23 April 2011

ANIMASI GEOGRAFI-5



Matahari atau juga disebut Surya (dari nama Dewa "Surya" - Dewa Matahari dalam kepercayaan Hindu) adalah bintang terdekat dengan Bumi dengan jarak rata-rata 149.680.000 kilometer (93.026.724 mil). Matahari serta kedelapan buah planet (yang sudah diketahui/ditemukan oleh manusia) membentuk Tata Surya. Matahari dikategorikan sebagai bintang kecil jenis G.
Ilustrasi struktur dari matahari
Matahari adalah suatu bola gas yang pijar dan ternyata tidak berbentuk bulat betul. Matahari mempunyai katulistiwa dan kutub karena gerak rotasinya. Garis tengah ekuatorialnya 864.000 mil, sedangkan garis tengah antar kutubnya 43 mil lebih pendek. Matahari merupakan anggota Tata Surya yang paling besar, karena 98% massa Tata Surya terkumpul pada matahari.
Di samping sebagai pusat peredaran, matahari juga merupakan pusat sumber tenaga di lingkungan tata surya. Matahari terdiri dari inti dan tiga lapisan kulit, masing-masing fotosfer, kromosfer dan korona. Untuk terus bersinar, matahari, yang terdiri dari gas panas menukar zat hidrogen dengan zat helium melalui reaksi fusi nuklir pada kadar 600 juta ton, dengan itu kehilangan empat juta ton massa setiap saat.
Matahari dipercayai terbentuk pada 4,6 miliar tahun lalu. Kepadatan massa matahari adalah 1,41 berbanding massa air. Jumlah tenaga matahari yang sampai ke permukaan Bumi yang dikenali sebagai konstan surya menyamai 1.370 watt per meter persegi setiap saat. Matahari sebagai pusat Tata Surya merupakan bintang generasi kedua. Material dari matahari terbentuk dari ledakan bintang generasi pertama seperti yang diyakini oleh ilmuwan, bahwasanya alam semesta ini terbentuk oleh ledakan big bang sekitar 14.000 juta tahun lalu.
Jarak matahari dari bumi

Jarak matahari ke bumi adalah 149.669.000 kilometer (93.000.000 mil). Jarak ini dikenal sebagai satuan astronomi dan biasa dibulatkan (untuk penyederhanaan hitungan) menjadi 148 juta km. Dibandingkan dengan bumi, diameter matahari kira-kira 112 kalinya. Gaya tarik matahari kira-kira 30 kali gaya tarik bumi. Sinar matahari menempuh masa delapan menit untuk sampai ke Bumi. Kuatnya pancaran sinar matahari dapat mengakibatkan kerusakan pada jaringan sensor mata dan mengakibatkan kebutaan.

Suhu
Menurut perhitungan para ahli, temperatur di permukaan matahari sekitar 6.000 °C namun ada juga yang menyebutkan suhu permukaan sebesar 5.500 °C. Jenis batuan atau logam apapun yang ada di Bumi ini akan lebur pada suhu setinggi itu. Temperatur tertinggi terletak di bagian tengahnya yang diperkirakan tidak kurang dari 25 juta derajat Celsius namun disebutkan juga kalau suhu pada intinya 15 juta derajat Celsius. Ada pula yang menyebutkan temperatur di inti matahari kira kira sekitar 13.889.000 °C. Menurut JR Meyer, panas matahari berasal dari batu meteor yang berjatuhan dengan kecepatan tinggi pada permukaan matahari. Sedangkan menurut teori kontraksi H Helmholz, panas itu berasal dari menyusutnya bola gas. Ahli lain, Dr Bothe menyatakan bahwa panas tersebut berasal dari reaksi-reaksi termonuklir yang juga disebut reaksi hidrogen helium sintetis.

