Memahami Pola dan Kebiasaan-Kebiasaan Bumi

DALAM tulisan mengenai Pola dalam Matematika dan Alam Semesta, kita membicarakan bahwa alam semesta bekerja dengan pola. Itu berarti alam semesta bekerja dengan aturan tertentu. Karena bekerja dengan aturan yang tetap, maka alam semesta memiliki kebiasaan.

Bumi memiliki “kebiasaan” berputar pada porosnya. Apa maksudnya? Mari kita bayangkan sebuah bola plastik. Kita tusuk bola plastik itu dengan sebatang kawat kaku yang cukup panjang sehingga bisa menembus bola plastik itu. Tusukan kita harus tepat di tengah-tengah. Lalu kita putar bola itu ke arah kanan. 

Seperti itulah yang dinamakan bumi berputar pada porosnya. Dia berputar ke arah kanan atau ke arah timur. 

Bagaimana kita tahu bumi berputar ke arah timur?

Kita tahu dengan mencermati gerakan matahari. Setiap hari kita melihat matahari terbit dari timur dan berjalan ke barat. Sebetulnya matahari tidak bergerak. Ia diam saja di tempatnya. Ia terlihat bergerak karena bumi berputar pada porosnya. 

Untuk memahaminya, kita bisa membandingkan dengan kejadian yang sering kita alami. Suatu hari kita berada di dalam mobil atau kereta api yang bergerak cepat. Dari jendela kita melihat pohon-pohon dan tiang-tiang listrik seperti berlari ke belakang kita. Padahal mereka tidak bergeser. Kita yang memandang mereka dari kendaraan yang bergerak.

Pohon dan tiang tampak bergerak ke belakang karena kita bergerak ke depan. Matahari tampak berjalan ke barat karena bumi berputar ke arah timur. Timur dalam peta selalu berada di sebelah kanan kita. Jadi, kita bisa juga mengatakan bumi bergerak ke arah kanan.

Perputaran bumi pada porosnya disebut rotasi bumi. Perputaran atau rotasi ini menyebabkan terjadinya siang dan malam. Daerah yang sedang berhadapan dengan matahari akan mengalami siang hari. Daerah sebaliknya, yang tidak berhadapan dengan matahari, mengalami malam hari. 

Bagaimana jika bumi tidak berputar?

Dulu saya bingung ketika diberi tahu bahwa bumi ini berputar pada porosnya. Benarkah begitu? Kenapa kita tidak merasakannya? Kenapa kita tidak merasa pusing? Lalu ada yang menjelaskan: “Karena bumi ini besar sekali dan ia berputar sangat cepat. Kita sangat kecil dibandingkan dengan ukuran bumi, kita tidak bisa merasakan perputarannya.”

Saya tidak tahu apakah itu penjelasan yang tepat. Para ilmuwan tentu bisa menjelaskan secara lebih baik kenapa kita tidak bisa merasakan perputaran bumi. Nanti kita bisa menemukan jawabannya pada kesempatan lain.

Tetapi ada juga kejadian yang serupa dengan itu. Kita berada di dalam benda yang bergerak cepat, tetapi kita tidak merasakan benda itu bergerak. Kalian pernah naik pesawat terbang. Pesawat itu bergerak sangat cepat dan kalian merasa sepertinya pesawat itu tidak bergerak sama sekali.

Bagaimana jika ternyata bumi ini tidak berputar pada porosnya? Itu tidak mungkin. Seandainya bumi diam saja dan tidak berputar pada porosnya, tentu akan ada daerah yang selamanya siang dan ada daerah yang selamanya gelap gulita. Tidak ada tempat seperti itu di dunia ini.

Terjadinya siang dan malam

Kita menyebut satu kali rotasi bumi dengan nama satu hari. Karena bumi berputar pada porosnya dengan kecepatan tetap, manusia bisa membuat alat pengukur waktu, yaitu jam, yang jarumnya juga berputar dengan kecepatan tetap. Kita kemudian menentukan bahwa satu hari adalah 24 jam.

