Bagaimana mengukur bumi dengan bayangan
Sebagai seorang anak, di pantai Oregon, saya sering berpikir: "Seberapa luas lautan dan apa yang ada di luar cakrawala?" Tumbuh dewasa, saya mengalihkan pandangan ke langit malam, dan memikirkan sesuatu yang serupa: "Seberapa jauh bintang-bintang, dan apakah mereka memiliki planet lain?" Dan meskipun beberapa dari kita telah melakukan perjalanan di seluruh dunia, dan belum ada satu orang pun yang pergi ke luar angkasa melintasi Bulan, kita tahu jawaban atas beberapa pertanyaan ini. Luasnya dapat diukur. Dan meskipun jumlah besar ini dalam kehidupan sehari-hari tidak masuk akal, kita setidaknya tahu bahwa kita mengenal mereka.
Bayangkan bagaimana rasanya hidup di dunia di mana ia tidak berada: di mana rasa kebesaran, kepercayaan akan kehadiran hal-hal yang tidak dapat dijelaskan, akan diterima secara umum, dan gagasan tentang pengetahuan dunia akan menjadi baru. Filsuf
Anaxagoras lahir sekitar 500 SM. di Mediterania timur, di mana pantai Turki sekarang. Pada saat itu, filsafat baru-baru ini beralih ke studi tentang dunia alami. Kurang dari seratus tahun sebelumnya,
Thales of Miletus diduga meramalkan gerhana matahari yang mengakhiri perang, dan membuktikan bahwa dunia kita dapat diprediksi, dan semua peristiwa bukanlah kehendak sederhana para dewa.
Sejauh yang kita ketahui, di dunia fenomena fisik ini, Anaxagoras adalah yang pertama kali menyadari bahwa gerhana terjadi karena satu benda langit menghalangi cahaya yang lain. Penolakan penggunaan dewa dan naga seperti itu sebagai penyebab gerhana itu revolusioner dalam dirinya sendiri, tetapi Anaxagoras melangkah lebih jauh: jika gerhana matahari terjadi hanya karena Bumi jatuh dalam bayang-bayang bulan, ia beralasan, maka ukuran bayangan akan memberi tahu kita informasi tentang ukuran bulan. . Selain itu, karena bulan menutupi matahari, matahari harus lebih jauh. Kemudian, agar ukurannya yang tampak hampir cocok, Matahari seharusnya lebih besar. Ini berisi kekuatan pemikiran ilmiah: mengukur ukuran bayangan yang melintasi Bumi, dan Anda akan mengetahui bahwa Bulan setidaknya harus sebesar bayangan ini, dan Matahari harus lebih besar. Mistisisme tidak memberikan kesempatan seperti itu: jika gerhana terjadi ketika iblis menyerap Matahari, maka tidak ada alasan untuk percaya bahwa setiap pengukuran yang dilakukan di Bumi akan mengungkapkan ukurannya kepada kita.
17 Februari 478 SM bayangan gerhana berbentuk cincin menyebar di Laut Mediterania dan melintasi pulau-pulau Yunani dan semenanjung Peloponnese, menciptakan "cincin api" di langit, yang terlihat selama hampir enam menit. Anaxagoras, yang tinggal di Athena, akan berada di garis tengah gerhana, tetapi dalam enam menit dia tidak bisa mengukur ukuran bayangan secara mandiri. Tetapi karena sangat jenius, ia menemukan jawaban untuk pertanyaan ini: ia pergi ke pantai dan bertanya kepada para pelaut yang datang apa yang mereka lihat. Athena pada waktu itu adalah pusat perdagangan untuk semua kapal dari seluruh Mediterania timur. Jika para pelaut melihat cincin api di langit, mereka akan ingat di mana mereka berada saat itu. Lokasi semua orang yang melihat dan tidak melihat pemandangan ini menunjukkan ukuran bayangan yang jatuh di laut. Jadi, baru mencapai pelabuhan lokal, Anaxagoras mengukur bulan.
Kami tidak memiliki bukti Anaxagoras sendiri tentang apa yang ia datangi, tetapi kami memiliki catatan pengikutnya. Lima ratus tahun kemudian, sejarawan Romawi Plutarch menulis: "Anaxagoras mengatakan bahwa bulan tidak lebih kecil dari Peloponnese."
Hippolytus dari Roma , seorang imam Kristen abad ketiga, menulis dalam bukunya "
Pengecaman terhadap semua bidah " bahwa, menurut Anaxagoras, "Matahari melebihi ukuran Peloponnese." Kisah Anaxagoras berdiri di pantai dan mengukur ukuran bulan adalah kisah semua astronomi. Spesies kita melekat pada dunia kita (paling banter, ke tata surya kita). Tapi dari posisi ini kita perlu mensurvei seluruh Semesta, di bank siapa kita berdiri. Untuk melakukan ini, kita perlu mempelajari gerhana, lewat (ketika sesuatu yang kecil lewat di depan sesuatu yang besar) dan
menutupi (ketika sesuatu yang besar lewat di depan sesuatu yang kecil). Astronomi khususnya dimungkinkan oleh bayangan yang menutupi bintang-bintang.