Perputaran Matahari
Karena Matahari tidak berbentuk padat melainkan dalam bentuk plasma, menyebabkan rotasinya lebih cepat di khatulistiwa daripada di kutub. Rotasi pada wilayah khatulistiwanya adalah sekitar 25 hari dan 35 hari pada wilayah kutub. Setiap putaran dan mempunyai gravitasi 27,9 kali gravitasi Bumi. Terdapat julangan gas teramat panas yang dapat mencapai hingga beribu bahkan berjuta kilometer ke angkasa. Semburan matahari 'sun flare' ini dapat mengganggu gelombang komunikasi seperti radio, TV dan radar di Bumi dan mampu merusak satelit atau stasiun angkasa yang tidak terlindungi. Matahari juga menghasilkan gelombang radio, gelombang ultra-violet, sinar infra-merah, sinar-X dan angin matahari yang merebak ke seluruh tata surya.
Bumi terlindungi daripada angin matahari oleh medan magnet bumi, sementara lapisan ozon pula melindungi Bumi daripada sinar ultra-violet dan sinar infra-merah. Terdapat bintik matahari yang muncul dari masa ke masa pada matahari yang disebabkan oleh perbedaan suhu di permukaan matahari. Bintik matahari itu menandakan kawasan yang "kurang panas" berbanding kawasan lain dan mencapai keluasan melebihi ukuran Bumi. Kadang-kala peredaran Bulan mengelilingi bumi menghalangi sinaran matahari yang sampai ke Bumi, oleh itu mengakibatkan terjadinya gerhana matahari.

Prominensa
Lidah api yang ada di matahari atau juga disebut Prominensa merupakan bagian matahari yang sangat besar, terang yang mencuat keluar dari permukaan matahari, seringkali berbentuk loop (putaran). Tanggal 26-27 September 2009 lalu, wahana ruang angkasa (Stereo A dan Stereo B) yang khusus memantau matahari merekam fenomena selama 30 jam ini.
Prominensa terjadi di lapisan photosphere pada matahari dan bergerak keluar menuju korona matahari. Jika korona merupakan gas-gas yang telah diionisasikan menjadi sangat panas, dinamakan plasma yang tidak begitu memperlihatkan cahayanya, prominensa berisikan plasma yang lebih dingin.
Prominensa biasanya menjulur hingga ribuan kilometer; yang terbesar yang pernah diamati terlihat pada tahun 1997 dengan panjang sekitar 350.000 kilometer - sekitar 28 kali diameter bumi. Massa di dalam prominensa berisikan material dengan berat hingga 100 miliar ton.

Gerakan Matahari
Matahari mempunyai dua macam gerakan sebagai berikut :
Rotasi mengelilingi sumbunya, lamanya 25 1/2 hari satu kali putaran. Gerakan rotasi dapat dibuktikan dengan terlihat noda-noda hitam di bagian inti yang kadang-kadang berada di sebelah kanan dan kira-kira 2 minggu berada di sebelah kiri.
Bergerak di antara gugusan-gugusan bintang. Selain berotasi, matahari bergerak di antara gugusan bintang dengan kecepatan 20 km per detik, pergerakan itu mengelilingi pusat galaksi.