Bumi berputar pada porosnya menyebabkan terjadinya siang dan malam

Jika bumi berputar dengan kecepatan semaunya tanpa aturan, kadang-kadang cepat, kadang-kadang lambat, kita tidak bisa membuat jam. Kita akan sulit menentukan satu hari itu berapa jam. Misalnya, pada saat bumi berputar lebih cepat, satu hari akan sangat singkat. Mungkin hanya 12 jam atau hanya 7 jam. Jika bumi sedang malas berputar dan putarannya menjadi lambat, maka satu hari bisa 50 jam atau 100 jam.

Jadi, kita bisa menetapkan bahwa satu hari sama dengan 24 jam karena bumi berputar pada porosnya dengan kecepatan tetap. Apakah poros bumi berubah-ubah? Tidak. Poros bumi juga tetap. 

Mari kita ingat lagi bola plastik yang kita tusuk dengan kawat kaku. Kawat itu menembus bola dan menciptakan dua lubang. Kedua lubang itu adalah dua kutub bumi. Yang di atas kita sebut Kutub Utara. Yang di bawah kita sebut Kutub Selatan. Arah mata angin dalam peta selalu menempatkan utara di bagian atas dan selatan di bagian bawah. Timur di sebelah kanan, barat di sebelah kiri.

Bagaimana kita membuktikan bahwa poros bumi tidak berubah-ubah? Lagi-lagi, kita bisa mencermati matahari. Setiap pagi matahari terbit di timur dan pada senja hari ia terbenam di barat. Itu berarti poros matahari tidak pernah berubah. Jika porosnya berubah-ubah, kita akan mengalami hari-hari yang sangat gila. Kadang-kadang matahari terbit dari timur, kadang-kadang dari utara. Kita menduga besok matahari akan terbit dari barat, ternyata kita keliru. Lihatlah, matahari muncul dari selatan!

Kita tidak pernah mengalami kejadian seperti itu. Artinya, bumi berputar secara teratur, pada poros yang tetap.

Arah putarannya juga tetap. Jika arah putarannya berubah-ubah, kadang berputar ke kanan dan kadang berputar ke kiri, kita akan makin bingung. Kita bisa menjadi mual-mual dan sakit kepala setiap hari. Kita beruntung karena bumi dan alam semesta bekerja dengan pola, dengan aturan yang tetap.

Apa lagi yang menjadi “kebiasaan” bumi?

Sekarang, kita ingat-ingat bagaimana orang membuat tiruan bola dunia. Bentuknya seperti di bawah ini.

Kenapa porosnya dibuat miring? Kenapa tidak dibuat tegak lurus saja seperti ini?

Tiruan bola dunia dibuat miring karena bumi memang berputar pada porosnya dalam keadaan miring. Sambil berputar pada porosnya, bumi melakukan perjalanan mengelilingi matahari. Ia menempuh perjalanan itu dengan kecepatan tetap, melewati jalur yang tetap juga. 

Jalur tetap yang selalu dilewati oleh bumi untuk mengelilingi matahari disebut orbit atau garis edar bumi. Bentuknya lonjong, bukan bulat sempurna. Jadi, ada waktu-waktu tertentu yang jaraknya dekat dengan matahari, ada waktu-waktu tertentu yang jaraknya jauh.

Karena bumi berputar pada porosnya dalam keadaan miring, maka pada waktu-waktu tertentu Kutub Utara akan berada dekat dengan matahari dan pada waktu-waktu tertentu jauh dari matahari. Pada saat Kutub Utara dekat dengan matahari, Kutub Selatan berada jauh dari matahari. Sebaliknya, pada saat Kutub Selatan dekat dengan matahari, Kutub Utara jauh dari matahari.

Apa akibatnya? Akibatnya, jika Kutub Utara sedang mengalami musim panas, Kutub Selatan mengalami musim dingin. Sebaliknya, jika Kutub Selatan sedang mengalami musim panas, Kutub Utara mengalami musim dingin.

