Sejarah Astronomi

Astronomi adalah cabang ilmu pengetahuan yang menyelidiki benda dan isi jagat raya ini. Sedangkan orang yang mempelajari ilmu tersebut disebut Astronom.

Kaitan astronomi dengan cabang pengetahuan alam sangat erat karena jagat raya dengan isinya merupakan laboratorium besar, yang selain untuk menguji teori juga untuk mengetahui kelakuan benda di alam semesta. Kondisi-kondisi ekstrem yang sulit atau tidak mungkin diciptakan di laboratorium di bumi (seperti ruang yang sangat hampa, materi dengan kerapatan tinggi, medan gravitasi dan medan magnet yang sangat kuat) dapat diperoleh di alam semesta. Teori struktur dan evolusi bintang telah sukses dalam menjelaskan sumber-sumber energi dalam alam semesta serta asal mula dan proses perkembangan bintang-bintang.

Ini menunjukkan bahwa teori struktur bintang yang didasarkan pada fisika atom dan benda-benda renik lainnya dapat menjelaskan gejala-gejala alam pada skala yang besar. Medan gravitasi yang kuat di sekitar benda-benda langit merupakan arena yang menarik untuk telaah teori relativitas umum.

Pengamatan fenomena langit sebenarnya telah dilakukan sejak zaman kuno oleh orang-orang Cina, Mesopotamia, dan Mesir. Tetapi astronomi sebagai ilmu, baru berkembang di Yunani pada abad ke-6 SM.
Babak Astronomi Yunani dimulai oleh Thales, pada abad ke-6 SM, yang berpendapat bahwa Bumi berbentuk datar. Walaupun pada abad yang sama, Phytagoras telah mengetahui bahwa Bumi berbentuk bulat, terobosan penting yang pertama dalam astronomi dilakukan oleh Aristoteles, dua abad kemudian. Aristoteles menyatakan bahwa Bumi bulat bundar dengan didukung sejumlah bukti ilmiah.

Terobosan yang kedua hampir saja dilakukan oleh Aristarchus, pada abad ke-3 SM, jika saja dia mempunyai cukup banyak pendukung. Aristarchus bukan saja berpendapat bahwa Bumi bukanlah pusat alam semesta, tetapi juga menyatakan bahwa Bumi berputar dan beredar mengelilingi Matahari (Heliosentris), yang merupakan pusat gerak langit. Namun sayang teori ini tidak mendapat tempat pada zaman itu.

Zaman Astronomi Klasik Yunani ditutup oleh Hipparchus pada abad ke-1 SM yang menyatakan bahwa Bumi yang bundar itu diam; Matahari, Bulan, dan Planet-planet-lah mengelilingi Bumi. Sistem Geosentris ini disempurnakan oleh Ptolomeus, abad ke-2 M dan lebih dikenal sebagai sistem Ptolomeus.
Lebih dari tiga belas abad konsep geosentris diterima masyarakat dunia. Pada tahun 1512, Kopernikus, membuka sejarah baru dengan mengemukakan bahwa planet dan bintang bergerak mengelilingi Matahari dengan orbit lingkaran. Pada tahun 1609, Kepler mendukung gagasan tersebut dengan mengeluarkan tiga hukumnya yang selain menyebutkan bahwa Matahari adalah pusat Tata Surya, juga memperbaiki orbit planet menjadi elips.

Pada tahun yang sama, Galileo menjadi penemu teleskop yang pertama. Melalui pengamatan dengan teleskopnya, ia mendapatkan kesimpulan bahwa Bumi bukanlah pusat gerak. Penemuan teleskop oleh Galileo, bukan saja membantu menguatkan konsep Heliosentris Kopernikus, tetapi juga membuka lembaran baru dalam perkembangan ilmu astronomi.