Berdiri di pantai surga, mari kita berjalan melalui alam semesta kita, dimulai dengan dunia yang kita lihat di siang hari dan bintang-bintang yang terlihat di malam hari. Pada setiap langkah kita akan menemukan di mana kita berada dan seberapa jauh kita telah pergi. Apa cara termudah untuk mengukur jarak? Kita bisa berjalan. Kami mengukur jarak dalam kaki [Hanya AS - sekitar. diterjemahkan.], dan tidak mengherankan bahwa kaki kira-kira sama dengan ukuran kaki [kaki - kaki, kaki. Ukuran panjang sekitar 30,5 cm - kira-kira. diterjemahkan.]. Berapa jarak yang bisa diukur seseorang dalam langkah-langkah? Di Mediterania abad III SM
Bematis adalah orang-orang yang tahu cara berjalan dengan langkah yang konstan dan akurat, yang darinya mereka menerima uang. Orang bisa menyewa orang semacam itu untuk secara akurat mengukur jarak jauh. Bematistov digunakan di sepanjang Sungai Nil, yang selama tumpahan menghapus semua tanda yang menandai batas-batas ladang. Para Bematis sangat cocok untuk bepergian melalui bentang alam yang luas, bahkan, tanpa fitur karakteristik di sepanjang Sungai Nil, selatan Alexandria ke Aswan, jarak di mana mereka diperkirakan mencapai 5.000 tahapan (sekitar 835 km, tergantung pada definisi pasti panggung). Kita tahu jarak ini karena sekitar tahun 240 SM
Eratosthenes dari Kirene , kepala perpustakaan Alexandria,
menggunakannya untuk menemukan ukuran dunia .
Eratosthenes mengetahui bahwa pada hari titik balik matahari musim panas, matahari tengah hari bersinar langsung di dalam sumur di Aswan dan tidak membayangi. Dia tahu bahwa di Aleksandria hal ini tidak terjadi pada hari apa pun, jadi salah satu dari dua hal ini pasti benar: Bumi itu datar dan Matahari sangat dekat dengannya (seperti awan yang menggantung di satu kota tampaknya di selatan lain), atau Matahari sangat jauh, dan Bumi bulat. Jawaban untuk pertanyaan ini dapat diperoleh dengan mempelajari bulan selama gerhana bulan. Aristoteles, bahkan 100 tahun sebelumnya, mencatat bahwa selama setiap gerhana bulan bayangan Bumi tampak seperti lingkaran. Tidak peduli di bagian langit mana gerhana terjadi, bayangan bulan tidak pernah berubah. Satu-satunya sosok yang terlihat sama di semua sisi adalah bola.
Karena bayangan Bumi telah mengkonfirmasi bahwa Bumi itu bulat, kelengkungan Bumi adalah satu-satunya penjelasan untuk perbedaan panjang bayangan dari Matahari di Aswan dan Alexandria. Dari perbedaan bayangan dan jarak di antara mereka, keliling Bumi dihitung.
Begini cara kerjanya: Bayangkan suatu hari di Hawaii Anda akan melihat bahwa bayangan Anda persis di bawah kaki Anda, dan tiang bendera sama sekali tidak menimbulkan bayangan. Anda melihat ke atas dan melihat bahwa di puncak, di titik tertinggi langit, adalah Matahari. Hawaii menyebutnya Lahaina siang, untuk menghormati kota di pulau Maui, di mana fenomena ini terjadi dua kali setahun. Anda segera memanggil teman dari Puerto Riko yang tidak terkesan dengan pesan ini. Pada saat itu, ia melihat matahari terbenam yang paling indah, di mana matahari menyentuh perairan Karibia di cakrawala. Pada saat ini Anda melihat Matahari pada jarak 90 derajat dari satu sama lain - tepatnya, seperempat lingkaran. Jadi, Anda harus berada dalam seperempat keliling Bumi satu sama lain. Ukur jarak di antara Anda, kalikan empat dan Anda dapatkan keliling Bumi.
Itulah yang dilakukan Eratosthenes. Pada saat itu, ketika Matahari berada tepat di atas kepalanya, dan bayang-bayang menghilang di Aswan, ia mengukur panjang bayangan di Alexandria dan menyimpulkan bahwa Matahari mengubah posisinya sebesar 7,2 derajat. Perbedaan ini berarti bahwa kedua kota itu 1/50 (7,2 / 360) dari lingkar bumi satu sama lain. Dan karena jarak di antara mereka, berjalan, adalah 5.000 tahap, maka, pikir Eratosthenes, seluruh Bumi seharusnya 250.000 tahap dalam satu lingkaran. Bergantung pada panjang panggung yang tepat, besarnya keliling Bumi bisa berbeda hanya 2% dari nilai saat ini yang kita tahu. Tetapi yang lebih penting daripada keakuratan ini adalah gagasan bahwa hal itu mungkin.
Tyler Nordgren adalah astronom dan profesor fisika di Universitas Redland.