Makna Ekuinok Musim Semi dan Musim Gugur serta Kulminasi-Atas Matahari di Zenith Tugu Khatulistiwa

Terang dan panas Matahari mempunyai fungsi dan makna yang luas bagi kehidupan penghuni planet Bumi. Panas Matahari berkaitan dengan daya yang dipancarkan bola gas pijar Matahari sekitar 1026 watt, energi Matahari diperlukan untuk membangun biosfer planet Bumi dan berlangsungnya kehidupan mahluk cerdas, manusia di planet Bumi. Bagaimana masa depan daya Matahari dan Matahari sebagai bintang? Apakah Matahari akan abadi seperti sekarang? Kalau berubah bagaimana bentuk perubahannya dan kapan mulai berubah? Terang Matahari menciptakan bayang – bayang benda, selain itu orbit, orientasi sumbu rotasi dan rotasi planet Bumi melahirkan dinamika perubahan panjang dan arah bayang – bayang benda pada permukaan planet Bumi. Apa manfaatnya bagi mahluk cerdas manusia?

ekuinok, saat panjang siang dan malam sama. Kredit: wikipedia
ekuinok, saat panjang siang dan malam sama. Kredit: wikipedia

Demikian juga bayang – bayang planet Bumi secara keseluruhan yang dikenal dengan bayang – bayang kerucut umbra Bumi, bayang – bayang bola karang Bulan, dikenal dengan bayang – bayang kerucut umbra Bulan dsb. Bila seluruh Bulan memasuki kawasan umbra Bumi maka akan berlangsung gerhana Bulan total (GBT) seperti yang akan berlangsung pada tanggal 8 Oktober 2014 yang akan datang. Gerhana tersebut dapat disaksikan di wilayah Indonesia pada sore hari, Bulan terbit di horizon timur sudah dalam keadaan gerhana. GBT 8 Oktober 2014 dimulai pada jam 17:25 wib, pertengahan Gerhana Bulan Total jam 17:55 wib, kemudian momen GBT berakhir jam 18: 24 wib, Bulan meninggalkan Umbra Bumi jam 19:34 wib dan Bulan meninggalkan kawasan Penumbra pada jam 20:34 wib. Jadi momen GBT berlangsung 59 menit.

Secara umum bentuk bayang – bayang kerucut umbra planet, satelit alam atau batuan tata surya lainnya dikarenakan ukuran Matahari jauh lebih besar dibanding dengan ukuran planet, satelit alam atau batuan dalam tatasurya.

gbr1Bayang – bayang Matahari telah menarik perhatian manusia sejak ribuan tahun silam, salah satu pemanfaatannya adalah untuk menentukan arah dan jarak dua tempat di permukaan Bumi. Eratosthenes (–276 SM hingga –195 SM), lebih dari 2200 tahun silam menentukan radius planet Bumi dengan memanfaatkan bayang – bayang benda oleh Matahari. Pandangan dan pengetahuan tentang Bumi berbentuk bola diperoleh dari citra umbra Bumi ketika gerhana Bulan berlangsung.

Radius planet Bumi ditentukan dengan mengamati bayang – bayang benda oleh Matahari di dua kota, Aswan dan Alexandria. Pada suatu hari diketahui saat Matahari berada di zenit Aswan, sedangkan pada waktu bersamaan di Alexandria jarak zenit Matahari sekitar 7.2 derajat, informasi itu diperoleh dari pengamatan bayang – bayang sebuah tongkat oleh cahaya Matahari. Diketahui jarak kedua kota tersebut, Aswan dan Alexandria, adalah 5000 stadia (1 stadia = 185 meter (unit jarak)). Bumi dianggap berbentuk bola sempurna, secara teoritis dapat dibuat lingkaran besar melalui kedua kota, Alexandria dan Syene (Aswan). Jarak zenit Matahari di kota B (Alexandria) sebesar 7º.2 pada momen Matahari di zenith Aswan (kota A) merupakan indikator besarnya sudut q, yaitu sudut yang dibentuk oleh garis OA dari pusat Bumi O ke Aswan dan garis OB dari pusat Bumi O ke Alexandria, q = qB ~ (1/25) x 0.5 lingkaran langit atau sekitar 1/50 lingkaran ~ 7º.2. Bila R = radius Bumi, keliling Bumi 2p R = 50 x 5000 stadia, dan 1 stadia = 185 meter (unit jarak) maka 5000 stadia = 925 km. Bila 2p R = 46250 km dan AB = q(rad) R (lihat gambar) dengan O sebagai titik pusat Bumi maka radius Bumi dinyatakan oleh OB = OA = R, q (rad) = (? (º) / 180º) x ?, AB = 5000 stadia, R = [ (AB/ ?) x (180º/ ?) ] Dibandingkan dengan penentuan modern 2p R = 40075 km (modern) kesalahan [ (46250 – 40075) / 40075 ] x 100% = 15 %.

