Mengenal Gerak Presesi Bumi

Pernah memperhatikan gasing yang sedang berputar? Dalam waktu bersamaan gasing akan mengalami dua gerakan sekaligus. Pertama adalah perputaran gasing pada sumbunya yang disebut rotasi. Kedua adalah perputaran sumbunya terhadap garis normal yang disebut presesi. Kedua perputaran itu pun terjadi pada Bumi.

Presesi bumi adalah perputaran sumbu rotasi bumi terhadap sumbu ekliptik. Gerak presesi bumi menyebabkan perubahan orientasi poros bumi terhadap bintang-bintang latar. Sehingga letak kutub langit utara dan selatan akan terlihat berubah dalam periode tertentu. Dan dalam waktu bersamaan letak titik-titik equinox pun berubah. Sehingga perlahan Matahari akan terlihat berpindah tempat setiap tahunnya.

presesi bumi
Kutub langit selatan di Bromo, Indonesia. Kredit: Martin Marthadinata.

Umat manusia berabad-abad Sebelum Masehi telah menemukan tanda pergerakan presesi bumi dengan mengamati pergeseran letak bintang-bintang. Namun pada waktu itu belum diketahui seberapa besar nilai pergerseran presesi bumi dan apa penyebabnya. Hipparcuhus disebut sebagai orang pertama yang telah memperkirakan besar nilai dari presesi bumi pada abad kedua Sebelum Masehi.

Hipparchus mengamati letak bintang-bintang terang seperti Spica dan membandingkannya dengan pengamatan dari Timocharis dan Aristillus pada abad ketiga Sebelum Masehi. Dari perbandingan pengamatan lintas generasi itu diketahui bahwa Spica telah berpindah sekitar 2 derajat terhadap titik autumnal equinox. Hipparchus memperoleh nilai pergerakan presesi bumi tidak kurang dari 1 derajat dalam seabad. Dan untuk menempuh satu putaran 360 derajat maka periode presesi bumi membutuhkan waktu 36.000 tahun.

Pengamatan pada gerak presesi bumi terus berlanjut. Dan dengan perhitungan yang lebih akurat pada masa ini diketahui periode gerak presesi bumi adalah 26.700 tahun. Sedangkan besar pergeseran bintang yang diakibatkan gerak presesi bumi adalah 50,3 detik busur per tahun. Nilai itu setara dengan 1 derajat setiap 71,6 tahun atau 83 menit busur dalam satu abad. Sangat kecil. Namun pasti.

Penyebab Presesi Bumi

Gerak presesi pada Bumi dan gasing. Kredit: cuny.edu.

Bumi berbentuk bulat pepat bukan bulat sempurna. Diameter di bagian ekuator lebih besar daripada di bagian kutub dengan selisih mencapai 43 kilometer. Perbedaan ukuran diamater ini menyebabkan sebaran massa bumi tidak merata. Dengan massa di bagian ekuator lebih besar dibanding di bagian kutub. Dan karena sebaran massa yang lebih besar di bagian ekuator, maka pengaruh gravitasi matahari pun akan lebih besar di bagian ekuator.

Selain itu diketahui poros rotasi bumi tidak tegak lurus terhadap bidangnya mengelilingi Matahari, atau biasa disebut bidang ekliptik. Poros rotasi bumi memiliki kemiringan sebesar 23,5 derajat terhadap ekliptik. Dan karena kemiringan poros rotasi bumi ini maka letak ekuator dan ekliptik tidak selalu dalam satu bidang. Kadang ekuator berada di atas ekliptik, kadang di bawahnya.

Mekanisme presesi bumi. Kredit: kalastro.id.

Seperti yang telah dipahami, tarikan gravitasi matahari pada ekuator akan lebih besar di banding pada bagian permukaan bumi yang lain. Karena itu jika letak ekuator tidak sebidang dengan ekliptik, maka ekuator akan tertarik gravitasi matahari menuju bidang ekliptik. Akibat dari tertariknya ekuator ke ekliptik maka poros rotasi bumi pun akan bergeser ke kutub ekliptik. Karena dalam proses ini Bumi tengah mengelilingi Matahari maka pergeseran poros rotasi bumi akan membentuk lingkaran yang mengelilingi kutub ekliptik.

