Hukum Kepler: Sejarah Ditemukannya dan Bunyi 3 Hukum Kepler

KOMPAS.com - Planet-planet bergerak mengorbit Matahari dalam arah yang berlawanan dengan jarum jam, kecuali planet tertentu.

Pergerakan planet itu tidak bisa diketahui sebelumnya, sampai seorang matematikawan Jerman bernama Johannes Kepler berhasil mengungkapkan penelitiannya.

Dikutip dari laman NASA, Kepler tinggal di Graz, Austria, selama awal abad ke-17. Karena permasalahan agama dan politik yang umum selama era itu, Kepler diasingkan dari Graz pada 2 Agustus 1600.

Beruntungnya, dia mendapatkan kesempatan untuk bekerja sebagai asisten astronom terkenal bernama Tycho Brahe.

Kepler muda pun memindahkan keluarganya dari Graz, 300 mil melintasi Sungai Danube, ke rumah Brahe di Praha.

Baca juga: Mengenal Tata Surya dan Beberapa Teori Pembentukan Tata Surya

Penemuan Kepler

Tycho Brahe terkenal akan pengamatan astronominya yang dinilai paling akurat pada masanya. Dan Brahe, terkesan dengan studi Kepler dalam pertemuan sebelumnya.

Namun meski begitu, Brahe tidak memercayai Kepler, khawatir bahwa anak magang yang cerdas itu akan melampauinya sebagai astronom utama pada zamannya.

Oleh karena itu, dia mempersilakan Kepler untuk melihat hanya sebagian dari data planetnya yang sangat banyak.

Dia membuat Kepler bertugas memahami orbit planet Mars, yang pergerakannya sesuai secara problematis dengan alam semesta seperti yang dijelaskan oleh Aristoteles dan Ptolemy.

SHUTTERSTOCK/Elena11 Ilustrasi planet Mars bersama dua bulannya, Phobos dan Deimos. Salah satu alasan sederhana kenapa Mars tidak layak huni adalah perbedaan ukuran dengan Bumi.

Teori tentang tata surya milik Brahe didasarkan pada model geosentris, yakni Bumi adalah pusat dari tata surya.

Ternyata Kepler memiliki pemikiran sendiri, tidak seperti Brahe. Kepler sangat percaya pada model tata surya Copernicus yang dikenal sebagai heliosentris. Itu artinya menempatkan Matahari di pusat tata surya.

Setelah banyak berjuang, Kepler akhirnya dipaksa untuk menyadari bahwa orbit planet-planet bukanlah lingkaran, melainkan lingkaran memanjang atau pipih yang disebut ahli geometri sebagai elips.

Nah kesulitan khusus yang dihadapi Brahe dengan pergerakan Mars adalah karena fakta bahwa orbitnya adalah yang paling elips dari data planet Brahe yang luas.

Pada akhirnya Brahe secara tidak langsung telah memberikan sebagian besar datanya yang memungkinkan Kepler merumuskan teori tata surya yang benar dan membuang teori Brahe sendiri.

Baca juga: Apa Itu Bintang, Bagaimana Sebuah Bintang Lahir dan Mati?

Bunyi Hukum Kepler

Hukum Kepler adalah tentang gerak planet. Ada tiga hukum Kepler yang dirumuskan. Berikut bunyi Hukum Kepler:

1. Hukum I Kepler

Bunyinya: orbit setiap planet terhadap Matahari berbentuk elips. Pusat Matahari selalu terletak pada salah satu fokus elips orbit. Matahari berada pada salah satu fokusnya.

Planet mengikuti elips dalam orbitnya, artinya jarak planet ke Matahari selalu berubah seiring dengan berjalannya planet pada orbitnya.

2. Hukum Kedua Kepler

Bunyinya: garis khayal yang menghubungkan planet dan matahari menyapu luas ruang yang sama selama selang waktu yang sama saat planet mengorbit.

Pada dasarnya, bahwa planet-planet tidak bergerak dengan kecepatan konstan sepanjang orbitnya.

Sebaliknya, kecepatan mereka bervariasi sehingga garis yang menghubungkan pusat Matahari dan planet menyapu bagian yang sama dari suatu area dalam waktu yang sama.

Titik terdekat planet ke Matahari disebut perihelion. Titik pemisahan terbesar adalah aphelion, maka menurut Hukum Kedua Kepler, sebuah planet bergerak paling cepat ketika berada di perihelion dan paling lambat di aphelion.

3. Hukum Ketiga Kepler

Bunyinya: kuadrat periode orbit planet-planet berbanding lurus dengan pangkat tiga sumbu semi-mayor orbitnya.

Hukum Ketiga Kepler menyiratkan bahwa periode planet untuk mengorbit Matahari meningkat pesat dengan jari-jari orbitnya.

Jadi ditemukan bahwa Merkurius, planet terdalam, hanya membutuhkan 88 hari saja untuk mengorbit Matahari.

Bumi membutuhkan 365 hari, sedangkan Saturnus membutuhkan 10.759 hari untuk melakukan hal yang sama.

Meskipun Kepler tidak tahu tentang gravitasi ketika ia datang dengan tiga hukumnya, tapi Kepler berperan penting dalam proses Isaac Newton menurunkan teorinya tentang gravitasi universal, yang menjelaskan gaya tidak diketahui di balik Hukum Ketiga Kepler.

Kepler dan teorinya sangat penting dalam pemahaman yang lebih baik tentang dinamika tata surya ini dan sebagai batu loncatan untuk teori-teori baru yang lebih akurat mendekati orbit planet ini.

Baca juga: Galaksi Alcyoneus, Galaksi Terbesar yang Ditemukan, Membuat Ilmuwan Bingung