Walaupun permukaan Bumi 70% lebih terdapat cekungan tempat menyimpan air laut, dan sekitar 30% daratan bergunung dan berlembah, secara umum planet Bumi dari kejauhan berbentuk bola, bola Bumi tersebut mempunyai radius 6378 km. Kalau radius planet Bumi, R = 6378 km maka daerah khatulistiwa mempunyai kawasan yang amat panjang yaitu 2 ?R = 2 x 3.141592654 x 6378 km = 40074.15589 km atau sekitar 40000 km.

Bila dilihat lebih detail negara – negara yang dilewati Khatulistiwa diantaranya adalah negara – negara di kawasan benua Afrika yaitu negara – negara Somalia, Kenya, Uganda, Zaire, Gabon dan negara – negara benua Amerika yaitu negara – negara Equador, Kolombia dan Brazil, sedang Asia Tenggara adalah Indonesia.   Provinsi – provinsi di Indonesia yang berada di Khatulistiwa antara lain Sumatera Barat, Riau, Kepulauan Riau, Kalimantan Barat (kota Pontianak), Kalimantan Tengah, Kalimantan Timur, Sulawesi Tengah, Gorontalo, Sulawesi Utara dan Maluku Utara (pulau Halmahera kota Weda). Jadi sebenarnya kawasan khatulistiwa cukup banyak, sukar mengklaim bahwa kita satu – satunya negara yang berada di khatulistiwa. Negara Kesatuan Republik Indonesia merupakan satu – satunya negara di kawasan Asia Tenggara yang berada di khatulistiwa.

Setiap tahun ada dua kali momen Matahari berada di arah ekuinok, yaitu sekitar tanggal 21 Maret (20 – 22 Maret) di arah vernal ekuinok musim semi dan 23 September (22 – 24 September) di arah ekuinok musim gugur. Pada saat itu posisi terbit Matahari di arah titik Timur dan posisi terbenam Matahari berada di arah titik Barat. Pada tahun 2014, di tugu Khatulistiwa, kota Pontianak fenomena Matahari berkulminasi-atas pada tanggal 21 Maret 2014 jam 11:50 wib dan 23 September 2014 jam 11:35 wib. Sebelum reformasi kalendar Masehi Julian menjadi kalendar Masehi Gregorian pada tahun 1582 posisi Matahari 10 hari lebih cepat berkulminasi-atas di atas monument seperti tugu Khatulistiwa. Koreksi 10 hari dan perubahan aturan dalam penentuan tahun kabisat (aturan tambahan tentang tahun kabisat: meniadakan tahun kabisat untuk tahun yang habis dibagi 100 tapi tidak habis dibagi 400) dalam kalendar Matahari Gregorian tersebut mengembalikan posisi Matahari mencapai zenith Tugu Khatulistiwa sekitar tanggal 21 Maret dan 23 September. Momen Matahari di zenith kota Pontianak juga dapat dipergunakan untuk menentukan jarak lokasi kota– kota lain ke kota Pontianak. Fenomena ini dapat dimanfaatkan untuk pendidikan dengan memanfaatkan bayang – bayang benda oleh Matahari.

Kajian bayang – bayang benda di permukaan Bumi oleh Matahari diantaranya adalah untuk menentukan jarak dua tempat di permukaan Bumi atau untuk menentukan radius Bumi. Manfaat itu bisa diperluas untuk menentukan tinggi sebuah gunung atau tinggi sebuah pohon. Di luar planet Bumi, misalnya di Bulan bayang – bayang pinggiran kawah di Bulan juga dapat dipergunakan untuk menentukan kedalaman kawah Bulan. Sedangkan bayang – bayang benda langit oleh Matahari bermanfaat untuk memperluas pengetahuan manusia tentang orbit dan jarak benda langit, serta menjadi indikator lama/selang waktu berlangsungnya gerhana Bulan dan gerhana Matahari. Dalam perspektif astronomi dan al Qur’an, pemanfaatan bayang – bayang benda/tongkat istiwa oleh Matahari merupakan indikator waktu ibadah bagi umat Islam.

Hasil kajian tersebut menyimpulkan bahwa bayang – bayang benda dan benda langit merupakan simbol tantangan intelektualitas dan teknologi bagi manusia. Dinamika suasana yang digubah oleh bayang – bayang memberi inspirasi seni dan budaya bagi manusia. Sedangkan bagi masyarakat Indonesia kajian bayang – bayang untuk menentukan waktu shalat dan kalendar Matahari memberi inspirasi bahwa fungsi bayang – bayang sebagai penunjuk yang unik tentang waktu – waktu berdzikir dan bekerja.

