Jika
dilihat dari posisi kita saat ini, tampak jelas bahwa Matahari
mengelilingi Bumi. Terbit di timur, terbenam di barat, esoknya terbit
lagi di timur. Akan tetapi ilmu pengetahuan modern telah menunjukkan
sebaliknya. Bumi lah yang mengelilingi Matahari.Meski demikian, beberapa orang tetap meyakini Matahari yang mengelilingi Bumi termasuk yang berdalilkan ayat-ayat al-Quran sesuai pemahamannya. Setahu saya al-Qur’an tidak pernah mengatakan bahwa Matahari mengelilingi Bumi. Al-Qur’an hanya mengatakan bahwa Matahari bergerak, terbit di timur, dan sebagainya seperti yang sehari-hari kita lihat.
Bagaimana sih gerak Matahari mengeliling Bumi yang diistilahkan gerak semu Matahari itu?
(tulisan di bawah ini diambil dari tulisan saya yang berjudul “Pengukuran Arah Utara Geografis Menggunakan Bayangan Matahari dan Analisisnya” yang diterbitkan di buku Ilmiah Bidang Matahari dan Antariksa-LAPAN tahun 2008, dengan modifikasi)
Bagi kita yang tinggal di sekitar garis khatulistiwa, setiap hari Matahari terlihat terbit di timur dan terbenam di barat. Gerak harian Matahari ini disebut gerak semu karena sebenarnya Bumi lah yang bergerak. Gerak Bumi berupa rotasi pada porosnya mengakibatkan manusia di Bumi menyaksikan Matahari lah yang mengelilingi Bumi sedang Bumi diam di tempat. Sambil bergerak mengelingi Matahari pada bidang ekliptika, Bumi juga berputar pada porosnya.
Sumbu putar Bumi pada porosnya (disebut juga
dengan sumbu rotasi) tidak tegak lurus terhadap bidang ekliptika dengan
kata lain bidang ekuator tidak berimpit dengan bidang ekliptika tapi
membentuk sudut sekitar 23,5° seperti terlihat pada Gambar 1 yang
menampilkan gambar bola langit (yaitu bola khayal yang berpusat di Bumi
di mana semua benda langit terlihat mengelilingi Bumi pada kulit bola
tersebut; konsep bola langit tidak memperhitungkan jarak hanya posisi
benda langit pada kulit bola tersebut). Karena bidang ekliptika tidak
berimpit dengan bidang ekuator maka kadang Matahari berada di sebelah
utara ekuator dan kadang di selatannya.
Gambar 1. Bidang ekuator tidak berimpit
dengan bidang ekliptika. Kutub utara langit (KUL) adalah perpanjangan
kutub utara Bumi, kutub selatan langit (KSL) adalah perpanjangan kutub
selatan Bumi, ekuator langit adalah perpanjangan ekuator Bumi.
Hanya ada dua waktu dalam setahun matahari
tepat berada di ekuator yakni pada sekitar tanggal 21 Maret dan 21
September. Matahari berada di titik terjauhnya di sebelah utara ekuator
pada sekitar tanggal 21 Juni dan di titik terjauhnya di selatan ekuator
pada sekitar tanggal 21 Desember. Pada sekitar tanggal 21 Maret dan 21
September gerak harian Matahari mengelilingi Bumi akan berimpit dengan
garis ekuator, pada sekitar tanggal 21 Juni gerak harian Matahari berada
kira-kira 23,5° di utara ekuator, dan pada sekitar 21 Desember gerak
harian Matahari berada kira-kira 23,5° di selatan ekuator (lihat Gambar
2). Di dalam astronomi kemiringan benda langit terhadap garis ekuator
dinamakan deklinasi. Sekitar tanggal 21 Maret dan 21 September deklinasi
Matahari adalah 0°, sekitar tanggal 21 Juni adalah +23,5°, dan sekitar
tanggal 21 Desember -23,5°.
Gambar 2. Tanggal-tanggal penting Matahari dalam setahun
Selain tanggal, lintang pengamat juga
mempengaruhi penampakan Matahari. Bagi pengamat yang tinggal tepat di
ekuator Bumi (lintang 0°), Matahari akan berada tepat di atas kepala
(arah zenith) pada tengah hari sekitar tanggal 21 Maret dan 21 September
(lihat Gambar 3 kiri). Namun, bagi pengamat yang tinggal di lintang
sekitar 7° sebelah selatan ekuator, pada kedua waktu tersebut Matahari
tidak tepat di atas kepala melainkan miring ke utara sejauh 7° (lihat
Gambar 3 kanan). Gambar 4 memperlihatkan lingkaran harian yang ditempuh
Matahari ketika berada di titik terjauhnya di utara ekuator dan ketika
berada di titik terjauhnya di selatan ekuator.
Gambar 3. Lintang pengamat turut
mempengaruhi posisi penampakan matahari. Gambar kiri menunjukkan posisi
matahari saat tengah hari ketika matahari berada di ekuator untuk
pengamat di ekuator bumi. Gambar kanan menunjukkan posisi matahari pada
waktu yang sama untuk pengamat di 7° lintang selatan. Bidang UTSB adalah
bidang horison pengamat.
Gambar 4. Lingkaran harian matahari pada tanggal 21 Juni dan 21 Desember untuk lokasi 7° lintang selatan