Satuan Jarak Dalam Astronomi

Dalam ilmu astronomi banyak istilah-istilah yang sering kita dengar tetapi belum mengetahui artinya. Seperti istilah tahun cahaya. Apakah itu “tahun cahaya”? Apa pula yang dimaksud dengan “Satuan Astronomi (SA)” atau biasa dikenal dengan Astronomical Unit (AU)? Lantas, apakah itu Parsec (pc), kiloparsec, dan megaparsec? dan magnitudo? Ilmu astronomi mempunyai satuannya sendiri, yang unik dan agak lain dari apa yang kita pelajari dalam pelajaran fisika, misalnya. Hal ini wajar karena astronomi mempelajari berbagai benda langit di alam semesta ini, mulai dari skala atomik hingga seluruh alam semesta, beserta isinya. Kadang-kadang tidak nyaman untuk menyatakan sesuatu jarak dalam satuan yang biasa digunakan sehari-hari, karena tidak cukup besar atau mungkin bahkan terlalu besar.

Dalam kehidupan sehari-hari kita mengenal berbagai satuan panjang. Kita mengenal centimeter dan meter (1 meter = 100 centimeter), untuk menyatakan panjang atau jarak. Kalau jarak yang kita gunakan terlalu jauh, kita gunakan kilometer (1 kilometer = 1000 meter) atau mil (1 mil = 1.61 km). Kebetulan contoh-contoh satuan astronomi yang tersebut di atas adalah satuan jarak (SA, tahun cahaya, dan parsec).

Satuan Astronomi (SA) atau Astronomical Unit

Satu Astronomical Unit memiliki jarak 149.598.000 kilometers. Perdefinisi, Satu Satuan Astronomi adalah jarak dari Bumi ke Matahari. Tapi bukankah jarak ini tidak tetap? Bukankah Bumi bergerak mengitari Matahari dalam lintasan elips? Akhirnya kemudian diambil definisi yang lebih akurat yaitu 1 Satuan Astronomi (1 Astronomical Unit, biasa disingkat AU adalah panjang setengah sumbu panjang dari lintasan Bumi mengitari Matahari.

Untuk menentukan jarak 1 Satuan Astronomi, atau jarak Bumi-Matahari, adalah perjuangan yang panjang. Aristarchus dari Samos, pemikir abad Yunani Klasik, memperkirakan jarak Bumi-Matahari paling-paling hanya 20 kali jarak Bumi-Bulan (jarak Bumi-Bulan: 384 000 km). Ternyata perkiraannya meleset sangat jauh, karena jarak Bumi-Matahari ternyata sekitar 390 kali jarak Bumi-Bulan. Jarak ini adalah hasil perhitungan modern yang menggunakan astronomi radio dan hitung orbit. Nilai eksaknya adalah 1 AU = 149.597.870,691 km, akurat hingga 30 meter. Untuk perhitungan yang tidak membutuhkan ketelitian tinggi, membulatkan 1 AU menjadi 150 juta km (seratus lima puluh juta kilometer) kadang-kadang sudah cukup, lagipula lebih mudah diingat.

Satuan Astronomi biasanya digunakan untuk menyatakan jarak dalam skala tata surya kita. Misalnya: Jarak dari Planet Mars ke Matahari kurang lebih 1.5 AU (bayangkan betapa tidak enaknya kalau harus selalu mengatakan, jarak Mars-Matahari = 228.000. 000 km), jarak dari Matahari ke Planet Jupiter adalah 5.2 AU, ke Saturnus 9.58 AU, dan menuju planet katai Eris kira-kira 67 AU.

Tahun cahaya (light year)

Yang pertama harus diingat: Tahun cahaya bukanlah satuan waktu! Meskipun ada kata “tahun”, tetapi “tahun cahaya” adalah satuan jarak. Satu tahun cahaya = 9.46 x 10 pangkat12, kilometer (sedikit di bawah 10 trilyun kilometer). Dari manakah asal angka ini? Satu tahun cahaya adalah jarak yang ditempuh seberkas cahaya selama 1 tahun. Kalau begitu seberapa cepatkah cahaya? Menurut pengukuran modern, dalam satu detik, cahaya dapat menempuh jarak 300.000 km! Artinya, dalam satu nanodetik (sepersemilyar detik), cahaya menempuh jarak 30 cm. Bagaimana Kalau selama setahun? Sebagaimana diketahui, dalam 1 menit ada 60 detik, dalam 1 jam ada 60 menit, dan dalam 1 hari ada 24 jam, berarti dalam 1 hari ada 86400 detik. Dalam setahun kira-kira ada 365 atau 366 hari, tergantung apakah tahun kabisat atau tidak… anyhow…dalam waktu 1 tahun, cahaya dapat menempuh jarak hampir 10 trilyun kilometer!