Manfaat matahari
Matahari mempunyai fungsi yang sangat penting bagi bumi. Energi pancaran matahari telah membuat bumi tetap hangat bagi kehidupan, membuat udara dan air di bumi bersirkulasi, tumbuhan bisa berfotosintesis, dan banyak hal lainnya.
Merupakan sumber energi (sinar panas). Energi yang terkandung dalam batu bara dan minyak bumi sebenarnya juga berasal dari matahari.
Mengontrol stabilitas peredaran bumi yang juga berarti mengontrol terjadinya siang dan malam, tahun serta mengontrol planet-planet lainnya. Tanpa matahari, sulit dibayangkan kalau akan ada kehidupan di bumi.
SUMBER: http://id.wikipedia.org/wiki/Matahari
Sebuah kenyataan bahwa planet2 di tata surya ini termasuk juga bumi berputar mengelilingi matahari. Teori gravitasi newton menjelaskan bahwa planet2 tersebut berputar pada orbitnya mengelilingi matahari karena adanya gaya tarik-menarik antar benda. Selanjutnya, hukum gerak Newton menjelaskan bahwa pada dasarnya arah gerak itu lurus begitu juga gerak planet, namun gerak lurus planet itu didistorsi oleh gaya berat matahari yang kemudian mejadikan gerak itu berpentuk elips. Hukum gerak selanjutnya menerangkan, planet pada saat semula tidak boleh dalam keadaan diam karena bila demikian, planet yang bersangkutan akan tertarik dan jatuh ke permukaan Matahari. Nah, pertanyaan sophie adalah, adakah teori yang menjelaskan "gerak awal" planet-planet? Ada ga teori yang menjelaskan kenapa planet2 tersebut bergerak? Lebih jauh, adakah teori yang menjelaskan kenapa planet2 termasuk bumi juga bergerak (berputar) pada porosnya?
Semua gerak benda ditentukan oleh kondisi awal alam semesta ketika terjadi Big Bang. Selanjutnya hukum hukum alamlah yang bekerja.
Mulai dengan radiasi dominan dengan suhu sekitar 10 pangkat 40 derajat K, kemudian semseta mendingin karena pengembangannya, terjadi materi yang semuanya dalam keadaan bergerak, sehingga terjadi sistem matahari kita dengan kondisi dalam keadaan bergerak, secara keseluruhan sistem matahari dalam keadaan berputar seperti gerak planet yang sekarang beredar mengelilingi matahari yang geraknya terlalu dekat dengan matahari sudah tentu sudah tertelan oleh matahari. Demikian juga perputaran pada poros diakibatkan interaksi pada awal terjadinya sistem matahari.

Dari partikel yg terkecil s/d universe ada "dasar2 keberadaan" yg sama, yaitu elektron mengelilingi nukleus-nya dalam suatu orbital. Dalam skala yg besar bulan mengelilingi bumi dan bersama-sama mengelilingi matahari.

Kenapa mereka harus bergerak? Take it for granted, kita berada di suatu universe pada jaman yg "keberadaan" itu berdasar suatu orbit disuatu ruang orbital, dari partikel terkecil sampai universe. Apa harus mutlak demikian? Sejauh manusia bisa berpikir, memang demikianlah adanya. Andaikan ruang kosong di universe itu zat cair maka hukum keberadaan pasti akan beda lagi.

In short: kita ini hidup di suatu ruang orbital yg sangat (1000x) besar dimana keberadaan itu muncul karena ada partikel2 yg mengorbit pada induknya.
materi referensi:
Tiga abad yang lalu tercatat suatu peristiwa penting dalam sejarah usaha manusia memahami kelakuan alam sekitarnya, khususnya dalam pengembangan ilmu fisika. Betapa tidak, di tahun 1687 terbit edisi pertama buku Principia karya Sir Isaac Newton (1642-1727), ilmuwan fisika-matematika kenamaan berkebangsaan Inggris. Dalam buku itu hukum gaya berat atau gravitasi diumumkan pengarangnya. Ia adalah hukum alam yang berperan sebagai kunci penyingkap tabir rahasia gejala berat, yang penuh teka-teki namun menarik dan menantang. Untuk mengenang tiga ratus tahun diumumkannya hukum ini, tulisan berikut mencoba memberi suatu tinjauan ulang ringkas mengenai latar belakang penemuannya, penerapannya (dalam astronomi) dan pula menunjuk akan keterbatasannya sebagai suatu teori fisika yang mendasar dan tuntas.

Andaikanlah, dalam tangan Anda tergenggam sebuah batu. Bila batu tersebut dilepaskan, Anda saksikan batu segera jatuh ke permukaan bumi. Sepintas lalu kejadian ini tidaklah aneh karena telah sering kita saksikan. Tetapi pernahkah timbul dalam pikiran Anda, mengapa batu tersebut selalu jatuh ke bawah menuju ke permukaan bumi dan tidak dalam arah sebaliknya atau tetap diam di tempatnya?

