1. Budaya kuno mengamati langit
Langit malam secara alami gelap dan tidak ada polusi cahaya di zaman kuno. Jadi, jika cuaca memungkinkan, Anda dapat dengan mudah melihat banyak bintang. Tidak perlu menceritakan tentang Matahari dan Bulan.
Orang-orang kuno memiliki alasan yang bagus untuk mempelajari langit malam. Dalam banyak budaya dan peradaban, bintang-bintang (dan juga Matahari dan Bulan) di mana dianggap memiliki makna religius, legendaris, pertanda atau magis (astrologi), sehingga banyak orang tertarik pada mereka. Tidak butuh waktu lama bagi seseorang (dalam kenyataannya banyak orang yang berbeda secara mandiri di banyak bagian dunia) untuk melihat beberapa pola yang berguna dalam bintang-bintang yang akan berguna untuk navigasi, pelokalan, penghitungan jam, berhitung hari, dan hubungkan hari dengan musim , dll. Dan tentu saja, pola-pola di bintang-bintang itu juga terkait dengan Matahari dan Bulan.
Jadi, tentu saja semua budaya kuno memiliki orang-orang yang mendedikasikan banyak malam dalam kehidupan mereka untuk mempelajari bintang-bintang secara detail langsung dari zaman batu. Mereka juga akan merasakan meteorit (bintang jatuh) dan gerhana. Dan terkadang komet yang sangat langka dan spetacular.
Lalu ada planet Merkurius, Venus, Mars, Jupiter dan Saturnus. Mereka cukup mudah untuk melihat berbeda dari bintang-bintang karena semua bintang tampaknya tetap di ruang angkasa, tetapi planet-planet tidak. Mereka sangat mudah untuk melihat berkeliaran di langit dengan berlalunya hari-hari, khususnya untuk Venus, yang merupakan "bintang" paling terang di langit dan juga pengembara yang tangguh. Mengingat semua itu, orang-orang kuno pasti menjadi sangat sadar akan kelima planet itu.
Tentang Merkurius, mulanya orang-orang Yunani berpikir bahwa Merkurius adalah dua tubuh, yang muncul hanya di pagi hari beberapa jam sebelum matahari terbit dan yang lain hanya beberapa jam setelah matahari terbenam. Namun, segera mereka menemukan bahwa sebenarnya itu hanya satu tubuh, karena salah satu atau yang lain (atau tidak ada) dapat dilihat pada hari tertentu dan posisi yang dihitung dari tubuh yang tidak terlihat selalu cocok dengan posisi tubuh yang terlihat.
2. Bumi kelihatannya bulat
Sekarang, dari zaman batu, sudah ke zaman kuno, navigator dan pedagang yang melakukan perjalanan jarak jauh merasa bahwa Matahari terbit dan titik-titik pengaturan dapat bervariasi tidak hanya karena variasi musiman, tetapi juga sesuai dengan lokasi. Juga, jarak dari bintang kutub ke garis horizon juga bervariasi sesuai dengan lokasi. Fakta ini mengecam keberadaan konsep yang sekarang dikenal sebagai garis lintang, dan ini dirasakan oleh para astronom kuno di tempat-tempat seperti Yunani, Mesir, Mesopotamia, dan Cina.
Para astronom dan orang-orang yang bergantung pada astronomi (seperti navigator) akan bertanya-tanya mengapa jarak dari bintang kutub ke cakrawala bervariasi, dan satu kemungkinan adalah bahwa itu karena Bumi akan bulat. Juga, mendaftarkan sudut Matahari yang berbeda di lokasi berbeda di dunia pada hari yang sama dan pada jam yang sama, juga memberikan petunjuk bahwa Bumi bulat. Bayangan di Bulan saat gerhana bulan juga memberi petunjuk bahwa Bumi itu bulat. Namun, ini dengan sendirinya bukan bukti bahwa bumi itu bulat, jadi kebanyakan orang akan bertaruh pada hal lain yang lebih sederhana, atau hanya tidak peduli dengan fenomena ini.