Pada kesempatan momen Matahari di arah ekuinok kita memperingati sebuah bayang – bayang benda di ekuator Bumi yang lenyap ketika Matahari berkulminasi-atas di kota – kota yang berada di kawasan ekuator Bumi. Pada saat itu posisi Matahari berada di ekuator langit sehingga bila saat Matahari berkulminasi-atas bayang – bayang benda diekuator Bumi akan lenyap. Hal itu memberitahukan bahwa lokasi kita berada di khatulistiwa, garis khatulistiwa membagi dua wilayah bola Bumi, yaitu Bumi Utara dan belahan Bumi Selatan, di langit Matahari berkedudukan di ekuator langit yang membagi bola langit menjadi belahan langit utara dan belahan langit selatan.

Bayang – bayang (azh zhilla) benda yang dibentuk oleh Matahari senantiasa berubah bentuk, panjang dan arah bayang – bayang diungkap dalam Surat 25 (al Furqaan) ayat 45 dan 46 untuk diperhatikan dan diambil hikmahnya.

Pemandangan langit dipergilirkan dan diperuntukkan bagi umat manusia, apakah pemerintah pusat maupun pemerintah daerah di kawasan sekitar Khatulistiwa menyadari keunikannya dan melakukan ekplorasi atas keunikannya? Perlu ada kegiatan yang bertujuan untuk mengeksplorasi pemanfaatan momen Matahari di zenith bagian kota Pontianak dan juga kota – kota lain di Indonesia yang berada di ekuator atau khatulistiwa.

Matahari, merupakan bola gas pijar berukuran raksasa, radiusnya sekitar 700000 km atau sekitar 1 juta 250 ribu bola Bumi (radius bola Bumi 6378 km) bisa dimasukkan ke dalam bola gas Matahari. Matahari sebagai bundaran yang menyilaukan karena dayanya (daya Matahari = jumlah energi yang dipancarkan dari seluruh permukaan Matahari dalam unit daya Joule per detik atau watt) yang sangat besar mencapai 1026 watt. Keberadaan Matahari sangat bermanfaat yaitu sebagai sumber energi bagi mahluk hidup di planet Bumi. Sedang benda langit seperti Bumi dan Bulan berupa batu karang yang gelap, tanpa Matahari, planet Bumi dan Bulan akan menjadi tempat yang tandus, dingin dan beku. Keberadaan bola gas pijar berukuran raksasa ini bisa menimbulkan bayang – bayang planet, satelit alam, komet, asteroid dan bahkan debu dalam tatasurya. Bila Matahari berjarak cukup dekat maka cahayanya dengan jelas dapat membentuk bayang – bayang gunung, pinggir kawah atau bayang – bayang pohon, bayang – bayang sebuah tongkat lurus dsb.

Ada enam kedudukan istimewa bagi Matahari, yaitu saat dekat dengan Perihelion dan Aphelion kemudian saat Matahari di ekstrem Selatan atau diekstrem Utara dan di Vernal Ekuinok maupun Autumal Ekuinok. Jadi ketika Matahari berkulminasi atas di zenith Pontianak merupakan satu kedudukan Matahari yang istimewa, yaitu Matahari di Vernal ekuinok. Apa keistimewaannya Matahari berkulminasi atas dekat dengan zenith pengamat di Pontianak? Apa bedanya Matahari berkulminasi atas di Borobudur atau mungkin momen Matahari berkulminasi atas di atas situs Gunung Padang atau di kota lainnya?

Keistimewaannya saat kulminasi-atas Matahari di zenith pengamat dekat ekuator merupakan momen Matahari membagi pencahayaannya ke arah belahan Bumi Utara dan belahan Bumi Selatan menjadi dua dengan sama atau hampir sama waktunya yaitu sekitar 12 jam (dalam satu hari terdiri 12 jam siang dan 12 jam malam).

Pada dasarnya pemandangan langit selalu berubah, dan terus berubah bertrilyun – trilyun proses terus berlangsung tak pernah berhenti, dan waktu yang tak memerlukan ruang berjalan ke depan, kita mengenal tiga bagian peristiwa dalam kontinum waktu: tadi, sekarang dan berikutnya atau kemarin, hari ini dan esok.

Langit ibarat sebuah layar TV yang pernah mati, diperuntukkan bagi kehidupan di planit Bumi. Pemandangan yang berulang walaupun tidak tepat sama, namun sangat mirip, misalnya langit siang yang berwarna biru karena sebaran cahaya radiasi Matahari oleh aerosol di angkasa Bumi berulang setiap hari. Kehadiran Matahari sangat terang di kenal sebagai bola gas panas, memancarkan energi radiasi yang sangat besar, yang menyengat sekaligus penghangat biosfer Bumi. Isu krisis energi bagi manusia sebenarnya tidak terjadi. Kedudukan Matahari juga merupakan sumber energi dan hanya seper satu miyard bagian yang disorotkan ke planet Bumi, semuanya juga tidak terserap. “Matahari sebagai sumber energi” juga dapat diangkat untuk dijadikan bagian dari festival, terangnya Matahari tidak bisa diabaikan.