Pertanyaan di atas dan yang sejenisnya ternyata bukan pertanyaan sederhana karena telah melibatkan cukup banyak ilmuwan kenamaan abad 16 dan 17 dalam usaha untuk mendapatkan jawabannya. Bahkan tercatat bahwa Aristoteles, filsuf Yunani Kuno kenamaan di abad 4 sebelum Masehi terlibat pula dalam usaha pemahaman teka-teki alam ini. Dengan menerapkan cara pendekatan pemikiran rasional, yang dianut dewasa itu dalam usaha memahami kelakuan alam, Aristoteles tiba pada kesimpulan berikut. Bila dua benda yang beratnya tak sama, dilepaskan pada saat dan dari ketinggian yang sama, maka benda yang lebih berat akan terlebih dahulu menyentuh tanah.

Pendapat Aristoteles ini ternyata keliru. Namun karena kearistokratannya, pendapatnya ini dapat bertahan kurang lebih 20 abad untuk kemudian dikoreksi oleh Bapak Fisika Modern, Galileo Galilei (1564-1642), ilmuwan fisika berkebangsaan Italia. Meskipun Galileo berhasil mengoreksi pendapat Aristoteles ini, namun ia sendiri belum dapat memberikan jawaban kunci yang memuaskan terhadap pertanyaan kita di atas.

Newton menjawabnya

Ternyata baru menjelang berakhirnya abad ke-17 Sir Isaac Newton (1642-1727), seorang ilmuwan Inggris, berhasil menyingkap tabir teka-teki alam yang menarik perhatian itu. Mengenai penemuannya, ada sebuah lelucon menarik yang menceritakan, jawaban itu diperoleh ketika sebuah apel jatuh ke kepalanya sewaktu ia sedang merenungi masalah ini di bawah sebatang pohon apel di pekarangannya (apakah buah apel ini mengenai kepalanya, diragukan kebenarannya). Diceritakan, kejadian ini mengilhaminya untuk menemukan hukum yang kemudian terkenal dengan nama "Hukum Gaya Berat (Gravitasi) Newton (1687)".

Hukum ini menyatakan, dua benda yang terpisah oleh jarak tertentu cenderung tarik-menarik dengan gaya (atau kekuatan) alamiah yang sebanding dengan massa (atau ukuran kepadatan atau berat) masing-masing benda dan juga berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara keduanya.

Kembali ke pertanyaan kita di atas, terdapat dua benda yang saling mempengaruhi, yaitu Bumi dan batu kecil yang semula berada dalam tangan. Gaya atau kekuatan tarikan Bumi pada batu itu sebagaimana dinyatakan oleh hukum di atas disebut gaya berat atau gaya gravitasi atau yang lebih sering dikenal dengan sebutan berat batu. Sebaliknya pun berlaku. Bumi ditarik oleh batu kecil itu dengan gaya atau kekuatan yang sama besar. Di sini jarak antara batu dan Bumi dihitung dari batu ke pusat Bumi yang berada sekitar 3.670 kilometer di bawah permukaan Bumi.

Nampaknya dengan bantuan Hukum Gaya Berat Newton ini, kita mulai sedikit memahami asal-usul penyebab jatuhnya batu kecil tersebut ke permukaan Bumi. Tetapi rasanya masih ada yang mengganjal apabila kita hendak menerapkan hukum ini secara langsung. Mengapa justru batu yang tertarik jatuh menuju ke permukaan Bumi dan bukan sebaliknya Bumi yang tertarik ke atas menuju batu kecil yang Anda lepaskan? Mengapa ini dijawab melalui Hukum Newton berikut dalam cabang ilmu fisika yang mengkhususkan pada permasalahan gerak dan penyebabnya, yaitu cabang mekanika.

