BAB I
PENDAHULUAN
2.1. Latar
Belakang
Sejarah
berkembangnya ilmu pengetahuan, berawal dengan periode filsafat (bersifat
murni, rasional dan analitik) di jaman Yunani kuno dan berlanjut dengan periode
empiri (mengandalkan pengamatan dan pengukuran) yang diikuti oleh periode
rasionalisme (pengetahuan yang meyakinkan kebenarannya yang berdasarkan
pengamatan atau penginderaan yakni pengalaman empirik, dan di lain pihak
induksi yang umumnya berupa generalisasi kesimpulan, tidak dapat dibenarkan
secara rasional) dan dilanjutkan dengan periode penerapan metode ilmiah
(perpaduan pendekatan metode induktif empiri dengan metode deduktif analitik),
serta diakhiri dengan periode abstraksi transendental (orang menciptakan
konsep-konsep abstrak dalam angan-angannya yang lalu diolah menurut logika atau
dilakukan manipulasi matematik yang merepresentasikan proses fisis, yang hasil
olahannya lalu diinterpresentasi secara fisis yakni menyatakan gejala fisis
yang mencerminkannya).
Pada
zaman modern banyak timbul ahli teori yang berpengaruh diantaranya adalah
Johannes Kepler. Kepler
berkesimpulan bahwa orbit planet ellips.
Berikut dalam makalah ini saya akan membahas tentang hukum dalam pengorbitan
planet-planet.
2.1. Rumusan Masalah
1. Bagaimana
biografi sang penemu hukum pergerakan planet-planet?
2. Apa
saja penemuan yang didapatkan dan dikemukakan oleh sang penemu hukum pergerakan
planet-planet?
3. Apa
yang menyebabkan pengakuan atas penemuan yang ditemukan sang penemu hukum
pergerakan planet-planet?
2.2. Tujuan Masalah
1. Mendeskripsikan biografi sang penemu
hukum pergerakan planet-planet.
2. Menyebutkan penemuan yang didapatkan dan
dikemukakan oleh sang penemu hukum pergerakan planet-planet.
3. Menyebutkan sebab diakuinya penemuan
yang ditemukan sang penemu hukum pergerakan planet.
BAB II
PEMBAHASAN
2.1. Biografi Johannes Kepler
Nama Lengkap : Johannes Kepler
Profesi
: -
Tempat Lahir
: Weil der Stadt, Baden-Wuttemberg
Tanggal
Lahir : Senin, 27 Desember 1571
Zodiac
: Capricorn
Warga Negara
: Jerman
Johannes Kepler
lahir di kota Weil der Stadt, Jerman, tanggal 27 Desember 1571. Seorang tokoh
penting dalam revolusi ilmiah, adalah seorang astronom Jerman, matematikawan
dan astrologi dia paling dikenal dengan hukum gerak planetnya.
Johannes
bertubuh kecil dan sering sakit-sakitan dan memiliki penglihatan yang buruk
yang tidak dapat diperbaiki dengan kacamata. Ketika berusia tiga tahun dia
terkena cacar dan sekarat selama beberapa bulan. Masa kanak-kanaknya tidak
tenang dan tidak bahagia. Kala itu ayahnya bekerja sebagai tentara bayaran
sehingga sering meninggalkan rumah, kadang hingga beberapa tahun.
Kalau ibunya pergi mendampingi
ayahnya, Johannes dititipkan pada kakeknya yang bernama Sebald Kepler. Jauh
dari orang tua tentu membuat Johannes kecil selalu gelisah. Tapi kakeknya,
seorang Kristen yang tulus, senantiasa menguatkan agamanya Johannes. Meskipun
miskin, kakek Johannes menyadari arti pendidikan, sehingga ia menyekolahkan
Johannes. Kemampuan akademik anak ini segera menarik perhatian para gurunya.
Ayahnya, Heinrich membuka usaha
losmen. Heinrich tidak mau membiayai sekolah putranya. Malah dia memperlakukan
Johannes sebagai tenaga murah yang bisa dipekerjakan di losmennya sehingga ia
mengeluarkan anaknya dari sekolah. Ketika usaha losmennya mengalami kemunduran,
tenaga Johannes tidak diperlukan lagi. Dengan dukungan mantan guru-gurunya,
Johannes berhasil memperoleh beasiswa dari Bangsawan Wurttemberg untuk
melanjutkan sekolahnya. Dengan enggan ayahnya mengizinkan dia kembali ke
sekolah.
