Ilmuwan Pergerakan Planet

Johannes Kepler yang lahir tahun 1571 di kota Weil der Stadt, Jerman adalah penemu hukum pergerakan planit-planit. Penemuan Kepler ini cuma dua puluh delapan tahun sesudah penerbitan buku De revolutionibus orbium coelestium, buku besar yang di dalamnya memuat teori Copernicus bahwa planit-planit berputar mengitari mentari dan bukannya mengitari bumi. Kepler belajar di Universitas Tubingen, peroleh gelar sarjana muda tahun 1588 dan gelar sarjana penuh tiga tahun kemudian. Umumnya para ilmuwan saat itu menolak teori "heliocentris" Copernicus; tetapi, ketika Kepler di Tubingen dia dengar hipotesa heliocentris itu dan memperincinya dengan kecerdasan tinggi, akhirnya dia mempercayainya.



Sesudah meninggalkan Tubingen, Kepler menjadi mahaguru selama beberapa tahun di akademi di kota Graz. Sambil mengajar dia tulis buku pertamanya tentang astronomi (1596). Kendati teori yang diajukan Kepler di buku itu ternyata sepenuhnya meleset, buku itu dengan jernih menunjukkan kemampuan matematika Kepler dan kemurnian pikirannya, sehingga ahli astronomi besar Tycho Brahe mengundangnya jadi asistennya di peneropong bintangnya di dekat Praha.



Kepler menerima undangan ini dan bergabung dengan Tycho bulan Januari 1600. Tycho meninggal dunia tahun berikutnya, tetapi Kepler sudah berhasil menyuguhkan kesan baik pada bulan-bulan sebelumnya sehingga Kaisar Romawi Rudolph II segera menunjuknya menggantikan Tycho selaku matematikus kerajaan. Kepler menduduki posisi itu selama sisa hidupnya.



Sebagai pengganti Tycho Brahe, Kepler mewarisi setumpuk besar catatan hasil pengamatan cermat ihwal planit-planit yang telah digarap Tycho bertahun-tahun. Karena Tycho astronom besar terakhir sebelum diketemukan teleskop juga pengamat yang hati-hati dan teliti yang pernah dikenal dunia, catatan-catatan itu teramat besar harganya. Kepler percaya bahwa catatan analisa matematika Tycho yang cermat memungkinkannya menentukan kesimpulan bahwa teori gerakan planit adalah benar: teori heliocentris Copernicus; teori geocentris Ptolemy yang lebih lamaan atau bahkan teori ketiga yang dirumuskan Tycho sendiri. Tetapi, sesudah bertahun-tahun melakukan sejumlah perhitungan yang cermat, Kepler dengan rasa cemas menemukan bahwa pengamatan Tycho tidaklah konsisten dengan teori-teori yang mana pun juga!



Akhirnya Kepler menyadari bahwa masalahnya adalah: dia, seperti juga Copernicus dan Tycho Brahe dan semua astronom klasik telah menduga bahwa orbit keplanitan terdiri dari lingkaran-lingkaran atau gabungan dari lingkaran-lingkaran. Tetapi kenyataan menunjukkan bahwa orbit keplanitan tidaklah melingkar melainkan agak oval atau ellips.



Bahkan sesudah menemukan pemecahan pokok, Kepler masih harus menghabiskan waktu berbulan-bulan membenamkan diri dalam kerja hitung-menghitung yang rumit dan melelahkan untuk meyakinkan bahwa teorinya memuaskan pengamatan Tycho. Buku besarnya Astronomia Nova, diterbitkan tahun 1609 menyuguhkan dia punya bagian pertama dari dua hukum pergerakan planit. Hukum pertama menegaskan tiap planit bergerak mengitari mentari dalam orbit oval atau ellips dengan matahari pada satu fokus. Hukum kedua menegaskan bahwa planit bergerak lebih cepat ketika berada lebih dekat dengan matahari; kecepatan planit berbeda begitu rupa bahwa garis yang menghubungkan planit dan matahari selama perputaran, meliwati bidang yang sama luasnya dalam jangka waktu yang sama. Sepuluh tahun kemudian Kepler mengeluarkan hukum ketiganya: makin jauh jarak sebuah planit dari matahari, makin perlu waktu lebih lama untuk menyelesaikan perputarannya atau kwadrat kala perputaran planit-planit berbanding lurus dengan pangkat tiga jarak rata-ratanya dengan matahari.



