Berbagi pengetahuan, dari mana saja, dari siapa saja, untuk semua

Mengupas Beberapa Fakta Seputar Ekuinoks

Ekuinoks berasal dari dua kata dalam bahasa Latin, aequus (sama) dan nox (malam), yang kemudian diterjemahkan sebagai waktu di saat panjang siang dan malam setara. Definisi ekuinoks secara astronomis sedikit berbeda. Dalam pengertian astronomi, ekuinoks adalah waktu ketika suatu titik di ekuator Bumi tepat menghadap ke arah pusat piringan Matahari. Dari titik ini, seorang pengamat yang beruntung akan mendapati Matahari berada tepat “di atas” kepalanya dalam waktu-waktu ekuinoks. Waktu-waktu ini adalah pada 20 atau 21 Maret (ekuinoks musim semi) dan 22 atau 23 September (ekuinoks musim gugur).

Mungkin beberapa dari pembaca sekalian akan terusik, ketika mendapati ekuinoks Maret dinamai sebagai “ekuinoks musim semi”. Sebagian besar penduduk Indonesia bertempat tinggal di belahan Bumi selatan (tepatnya di pinggir utara belahan Bumi selatan) dan bagi mereka yang tinggal di belahan Bumi selatan, musim semi (jika ada) berlangsung di sekitar bulan September. Tetapi, bagi penduduk di belahan satunya, belahan Bumi utara, musim semi berlangsung di sekitar bulan Maret.

Ketika kita melihat fakta bahwa belahan Bumi Utara dihuni hampir 90% penduduk Bumi, menurut asas demokrasi, penduduk belahan Bumi selatan jelas kalah telak, sehingga (mungkin) harus menurut. Mengikuti hal ini pula, di sini kita akan menggunakan istilah ekuinoks musim semi (vernal equinox) dan ekuinoks musim gugur (autumnal equinox) menurut penduduk belahan Bumi utara.

Ilustrasi kondisi Bumi dalam ekuinoks. Sumber gambar: Wikipedia.

Ilustrasi kondisi Bumi dalam ekuinoks. Sumber gambar: Wikipedia.

Kurang lebih, itulah informasi standar akan ekuinoks. Berikut ini, tercatat beberapa informasi tidak standar. Bersiaplah.

Ekuinoks tidak “diam” di satu tanggal

Beberapa dari pembaca sekalian mungkin menyadari, bahwa tanggal terjadinya ekuinoks yang telah tertulis di atas tidak menyebutkan satu tanggal spesifik. Alasannya, karena waktu ekuinoks memang berubah secara kontinu. Perubahan ini terjadi sebagai akibat dari penyesuaian sistem penanggalan dan waktu manusia, dengan peredaran Bumi mengelilingi Matahari.

Satu tahun dalam kalender kita memuat tepat 365 (terkadang 366) hari, sementara Bumi mengedari Matahari tidak dalam jangka waktu tepat 365 atau 366 hari. Satu tahun sideris, yaitu jangka waktu yang dibutuhkan Bumi dalam mengedari Matahari tepat sekali edar, kurang lebih setara dengan 365 hari ditambah 6 jam 9 menit 10 detik.

Kemudian, Bumi juga tak hanya bergerak mengelilingi Matahari. Bumi juga berputar, yang hasilnya bisa kita lihat dari adanya siang dan malam, serta satu lagi: berputarnya poros Bumi sendiri, dinamai presesi (bedakan dengan presisi). Presesi membuat titik kutub utara Bumi tidak terus-menerus menghadap ke satu titik yang sama, tetapi bergeser perlahan dalam periode sekitar 25.800 tahun. Dengan penggambaran lain, bintang yang kini dikenal sebagai bintang Utara, Polaris, dalam beberapa ribu tahun ke depan, tak bisa lagi dijadikan patokan arah utara.

Kombinasi dari kedua gerak ini, gerak edar Bumi dan gerak presesi, menghasilkan perhitungan tahun yang lain: tahun tropik, yang merujuk pada “waktu edar” Matahari untuk “bergerak” kembali ke satu kedudukan di bola langit. Contoh sederhananya adalah selang waktu antara dua ekuinoks musim semi. Tahun tropik sendiri kurang lebih setara dengan 365 hari 5 jam 49 menit, sekitar 20 menit lebih sedikit dari satu tahun sideris. Tahun tropik inilah yang kemudian menjadi kunci dalam revisi sistem kalender berikutnya, yang akan dikupas lebih lanjut di bawah.