Sebagian besar budaya di zaman kuno menganggap bahwa dunia itu datar. Namun gagasan tentang dunia yang bulat ada sejak zaman Yunani kuno. Bertentangan dengan kesalahpahaman modern yang populer, di Abad Pertengahan, hampir tidak ada orang yang berpendidikan di dunia barat berpikir bahwa dunia itu datar .
Tentang ukuran Bumi, dengan mengamati berbagai posisi Matahari dan sudut bayangan di berbagai belahan dunia, Erasthotenes di Yunani kuno menghitung ukuran Bumi dan jarak antara Bumi dan Matahari dengan benar untuk pertama kalinya sejak abad ketiga SM. Namun, karena kebingungan tentang semua ukuran unit yang berbeda dan tidak konsisten ada saat itu dan kesulitan untuk secara tepat memperkirakan jarak tanah dan laut yang panjang, kebingungan dan ketidaktepatan bertahan sampai zaman modern.
Budaya kuno juga menemukan bahwa bagian mengkilap dari Bulan diterangi oleh Matahari. Karena Bulan Purnama mudah dilihat bahkan di tengah malam, ini menyiratkan bahwa Bumi tidak terbatas. Fakta bahwa Bulan memasuki bayangan bulat ketika tepatnya di sisi berlawanan dari langit seperti Matahari juga menyiratkan bahwa itu adalah bayangan Bumi di Bulan. Ini juga menyiratkan bahwa Bumi secara signifikan lebih besar dari Bulan.
3. Geosentrisme
Jadi, orang-orang mengamati Matahari, Bulan, Merkurius, Venus, Mars, Jupiter, Saturnus, dan bola bintang yang tetap berputar di sekitar langit. Mereka secara alami berpikir bahwa Bumi akan menjadi pusat alam semesta dan bahwa semua benda itu berputar mengelilingi Bumi. Ini memuncak dengan karya filsuf Claudius Ptolemaeus tentang geosentrisme .
Meskipun sekarang kita tahu bahwa model geosentrik ptolomaic pada dasarnya salah, dapat digunakan untuk menghitung posisi planet-planet, Matahari, Bulan dan bola langit bintang, dengan ketepatan yang agak dapat diterima pada saat itu. Itu termasuk pengamatan variasi kecepatan planet, gerakan retrograde dan juga untuk menggabungkan Merkurius dan Venus ke Matahari, sehingga mereka tidak akan pernah jauh dari itu. Selanjutnya, berdasarkan kecepatan gerak benda-benda di langit, maka alam semesta harus seperti:
- Bumi di tengah.
- Bulan mengorbit Bumi.
- Merkurius yang mengorbit Bumi lebih jauh dari Bulan.
- Venus mengorbit Bumi lebih jauh dari Merkurius.
- Matahari mengorbit Bumi lebih jauh dari Venus.
- Mars mengorbit Bumi lebih jauh dari Matahari.
- Jupiter mengorbit Bumi lebih jauh dari Mars.
- Saturnus yang mengorbit Bumi lebih jauh dari Yupiter.
- Bola langit bintang berputar di sekitar Bumi, menjadi bola terluar.
Faktanya, model ptolomaic adalah model yang sangat rumit, jauh lebih rumit daripada model copernic, keplerian, dan newton. Khususnya, ini dapat dibandingkan dengan perangkat lunak yang didasarkan pada konsep yang sangat cacat tetapi masih berfungsi karena banyak peretasan dan kludge yang rumit, kusut, dan tidak dapat dijelaskan yang ada hanya untuk membuat benda itu berfungsi.
4. Penemuan Amerika
Marco Polo , pada tahun-tahun terakhir tahun 1200-an, adalah orang Eropa pertama yang melakukan perjalanan ke Cina dan kembali dan meninggalkan kronik terperinci dari pengalamannya. Jadi, dia bisa membawa banyak pengetahuan tentang apa yang ada di Asia Tengah, Asia Timur, Hindia, Cina, Mongolia, dan bahkan Jepang ke Eropa. Sebelum Marco Polo, sangat sedikit yang diketahui orang Eropa tentang apa yang ada di sana. Hal ini sangat menginspirasi kartografer, filsuf, politisi, dan navigator Eropa di tahun-tahun mendatang.
