Sebuah teori lahir dari keingintahuan akan suatu
kejadian atau keadaan. Tidak mudah untuk mempercayai sebuah teori baru,
apalagi jika teori tersebut lahir ditengah kondisi masyarakat yang
memiliki kepercayaan yang berbeda. Tapi itulah kenyataan yang harus
dihadapi oleh para ilmuwan di awal-awal penemuan mereka.
Hal utama yang dihadapi untuk mengerti lebih jauh
lagi tentang Tata Surya adalah bagaimana Tata Surya itu terbentuk,
bagaimana objek-objek didalamnya bergerak dan berinteraksi serta gaya
yang bekerja mengatur semua gerakan tersebut. Jauh sebelum Masehi,
berbagai penelitian, pengamatan dan perhitungan telah dilakukan untuk
mengetahui semua rahasia dibalik Tata Surya.
Pengamatan pertama kali dilakukan oleh bangsa China
dan Asia Tengah, khususnya dalam pengaruhnya pada navigasi dan
pertanian. Dari para pengamat Yunani ditemukan bahwa selain objek-objek
yang terlihat tetap di langit, tampak juga objek-objek yang mengembara
dan dinamakan planet. Orang-orang Yunani saat itu menyadari bahwa
Matahari, Bumi, dan Planet merupakan bagian dari sistem yang berbeda.
Awalnya mereka memperkirakan Bumi dan Matahari berbentuk pipih tapi
Phytagoras (572-492 BC) menyatakan semua benda langit berbentuk bola
(bundar).
Sampai dengan tahun 1960, perkembangan teori
pembentukan Tata Surya bisa dibagi dalam dua kelompok besar yakni masa
sebelum Newton dan masa sesudah Newton.
Permulaan Perhitungan Ilmiah
Perhitungan secara ilmiah pertama kali dilakukan oleh Aristachrus dari
Samos (310-230 BC). Ia mencoba menghitung sudut Bulan-Bumi-Matahari dan
mencari perbandingan jarak dari Bumi-Matahari, dan Bumi-Bulan.
Aristachrus juga merupakan orang pertama yang menyimpulkan Bumi bergerak
mengelilingi Matahari dalam lintasan berbentuk lingkaran yang menjadi
titik awal teori Heliosentrik. Jadi bisa kita lihat kalau teori
heliosentrik bukan teori yang baru muncul di masa Copernicus. Namun jauh
sebelum itu, Aristrachrus sudah meletakkan dasar bagi teori
heliosentris tersebut.
Pada era Alexandria, Eratoshenes (276-195BC) dari
Yunani berhasil menemukan cara mengukur besar Bumi, dengan mengukur
panjang bayangan dari kolom Alexandria dan Syene. Ia menyimpulkan,
perbedaan lintang keduanya merupakan 1/50 dari keseluruhan revolusi.
Hasil perhitungannya memberi perbedaan sebesar 13% dari hasil yang ada
saat ini.
Ptolemy dan Teori Geosentrik
Ptolemy (c 150AD) menyatakan bahwa semua objek bergerak relatif terhadap
bumi. Dan teori ini dipercaya selama hampir 1400 tahun. Tapi teori
geosentrik mempunyai kelemahan, yaitu Matahari dan Bulan bergerak dalam
jejak lingkaran mengitari Bumi, sementara planet bergerak tidak teratur
dalam serangkaian simpul ke arah timur. Untuk mengatasi masalah ini,
Ptolemy mengajukan dua komponen gerak. Yang pertama, gerak dalam orbit
lingkaran yang seragam dengan periode satu tahun pada titik yang disebut
deferent. Gerak yang kedua disebut epycycle, gerak seragam dalam
lintasan lingkaran dan berpusat pada deferent.
Teori heliosentrik dan gereja
Nicolaus Copernicus (1473-1543) merupakan orang pertama yang secara
terang-terangan menyatakan bahwa Matahari merupakan pusat sistem Tata
Surya, dan Bumi bergerak mengeliinginya dalam orbit lingkaran. Untuk
masalah orbit, data yang didapat Copernicus memperlihatkan adanya
indikasi penyimpangan kecepatan sudut orbit planet-planet. Namun ia
mempertahankan bentuk orbit lingkaran dengan menyatakan bahwa orbitnya
tidak kosentrik. Teori heliosentrik disampaikan Copernicus dalam
publikasinya yang berjudul De Revolutionibus Orbium Coelestium kepada Paus Pope III dan diterima oleh gereja.