Ekuinoks musim semi dulu tidak ditetapkan pada 21 Maret

Kalau begitu, mengapa sekarang ekuinoks musim semi berada di sekitar 21 Maret? Semua berawal dari perbedaan tahun kalender dengan tahun sebenarnya, sebagaimana yang tertulis di subpoin sebelumnya.

Ketika Julius Caesar menyusun kalendernya lebih dari dua milenium yang lalu, ia menetapkan ekuinoks musim semi pada tanggal 25 Maret, yang ditandai sebagai hari kelahiran Attis, Dewa Tetumbuhan Romawi. Caesar pun sudah menyadari bahwa panjang satu tahun sebenarnya sedikit lebih dari 365 hari, tepatnya lebih sekitar enam jam. Hal ini ditindaklanjuti dengan menambahkan satu hari tiap empat tahun. Kini kita mengenal tahun dengan tambahan hari ini sebagai “tahun kabisat”.

Sebagai hasil dari adanya tahun kabisat ini, panjang rata-rata satu tahun dalam kalender milik Julius Caesar ini adalah 365 hari 6 jam. Jika dibandingkan dengan panjang satu tahun tropik, akan terlihat bahwa ada selisih sekitar 11 menit antara keduanya. Selisih ini kemudian terakumulasi sedemikian rupa, sehingga pada tahun ketika Konsili Nicea I digelar, 325 M, ekuinoks musim semi terjadi sekitar tanggal 21 Maret, alih-alih 25 Maret. Akumulasi ini terus berlanjut sedemikian rupa, sehingga di abad ke-16, hari Paskah yang sejatinya didefinisikan sebagai Minggu pertama pasca bulan purnama pasca ekuinoks, malah terjadi sebelum tanggal 21 Maret itu sendiri.

Kisruh ini kemudian diakhiri pada Oktober 1582, ketika Paus Gregorius XIII pun memperkenalkan sistem kalender Gregorian, yang memperbaiki akurasi kalender Julian sebelumnya. Menjaga perayaan Paskah supaya tetap berlangsung antara 22 Maret dan 21 April, ekuinoks musim semi tetap ditentukan terjadi di sekitar 21 Maret dan tidak (cepat) bergeser maju sebagaimana pada kalender Julian. Sedikit catatan tambahan, berdasarkan tabel di Wikipedia tentang ekuinoks, ekuinoks musim semi dalam beberapa tahun ke depan selalu terjadi pada 20 Maret dalam waktu universal (UT).

Pada ekuinoks, panjang siang tidak sama dengan malam

Hal yang satu ini mungkin adalah yang paling kontradiktif dalam tulisan ini, mengingat di bagian awal tulisan, dikatakan bahwa ekuinoks bermakna panjang siang yang sama dengan malam. Namun, begitulah adanya, dan akan dijelaskan mengapa.

Ilustrasi Bumi pada waktu ekuinoks, dengan dua pengamat: Tepat di daerah yang menghadap Matahari (A), dan di daerah terminator Bumi (B). Gambar diambil dari kcvs.ca dengan sedikit modifikasi.

Ilustrasi Bumi pada waktu ekuinoks, dengan dua pengamat: Tepat di daerah yang menghadap Matahari (A), dan di daerah terminator Bumi (B). Gambar diambil dari kcvs.ca dengan sedikit modifikasi.

Faktor pertama adalah Matahari yang berupa objek membentang.  Objek membentang sendiri dalam astronomi adalah sebutan bagi objek yang terlihat cukup besar sehingga memiliki luas. Contohnya Matahari dan Bulan, yang terlihat sebagai piringan berukuran relatif besar di langit. Mempertimbangkan faktor ini, dalam perhitungan astronomis yang berkaitan dengan posisi sebuah objek membentang, posisi yang dijadikan acuan adalah pusat. Untuk Matahari, acuannya adalah pusat piringan Matahari.

Dari definisi ekuinoks di atas, pada ekuinoks, pusat piringan Matahari berada tepat di atas kepala bagi pengamat di ekuator, dimisalkan sebagai pengamat A pada gambar. Maka, secara geometris, pada jarak seperempat keliling Bumi dari pengamat A, pusat piringan Matahari akan berada tepat di horizon (setengah terbit/terbenam). Pengamat di posisi tersebut diwakili oleh pengamat B.

Sebagai akibat dari faktor ini, Matahari memerlukan waktu ekstra untuk terbit secara menyeluruh, juga untuk terbenam secara menyeluruh. Adanya waktu ekstra ini menyebabkan panjang siang, yang ditandai dari mulai terbitnya Matahari hingga selesai terbenamnya Matahari, sedikit lebih dari 12 jam pada hari ekuinoks.

