu sisi Matahari, dan enam bulan kemudian yaitu pada bulan Juni, bumi akan berada di sisi yang berlawanan dari sisi pada bulan desember.

Animasi Starry Night kedua yang ditampilkan di atas menunjukkan kepada kita posisi matahari dibulan desember, yakni saat Bumi sedang menghadap ke arah Matahari, rasi bintang dibelakang Matahari adalah rasi Sagitarius. Dua belas jam kemudian, ketika Bumi berputar sehingga siang berganti menjadi malam, Bumi menghadap jauh dari Matahari, dan bumi menghadap ke arah rasi bintang Gemini. Enam bulan kemudian yaitu pada bulan Juni, situasinya benar-benar terbalik karena Bumi berada di sisi yang berlawanan arah dari Matahari. Rasi bintang di belakang Matahari pada siang hari di bulan Juni adalah rasi bintang Gemini dan dua belas jam kemudian pada saat Bumi sedang menghadap jauh dari Matahari, bumi menghadap ke arah rasi bintang Sagitarius.

Berikut ini adalah alasan termudah untuk memvisualisasikan ketika anda berpikir tentang kasus ekstrim dari perbedaan posisi Bumi setelah enam bulan, namun apa yang terjadi dari hari ke hari? Cara untuk membayangkannya adalah sebagai berikut. Bintang-bintang yang sangat jauh dari Bumi itu (sekali lagi untuk dalam kasus ini) kita dapat menganggapnya dengan bintang-bintang yang memiliki posisi tetap. Kita tahu bahwa rotasi bumi menyebabkan bintang terbit kemudian membuat lintasan atau busur di langit yang bermula dari timur dan bergerak ke arah barat. Sebuah pertanyaan singkat, “Berapa lama waktu yang diperlukan untuk Sebuah bintang A muncul di tempat yang sama di langit dalam satu hari kedepan?” Artinya, katakanlah bahwa bintang A telah “transit di meridian anda” (artinya jika anda menarik garis hayal pada langit yang menghubungkan Utara ke Selatan, bintang itu telah melewati garis ini pada waktu tertentu), lantas berapa lama waktu yang dibutuhkan untuk bintang A kembali mengalami transit dimeridian anda? anda mungkin berfikir untuk mengatakannya selama 24 jam, namun jawaban yang paling tepat adalah 23 jam dan 56 menit. Jika anda melakukan hal yang sama pada Matahari maka waktu antara transit Matahari secara berturut-turut adalah 24 jam.

Lamanya waktu bintang untuk transit dalam satu kali (bintang apa saja) disebut sebagai Hari sideris atau Sidereal Day, dan lamanya waktu Matahari untuk transit dalam satu kali disebut Hari Matahari atau Solar Day. Perbedaan tersebut disebabkan oleh pergeseran lambat dari Bumi mengelilingi Matahari. Karena Bumi telah bergerak 1/365 dari jalan/orbit di sekitar Matahari dalam sehari maka ia harus memutar lebih dari 360º agar Matahari muncul di bagian yang sama dilangit (dalam satu putaran untuk transit dimeridian). Sedangkan karena bintang-bintang yang begitu jauh, orbit bumi mengelilingi matahari tidak mempengaruhi posisi semu mereka di langit, sehingga bumi hanya perlu memutar 360º agar bintang-bintang muncul di bagian langit yang sama. Karena efek ini, Matahari tampaknya perlahan-lahan bergeser ke arah timur dibandingkan dengan bintang-bintang yang berada dilatar belakangnya, dan efek kumulatif dari pergeseran ini adalah bahwa Matahari akan tampak di rasi bintang Gemini pada bulan Juni dan rasi bintang Sagitarius pada bulan Desember.

 Sumber : Wikimedia Commons
Sumber : Wikimedia Commons

Perhatikan pada gambar di atas ketika Bumi berputar 360º, ia berpindah dari posisi 1 ke posisi 2, dan bintang yang jauh akan tampak dalam posisi yang sama seperti yang terlihat dari Bumi. Namun agar Matahari muncul di posisi yang sama, Bumi harus berpindah dari posisi 1 ke posisi 3.