2015 - Alasan Kenapa

Salah satu fenomena alam yang cukup menarik untuk diamati adalah fenomena gerhana matahari.

Mengapa demikian? Ini karena selain gerhana matahari terjadi di siang hari, dimana waktunya orang beraktivitas, gerhana matahari juga memiliki periode tertentu dengan beberapa jenis gerhana.
Bagaimana gerhana matahari bisa terjadi?

Secara sederhana, gerhana matahari terjadi karena posisi bulan berada satu garis di antara matahari dan bumi sehingga piringan bulan akan menutupi atau menghalangi piringan matahari. Pada posisi tersebut, bulan sedang berada pada fase bulan baru.

Seperti kita ketahui bulan mengelilingi bumi membutuhkan waktu 29,53 hari (periode sinodis). Artinya setiap 29,53 hari bulan berada pada posisi di antara bumi dan matahari.

Tapi tahukah Anda alasan kenapa gerhana matahari tidak terjadi sebulan sekali?

Penasaran?
Mau tahu alasannya?

Berikut alasannya :

Jika saja bidang orbit bumi mengelilingi matahari (atau sering disebut bidang ekliptika bumi) sebidang atau sejajar dengan bidang orbit bulan mengelilingi bumi maka pasti kita akan menyaksikan setidaknya 12 kali gerhana bulan dan 12 kali gerhana matahari silih berganti sepanjang tahun. Namun hal itu tidak akan pernah terjadi. Kita hanya menyaksikan rata-rata dua kali gerhana matahari dan dua kali gerhana bulan dalam tiap tahunnya.

Kenapa demikian? Itu karena bidang orbit bulan membentuk sudut 5,145^o (atau sering ditulis 5,2^o) terhadap bidang ekliptika bumi seperti tampak pada gambar di bawah ini:

Karena bidang orbit bulan dan bumi yang tidak sejajar maka gerhana matahari hanya akan terjadi jika bidang orbit bulan berpotongan dengan bidang ekliptika bumi dan posisi matahari dekat dengan titik simpul perpotongan kedua orbit tersebut atau posisi matahari, bulan dan bumi berada dalam satu garis simpul seperti posisi B dan D pada gambar di atas.

Mungkin Anda sekarang sudah memahami bagaimana gerhana matahari bisa terjadi dan memahami kenapa gerhana matahari tidak terjadi sebulan sekali.

Sebagai informasi tambahan, dari gambar di atas dapat dilihat bahwa jika terjadi gerhana matahari pada saat bulan baru, maka ½ bulan atau 14,765 hari kemudian (setelah gerhana matahari) sangat besar kemungkinan terjadi gerhana bulan (saat fase bulan penuh). Mengapa demikian? Ini karena bumi mengelilingi matahari membutuhkan waktu 365,24 hari, sedangkan bulan berganti dari fase bulan baru ke fase bulan penuh hanya membutuhkan waktu 14,765 hari sehingga posisi bumi relatif belum banyak berubah dari posisi saat fase bulan baru (posisi dimana bidang orbit bulan berpotongan dengan ekliptika bumi), artinya posisi bumi kurang lebih masih satu garis dengan matahari dan bulan sehingga memungkinkan terjadi gerhana bulan pada fase bulan penuh.

Berdasarkan penampakannya dari bumi, pada prinsipnya gerhana matahari dapat dibagi 3 (tiga), yakni gerhana matahari total, gerhana matahari sebagian dan gerhana matahari cincin. Meskipun kejadiannya cukup langka, gerhana matahari cincin dan gerhana matahari total bisa terjadi dalam satu waktu secara berurutan. Gerhana ini disebut gerhana matahari hybrid.