Mengapa dibutuhkan satuan yang demikian besar? Jawabnya adalah karena jarak bintang terdekat dari Matahari adalah 40 trilyun kilometer! Jarak yang luar biasa besar ini tentu saja tidak nyaman untuk diungkapkan dalam kilometer, namun lebih mudah dituliskan dan nyatakan dalam tahun cahaya: 4.22 tahun cahaya. Jarak menuju beberapa bintang di sekitar Matahari kita biasanya dinyatakan dalam satuan ini: Jarak menuju Sirius adalah 8.58 tahun cahaya, jarak menuju Wolf 359 adalah 7.78 tahun cahaya. (Dalam serial Star Trek: The Next Generation, Wolf 359 adalah lokasi pertempuran antara armada Federasi dengan bangsa Borg).

Parsec (pc)

Parsec adalah kependekan dari “parallax of one arcsecond”. Ini juga merupakan satuan panjang, 1 parsec, kurang lebih sama dengan 3.26 tahun cahaya. Jarak parsec ini ada kaitannya dengan jarak 1 satuan astronomi yang sudah kita bicarakan di atas. Bila kita mengukur sudut paralaks sebuah objek dan menemukan bahwa sudut paralaksnya adalah 1 detik busur (sudut 1 derajat = 60 menit busur, 1 menit busur = 60 detik busur. Jadi, 1 detik busur = 1/3600 derajat), maka jarak menuju objek tersebut adalah 1 parsec. Dengan sedikit perhitungan trigonometri, kita mendapatkan bahwa jarak 1 parsec = 206265 Satuan Astronomi, atau sama dengan 3.26 tahun cahaya, atau dalam kilometer: 1 parsec = 31000 trilyun kilometer.

Meskipun satuan jarak ini hanya sedikit lebih besar daripada 3 tahun cahaya, namun astronom lebih senang menggunakan satuan ini karena dapat dikaitkan langsung dengan besaran teramati yaitu sudut paralaks. Jarak ini juga sering disanding dengan awalan kilo untuk menyatakan 1 kiloparsec (kpc) = 1000 pc dan juga mega untuk menyatakan 1 Megaparsec (Mpc) = 1000 kpc = 1 000 000 pc. Dengan cara ini, kita dapat menyatakan jarak yang teramat jauh hanya dengan sedikit angka, misalnya:
Galaksi M51 jaraknya 7 Mpc dari Galaksi Bima Sakti.

Jarak menuju bintang terdekat tadi, Proxima Centauri, adalah 1.3 parsec.
Jarak menuju gugus bintang Pleiades adalah 135 parsec.
Jarak menuju pusat Galaksi: sekitar 8.5 kpc.
Jarak menuju Galaksi Andromeda: 780 kpc.
Jarak menuju Galaksi M51: 7 Mpc
(Perkiraan) jari-jari alam semesta kita: 24 Gigaparsec(!) atau Gpc. 1 Gpc = 1000 Mpc

Ångström

Ini juga satuan jarak, namun berbeda dengan satuan-satuan jarak yang telah dibahas di atas, kali ini adalah satuan jarak yang teramat kecil: 1 Ångström = 1/10 nanometer atau sama dengan satu per 10 milyar meter. Bersama dengan nanometer dan mikrometer (mikron), astronom menggunakan satuan ini untuk menyatakan panjang gelombang elektromagnetik yang mereka amati. Sinar ultraviolet, misalnya, berkisar antara 3000 hingga 4000 Angstrom, sementara sinar inframerah dapat berkisar antara 7000 hingga 30000 Angstrom.