Portugal dan Spanyol melakukan perang selama berabad-abad melawan invasi bangsa Moor di Semenanjung Iberia . Bangsa Moor akhirnya diusir pada tahun 1492. Kedua negara bagian itu mencari sesuatu yang menguntungkan setelah bertahun-tahun perang. Sejak Portugal mengakhiri bagian perangnya terlebih dahulu, Portugal memulai dan pergi menjelajahi laut lebih dulu. Baik Portugal dan Spanyol berusaha menemukan rute navigasi untuk mencapai India dan China untuk memperdagangkan rempah-rempah dan sutra yang sangat menguntungkan. Mereka tidak dapat diperdagangkan melalui darat secara efisien lagi karena kenyataan bahwa tanah di Asia Barat dan Afrika Utara didominasi oleh budaya Muslim yang tidak bersahabat dengan orang-orang Eropa Kristen, situasi yang baru saja menjadi lebih buruk setelah jatuhnya Konstantinopel pada tahun 1453.
Portugal, menjajah perbatasan Atlantik di Afrika dan akhirnya mereka berhasil mencapai Tanjung Harapan pada 1488 (dengan Bartolomeu Dias ).
Seorang navigator Genovese bernama Cristoforo Colombo percaya bahwa jika dia berlayar ke barat dari Eropa, dia akhirnya bisa mencapai Hindia dari sisi timur. Terinspirasi oleh Marco Polo dan memperkirakan ukuran Bumi, ia memperkirakan bahwa jarak antara Kepulauan Canary dan Jepang menjadi 3.700 km (sebenarnya itu adalah 1.400 km). Sebagian besar navigator tidak akan melakukan perjalanan seperti itu karena mereka (benar) berpendapat bahwa Bumi lebih besar dari itu.
Kolombo berusaha membujuk raja Portugal untuk membiayai perjalanannya pada tahun 1485, tetapi setelah mengajukan proposal kepada para ahli, raja menolaknya karena perkiraan jarak perjalanan terlalu rendah. Namun, Spanyol, setelah akhirnya mengusir orang Moor pada 1492, diyakinkan olehnya. Gagasan Colombo tidak masuk akal, tetapi, setelah berabad-abad perang dengan kaum Muslim, jika itu berhasil, maka Spanyol dapat mengambil untung dengan cepat. Jadi, raja Spanyol menyetujui gagasan itu. Dan hanya beberapa bulan setelah mengusir orang Moor, Spanyol mengirim Kolombo untuk berlayar ke barat menuju Atlantik dan kemudian ia mencapai pulau Hispaniola di Amerika Tengah. Setelah kembali, berita tentang penemuan tanah di seberang Atlantik menyebar dengan cepat.
Portugal dan Spanyol kemudian membagi dunia dengan Perjanjian Tordesillas pada 1494. Pada 1497, Amerigo Vespucci mencapai daratan Amerika.
Portugal tidak akan ketinggalan, mereka berhasil menjelajahi seluruh Afrika untuk mencapai Hindia pada tahun 1498 (dengan Vasco da Gama ). Dan mereka mengirim Pedro Álvares Cabral , yang mencapai Brazil pada 1500 sebelum menyeberangi Atlantik kembali untuk pergi ke Hindia.
Setelah itu, Portugal dan Spanyol dengan cepat mulai menjelajahi Amerika dan akhirnya menjajah mereka. Prancis, Inggris, dan Belanda juga datang ke Amerika beberapa waktu kemudian.
5. Putaran Bumi IS
Setelah itu, Spanyol menemukan dan menetap di Amerika (dan rencana Kolombia sebenarnya tidak berhasil). Pertanyaan bahwa apakah mungkin berlayar di seluruh dunia untuk mencapai Hindia dari sisi timur tetap terbuka dan Spanyol masih tertarik padanya. Mereka akhirnya menemukan Samudra Pasifik setelah melintasi Panama Ishtums melalui darat pada 1513.
