Geosentris, Teori Dasar Bumi Datar
CMN 101 – Dalam astronomi, model geosentris, juga dikenal sebagai geosentrisme, sering dicontohkan secara khusus oleh sistem Ptolemeus, adalah deskripsi yang menggantikan Alam Semesta dengan Bumi sebagai pusatnya. Di bawah model geosentris, Matahari , Bulan , bintang , dan planet -planet semuanya mengorbit Bumi.
Model geosentris adalah deskripsi utama kosmos di banyak peradaban kuno Eropa , seperti Aristoteles di Yunani Klasik dan Ptolemy di Mesir Romawi. Dua pengamatan mendukung gagasan bahwa Bumi adalah pusat Alam Semesta.
Pertama, dari mana saja di Bumi, Matahari tampak berputar mengelilingi Bumi sekali sehari . Sementara Bulan dan planet-planet memiliki gerakannya sendiri, mereka juga tampak berputar mengelilingi Bumi sekitar satu kali per hari. Bintang-bintang tampak terpaku pada bola langit yang berputar sekali setiap hari pada porosnya melalui kutub geografis Bumi.
Kedua, Bumi tampaknya tidak bergerak dari perspektif pengamat yang membumi terasa kokoh, stabil, dan stasioner. Filsuf Yunani kuno, Romawi kuno, dan abad pertengahan biasanya menggabungkan model geosentris dengan Bumi bulat, berbeda dengan model Bumi datar yang lebih tua yang tersirat dalam beberapa mitologi.
Uranografi Babilonia Yahudi kuno menggambarkan Bumi datar dengan kanopi kaku berbentuk kubah yang disebut cakrawala yang ditempatkan di atasnya. Namun, astronom dan matematikawan Yunani Aristarchus dari Samos mengembangkan model heliosentris yang menempatkan semua planet yang diketahui saat itu dalam urutan yang benar mengelilingi Matahari.
Orang Yunani kuno percaya bahwa gerakan planet-planet itu melingkar , pandangan yang tidak ditentang dalam budaya Barat sampai abad ke-17, ketika Johannes Kepler mendalilkan bahwa orbit adalah heliosentris dan elips. Pada tahun 1687 Newton menunjukkan bahwa orbit elips dapat diturunkan dari hukum gravitasinya.
Prediksi astronomi model geosentris Ptolemy , yang dikembangkan pada abad ke-2 M, menjadi dasar untuk menyiapkan peta astrologi dan astronomi selama lebih dari 1500 tahun. Model geosentris memegang kekuasaan ke awal zaman modern, tetapi dari akhir abad ke-16 dan seterusnya, secara bertahap digantikan oleh model heliosentris Copernicus, Galileo, dan Kepler.
Ada banyak penolakan terhadap transisi antara kedua teori ini. Beberapa merasa bahwa teori baru yang tidak diketahui tidak dapat menumbangkan konsensus yang diterima untuk geosentrisme.
Model geosentris memasuki astronomi dan filsafat Yunani pada titik awal; itu dapat ditemukan dalam filsafat pra-Socrates. Pada abad ke-6 SM, Anaximander mengusulkan sebuah kosmologi dengan Bumi berbentuk seperti bagian dari pilar, terangkat tinggi di pusat segalanya.
Matahari, Bulan, dan planet-planet adalah lubang di roda tak terlihat yang mengelilingi Bumi; melalui lubang, manusia bisa melihat api tersembunyi. Sekitar waktu yang sama, Pythagorasberpikir bahwa Bumi adalah bola, tetapi tidak di pusat, dia percaya bahwa itu bergerak di sekitar api yang tak terlihat.
Kemudian pandangan-pandangan ini digabungkan, sehingga sebagian besar orang Yunani yang berpendidikan dari abad ke-4 SM berpikir bahwa Bumi adalah bola di pusat alam semesta. Pada abad ke-4 SM, dua filsuf Yunani yang berpengaruh, Plato dan muridnya Aristoteles , menulis karya berdasarkan model geosentris.
Menurut Plato, Bumi adalah bola, diam di pusat alam semesta. Bintang-bintang dan planet-planet dibawa mengelilingi Bumi pada bola atau lingkaran, diatur dalam urutan Bulan, Matahari, Venus, Merkurius, Mars, Yupiter, Saturnus, bintang-bintang tetap, dengan bintang-bintang tetap terletak di langit bola.
Dalam ” Mitos Er “, bagian dari Republik , Plato menggambarkan kosmos sebagai Spindle of Necessity , dihadiri oleh Sirene dan diputar oleh tiga Takdir. Eudoxus dari Cnidus, yang bekerja dengan Plato, mengembangkan penjelasan yang kurang mitos dan lebih matematis tentang gerakan planet berdasarkan diktum Plato yang menyatakan bahwa semua fenomena di langit dapat dijelaskan dengan gerakan melingkar beraturan.