Terbit terbenam Matahari, kulminasi atas Matahari merupakan bagian fenomena keseharian yang kita temui di negeri Indonesia. Kulminasi atas Matahari di atas candi Borobudur, di atas Gunung Padang, di Khatulistiwa dan dibeberapa tempat lainnya perlu dicari maknanya bagi generasi yang terdahulu dan generasi sekarang. Kulminasi atas Matahari di dekat zenith Pontianak merupakan tanggal istimewa yaitu tanggal 21 Maret, mengapa fennomena ini diletakkan tanggal 21 bukan tanggal 1 Maret?

Kulminasi Matahari atas di dekat zenith Borobudur atau pulau Jawa dekat dengan akhir Februari, awal Maret sekitar tanggal 1 atau 2 Maret dan berikutnya adalah sekitar tanggal 10 Oktober. Pertanyaan yang sering menggelitik mengapa awal bulan Maret tidak dipilih fenomena Matahari di ekuinok? Mengapa dekat dengan Matahari berkulminasi atas di kawasan di dekat khatulistiwa? Mengapa reformasi calendar surya di bulan Oktober 1582, menghilangkan 10 hari dari 4 Oktober menjadi 15 Oktober keesokan harinya? Apakah ada interaksi sebelumnya ataukah hanya sebuah kebetulan saja?

Mengapa tidak dipilih fenomena kulminasi atas di belahan Utara? Seperti misalnya kulminasi atas di dekat zenith Ka’bah (LU +21º 25′ dan BT 39º 50′) yang berlangsung pada tanggal 24-27 Mei dan 14-17 Juli? Negeri Inggris misalnya pemerintahnya mengambil reformasi pemotongan 10 hari pada bulan Juli bukan bulan Oktober?

Tidak ada salahnya bila monument Khatulistiwa yang sederhana, baik yang didirikan di Pontianak maupun diberbagai provinsi juga diisi dengan budaya yang menonjolkan kekahasan daerah. Monumen sundial yang berfungsi sebagai tempat untuk belajar bagi generasi muda dan juga pengenalan budaya local maupun nusantara. Sarana untuk mengekspose fauna – flora daerah dan interaksi Matahari dengan kehidupan di planet Bumi.

Kubah langit malam mengesankan, gelap dan taburan bintang, Bulan dan pengembara langit planet membuat atraksi di langit menggantung tak pernah jatuh sepanjang usia kehidupan manusia, bahkan antar generasi. Manusia sempat mendewakan benda – benda langit, intuisi manusia terus menerus mencari pengetahuan dan juga manfaat benda langit bagi kehidupan manusia.

Mengenal langit malam tanggal 21 Maret juga tidak ada salahnya, juga fenomena langit malam lainnya. Langit siang dan langit malam merupakan satu kesatuan, langit siang lebih menekankan pada berlangsungnya kehidupan, sedang langit malam untuk keperluan memajukan kemampuan berfikir manusia. Pikiran manusia dihadapkan pada tantangan pemahaman tentang struktur, evolusi dan ukuran alam semesta, kelahiran dan kehancuran alam semesta, bahkan kehancuran Matahari atau masa depan Matahari memerlukan pengetahuan langit malam, keingin tahuan manusia perlu didorong lebih jauh menerawang dan menjelajah langit malam.

Usaha – usaha untuk memikirkan Garis Khatulistiwa, fenomena dan potensinya, merupakan bentuk kegiatan kepariwisataan edukatif atas sebuah fenomena Matahari di atas zenith kota Pontianak. Memang usaha ini tidak terlalu mudah dilaksanakan, tapi keberadaan aktivitas di Tugu Khatulistiwa memperlihatkan bahwa Indonesia telah memulai atau merintis pemikiran hingga membuahkan kreativitas pemikiran yang relatif baru.

Ditulis oleh

Moedji Raharto

Moedji Raharto

menyelesaikan pendidikan strata sarjananya di Astronomi ITB pada tahun 1980 dan menyelesaikan program Doktor di University of Tokyo pada tahun 1998. Pernah menjabat sebagai Kepala Observatorium Bosscha dari tahun 1999-2004. Saat ini masih aktif di Kelompok Keahlian Astronomi sebagai Peneliti di Observatorium Bosscha dan Pengajar di prodi Astronomi FMIPA ITB.