Selain dipengaruhi oleh sudut antara bidang orbit bulan dan bidang ekliptika bumi, gerhana matahari juga dipengaruhi oleh variasi jarak bumi ke matahari dan variasi jarak bulan ke bumi. Orbit bumi mengelilingi matahari pada dasarnya bukanlah lingkaran sempurna yang memiliki jari-jari tetap melainkan menyerupai bidang elips sehingga jarak bumi ke matahari selalu bervariasi dari waktu ke waktu. Demikian halnya dengan orbit bulan mengelilingi bumi juga memiliki variasi jarak sehingga jaraknya senantiasa berubah pada tiap-tiap titik orbit. Ada saatnya jarak bumi paling dekat dengan matahari dan ada saatnya paling jauh. Ada saatnya jarak bulan paling dekat dengan bumi dan ada saatnya paling jauh, seperti terlihat pada gambar di bawah:

Sekarang kita akan bahas satu per satu jenis-jenis gerhana matahari.

1. Gerhana matahari total terjadi saat bumi berada di titik terjauh dari matahari dan bulan berada di titik terdekat dari bumi (di gambar di atas pada posisi A) sehingga piringan bulan tampak lebih besar dari pada piringan matahari dan piringan bulan dapat menutupi seluruh piringan matahari. Meskipun ukuran matahari sekitar 400 kali dibandingkan ukuran bulan namun karena jarak rata-rata bumi ke matahari (secara kebetulan) juga sekitar 400 kali dibandingkan jarak bumi ke bulan maka ukuran piringan bulan tampak hampir sama dengan ukuran piringan matahari jika dilihat dari bumi. Ukuran piringan bulan dilihat dari bumi berkisar antara 95%-110% dibandingkan dengan ukuran piringan matahari. Jadi gerhana matahari total terjadi jika posisi matahari, bulan dan bumi segaris dan ukuran piringan bulan 100%-110% lebih besar dari pada ukuran piringan matahari. Berikut gambar gerhana matahari total:

2. Gerhana matahari cincin terjadi saat bumi berada di titik terdekat dari matahari dan bulan berada di titik terjauh dari bumi (di gambar di atas pada posisi B) sehingga piringan bulan tampak lebih kecil dari pada piringan matahari dan sinar matahari masih terlihat dari bumi namun berupa cincin melalui bayangan yang disebut antumbra. Jadi gerhana matahari cincin terjadi jika posisi matahari, bulan dan bumi segaris dan ukuran piringan bulan 95%-99% lebih kecil dibandingkan dengan ukuran piringan matahari. Berikut gambar gerhana matahari cincin:

3. Gerhana matahari sebagian biasanya terjadi mengiringi gerhana matahari total. Daerah-daerah yang tidak terkena bayangan utama matahari (umbra) akan mengalami gerhana matahari sebagian karena hanya terkena bayangan tambahan (penumbra). Namun demikian ada kalanya gerhana matahari sebagian terjadi tanpa gerhana matahari total. Hal ini karena posisi bumi, bulan dan matahari tidak benar-benar satu garis sehingga hanya bayangan penumbra yang mengenai permukaan bumi, sedangkan bayangan utama berada di luar bumi. Berikut gambar gerhana matahari sebagian:

4. Gerhana matahari hybrid terjadi karena orbit bulan yang menyerupai bidang elips (bukan lingkaran sempurna). Perbedaan atau perubahan jarak antara bulan dan bumi pada saat bulan menghalangi sinar matahari ini memungkinkan terjadi gerhana matahari yang diawali oleh gerhana maatahari cincin kemudian diikuti oleh gerhana matahari total dan biasanya diakhiri kembali oleh gerhana matahari cincin. Fenomena gerhana matahari hybrid sangat jarang terjadi. Selama kurun waktu tahun 1986 sampai nanti tahun 2067, fenomena ini hanya terjadi sembilan kali.
Berikut gambar gerhana matahari hybrid:

Sekarang Anda sudah mengetahui kenapa gerhana matahari tidak terjadi setiap bulan sekali. Anda juga mendapatkan bonus pengetahuan tentang jenis-jenis gerhana matahari, proses terjadinya serta ilustrasinya.

Masih penasaran?