Aristoteles menguraikan sistem Eudoxus. Dalam sistem Aristotelian yang berkembang penuh, Bumi bulat berada di pusat alam semesta, dan semua benda langit lainnya melekat pada 47–55 bola transparan dan berputar yang mengelilingi Bumi, semuanya konsentris dengannya.
Bola-bola ini, yang dikenal sebagai bola kristal, semuanya bergerak dengan kecepatan seragam yang berbeda untuk menciptakan revolusi benda-benda di sekitar Bumi. Mereka terdiri dari zat yang tidak dapat rusak yang disebut eter .
Aristoteles percaya bahwa Bulan berada di bola terdalam dan karena itu menyentuh alam Bumi, menyebabkan bintik-bintik gelap dan kemampuan untuk melewati fase bulan. Dia lebih lanjut menggambarkan sistemnya dengan menjelaskan kecenderungan alami unsur-unsur terestrial Bumi, air, api, udara, serta eter langit.
Sistemnya menyatakan bahwa Bumi adalah elemen terberat, dengan gerakan terkuat menuju pusat, sehingga air membentuk lapisan yang mengelilingi bola Bumi. Kecenderungan udara dan api, di sisi lain, adalah bergerak ke atas, menjauh dari pusat, dengan api lebih ringan daripada udara.
Di luar lapisan api, adalah bola padat ether di mana benda-benda langit tertanam. Mereka, sendiri, juga seluruhnya terdiri dari eter. Kepatuhan pada model geosentris sebagian besar berasal dari beberapa pengamatan penting.
Pertama-tama, jika Bumi benar-benar bergerak, maka orang harus dapat mengamati pergeseran bintang-bintang tetap karena paralaks bintang. Singkatnya, jika Bumi bergerak, bentuk rasi bintang akan berubah secara signifikan selama setahun.
Jika mereka tampaknya tidak bergerak, bintang-bintang mungkin jauh lebih jauh dari Matahari dan planet-planet daripada yang diperkirakan sebelumnya, membuat gerakan mereka tidak terdeteksi, atau pada kenyataannya mereka tidak bergerak sama sekali. Karena bintang-bintang sebenarnya jauh lebih jauh dari yang didalilkan para astronom Yunani, paralaks bintang tidak terdeteksi sampai abad ke-19.
Oleh karena itu, orang Yunani memilih yang lebih sederhana dari kedua penjelasan tersebut. Pengamatan lain yang digunakan untuk mendukung model geosentris pada saat itu adalah konsistensi nyata dari luminositas Venus, yang menyiratkan bahwa biasanya jaraknya hampir sama dari Bumi, yang pada gilirannya lebih konsisten dengan geosentrisme daripada heliosentrisme.
Pada kenyataannya, itu karena hilangnya cahaya yang disebabkan oleh fase Venus mengkompensasi peningkatan ukuran nyata yang disebabkan oleh jarak yang bervariasi dari Bumi. Penentang heliosentrisme mencatat bahwa benda-benda terestrial secara alami cenderung beristirahat sedekat mungkin dengan pusat Bumi.
Lebih jauh lagi jika ada kesempatan untuk jatuh lebih dekat ke pusat, benda-benda terestrial cenderung tidak bergerak kecuali dipaksa oleh benda luar, atau diubah menjadi elemen lain oleh panas atau kelembaban. Penjelasan atmosfer untuk banyak fenomena lebih disukai karena model Eudoxan-Aristotelian berdasarkan bola konsentris sempurna tidak dimaksudkan untuk menjelaskan perubahan kecerahan planet karena perubahan jarak.
Akhirnya, bola konsentris sempurna ditinggalkan karena tidak mungkin untuk mengembangkan model yang cukup akurat di bawah ideal itu. Namun, sementara memberikan penjelasan serupa, model deferensi dan episiklus kemudian cukup fleksibel untuk mengakomodasi pengamatan selama berabad-abad.
Meskipun prinsip dasar geosentrisme Yunani telah ditetapkan pada zaman Aristoteles, rincian sistemnya tidak menjadi standar. Sistem Ptolemaic, yang dikembangkan oleh astronom Helenistik Claudius Ptolemaeus pada abad ke-2 M akhirnya menstandarisasi geosentrisme. Karya astronomi utamanya, Almagest , adalah puncak dari berabad-abad karya para astronom Hellenic , Hellenistic dan Babylonian.
Selama lebih dari satu milenium para astronom Eropa dan Islam menganggap itu adalah model kosmologis yang benar. Karena pengaruhnya, orang terkadang salah mengira sistem Ptolemeus identik dengan model geosentris.
Ptolemy berpendapat bahwa Bumi adalah bola di pusat alam semesta, dari pengamatan sederhana bahwa setengah bintang berada di atas cakrawala dan setengah berada di bawah cakrawala setiap saat, dan asumsi bahwa bintang-bintang semuanya berada pada jarak yang tidak terlalu jauh dari pusat alam semesta. Jika Bumi secara substansial dipindahkan dari pusat, pembagian ini menjadi bintang yang terlihat dan tidak terlihat tidak akan sama.