Hukum Newton Kedua atau Hukum Gerak

Hukum ini dasarnya menyatakan hubungan antara gaya dan gerak yang menempatkan keduanya sebagai suatu hubungan sebab-akibat. Di sini gaya dikaitkan dengan kekuatan mendorong atau menarik yang berperan sebagai penyebab "perubahan gerak" sebuah benda. Atau lebih terinci lagi, gaya adalah penyebab perubahan besar kecepatan (laju) dan arah gerak (arah kecepatan) benda. Dan Hukum Newton kedua ini menyatakan, besarnya perubahan gerak benda yang secara pengukuran disebut percepatan berbanding terbalik dengan massa benda itu dan berbanding lurus dengan gaya penyebabnya. Besaran massa di atas, yang samar-samar pengertiannya, dapat disetarakan dengan berat benda (ingat Hukum Gaya Berat Newton) dan secara fisika merupakan ukuran keengganan benda untuk mengubah keadaan gerak semula. Jadi secara fisika hukum ini menyatakan, benda yang massanya lebih besar (atau lebih berat) enggan sekali mengubah keadaan geraknya semula sedangkan yang jauh lebih kecil massanya (jadi lebih ringan) memperlihatkan perilaku yang lebih luwes. Dengan demikian, benda yang massanya besar sekali, bila semula berada dalam keadaan diam, cenderung untuk tetap berada dalam keadaan diam.

Nah, pada masalah kita di atas, massa bumi jauh lebih besar daripada massa batu kecil itu. Dengan demikian terungkaplah sekarang secara jelas bagi kita apa penyebabnya tertariknya batu kecil itu (melalui Hukum Gaya Berat Newton) dan mengapa jatuhnya haruslah ke permukaan Bumi (melalui Hukum Gerak Newton).

Sistem Ptolemaeus dan Kopernik

Sebelum abad 15 para ilmuwan astronomi menganut pandangan yang menyatakan bahwa Bumi adalah pusat jagat raya dan semua benda langit bergerak mengelilinginya. Sistem jagat raya dalam pandangan ini disebut sistem Ptolemaeus untuk menghormati ilmuwan astronomi Mesir kuno kenamaan yang pertama kali secara tertulis mengumumkan pandangan di atas dalam abad ke-2 sebelum Masehi. Pandangan Ptolemaeus ini memang sesuai dengan apa yang kita amati, dan memang tidak ada yang salah dalam pandangan ini. Akan tetapi bila sistem Ptolemaeus digambarkan di atas kertas, maka gerak benda langit menjadi sulit dan rumit untuk ditelusuri.

Barulah menjelang pertengahan abad 16 seorang ilmuwan astronomi berkebangsaan Polandia, Nicolaus Kopernik (1473-1543) mengemukakan, gerak benda langit akan menjadi lebih sederhana apabila Matahari yang dipandang sebagai pusat jagat raya. Secara tegas ia mengatakan, bukan Matahari yang bergerak mengelilingi Bumi seperti dalam pandangan Ptolemaeus yang dianut selama itu, tetapi justru sebaliknya, Bumilah bersama benda langit lainnya yang bergerak mengelilingi Matahari.

Karena dalam sistem Kopernik gerak benda langit tampak menjadi lebih sederhana dan pula memudahkan pengelompokan keluarga benda langit secara bersistem, maka sejak diumumkannya pandangan ini para ilmuwan astronomi segera beralih ke pandangan Kopernik. Dalam pandangan Kopernik ini para ilmuwan kemudian mengemukakan apa yang dikenal dengan Sistem Tata Surya, yaitu kelompok atau keluarga benda langit yang bergerak mengelilingi Matahari.

Orbit planet

Khusus mengenai peredaran Bumi kita beserta sejumlah planet lain mengelilingi Sang Surya. Tycho Brahe (1546-1601), seorang ilmuwan astronomi kenamaan berkebangsaan Denmark, secara tekun berhasil mengumpulkan data pengamatan yang cukup lengkap mengenai perubahan kedudukan planet pada saat-saat tertentu terhadap Matahari. Data ini kemudian dipelajari oleh salah seorang muridnya yang terkenal, Johanes Kepler (1571-1630). Berkat ketekunannya selama dua puluh tahun, akhirnya Kepler memperoleh kesimpulan menarik berikut: orbit atau garis edar planet ternyata bentuknya tidaklah sembarang tetapi berupa suatu jorong atau elips dengan Sang Surya berada pada salah satu titik apinya. Kesimpulannya ini dikenal sebagai Hukum Orbit.