Karena poros bumi miring, akibat lainnya adalah pada waktu-waktu tertentu lintasan matahari akan berada di sebelah utara katulistiwa, dan pada waktu-waktu tertentu lintasannya akan berada di sebelah selatan katulistiwa.

Perjalanan Bumi mengelilingi matahari

Perjalanan bumi mengelilingi matahari berlangsung dalam waktu 365 ¼ hari untuk satu kali putaran. Waktunya selalu tetap, sebab bumi mengelilingi matahari dengan kecepatan tetap dan selalu menempuh jalur yang tetap. Apa tadi nama jalur itu? Ya, namanya orbit. Garis edar bumi untuk mengelilingi matahari disebut orbit.

Dengan mengetahui waktu tempuh bumi mengelilingi matahari, manusia menciptakan kalender. Mereka membagi satu tahun menjadi 12 bulan. Kalender yang kita gunakan sehari-hari saat ini dibuat berdasarkan perjalanan bumi mengelilingi matahari.

Karena waktu tempuh bumi mengelilingi matahari adalah 365 ¼ hari, menjadi sulit untuk mendapatkan 12 bulan yang jumlah harinya selalu sama. Untuk memudahkan pembuatan kalender, waktu ¼ hari harus disingkirkan dulu. Maka, satu tahun kalender adalah 365 hari.

Masih ada masalah lain, dengan 365 hari dalam satu tahun, kita tidak mungkin mendapatkan 12 bulan yang jumlah harinya selalu sama. Karena itu ada bulan-bulan yang jumlah harinya 31, ada yang 30, dan ada satu bulan, yaitu Februari, yang jumlah harinya hanya 28. Setiap empat tahun sekali, Februari akan memiliki 29 hari. Tambahan satu hari tiap empat tahun itu berasal dari penggabungan ¼ hari yang disingkirkan untuk sementara. Setiap empat tahun, ¼ hari akan menjadi 1 hari, maka satu hari itu ditambahkan ke Februari. 

Pada saat Februari memiliki 29 hari, berarti dalam setahun ada 366 hari, lebih lama satu hari dibandingkan tahun-tahun biasanya. Tahun ketika Februari memiliki 29 hari disebut tahun Kabisat. Apa jadinya jika ada bayi yang lahir pada 29 Februari? O, anak itu hanya bisa merayakan ulang tahun setiap empat tahun sekali.

Kenapa Februari hanya memiliki 28 hari?

Ya, itu aneh sekali. Mari kita coba merancang kalender sendiri. Kita tentukan satu bulan berisi 30 hari. Itu berarti dalam setahun akan ada 360 hari. Masih ada sisa 5 hari yang harus kita pikirkan. Seandainya sisanya 6 hari, urusan kita bisa lebih mudah. Kita bisa membuat kalender dengan 6 bulan berisi 30 hari dan 6 bulan lainnya masing-masing mendapatkan tambahan satu hari, menjadi 31 hari.

Biar gampang diingat, bulan-bulan ganjil (bulan ke-1, 3, 5, 7. 9, 11) akan memiliki hari yang jumlahnya ganjil juga, yaitu 31. Bulan-bulan genap (bulan ke-2, 4, 6. 8. 10, dan 12) akan berisi 30 hari.

Susunan kalender kita akan seperti ini:

1. Januari – 31 hari
2. Februari – 30 hari
3. Maret – 31 hari
4. April – 30 hari
5. Mei – 31 hari
6. Juni – 30 hari
7. Juli – 31 hari
8. Agustus – 30 hari
9. September – 31 hari
10. Oktober – 30 hari
11. November – 31 hari
12. Desember – 30 hari

Dengan kalender seperti ini, jumlah hari dalam setahun adalah 366 hari. Kita perlu mengurangi satu hari karena jumlah satu tahun harus 365 hari. Baiklah, Februari kita jadikan 29 hari saja. Nanti setiap 4 tahun sekali jumlah harinya akan menjadi 30. Itu hasil tabungan ¼ hari yang kita sisihkan. 