*Dari pengetahuan, perhitungan dan gambar sendiri

Tahun Kabisat

Secara sederhana dapat dinyatakan bahwa Tahun Kabisat adalah tahun dimana jumlah hari dalam setahunnya sebanyak 366 hari atau 1 hari lebih banyak dibandingkan tahun-tahun biasanya.
Satu hari ekstra pada tahun kabisat ditambahkan pada bulan Februari sehingga setiap tahun kabisat bulan Februari berakhir dengan tanggal 29.

Tapi tahukah Anda alasan kenapa ada Tahun Kabisat?

Penasaran?
Mau tahu alasannya?

Berikut alasannya :

Kalender masehi atau kalender Gregorian menggunakan sistem matahari (solar system). Artinya, waktu setahun kalender masehi adalah waktu yang diperlukan bumi untuk mengelilingi matahari (revolusi bumi), yakni selama 365,242199 hari atau 365 hari 5 jam 48 menit 46 detik, atau sedikit lebih kecil dari 365¼ hari.

Karena waktu revolusi bumi tidak tepat selama 365 hari atau 366 hari maka jumlah hari dalam setahun dibuat 365 hari dan setiap 4 tahun sekali dibuat 366 hari. Tahun dimana jumlah harinya 366 inilah yang disebut tahun kabisat (leap year).
Mungkin Anda sekarang sudah memahami kenapa ada tahun kabisat.
Tapi sudah selesaikah masalahnya jika setiap 4 tahun ditambahkan 1 hari menjadi 366 hari?

Ternyata belum.

Penambahan 1 hari setiap 4 tahun justru menimbulkan masalah baru karena ternyata waktu revolusi bumi pun tidak tepat 365¼ hari, namun kurang sedikit. Akibatnya adalah akan ada kelebihan sekitar 0,007801 hari (11 menit 14 detik) setiap 4 tahun.

Bagaimanakah cara mengatasinya?
Caranya adalah dengan mengurangkan 1 (satu) hari pada tahun kabisat setiap 100 tahun sekali. Artinya pada tahun 1900 yang lalu dan pada tahun 2100, 2200 yang akan datang. meskipun kelipatan 4 (habis dibagi 4) namun bukanlah tahun kabisat.

Setelah penyesuaian ini apakah masalahnya sudah selesai?

Ternyata belum juga selesai.

Pengurangan 1 hari setiap 100 tahun menyebabkan jumlah hari menjadi berkurang lagi selama 0,2199 hari atau sekitar 5 jam 16 menit 39 detik setiap 100 tahun sekali.

Bagaimanakah cara mengatasinya?

Caranya adalah dengan menambahkan kembali 1 (satu) hari setiap 400 tahun sekali sehingga tahun 2400, 2800 yang akan datang kembali menjadi tahun kabisat.

Sudah selesaikah masalahnya sekarang?

Sebenarnya belum, karena akan kembali terjadi kelebihan hari selama 0,1204 hari atau sekitar 2 jam 53 menit 23 detik setiap 400 tahun sekali.

Kelebihan hampir 3 jam setiap 400 tahun atau sekitar 26 detik per tahun saat ini masih dapat ditoleransi.

Jadi sekarang Anda telah mendapatkan definisi baru tahun kabisat yang bukan saja tahun yang habis dibagi 4, melainkan definisi baru:

"Tahun kabisat adalah tahun yang habis dibagi 4 dan 400, namun tidak habis dibagi 100"

Secara algoritma, untuk menentukan tahun kabisat atau bukan, dapat dinyatakan sbb.:

Jika tahun itu tidak habis dibagi 4, maka tahun itu sudah pasti bukan tahun kabisat;
Jika tahun itu habis dibagi 4 tetapi tidak habis dibagi 100, maka tahun itu pasti tahun kabisat;
Jika tahun itu habis dibagi 100 tetapi tidak habis dibagi 400, maka tahun itu pasti bukan tahun kabisat;
Jika tahun itu habis dibagi 400, maka tahun itu pasti tahun kabisat.