Hukum Kepler, dengan menyuguhkan gambaran pokok yang komplit dan tepat tentang gerak planit-planit mengitari matahari, memecahkan masalah utama bidang astronomi, yang bahkan oleh orang-orang genius seperti Copernicus dan Galileo terliwatkan. Tentu saja Kepler tidak menjelaskan mengapa planit-planit bergerak pada orbitnya seperti itu; masalah ini terpecahkan di abad berikutnya oleh Isaac Newton. Tetapi hukum Kepler merupakan pendahulu vital buat sintesa besar Newton. ("Jika saya melihat lebih dulu dari orang lain," begitu pernah Newton bilang, "ini akibat saya berdiri di atas pundak-pundak para raksasa." Tak salah lagi, Kepler adalah salah satu dari raksasa-raksasa itu yang dimaksud Newton).



Sumbangan Kepler kepada astronomi hampir bisa disejajarkan dengan Copernicus. Dan sesungguhnya dalam beberapa hal hasil karya Kepler bahkan lebih mengesankan. Dia lebih orisinal dan kesulitan matematika yang dihadapinya bagaikan menggunung. Teknik matematika pada saat itu tidaklah sesempurna perkembangannya seperti halnya kini dan saat itu tak ada mesin kalkulator yang menolong Kepler dalam tugas penghitungan-penghitungannya.



Ditinjau dari sudut arti penting karya Kepler, adalah mengherankan bilamana pada mulanya hampir tidak digubris orang, bahkan oleh seorang ilmuwan besar seperti Galileo. (Galileo tak ambil perhatian hukum Kepler sungguh mencengangkan karena kedua orang itu saling berkorespondensi satu sama lain dan juga karena hasil karya Kepler dapat menolong menguji teori Ptolemy). Tetapi bila yang lain-lainnya agak lambat menghargai ketinggian hasil karya Kepler, ini dapat difahami oleh Kepler sendiri.



Dalam nada letupan kegembiraan Kepler menulis "... Buku telah kutulis! Telah kupersembahkan sesuatu anugerah kesenangan yang suci. Dia akan dibaca baik oleh orang sejamanku atau oleh generasi sesudahku. Aku tidak peduli. Bisa jadi buku itu harus menunggu 100 tahun untuk menjumpai seorang pembaca, seperti halnya Tuhan menunggu 6000 tahun seseorang yang bisa memahami kebesaran karyanya."



Meskipun angsur-berangsur sesudah melampaui beberapa dekade, arti penting hukum Kepler menjadi jelas buat dunia ilmu pengetahuan. Pada abad berikutnya pendapat-pendapat yang memihak teori Newton berkata bahwa hukum Kepler disimpulkan dari teori-teori itu. Pendapat sebaliknya mengatakan hukum gerak Newton, hukum gaya berat Newton disimpulkan dari hukum Kepler. Tetapi untuk berbuat demikian memerlukan teknik itu, Kepler cukup mudah menangkap permasalahannya dan mengajukan pendapat bahwa gerakan planit dikontrol oleh tenaga yang datang dari matahari.



Sebagai tambahan hukum gerakan planit-planit Kepler menyumbangkan berbagai ihwal kecil di bidang astronomi. Dia juga membuat sumbangan penting mengenai teori optik. Di akhir-akhir umurnya dia diganggu oleh masalah pribadi. Jerman merosot jadi kacau karena "Perang tiga puluh tahun" dan jarang orang yang bisa lolos dari kesulitan-kesulitan serius.



Salah satu masalah adalah soal nafkah. Kekaisaran Romawi Suci lambat dalam pembayaran gajinya walau dalam keadaan yang tidak gawat. Dalam keadaan perang yang kacau-balau, gaji Kepler ditunggak terus. Karena Kepler kawin dua kali dan punya dua belas anak, kesulitan duit ini betul-betul berat. Masalah lain menyangkut bundanya yang di tahun 1620 ditahan dengan tuduhan jadi "dukun sihir."



Kepler meninggal dunia tahun 1630 di Regensburg, Bavaria. Dalam masa "Perang tiga puluh tahun" yang mengganas itu kuburnya diobrak-abrik. Tetapi hukum gerakan planitnya terbukti lebih menjadi kenangan yang lestari dari sekadar sepotong batu nisan.