Orbit planet yang berbentuk elips dapat kita gambarkan seperti pada gambar 1 yang memperlihatkan Matahari berada pada salah satu titik apinya, M. Disamping itu Kepler menemukan pula hukum periode.

Kepler juga menemukan hukum lain yang mengukur perubahan besar kecepatan planet selama geraknya mengelilingi Matahari, yang dikenal sebagai hukumnya yang ketiga. Ketiga Hukum Kepler di atas mengungkapkan suatu kenyataan alam yang sungguh menarik yang sama sekali tidak diduga sebelumnya. Tetapi mengapa gerak planet mengitari Sang Surya ini harus tunduk kepada Ketiga Hukum Kepler?

Kembali Newton menjawab

Ketiga Hukum Kepler di atas diumumkan antara tahun 1609 dan 1619, jadi jauh sebelum Isaac Newton dilahirkan secara prematur pada tanggal 25 Desember 1642. Pertanyaan di atas ternyata baru terjawab oleh Teori Gaya Berat Newton yang mengungkapkan adanya gaya tarik Matahari pada planet yang massanya jauh lebih kecil dibandingkan dengan massa Matahari, dan oleh hukum geraknya yang menerangkan bagaimana perubahan gerak planet akibat pengaruh gaya berat ini.

Jadi gaya berat inilah yang berperan mengubah keadaan gerak planet dari keadaan geraknya yang semula cenderung diam atau bergerak dengan kecepatan tetap sepanjang garis lurus. Hukum gerak selanjutnya menerangkan, planet pada saat semula tidak boleh dalam keadaan diam karena bila demikian, planet yang bersangkutan akan tertarik dan jatuh ke permukaan Matahari. Jadi ia tentulah bergerak dengan kecepatan awal tertentu terhadap Matahari dan tentulah menyimpang dari arah yang menuju kedudukan Matahari. Maka dalam keadaan gerak yang demikian, lintasan atau garis edarnya dapat berupa salah satu dari keempat irisan kerucut berikut yakni lingkaran, elips, hiperbola atau parabola.

Bahwa planet ternyata bergerak dalam orbit elips dan tidak dalam bentuk irisan kerucut lainnya,
Hasil pengukuran yang akurat yang dilakukan para ahli mengenai lintasan planet-planet mengindikasikan bahwa lintasannya tidak bisa persis berbentuk elips sebagaimana yang diturunkan dari hukum Kepler. Keharusan berlakunya hukum gravitasi membuat adanya sedikit penyimpangan dari orbit yang berbentuk elips sempurna. Gangguan atau getaran yang ditimbulkan gravitasi planet ini digunakan sebagai salah satu metode penemuan planet-planet baru.
Hukum Gravitasi Universal
Dalam penelitian Newton tentang orbit planet-planet, ia menyimpulkan bahwa dibutuhkan gaya untuk mempertahankan planet-planet itu di orbitnya di sekeliling matahari. Hal ini membuatnya percaya pasti ada juga gaya gravitasi yang bekerja antara matahari dan planet-planet untuk tetap berada di orbitnya masing-masing. Lebih jauh Newton menyimpulkan jika gravitasi bekerja diantara matahari dan planet -planet, maka hukum ini berlaku untuk semua benda. Dengan dasar pemikiran demikian ia mengusulkan hukum gravitasi universal-nya yang terkenal, yang dinyatakan sebagai berikut:
“every point mass in the universe attracts every other point mass with a force that is directly proportional to the product of their masses and inversely proportional to the square of the distance between them”.
http://en.wikipedia.org/wiki/Newton
“setiap materi yang memiliki massa (partikel) di alam semesta menarik partikel lainnya dengan gaya yang berbanding lurus dengan besarnya massa partikel tersebut dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara keduanya.