Sejak kecil dia sudah sering
berkenalan dengan gejala langit dan benda langit. Pada tahun
1577 bersama ibunya ia menyaksikan munculnya komet. Dan pada tahun 1580 bersama
ayahnya ia menyaksikan gerhana matahari. Kepler sangat cerdas sehingga ia
mendapat beasiswa yang diberikan oleh
untuk kuliah di Universitas Tubingen untuk belajar teologi, filsafat dan matematika. Ia sempat mengajar matematika dan dasar - dasar astronomi di
Universitas Graz Austria. Pada tahun 1584 ia masuk ke seminar Adelberg untuk
bersekolah. Dan tahun
1588 ia memperoleh gelar sarjana penuh. Tahun 1597 dia mengambil
posisi sebagai asisten Tycho Brahe di Observatorium Benatek, Praha, seorang astronom Jerman yang
terkenal.
Ketika Tycho
meninggal pada tahun 1601, dia meninggalkan catatan-catatannya dan tabel bacaan
planet kepada Kepler dan Kepler menggantikan kedudukannya sebagai Kepala Observatorium dan
matematikus kerajaan. Tycho meninggalkan data tentang posisi 777 bintang tetap
yang belum lengkap. Salah satu tugas Kepler adalah melengkapi
data – data dari Tycho untuk menyusun tabel planet. Untuk memperoleh manfaat sepenuhnya dari kumpulan pengamatan Brahe tentang
planet, Kepler perlu lebih banyak memahami tentang pembiasan cahaya. Bagaimana
pantulan cahaya dari sebuah planet dibiaskan sewaktu memasuki atmosfer bumi?
Penjelasan Kepler tertuang dalam buku Supplement to Witelo, Expounding the Optical Part of Astronomy (Suplemen untuk Witelo, Menjabarkan Bagian Optik dari Astronomi), yang
lebih banyak memberikan perincian tentang karya Witelo, Ilmuwan Abad Pertengahan.
Buku Kepler itu adalah tonggak sejarah di bidang optik. Ia adalah orang pertama
yang menjelaskan cara kerja mata.
Diperlengkapi dengan tabel-tabel pengamatan gerakan planet yang disusun
oleh Tycho Brahe, Kepler mempelajari gerakan
kosmis dan menarik kesimpulan berdasarkan apa yang ia lihat. Selain jenius
dalam soal angka, ia juga mempunyai tekad yang kuat dan rasa ingin tahu yang
tak habis-habisnya. Kesanggupannya yang luar biasa untuk bekerja dibuktikan
oleh ke-7200 perhitungan rumit yang ia rampungkan sewaktu mempelajari
tabel-tabel pengamatan tentang Mars.
Dan, Mars-lah yang pertama-tama menarik perhatian Kepler. Akan tetapi,
Kepler sadar bahwa kunci untuk menyimakkan rahasia langit bukanlah Mars, melainkan planet Bumi. Dari pada menggunakan tabel-tabel itu untuk menyelidiki Mars, Kepler
membayangkan dirinya sedang berdiri di Mars dan melihat ke Bumi. Ia menghitung
kecepatan gerakan bumi bervariasi dan berbanding terbalik dengan jaraknya
matahari.
Kepler mendapatkan orbit planet Mars. Menurut Kepler, lintasan
berbentuk elips adalah
gerakan yang paling sesuai untuk orbit planet yang mengitari matahari. Dalam satu rentang waktu yang sama, planet bergerak menyapu daerah yang
sama panjangnya. Karena orbit planet berbentuk elips, maka konsekuensinya makin
dekat jarak planet ke Matahari, makin cepat pula gerak orbitnya.
Setiap panet bergerak dengan membentuk lintasan tertentu dan semua bergerak
dengan orbit yang sama. Dari tahun 1580 sampai 1600, didapatkan ada 10 oposisi
Mars berdasarkan catatan Tycho Brahe, sedangkan menurut catatan David Fabricus
dan Kepler sendiri menunjukkan dua oposisi lagi dari tahun 1602 – 1604. dengan
data 12 oposisi Mars, Kepler memecahkan rahasia gerak plenet Mars itu.
Planet Mars begerak mengelilingi matahari dengan lintasan tertentu dapat
berupa parabola, hiperbola, lingkaran ataupun ellips. Planet bergerak dengan
lintasan ellips. Tanpa menggunakan alat bantu hitung, Kepler harus mencoba
untuk menghitung-hitung berkali-kali dan dari hasil perhitungan itu ia
menemukan bahwa orbit lingkaran tidak cocok dengan data dari Tycho Brahe. Kepler berusaha
mencocokkan berbagai bentuk kurva geometri pada data-data posisi planet
Mars yang dikumpulkan olehTycho Brahe.