Kenapa tidak seperti ini saja kalendernya? Kenapa Februari hanya memiliki 28 hari? Siapa yang telah mengambil satu hari darinya?

O, Agustus yang mengambilnya. Agustus memang gila. Dia ingin seperti Juli yang memiliki 31 hari. Dengan demikian, ada 7 bulan yang memiliki jumlah hari 31. Februari menjadi korban. Jumlah harinya berkurang satu karena diambil oleh Agustus. Nah, karena Agustus menjadi 31 hari, maka September tidak bisa lagi memiliki 31 hari. Nanti akan ada tiga bulan berturut-turut yang isinya 31 hari, yaitu Juli, Agustus, dan September. Maka, September diubah menjadi 30, Oktober menjadi 31, November menjadi 30, dan Desember menjadi 31 hari.

Kenapa Agustus iri? Kenapa ia ingin berisi 31 hari juga seperti Juli? Nanti kita bicarakan urusan ini dalam tulisan lain.

Kalender Bulan

Selain menggunakan perjalanan bumi mengelilingi matahari, manusia juga menciptakan kalender berdasarkan perjalanan bulan mengelilingi bumi. Bulan beredar mengelilingi bumi. Satu kali putaran, ia membutuhkan waktu 29 ½ hari. Ini lebih memudahkan untuk menentukan jumlah hari dalam satu bulan, yaitu berselang-seling 29 dan 30 hari. 

Itu berarti ada 6 bulan berisi 29 hari, dan ada 6 bulan berisi 30 hari. Jumlah hari dalam satu tahun kalender bulan adalah 354 hari. Berbeda 11 hari dibandingkan satu tahun kalender matahari. Dan akan berbeda 12 hari pada setiap tahun Kabisat. 

Orang-orang Arab pada masa Islam menggunakan kalender sendiri yang dibuat berdasarkan peredaran bulan. Dengan kalender bulan itu, mereka menentukan kapan hari raya, kapan bulan puasa, kapan bulan ibadah haji, dan sebagainya. Karena ada selisih 11 hari (akan menjadi 12 hari pada tahun Kabisat), maka tahun baru Hijriyah, bulan puasa, hari raya Idul Fitri, dan lain-lain akan selalu bergeser maju setiap tahun di dalam kalender yang biasa kita gunakan.

Kalian bisa membayangkan jika kecepatan matahari mengelilingi bumi berubah-ubah dan garis edarnya juga berubah-ubah? Apa yang akan terjadi?

Kita akan kebingungan menetapkan satu tahun itu berapa hari. Dan tiba-tiba kita semua bisa mengalami musim dingin yang keterlaluan, semua menjadi beku. Oh, ternyata bumi bergerak ngawur. Ia sedang membuat jalur baru yang jauh sekali dari matahari.

Sekali lagi, kita beruntung karena alam semesta bekerja dengan pola, dan segalanya berjalan dengan tertib. Kita jadi bisa mempelajari dan memahaminya. Kita juga bisa membangun pola-pola sendiri dengan memperhatikan pola-pola alam semesta. Kita menciptakan alat pengukur waktu, kita membuat kalender, kita bisa membuat rencana, kita bisa bisa membuat janji bertemu dengan teman. Pada hari apa, pukul berapa, dan akan berlangsung berapa lama.

Kita mengembangkan pengetahuan dengan memahami pola-pola alam semesta.***

Beberapa pertanyaan untuk latihan:

1. Apa jadinya jika bumi tidak berputar pada porosnya?
2. Bagaimana kita bisa memastikan bahwa bumi berputar pada porosnya ke arah kanan?
3. Bagaimana kita membuktikan bumi berputar mengelilingi matahari?
4. Kenapa musim dingin di kutub utara dan kutub selatan tidak pernah terjadi dalam waktu bersamaan?
5. Kapan kita mengalami malam hari?
6. Kenapa di negara kita tidak pernah ada musim dingin?
7. Apakah bulan juga mengelilingi matahari?
8. Apa jadinya jika kecepatan bumi mengelilingi matahari berubah-ubah dan garis edarnya juga berubah-ubah?