Manusia telah memprediksi gerhana selama ribuan tahun, tapi itu lebih sulit dari yang Anda kira

Kota pesisir Exmouth di Australia Barat akan menyaksikan salah satu fenomena astronomi paling menakjubkan pada 20 April 2023—Gerhana matahari total.

Gerhana telah membuat kita terpesona selama ribuan tahun. Namun ternyata menghitung kapan dan di mana kita bisa menyaksikan gerhana secara penuh bisa sangat sulit.

Perhatikan matahari dan bulan

Menjadi dominan di langit, Matahari dan Bulan adalah benda langit yang paling menarik bagi budaya kuno. Tentu saja, mereka juga berusaha mengantisipasi dan memprediksi pergerakan mereka.

Sementara pergerakan matahari sangat sederhana, pergerakan bulan melintasi langit jauh lebih rumit. Untuk satu hal, ia memiliki fase. Itu juga tumbuh dan menyusut dalam ukuran yang terlihat saat bergerak dalam orbit elips mengelilingi Bumi.

Selain itu, bulan tampak bergoyang dan bergoyang secara acak dalam perjalanannya melintasi langit, sehingga sangat sulit untuk mendeskripsikan orbitnya secara akurat. Sebenarnya menjelaskan pergerakan bulan Itu satu-satunya masalah yang membuat kepala Isaac Newton sakit.

Karena gerhana sangat menakjubkan, banyak orang kuno mencatat kemunculannya dalam tulisan dan seni, dan menemukan karakteristik berulang dari peristiwa semacam itu.

Selama gerhana bulan, karena Bumi menghalangi sinar matahari yang seharusnya menerangi bulan purnama, bulan yang redup akan berubah warna menjadi darah. Banyak budaya mengomentari peristiwa semacam itu (mis Gerhana bulan sebagian terlihat saat jatuhnya Konstantinopel pada tahun 1453) dan cukup masuk akal bertanya-tanya kapan peristiwa serupa berikutnya akan terjadi.

Siklus Saros non-mitos

Berbagai budaya di seluruh dunia telah menemukan secara terpisah bahwa gerhana terjadi dalam siklus 18 tahun. Disebutkan dalam catatan tertulis oleh orang Babilonia dan Asyur (di Mesopotamia kuno dan Irak modern), dan tradisi lisan menunjukkan bahwa siklus itu digunakan untuk tujuan seremonial oleh Penduduk Kepulauan Selat Torres di tempat yang sekarang disebut Australia.

Siklus 18 tahun ini, yang dapat berlanjut sebagai urutan selama lebih dari satu milenium, sekarang dikenal sebagai Siklus Sarros. adalah kata “sarus” Dirujuk dalam Ensiklopedia Bizantium abad kesepuluh Sudakemungkinan berasal dari bahasa Yunani (“saroo” yang berarti “menyapu”, mungkin terkait dengan bagaimana gerhana menyebar di langit).

Siklus Saros menunjukkan berapa lama waktu yang dibutuhkan matahari, bumi, dan sistem bulan untuk kembali ke konfigurasi rangkap tiga yang hampir persis sama. Oleh karena itu, jika Anda melihat gerhana bulan, Anda dapat mengharapkan gerhana lainnya dalam 18 tahun mendatang, yang terlihat dari sebagian besar tempat di Bumi.

Jika Anda adalah salah satu peradaban kuno yang kebetulan mengamati gerhana matahari total, Anda akan sangat beruntung (Mereka terjadi kira-kira setiap 375 tahun di wilayah tertentu di Bumi). Tapi pernahkah Anda melihat peristiwa serupa 18 tahun kemudian? Sayangnya tidak ada. Meskipun mungkin ada gerhana matahari total lainnya 18 tahun kemudian, itu bisa terjadi di bagian planet yang sama sekali berbeda.

Setelah 54 tahun — tiga siklus Saros — zona ekliptika akan kembali ke lokasi yang kira-kira sama di Bumi. Tapi hanya sangat Kira-kira, karena Anda bisa berada ribuan kilometer jauhnya dari titik pengamatan sebelumnya.

Di seluruh dunia, gerhana matahari total terlihat sekitar setiap 18 bulan selama salah satu dari dua kemungkinanMusim gerhanaSetiap tahun. Ini lebih sering daripada siklus 18 tahun Saros, dan dimungkinkan karena beberapa urutan Saros berulang tumpang tindih secara bersamaan (sekitar selusin), masing-masing sesuai dengan setidaknya enam bulan. Misalnya, Gerhana matahari total 2028 yang akan terlihat di Sydney Bagian dari urutan Saros sangat berbeda dengan gerhana tahun ini.

Kira-kira satu milenium kemudian, ketika urutan Saros yang sudah berjalan lama berakhir, urutan lain dengan waktu yang sedikit berbeda akan dimulai.

Dari zaman kuno hingga zaman modern

Jadi bisakah nenek moyang kita memprediksi gerhana? Ya, jika kita berbicara tentang gerhana bulan, bahkan mungkin gerhana matahari sebagian.

Salah satu contoh prediksi yang terkenal adalah Gerhana Thales Namun, pada 585 SM, fakta bahwa gerhana matahari total terjadi di Yunani jelas lebih merupakan keberuntungan daripada sains. Artinya, mereka tidak menyangka bahwa setelah 18 tahun (567 SM) akan terjadi gerhana matahari total Terlihat di tempat yang sekarang disebut Amerika Serikat.

Mungkin saja Mekanisme Antikythera Yunani yang terkenal, perangkat mekanis berusia 2.000 tahun yang luar biasa rumit yang digunakan untuk memprediksi langit malam, dapat Akun Saros tepatnya selama 18 tahun. Tapi luar biasa, itu tidak bisa memprediksi gerhana matahari total di lokasi tertentu di Bumi – hanya waktu mereka.

Singkatnya, jelas bahwa orang dahulu dapat memprediksi waktu gerhana bulan dan gerhana matahari sebagian, tetapi tidak ada bukti yang meyakinkan bahwa orang memprediksi waktu dan lokasi gerhana matahari total.

Memasuki zaman sains modern, prediksi nyata pertama dari gerhana matahari total (baik ruang dan waktu) terjadi pada tahun 1715. Edmund Halley (dari ketenaran Komet) Saya memprediksi dengan benarPada jarak empat menit dan 20 mil, gerhana matahari total melewati rumahnya di London dengan mudah. Dia melakukan ini dengan memanfaatkan sepenuhnya teori baru gravitasi dan mekanika orbit Isaac Newton: the prinsip.

Saat ini, kita tidak mengandalkan penghitungan orbit seluruh tata surya untuk memprediksi gerhana. Misalnya, NASA menggunakan bentuk teknologi kuno yang sangat canggih – pengenalan pola. Menggunakan sekitar 38.000 istilah matematika yang sering digunakanNASA dapat memprediksi gerhana matahari dan bulan 1000 tahun ke depan. Selain itu, osilasi Bulan dan perubahan rotasi Bumi membuat prediksi gerhana menjadi kurang akurat.

Jadi bagi Anda yang cukup beruntung menyaksikan gerhana matahari total bulan ini, luangkan waktu sejenak untuk merenungkan apa arti pengalaman bersama ini bagi manusia di seluruh dunia selama ribuan tahun.

Upaya untuk memprediksi dan menjelaskan fenomena ini secara langsung mendorong kemajuan dalam matematika dan mekanika orbit, dan dalam keindahannya memaksa kita untuk merangkul batas-batas pengetahuan ilmiah kita.