Pembiasan oleh atmosfer Bumi menjadi faktor kedua. Atmosfer Bumi, dengan sifatnya yang dapat ditembus cahaya tampak, seringkali “bermain-main” dengan cahaya yang menembusnya. Yang paling umum diamati oleh penduduk Bumi adalah cahaya yang membelok akibat “permainan” atmosfer Bumi.

Ilustrasi proses pembiasan cahaya Matahari oleh atmosfer. Sumber gambar: math.ubc.ca

Ilustrasi proses pembiasan cahaya Matahari oleh atmosfer.
Sumber gambar: math.ubc.ca

Adanya pembiasan ini berakar dari sifat atmosfer itu sendiri. Seperti campuran jus yang membentuk lapisan-lapisan ketika didiamkan dalam waktu lama, atmosfer terdiri dari berbagai lapisan yang makin tipis seiring dengan jaraknya dari muka Bumi. Ketika cahaya bergerak memasuki atmosfer Bumi, lintasan cahaya yang sebelumnya begitu lapang, kini mulai “diganggu” partikel-partikel penghuni atmosfer atas.

Makin jauh cahaya memasuki atmosfer, “pengganggu” makin banyak bermunculan, sehingga mau tak mau cahaya melambat. Proses perlambatan ini membuat arah gerak cahaya berubah, sebagaimana sebatang sedotan dalam gelas jus yang terlihat bengkok. Sebagai akibat dari pembiasan ini, seluruh benda langit yang kita amati dari Bumi terlihat lebih tinggi daripada seharusnya. Seperti digambarkan oleh gambar di atas, Matahari yang secara geometris berada di bawah horizon (piringan kuning), justru terlihat berada di atas horizon.

Kedua faktor ini berkonspirasi dalam memperlama panjang siang di Bumi, sebagaimana digambarkan dalam ilustrasi posisi Matahari. Meskipun demikian, sebenarnya perubahan yang dihasilkan oleh kedua faktor ini tidak besar, berkisar dalam orde menit, kecuali jika Anda adalah pengamat di dekat kutub.

Ilustrasi posisi Matahari secara lebih detail. Dalam penerapan di piranti lunak, faktor ini perlu diperhitungkan supaya akurasi perhitungan lebih tinggi. Sumber gambar: Wikipedia 

Ilustrasi posisi Matahari secara lebih detail. Dalam penerapan di piranti lunak, faktor ini perlu diperhitungkan supaya akurasi perhitungan lebih tinggi. Sumber gambar: Wikipedia

Konsekuensi lain dari kedua faktor ini, di sekitar waktu ekuinoks, ada saat ketika kedua kutub Bumi tersinari oleh sinar Matahari. Puluhan jam sebelum ekuinoks musim semi, ketika Matahari mulai terbit di kutub utara, Matahari baru beranjak menuju horizon ketika diamati dari kutub selatan. Begitu pula pada ekuinoks musim gugur ketika Matahari beranjak terbenam di kutub utara, dan terbit dari kutub selatan.

Bagi beberapa negara di belahan Bumi utara, ekuinoks musim semi, sebagaimana namanya, menjadi penanda awal musim semi. Negara lain, misalnya negara Asia Timur, menjadikan ekuinoks sebagai penanda titik tengah musim semi. Meskipun demikian, perlu diingat bahwa penanda semacam ini hanyalah bentuk dari kesepakatan untuk mempermudah pembagian musim. Nyatanya, alam selalu membuktikan bahwa ia tak mau diatur-diatur oleh manusia dalam siklus ini.

Waktu mekarnya bebungaan dan dedaunan, yang menjadi indikator utama musim semi, akan sangat bervariasi dari tahun-tahun, dan begitu juga kasusnya untuk indikator musim yang lain.

Musim semi yang ditentukan waktunya berdasarkan kalender dikenal “musim semi astronomis”, sementara musim semi yang ditentukan waktunya berdasarkan rata-rata suhu udara disebut sebagai “musim semi meteorologis”.

Sebagai penutup, ekuinoks, bersama hasil lainnya dari pergerakan Bumi mengelilingi Matahari, telah memegang berbagai peranan dalam perkembangan kebudayaan di berbagai daerah di Bumi. Beberapa darinya pun masih bertahan dan dapat dilihat efeknya hingga saat ini. Termasuk mitos Barat tentang mendirikan telur, yang konon lebih mudah dilakukan pada tiap waktu ekuinoks.

Bahan bacaan:

Penulis:
Gianluigi Grimaldi Maliyar, alumnus Tohoku University, Jepang.
Kontak: gian.gmaliyar(at)gmail(dot)com.