Dalam sistem Ptolemeus, setiap planet digerakkan oleh sistem dua bola: satu disebut deferentnya; yang lain, epicycle-nya. Deferent adalah lingkaran yang titik pusatnya, disebut eksentrik dan ditandai dalam diagram dengan X, jauh dari Bumi. Tujuan asli dari eksentrik adalah untuk menjelaskan perbedaan panjang musim dengan menempatkan Bumi jauh dari pusat rotasi seluruh alam semesta.
Bola lain, epicycle, tertanam di dalam bola yang berbeda dan diwakili oleh garis putus-putus yang lebih kecil di sebelah kanan. Sebuah planet tertentu kemudian bergerak di sekitar epicycle pada saat yang sama epicycle bergerak di sepanjang jalur yang ditandai oleh deferent.
Gerakan gabungan ini menyebabkan planet tertentu bergerak lebih dekat dan lebih jauh dari Bumi pada titik yang berbeda dalam orbitnya, dan menjelaskan pengamatan bahwa planet melambat, berhenti,gerakan mundur , dan kemudian dibalik lagi untuk melanjutkan gerakan normal, atau maju.
Model deferent-and-epicycle telah digunakan oleh para astronom Yunani selama berabad-abad bersama dengan gagasan eksentrik, yang bahkan lebih tua. Dalam ilustrasi, pusat deferent bukanlah Bumi tetapi titik bertanda X, membuatnya eksentrik, dari mana titik itu mengambil namanya.
Sayangnya, sistem yang tersedia pada masa Ptolemy tidak cukup sesuai dengan pengamatan, meskipun itu ditingkatkan melalui sistem Hipparchus. Yang paling terlihat adalah ukuran loop retrograde planet akan lebih kecil, dan terkadang lebih besar, dari yang diperkirakan, menghasilkan kesalahan posisi sebanyak 30 derajat.
Untuk mengatasi masalah tersebut, Ptolemy mengembangkan equant. Equant adalah titik di dekat pusat orbit planet yang, jika Anda berdiri di sana dan menonton, pusat episiklus planet akan selalu tampak bergerak dengan kecepatan seragam, semua lokasi lain akan melihat kecepatan yang tidak seragam, seperti di Bumi.
Dengan menggunakan equant, Ptolemy mengklaim untuk menjaga gerak yang seragam dan melingkar, meskipun berangkat dari ideal Platonis tentang gerak melingkar seragam. Sistem yang dihasilkan, yang akhirnya diterima secara luas di barat, tampaknya berat bagi para astronom modern, setiap planet membutuhkan episiklus yang berputar pada suatu yang berbeda, diimbangi oleh equant yang berbeda untuk setiap planet.
Ini memprediksi berbagai gerakan langit, termasuk awal dan akhir gerakan mundur, dalam kesalahan maksimum 10 derajat, jauh lebih baik daripada tanpa equant. Model dengan epicycles sebenarnya adalah model yang sangat baik dari orbit elips dengan eksentrisitas rendah.
Bentuk elips yang terkenal tidak tampak terlalu mencolok ketika eksentrisitas kurang dari 5%, tetapi jarak offset dari “pusat” sangat terlihat bahkan dengan eksentrisitas rendah seperti yang dimiliki oleh planet-planet itu. Untuk meringkas, Ptolemy merancang sebuah sistem yang kompatibel dengan filsafat Aristoteles dan berhasil melacak pengamatan aktual dan memprediksi pergerakan masa depan sebagian besar dalam batas-batas pengamatan 1000 tahun ke depan.
Model geosentris akhirnya digantikan oleh model heliosentris. Heliosentrisme Copernicus dapat menghapus epicycles Ptolemy karena gerakan mundur dapat dilihat sebagai hasil dari kombinasi gerakan dan kecepatan Bumi dan planet. Copernicus merasa kuat bahwa equant adalah pelanggaran kemurnian Aristotelian, dan membuktikan bahwa penggantian equant dengan sepasang epicycles baru sepenuhnya setara.
Para astronom sering terus menggunakan ekuan daripada episiklus karena yang pertama lebih mudah dihitung, dan memberikan hasil yang sama. Pada kenyataannya, bahwa model Copernicus, Ptolemaic, dan bahkan Tychonic memberikan hasil yang identik dengan input yang identik.
Mereka setara secara komputasi. Baru setelah Kepler mendemonstrasikan pengamatan fisik yang dapat menunjukkan bahwa matahari fisik terlibat langsung dalam menentukan orbit, model baru diperlukan.
Ptolemy tidak menemukan atau mengerjakan tatanan ini, yang sejalan dengan kosmologi agama Tujuh Langit kuno yang umum bagi tradisi keagamaan utama Eurasia. Ini juga mengikuti periode orbit yang menurun dari Bulan, Matahari, planet dan bintang. (red)