Sekarang, Kepler mengerti bahwa matahari bukan sekadar pusat dari tata
surya. Matahari juga berfungsi seperti sebuah magnet, berputar pada porosnya
dan mempengaruhi gerakan planet- planet. Bagi Kepler, semua planet adalah
benda-benda fisik yang dengan harmonis diatur oleh serangkaian hukum yang
beragam. Apa yang telah ia pelajari dari Mars dan Bumi pasti berlaku juga atas
semua planet. Jadi, ia menyimpulkan bahwa setiap planet mengitari matahari
dalam orbit elips pada kecepatan yang bervariasi sesuai dengan jaraknya dari
matahari.
Masa akhir
hidup Kepler bisa disebut sebagai masa paling berat sepanjang hidup. Sang ibu,
Katharina, sempat dituduh sebagai penyihir dan menjadi salah satu korban
fenomena 'perburuan tukang sihir' yang marak di Eropa pada awal abad ke-17.
Sempat mendekam di penjara selama setahun lebih sejak Agustus 1621, ibunda
Kepler akhirnya dibebaskan dari tuduhan berdasar upaya hukum dari Kepler.
Menghabiskan
dekade akhir hidupnya dengan bepergian, Kepler yang menderita sakit sejak lama
akhirnya meninggal pada tahun 1630 di Regensburg, Bavaria. Kemudian dimakamkan
di sebuah gereja lokal di kota tersebut. Sayangnya, makamnya ikut hancur ketika
tentara Swedia menyerang kota tersebut. Satu-satunya bukti yang tersisa dari
makam astronom besar ini hanyalah sebait epitat yang ditulis sendiri. Tetapi,
hukum gerakan planitnya terbukti lebih menjadi kenangan yang lestari dari
sekadar sepotong batu nisan.
2.2. Penemuan Johannes Kepler (Hukum Kepler)
Hukum Kepler mempertanyakan kebenaran astronomi dan fisika
warisan zaman Aristoteles dan Ptolemaeus. Ungkapan Kepler bahwa Bumi beredar sekeliling,
berbentuk elips dan bukannya epicycle, dan membuktikan bahwa kecepatan gerak
planet bervariasi, mengubah astronomi dan fisika. Hampir seabad kemudian, Isaac Newton mendeduksi Hukum Kepler dari rumusan hukum karyanya, hukum gerak dan
hukum gravitasi Newton, dengan menggunakan Euclidean geometri klasik.
Pada era modern, hukum Kepler digunakan untuk
aproksimasi orbit satelit dan benda-benda yang mengorbit Matahari, yang
semuanya belum ditemukan pada saat Kepler hidup (contoh: planet luar dan
asteroid). Hukum ini kemudian diaplikasikan untuk semua benda kecil yang
mengorbit benda lain yang jauh lebih besar, walaupun beberapa aspek seperti
gesekan atmosfer (contoh: gerakan di orbit rendah), atau relativitas (contoh:
prosesi preihelion merkurius), dan keberadaan benda lainnya dapat membuat hasil
hitungan tidak akurat dalam berbagai keperluan.
Berikut penjelasan
hukum-hukum keppler. Hukum Kepler di bagi 3 yaitu :
Hukum
Kepler I
“Setiap
planet bergerak dengan lintasan elips, matahari berada di salah satu fokusnya.”
Figure 1:
Hukum Kepler pertama menempatkan Matahari di satu titik fokus edaran elips.
Pada zaman
Kepler, klaim di atas adalah radikal. Kepercayaan yang berlaku (terutama yang
berbasis teori epicycle) adalah bahwa orbit harus didasari lingkaran sempurna.
Pengamatan ini sangat penting pada saat itu karena mendukung pandangan alam
semesta menurut Kopernikus. Ini tidak berarti ia kehilangan relevansi dalam
konteks yang lebih modern.
Meski secara
teknis elips yang tidak sama dengan lingkaran, tetapi sebagian besar planet
planet mengikuti orbit yang bereksentrisitas rendah, jadi secara kasar bisa
dibilang mengaproksimasi lingkaran. Jadi, kalau ditilik dari observasi jalan
edaran planet, tidak jelas kalau orbit sebuah planet adalah elips. Namun, dari
bukti perhitungan Kepler, orbit-orbit itu adalah elips, yang juga
memeperbolehkan benda-benda angkasa yang jauh dari matahari untuk memiliki
orbit elips. Benda-benda angkasa ini tentunya sudah banyak dicatat oleh ahli
astronomi, seperti komet dan asteroid. Sebagai contoh, Pluto, yang diobservasi
pada akhir tahun 1930, terutama terlambat diketemukan karena bentuk orbitnya
yang sangat elips dan kecil ukurannya.
Hukum
Kepler II
“Luas daerah
yang disapu pada selang waktu yang sama akan selalu sama.”
Figure 2: Illustrasi hukum Kepler
kedua. Bahwa Planet bergerak lebih cepat di dekat matahari dan lambat di jarak
yang jauh. Sehingga, jumlah area adalah sama pada jangka waktu tertentu.