Karena ingin menemukan rute maritim di seluruh dunia, mahkota Spanyol mendanai sebuah ekspedisi yang dipimpin oleh Fernão de Magalhães Portugis (atau Magellan karena namanya diterjemahkan ke dalam bahasa Inggris) untuk mencoba mengelilingi dunia. Magellan adalah seorang navigator berpengalaman, dan telah mencapai apa yang sekarang Malaysia bepergian melalui Samudera Hindia sebelumnya. Mereka berangkat dari Spanyol pada tanggal 20 September 1519. Itu adalah perjalanan yang panjang dan memakan banyak korban jiwa. Magellan sendiri tidak selamat, setelah mati dalam pertempuran di Filipina pada tahun 1521. Setidaknya, dia hidup cukup untuk menyadari bahwa mereka sebenarnya mencapai Asia Timur dengan melakukan perjalanan keliling dunia ke barat, yang juga membuktikan bahwa Bumi bulat .
Perjalanan itu akhirnya diselesaikan oleh pimpinan Juan Sebatián Elcano , salah satu awak Magellan. Mereka mencapai Spanyol kembali melalui Samudra Hindia dan Atlantik pada 6 September 1522 setelah melakukan perjalanan selama hampir tiga tahun jarak 81449 km.
6. Heliosentrisme
Ada beberapa teori geo-heliosentris heliosentris atau hybrid di zaman kuno. Khususnya oleh filsuf Yunani Philolaus pada abad ke-5 SM. Oleh Martianus Capella sekitar tahun 410 hingga 420. Dan oleh Aristarchus dari Samos sekitar 370 SM. Model-model itu berusaha menjelaskan gerak bintang-bintang sebagai rotasi Bumi dan posisi planet-planet, khususnya Merkurius dan Venus sebagai terjemahan di sekitar Matahari. Namun model-model awal terlalu tepat dan cacat untuk bekerja dengan tepat, dan model ptolomaic masih merupakan model dengan prediksi yang lebih baik dari posisi benda-benda langit.
Gagasan bahwa Bumi berotasi jauh kurang revolusioner daripada heliosentrisme, tetapi sudah lebih atau kurang diterima dengan keengganan di abad pertengahan . Ini terjadi karena jika bintang-bintang berputar di sekitar Bumi, mereka perlu melakukannya dengan kecepatan yang menakjubkan, menyeret Matahari, Bulan dan planet-planet dengannya, sehingga akan lebih mudah jika Bumi itu sendiri berputar. Orang-orang merasa tidak nyaman dengan ide ini, tetapi mereka masih menerimanya, dan ini menjadi lebih mudah untuk diterima setelah kebulatan Bumi adalah konsep yang mapan.
Pada tahun-tahun pertama tahun 1500-an, ketika Portugis dan Spanyol berlayar di seluruh dunia, seorang ahli matematika dan astronom yang sangat terampil yang disebut Nikolaus KopernikusButuh beberapa tahun untuk memikirkan mekanisme tubuh surgawi. Setelah beberapa tahun membuat perhitungan dan pengamatan, ia menciptakan sebuah model orbit melingkar planet-planet di sekitar Matahari dan merasa bahwa modelnya jauh lebih sederhana daripada model geosentrik ptoloma dan setidaknya setepat itu. Modelnya juga menampilkan Bumi yang berputar dan bintang-bintang tetap. Lebih jauh, modelnya menyiratkan bahwa Matahari jauh lebih besar dari Bumi, sesuatu yang sudah sangat diduga pada saat itu karena perhitungan dan pengukuran dan juga menyiratkan bahwa Jupiter dan Saturnus beberapa kali lebih besar dari Bumi, sehingga Bumi pasti akan menjadi planet sama seperti lima planet lainnya yang dikenal saat itu. Ini bisa dilihat sebagai borning dari model yang sekarang dikenal sebagai Tata Surya.
Khawatir penganiayaan dan kritik yang keras, ia menghindari untuk menerbitkan banyak dari karyanya, mengirim naskah hanya untuk kenalan terdekatnya, namun karyanya akhirnya bocor dan ia yakin untuk membiarkan publikasi penuhnya pula. Legenda mengatakan bahwa ia disajikan pada karyanya yang akhirnya diterbitkan sepenuhnya pada hari ia meninggal pada 1543, sehingga ia bisa mati dengan tenang.