Gambar 2. Sir Isaac Newton (1643-1727), Ahli Matematika, Filosuf dan Astronom berkebangsaan Inggris. Pemikirannya telah mengungkap sekian banyak rahasia dari hukum-hukum yang bekerja di alam semesta
Maksudnya, semua partikel di dunia ini menarik semua partikel lain dengan gaya yang terbalik dengan kuadrat jarak di antaranya.
Gaya ini berkerja sepanjang garis-garis yang menghubungkan kedua partikel itu. Besar gaya gravitasi dirmuskan sebagai berikut (lihat gambar 3) :
Dimana f1 dan f2 adalah gaya yang diberikan partikel, m1 dan m2 adalah masssa partikel, G = konstanta gravitasi dan r = adalah jarak antara kedua partikel.
Hukum Kepler tentang lintasan Planet
Sebelum Newton mengajukan hukum gravitasi universal di atas, seorang astronom Jerman Johannes Kepler (1571-1630) telah menghasilkan sejumlah karya astronomi yang menjelaskan secara rinci mengenai gerak planet di sekitar matahari. Karya Kepler tersebut dihasilkan setelah ia mempelajari data-data observasi yang dikumpulkan oleh Tyco Brahe (1546-1601) tentang posisi planet dan geraknya di luar angkasa. Di antara hasil karya Kepler terdapat tiga penemuan yang sekarang disebut sebagai Hukum Kepler tentang Gerak Planet.