Namun pergeseran poros rotasi bumi tidak hanya mutlak dipengaruhi oleh Matahari. Bulan sebagai satelit alami yang dimiliki Bumi juga menyumbang pengaruh sendiri. Karena tarikan gravitasi bulan maka akan terjadi gerakan bergelombang naik dan turun pada lingkaran presesi bumi. Pola gerakan bergelombang pada presesi bumi dikenal sebagai gerak nutasi. Namun karena massa bulan jauh lebih rendah maka gerak nutasi tidak terlalu berpengaruh. Gerak nutasi hanya memiliki periode 18,6 tahun dan amplitudo 9,2 detik busur.

Pergantian Bintang Kutub

Peradaban manusia hari ini memiliki Polaris sebagai bintang kutub utara. Ini terjadi karena poros utara bumi sedang mengarah pada titik yang berdekatan dengan Polaris. Sehingga meski Bumi terus berotasi, namun Polaris akan relatif diam pada tempatnya. Tidak terbit, tidak tenggelam, dan tidak ikut berputar mengitari kita. Namun itu tidak akan berlangsung selamanya. Karena gerak presesi bumi maka arah poros rotasi bumi perlahan berubah. Dan bintang kutub pun akan berganti.

Lingkaran presesi di belahan langit uutara dan selatan. Kredit: Wikipedia.

Pergerakan presesi bumi akan membuat arah poros bumi atau arah kutub langit perlahan-lahan berpindah tempat. Membentuk suatu lingkaran presesi yang mengelilingi kutub ekliptik di utara dan selatan. Karena perpindahan arah kutub langit ini maka bintang-bintang yang berdekatan dengan arah kutub langit pun akan berubah-ubah. Dan bintang yang paling dekat dengan arah kutub langit pada waktu itu pun akan menjadi bintang kutub.

Sekitar 5.000 tahun yang lalu di zaman Mesir Kuno bintang utara adalah Thuban di Rasi Draco. Lalu memasuki awal Tahun Masehi bintang utara berganti menjadi Kochab di Rasi Ursa Minor. Kemudian bintang utara berganti lagi menjadi Polaris sebagaimana yang kita kenal hari ini. Bintang utara akan terus berganti hingga sampai ke Vega di Rasi Lyra dalam 12.000 tahun mendatang.

Menariknya ketika Vega menjadi bintang utara nanti bintang selatan pun akan berganti menjadi Canopus di Rasi Carina. Jadi dalam beberapa ribu tahun mendatang umat manusia akan memiliki dua bintang kutub terang sekaligus. Namun kelak kedua bintang terang itu tidak akan terlalu dekat pada kutub langit. Bintang-bintang kutub akan berganti dan kembali menjadi bintang kutub dalam selang 26.700 tahun.

Pergeseran Musim

Kemiringan poros bumi membuat belahan bumi utara dan selatan bergantian condong ke Matahari. Ketika belahan bumi utara condong ke Matahari maka belahan bumi utara akan kelimpahan sinar matahari. Oleh karena itu di belahan bumi utara akan mengalami musim semi dan musim panas. Sedangkan pada waktu yang sama di belahan bumi selatan akan kekurangan sinar matahari sehingga mengalami musim gugur dan musim dingin.

Pergantian musim berdasarkan kecondongan belahan bumi terhadap Matahari bisa ditandai oleh titik-titik equinox atau titik-titik awal musim. Misalnya vernal equinox atau titik awal musim semi. Vernal equinox terjadi ketika tidak ada kecondongan belahan bumi tertentu terhadap Matahari. Pada waktu itu Matahari akan terlihat berada di ekuator sehingga mampu menyinari seluruh permukaan bumi secara merata.

Kecondongan bumi saat dan setelah vernal equinox. Kredit: timeanddate.com.

Namun tepat setelah vernal equinox belahan bumi utara akan mulai condong ke Matahari. Jadi setelah vernal equinox maka belahan bumi utara akan mulai kelipahan sinar matahari dan mengalami musim semi. Sedangkan belahan bumi selatan akan mulai kekurangan sinar matahari dan mengalami musim gugur. Di Indonesia sendiri vernal equinox menandakan awal musim kemarau. Karena angin kering dari daratan asia akan mulai berhembus ke Indonesia.