Ada perdebatan sengit antara pendukung dan penentang teori heliosentris Copernic di pertengahan 1500-an. Satu argumen untuk oposisi adalah bahwa paralaks bintang tidak dapat diamati, yang menyiratkan bahwa model heliosentris salah atau bahwa bintang-bintang sangat jauh dan banyak dari mereka akan lebih besar dari Matahari, yang tampaknya merupakan ide gila pada saat itu.
Tycho Brache , yang tidak menerima heliosentrisme, pada tahun-tahun terakhir tahun 1500-an mencoba menyelamatkan geosentrisme dengan model geo-heliosentris hibrida yang menampilkan lima planet surga yang mengorbit Matahari sementara Matahari dan Bulan mengorbit Bumi. Namun, ia juga menerbitkan teori yang lebih baik memprediksi posisi Bulan. Juga, pada saat ini, pengamatan terhadap beberapa supernova menunjukkan bahwa ruang angkasa bintang-bintang itu tidak bisa berubah.
Pada 1600, astronom William Gilbert memberikan argumen kuat untuk perputaran Bumi, dengan mempelajari magnet dan kompas, ia dapat menunjukkan bahwa Bumi bersifat magnetis, yang dapat dijelaskan dengan kehadiran sejumlah besar besi di intinya.
7. Dengan teleskop
Semua yang saya tulis di atas terjadi tanpa teleskop, hanya dengan menggunakan pengamatan dan pengukuran mata telanjang di seluruh dunia. Sekarang, tambahkan bahkan beberapa teleskop kecil dan segalanya berubah dengan cepat.
Teleskop paling awal ditemukan pada 1608 . Pada 1609, astronom Galieu Galilei mendengar tentang itu, dan membangun teleskopnya sendiri. Pada bulan Januari 1610, Galieu Galilei , menggunakan teleskop kecil, mengamati empat benda kecil yang mengorbit Jupiter pada jarak yang berbeda, mencari tahu bahwa mereka adalah "bulan" Jupiter, ia juga dapat memprediksi dan menghitung posisinya di sepanjang orbitnya. Beberapa bulan kemudian, ia juga mengamati bahwa Venus memiliki fase seperti yang terlihat dari Bumi. Dia juga mengamati cincin Saturnus, tetapi teleskopnya tidak cukup kuat untuk menyelesaikannya sebagai cincin, dan dia berpendapat bahwa itu adalah dua bulan. Pengamatan ini tidak sesuai dengan model geosentris.
Seorang kontemporer dari Galilei, Johannes Kepler , bekerja pada model heliosentris Copernicus dan membuat banyak perhitungan, untuk menjelaskan perbedaan kecepatan orbit, menciptakan model heliosentris di mana planet-planet mengorbit Matahari dalam orbit elips dengan salah satu fokus elips di matahari. Karya-karyanya diterbitkan pada 1609 dan 1619. Ia juga menyarankan bahwa pasang-surut disebabkan oleh gerakan Bulan, meskipun Galilei ragu akan hal itu. Hukumnya meramalkan transit Merkurius pada 1631 dan Venus pada 1639, dan transit semacam itu sebenarnya diamati. Namun, transit Venus yang diprediksi pada tahun 1631 tidak dapat dilihat karena ketidaktepatan dalam perhitungan dan fakta bahwa itu tidak terlihat di sebagian besar Eropa.
Pada 1650 bintang ganda pertama diamati. Selanjutnya pada 1600-an, cincin Saturnus diselesaikan dengan menggunakan teleskop yang lebih baik oleh Robert Hooke , yang juga mengamati bintang ganda pada 1664 dan mengembangkan mikroskop untuk mengamati struktur seluler. Dari mereka, banyak bintang yang ditemukan menjadi ganda. Pada 1655, Titan ditemukan mengorbit Saturnus, lebih percaya diri pada model heliosentris. Lebih banyak empat bulan Saturnus ditemukan antara 1671 dan 1684.