Gambar 3. Formula Hukum Gravitasi Universal yang dirumuskan oleh Newton
Hukum-hukum Kepler tersebut adalah:
Pertama, lintasan planet mengelilingi matahari merupakan lintasan yang berbentuk elips dengan matahari terletak pada salah satu fokusnya.
Kedua, setiap planet bergerak sedemikian sehingga suatu garis khayal yang ditarik dari matahari ke planet tersebut mencakup daerah dengan luas yang sama dalam waktu yang sama
Ketiga, Perbandingan kuadrat periode waktu (waktu yang dibutuhkan untuk satu putaran mengelilingi matahari) dua planet yang mengitari matahari sama dengan perbandingan pangkat tiga jarak-rata-rata planet-planet tersebut dari matahari.
Hukum Kepler inilah yang digunakan Newton sebagai bukti dari hukum gravitasi universalnya. Tulisan lain yang terkait pembahasan hukum Kepler ini dapat dilihat dalam tulisan saya berikut:
http://aliboron.wordpress.com/2011/02/04/hukum-keppler/
Gravitasi Universal dan Gangguan Elips
Hasil pengukuran yang akurat yang dilakukan para ahli mengenai orbit-orbit planet mengindikasikan bahwa ternyata planet-planet tersebut tidak bisa tepat mengikuti hukum Kepler. Keharusan berlakunya hukum gravitasi membuat adanya sedikit penyimpangan dari orbit yang berbentuk elips sempurna. Penurunan rumusan elips sempurna dari hukum Kepler masih mengabaikan faktor-faktor gaya gravitasi dari planet-planet lain. Newton menyadari bahwa hal ini memang sudah bisa diperkirakan dari hukum gravitasi universal, bahwa “setiap benda yang ada di dunia menarik setiap benda lainnya”, karena setiap planet memberikan gaya gravitasi pada planet-planet yang lain. Karena massa matahari jauh lebih besar dari planet manapun, maka pengaruh gravitasi pada suatu planet yang diberikan oleh planet lain akan jauh lebih kecil dibandingkan dengan gravitasi yang diberikan oleh matahari. Tetapi karena gaya yang kecil ini, setiap orbit planet pasti menyimpang dari elips sempurna, terutama jika ada dua planet yang cukup dekat. Penyimpangan seperti ini, atau disebut gangguan, dari bentuk elips sempurna memang terdeteksi dengan cermat.
Gangguan Elips dan Penemuan Planet-Planet Baru
Penemuan Newton mengenai gangguan pada orbit Saturnus misalnya, merupakan petunjuk yang membantunya memformulasikan hukum gravitasi universal, bahwa semua benda secara umum menarik secara gravitasi. Penelitian selanjutnya mengenai gangguan lain menghasilkan penemuan Neptunus dan Pluto. Penyimpangan orbit Uranus, misalnya, tidak bisa disebut sebagai gangguan yang disebabkan oleh planet-planet lain yang telah diketahui sebelumnya. Perhitungan yang teliti pada abad sembilan-belas mengindikasikan bahwa penyimpangan ini bisa terjadi jika ada planet lain di sebelah luar dari sistem tata surya. Posisi ini diperkirakan dari penyimpangan orbit Uranus, dan teleskop yang difokuskan pada daerah tersebut bisa menemukannya dengan tepat; planet baru itu dinamakan Neptunus. Gangguan yang sama tetapi lebih kecil pada orbit Neptunus menghasilkan penemuan pluto pada tahun 1930.
Prinsip dalam teori di atas juga digunakan para astronom dewasa ini untuk mengetahui keberadaan planet-planet pada bintang-bintang jauh. Dari suatu pengamatan yang teliti disimpulkan bahwa ada planet-planet yang mengitari suatu bintang karena “getaran” setiap bintang disebabkan oleh gaya tarik gravitasi dari planet yang mengelilinginya. Penemuan-penemuan tersebut antara lain pada bintang 51 Pegasi yang sejauh ini diketahui dipengaruhi oleh planet dengan massa 0.6 kali dari massa yupiter. Bintang 51 Pegasi adalah bintang mirip Matahari berjarak 15.4 parsec (50.1 tahun cahaya) dari Bumi dalam konstelasi Pegasus. Bintang ini adalah bintang mirip matahari pertama yang ditemukan memiliki sebuah planet yang mengorbit dirinya, sebuah penemuan yang diumumkan pada 1995. Penemuan planet ekstrasurya diumumkan pada 6 Oktober 1995 oleh Michel Mayor dan Didier Queloz. Penemuan dilakukan menggunakan metode kecepatan radial di Observatoire de Haute-Provence.
Selain planet pada bintang 51 Pegasi, pada bintang 47 Ursae Mayoris juga diketahui ada suatu planet yang mempengaruhi dengan massa 3.5 kali massa Yupiter. Pencarian untuk menemukan planet yang mengiringi 47UMa dimulai pada tahun 1987, dengan menggunakan teknik kecepatan radial yang memanfaatkan efek Doppler. Metode ini digunakan karena jarak bintang 47UMa yang jauh dari bumi, sehingga bila bintang ini memiliki planet, para pengamat tidak dapat melihatnya secara visual.
Dengan teknik kecepatan radial, para pengamat meneliti variasi yang terjadi akibat gerak bintang yang mendekat dan menjauh saat mengitari titik pusat massa (tpm) bersama komponen lainnya. Jika ada benda lain disekitar bintang yang saling memberikan pengaruh gravitasi satu sama lain, maka gerak bintang terlihat bergelombang terhadap gerak titik pusat massa (tpm) sistem yang bergerak segaris.
Pengembangan hukum gravitasi universal Newton dan hukum-hukum gerak merupakan kemajuan intelektual yang besar. Dengan hukum-hukum inilah Newton bisa menjelaskan gerakan-gerakan benda di bumi dan luar angkasa. Gerakan benda-benda di bumi dan luar angkasa tampak mengikuti hukum yang sama. Keberhasilan Newton mengabungkan teori-teori dari hasil karya pendahulunya dengan sistemnya sendiri) sehingga melahirkan sesuatu yang besar yang dapat menjelaskan hukum-hukum yang bekerja di alam semesta akhirnya sering disebut sebagai sintesa Newton.

SUMBER: http://aliboron.wordpress.com/2011/04/22/hukum-gravitasi-universal-gangguan-elips-dan-penemuan-planet-planet/

Tidak ada komentar:

Poskan Komentar