Tapi dikemudian hari setelah kematian Copernicus
pandangan gereja berubah ketika pada akhir abad ke-16 filsuf Italy,
Giordano Bruno, menyatakan semua bintang mirip dengan Matahari dan
masing-masing memiliki sistem planetnya yang dihuni oleh jenis manusia
yang berbeda. Pandangan inilah yang menyebabkan ia dibakar dan teori
Heliosentrik dianggap berbahaya karena bertentangan dengan pandangan
gereja yang menganggap manusialah yang menjadi sentral di alam semesta.
Lahirnya Hukum Kepler
Walaupun Copernicus telah menerbitkan tulisannya tentang Teori
Heliosentrik, tidak semua orang setuju dengannya. Salah satunya, Tycho
Brahe (1546-1601) dari Denmark yang mendukung teori matahari dan bulan
mengelilingi bumi sementara planet lainnya mengelilingi matahari. Tahun
1576, Brahe membangun sebuah observatorium di pulau Hven, di laut Baltic
dan melakukan penelitian disana sampai kemudian ia pindah ke Prague
pada tahun 1596.
Di Prague, Brahe menghabiskan sisa hidupnya
menyelesaikan tabel gerak planet dengan bantuan asistennya Johannes
Kepler (1571-1630). Setelah kematian Brahe, Kepler menelaah data yang
ditinggalkan Brahe dan menemukan bahwa orbit planet tidak sirkular
melainkan elliptik.
Kepler kemudian mengeluarkan tiga hukum gerak orbit yang dikenal sampai saat ini yaitu ;
- Planet bergerak dalam orbit ellips mengelilingi matahari sebagai pusat sistem.
- Radius vektor menyapu luas yang sama dalam interval waktu yang sama.
- Kuadrat kala edar planet mengelilingi matahari sebanding dengan pangkat tiga jarak rata-rata dari matahari.
Kepler menuliskan pekerjaannya dalam sejumlah buku, diantaranya adalah Epitome of The Copernican Astronomy dan segera menjadi bagian dari daftar Index Librorum Prohibitorum yang merupakan buku terlarang bagi umat Katolik. Dalam daftar ini juga terdapat publikasi Copernicus, De Revolutionibus Orbium Coelestium.
Awal mula dipakainya teleskop
Pada tahun 1608, teleskop dibuat oleh Galileo Galilei (1562-1642),
.Galileo merupakan seorang professor matematika di Pisa yang tertarik
dengan mekanika khususnya tentang gerak planet. Ia salah satu yang
tertarik dengan publikasi Kepler dan yakin tentang teori heliosentrik.
Dengan teleskopnya, Galileo berhasil menemukan satelit-satelit Galilean
di Jupiter dan menjadi orang pertama yang melihat keberadaan cincin di
Saturnus.
Salah satu pengamatan penting yang meyakinkannya
mengenai teori heliosentrik adalah masalah fasa Venus. Berdasarkan teori
geosentrik, Ptolemy menyatakan venus berada dekat dengan titik diantara
matahari dan bumi sehingga pengamat dari bumi hanya bisa melihat venus
saat mengalami fasa sabit.
Tapi berdasarkan teori heliosentrik dan didukung
pengamatan Galileo, semua fasa Venus bisa terlihat bahkan ditemukan juga
sudut piringan venus lebih besar saat fasa sabit dibanding saat
purnama. Publikasi Galileo yang memuat pemikirannya tentang teori
geosentrik vs heliosentrik, Dialogue of The Two Chief World System, menyebabkan dirinya dijadikan tahanan rumah dan dianggap sebagai penentang oleh gereja.
Dasar yang diletakkan Newton
Di tahun kematian Galileo, Izaac Newton (1642-1727) dilahirkan. Bisa
dikatakan Newton memberi dasar bagi pekerjaannya dan orang-orang sebelum
dirinya terutama mengenai asal mula Tata Surya. Ia menyusun Hukum Gerak
Newton dan kontribusi terbesarnya bagi Astronomi adalah Hukum Gravitasi
yang membuktikan bahwa gaya antara dua benda sebanding dengan massa
masing-masing objek dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara
kedua benda. Hukum Gravitasi Newton memberi penjelasan fisis bagi Hukum
Kepler yang ditemukan sebelumnya berdasarkan hasil pengamatan. Hasil
pekerjaannya dipublikasikan dalam Principia yang ia tulis selama 15 tahun.
Teori Newton menjadi dasar bagi berbagai teori
pembentukan Tata Surya yang lahir kemudian, sampai dengan tahun 1960
termasuk didalamnya teori monistik dan teori dualistik. Teori monistik
menyatakan bahwa matahari dan planet berasal dari materi yang sama.
Sedangkan teori dualistik menyatakan matahari dan bumi berasal dari
sumber materi yang berbeda dan terbetuk pada waktu yang berbeda.