8. Gravitasi
Heliosentrisme diterima dengan cukup baik pada pertengahan 1600-an, tetapi orang-orang tidak nyaman dengan itu. Mengapa planet mengorbit Matahari? Mengapa Bulan mengorbit Bumi? Mengapa Jupiter dan Saturnus memiliki bulan? Meskipun mekanik Keplerian dapat memprediksi film mereka, masih belum jelas apa alasan yang membuat mereka bergerak seperti itu.
Pada tahun 1687, Isaac Newton yang merupakan salah satu fisika dan matematika paling cemerlang yang pernah hidup (meskipun ia juga seorang penganiaya keras kepala dari lawan-lawannya), memberikan teori gravitasi (berdasarkan karya sebelumnya oleh Robert Hooke). Gagasan untuk teori gravitasi dan hukum kuadrat terbalik sudah dikembangkan pada tahun 1670-an, tetapi ia dapat menerbitkan teori gravitasi yang sangat sederhana dan jelas, yang memiliki dasar fisika dan matematika yang sangat baik dan menjelaskan gerakan benda-benda langit dengan hebat. presisi, termasuk komet. Ini juga menjelaskan mengapa planet-planet, Bulan dan Matahari berbentuk bulat, menjelaskan pasang surut dan juga menjelaskan mengapa benda-benda jatuh ke tanah. Ini membuat heliosentrisme menjadi diterima secara luas.
Juga, hukum gravitasi Newton meramalkan bahwa rotasi Bumi akan membuatnya tidak persis bulat, tetapi sedikit ellipsoidal dengan faktor 1: 230. Sesuatu yang sependapat dengan tindakan dilakukan menggunakan pendulum pada 1673.
9. Apa saja bintang-bintang dan tata surya?
Pada awal 1700-an, Edmund Halley , yang sudah mengetahui tentang hukum newton (ia sezaman dengan Newton) merasa bahwa komet yang melintas di dekat Bumi akhirnya akan kembali, dan ia menemukan bahwa ada contoh penampakan khusus setiap 76 tahun, sehingga ia bisa perhatikan bahwa komet-komet itu pada kenyataannya semuanya adalah komet yang sama, yang dinamai menurut namanya.
Satu-satunya masalah yang tersisa dengan model heliosentris adalah kurangnya pengamatan paralaks terhadap bintang-bintang. Dan tidak ada yang tahu pasti apa bintang-bintang itu. Namun, jika mereka sebenarnya adalah benda yang sangat jauh, kebanyakan dari mereka akan jauh lebih besar dari Matahari. Pada paruh pertama tahun 1700-an, mencoba mengamati paralaks, James Bradley merasakan fenomena seperti penyimpangan cahaya dan pemunculan bumi, dan fenomena itu juga menyediakan cara untuk menghitung kecepatan cahaya. Namun pengamatan paralaks tetap menjadi tantangan selama 1700-an.
Pada 1781, Uranus ditemukan mengorbit Matahari di luar Saturnus. Meskipun nyaris tidak terlihat oleh mata telanjang di langit yang paling gelap, itu sangat redup sehingga lolos dari pengamatan para astronom sampai saat itu, dan ditemukan dengan teleskop. Asteroid pertama juga ditemukan pada awal 1800-an. Investigasi pada pertubasi pada orbit Uranus karena gerakan newton dan keplerian yang diprediksi akhirnya mengarah pada penemuan Neptunus pada tahun 1846.
Pada tahun 1838, astronom Friedrich Wilhelm Bessel yang mengukur posisi lebih dari 50.000 bintang dengan ketelitian setinggi mungkin, akhirnya dapat mengukur paralaks dari bintang 61 Cygni dengan sukses, yang membuktikan bahwa bintang-bintang sebenarnya adalah benda yang sangat jauh dan bahwa banyak dari mereka sebenarnya lebih besar dari Matahari. Ini juga menunjukkan bahwa Matahari adalah bintang. Vega dan Alpha Centauri juga berhasil mengukur paralaks pada tahun 1838. Selanjutnya, pengukuran tersebut memungkinkan untuk memperkirakan jarak antara bintang-bintang dan Tata Surya berada pada urutan banyak triliunan kilometer, atau beberapa tahun cahaya.