Pada masa ini vernal equinox akan terjadi pada tiap akhir Maret sehingga kadang disebut March Equinox. Namun pada kenyataannya gerak presesi bumi membuat kecondongan belahan bumi terhadap Matahari tidak tepat tiap tahun. Melainkan lebih lambat sekitar 20 menit per tahun. Dengan begitu pada beberapa tahun ke depan vernal equinox akan bergeser ke awal April dan sebutannya pun berganti April Equinox.

Pergeseran musim akibat presesi bumi. Kredit: Wikipedia.

Seiring bergesernya waktu vernal equinox dan titik-titik equinox lainnya maka waktu pergantian musim pun akan turut bergeser. Kelak awal musim semi di belahan bumi utara akan berlangsung pada April, lalu Mei, kemudian Juni, dan seterusnya. Dan jika hari ini kita mengenal Natal dan Tahun Baru sangat identik dengan musim dingin. Maka kelak musimnya akan berubah menjadi musim gugur, musim panas, musim semi, hingga kembali lagi menjadi musim dingin.

Pergeseran musim pun akan terjadi di belahan bumi selatan maupun di Indonesia. Jika dahulu para petani di Indonesia mengenali awal musim dengan melihat suatu rasi bintang tertentu. Maka perlahan rasi bintang yang sama akan terlihat lebih cepat sebelum musim yang dimaksud datang. Sehingga kelak para petani harus mencari rasi bintang lain yang lebih sesuai. Dan budaya kita pun akan berubah.

Perubahan Zodiak

Dari Bumi kita akan melihat Matahari berpindah posisi di sepanjang garis ekliptik. Sedangkan garis ekliptik tersebut pun melintasi beberapa rasi bintang. Sehingga Matahari juga akan terlihat berpindah dari satu rasi ke rasi lain di sepanjang garis ekliptik. Manusia kemudian membagi waktu-waktu berdasarkan keberadaan Matahari pada tiap rasi bintang dalam zodiak-zodiak.

Matahari akan berada pada Rasi Aquarius pada akhir Januari hingga Akhir Februari. Oleh karena itu pada akhir Januari hingga akhir Februari ditentukan sebagai zodiak Aquarius. Pengunaan zodiak pun beragam. Namun yang paling populer mungkin adalah dalam astrologi untuk menentukan watak dan nasib seseorang. Dalam astrologi, seseorang yang akan lahir pada akhir Januari hingga akhir Februari akan berzodiak Aquarius.

Keberadaan Matahari menentukan zodiak. Kredit: Addson-Wealey.

Namun akibat presesi poros bumi maka letak Matahari terhadap suatu rasi bintang tidak akan tetap. Matahari akan bergerak lebih lambat sehingga dalam waktu yang sama Matahari akan bergeser ke rasi bintang berikutnya. Misal pada masa ini ketika di titik vernal equinox Matahari berada pada Rasi Pisces. Namun perlahan-lahan dengan bergesernya vernal equinox maka Matahari pun akan berpindah ke Rasi Aquarius. Jadi jika pada masa ini seseorang berzodiak Pisces, maka kelak seseorang yang lahir pada tanggal yang sama akan berzodiak Aquarius. Begitu pun seterusnya.

Akibat waktu zodiak yang berubah-ubah maka dikenal pula Masa Zodiak atau Age of Zodiac. Hari ini kita berada pada Age of Pisces karena ketika di titik vernal equinox Matahari sedang berada di Rasi Pisces. Namun ini tidak akan lama karena Matahari akan mulai memasuki Rasi Aquarius dalam beberapa ratus tahun ke depan. Kemudian Age of Aquarius pun akan dimulai.

Berubah-ubahnya zodiak barangkali menjadi pengingat bagi kita: Bagaimana zodiak bisa memastikan nasib sesorang sedangkan zodiak itu sendiri tidak pasti? Sebagaimana bintang kutub ataupun musim yang berubah zodiak pun selayaknya hanya menjadi kekayaan peradaban tiap generasi umat manusia. Karena semua pasti berubah. Dan yang tidak pernah berubah hanyalah perubahan itu sendiri.

Tidak ada komentar:

Posting Komentar