Hukum Kepler III
“Kuadrat waktu yang diperlukan oleh
planet untuk menyelesaikan satu kali orbit sebanding dengan pangkat tiga jarak
rata-rata planet-planet tersebut dari matahari.”
Planet yang terletak jauh dari matahari memiliki perioda orbit yang lebih
panjang dari planet yang dekat letaknya. Hukum Kepler ketiga menjabarkan hal
tersebut secara kuantitatif.
Secara
matematis:
dengan T adalah
perioda orbit planet dan a adalah sumbu semimajor orbitnya.
Konstant
proporsionalitasnya adalah semua sama untuk planet yang mengedar matahari.
Temuan lain dari Johannes Keppler
Hukum Kepler tentang
gerakan planet adalah sumbangannya yang terbesar bagi ilmu pengetahuan. Hukum
ini berdampak besar terhadap pemikiran ilmiah dan kelak menyediakan landasan
bagi karya Sir Isaac Newton mengenai gaya tarik bumi. Namun, Kepler juga
memberikan banyak sumbangan lain kepada ilmu pengetahuan. Dia menemukan bintang
baru (supernova), menganalisis cara kerja mata manusia, meningkatkan kemampuan
teleskop, dan beberapa sumbangan dalam bidang optik. Dia memublikasikan data akurat
mengenai kedudukan bintang dan planet yang sangat berharga bagi para pelaut.
Dia memberikan sumbangan kepada matematika, termasuk cara penghitungan yang
lebih cepat dan cara menentukan volume banyak benda padat.
2.3 Pengakuan untuk Penemuan Johannes Kepler
Kepler
meraih gelar Bachelor of Arts tahun 1588 dan Master of Arts tahun 1591. Hukum-hukum Kepler akhirnya diakui.
Kira-kira 70 tahun kemudian, Isaac Newton menggunakan karya Kepler sebagai dasar untuk hukumnya tentang gerakan dan
gravitasi. Kepler diakui sebagai salah satu ilmuwan terbesar sepanjang
masa—tokoh yang turut menyeret astronomi keluar dari Abad Pertengahan ke zaman
modern. Berikut
adalah buku karya Johannes Keppler :
- Mysterium cosmographicum (Misteri Kosmmografis)
(1596)
- Astronomiae Pars Optica (Bagian Optik dari
Astronomi) (1604)
- De Stella nova in pede Serpentarii (Tentang
Bintang Baru di Kaki Ophiuchus) (1604)
- Astronomia nova (Astronomi Baru) (1609) Dioptrice
(Dioptre) (1611)
- Epitome astronomiae Copernicanae (diterbitkan
dalam tiga bagian dari 1618-1621)
- Harmonice Mundi (Keharmonisan Dunia) (1619)
- Tabulae Rudolphinae (Tabel-Tabel Rudolphine)
(1627)
- Somnium (Mimpi) (1634) - dianggap prekursor kepada fiksi ilmiah
BAB IV
1.1. Kesimpulan
1. Ketiga hukum di atas ditemukan oleh ahli matematika
dan astronomi Jerman : Johannes Kepler (1571–1630), yang menjelaskan
gerakan planet di dalam tata surya. Hukum di atas
menjabarkan gerakan dua benda yang saling mengorbit. Karya Kepler didasari oleh
data pengamatan Tycho Brahe, yang diterbitkannya
sebagai 'Rudolphine tables'. Sekitar tahun 1605, Kepler menyimpulkan bahwa data
posisi planet hasil pengamatan Brahe mengikuti rumusan matematika cukup
sederhana yang tercantum di atas.
2. Hukum Kepler mempertanyakan kebenaran astronomi dan
fisika warisan zaman Aristoteles dan Ptolemaeus.
Ungkapan Kepler bahwa Bumi beredar sekeliling, berbentuk elips dan bukannya
epicycle, dan membuktikan bahwa kecepatan gerak planet bervariasi, mengubah
astronomi dan fisika. Hampir seabad kemudian, Isaac Newton mendeduksi Hukum Kepler dari rumusan hukum karyanya,
hukum gerak dan hukum gravitasi Newton, dengan menggunakan Euclidean geometri
klasik.
3. Kepler merupakan tokoh yang banyak menghasilkan karya
yang tidak pernah berhenti berjuang untuk menghasilkan sesuatu yang baru walau
banyak hal yang menghambat dalam berkarya.
3.2. Saran
Sebagai generasi
penerus dalam dunia modern ini kita bisa menjadikan teori kepler sebagai
landasan atau pokok pikiran untuk
menyempurnakan atau menemukan penemuan baru yang bisa bermanfaat bagi
kehidupan manusia.
