Johannes Kepler "Penemu Konsep tentang Hukum Pergerakan Planet"

Johannes Kepler adalah penemu konsep hukum pergerakan planet-planet yang berbentuk orbitnya berbentuk elips. Kepler adalah seorang tokoh penting dalam revolusi ilmiah, adalah seorang astronom Jerman, matematikawan dan astrolog. Dia paling dikenal melalui hukum gerakan planetnya. Dia kadang dirujuk sebagai "astrofisikawan teoretikal pertama", meski Carl Sagan juga memanggilnya sebagai ahli astrologi ilmiah terakhir.

Biografi Johannes Kepler

Orang Eropa abad ke-16 sangat mengagumi komet. Maka, pada suatu malam, sewaktu sebuah komet yang dipopulerkan oleh astronom Denmark Tycho Brahe terlihat di langit, Katharina Kepler membangunkan putranya, Johannes, yang berusia enam tahun untuk menyaksikan komet itu. Lebih dari 20 tahun kemudian, sewaktu Brahe meninggal, siapakah yang dilantik Kaisar Rudolf II untuk menggantikan jabatan Barahe sebagai matematikawan kekaisaran? Pada usia 29 tahun, Johannes Kepler menjadi matematikawan kekaisaran untuk Kaisar Romawi Suci, beserta ahli astrologi kerajaan Jendral Wallenstein, suatu jabatan yang ia pegang hingga akhir hayatnya. Kepler juga seorang profesor matematika di Universitas Graz. Karier Kepler juga bersamaan dengan karier Galileo Galilei. Pada awal kariernya, Kepler adalah asisten Tycho Brahe.

Kepler sangat dihargai bukan hanya dalam bidang matematika. Ia menjadi sangat terkenal di bidang optik dan astronomi. Kepler, meski perawakannya kecil, memiliki kecerdasan yang memukau dan juga kepribadian yang gigih. Ia didiskriminasi sewaktu tidak mau pindah agama ke Katolik Roma, sekalipun di bawah tekanan hebat.

Penemuan Kepler tentang pergerakan planet ini cuma dua puluh delapan tahun sesudah penerbitan buku De revolutionibus orbium coelestium, buku besar yang di dalamnya memuat teori Copernicus bahwa planet-planet 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 Suci --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 planet-planet 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 planet 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 keplanetan terdiri dari lingkaran-lingkaran atau gabungan dari lingkaran-lingkaran. Tetapi, kenyataan menunjukkan bahwa orbit keplanetan tidaklah melingkar, melainkan agak oval, 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 planet. Hukum pertama menegaskan tiap planet bergerak mengitari mentari dalam orbit oval atau ellips dengan matahari pada satu fokus. Hukum kedua menegaskan bahwa planet bergerak lebih cepat ketika berada lebih dekat dengan matahari; kecepatan planet berbeda begitu rupa bahwa garis yang menghubungkan planet 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 planet dari matahari, makin perlu waktu lebih lama untuk menyelesaikan perputarannya atau kwadrat kala perputaran planet-planet berbanding lurus dengan pangkat tiga jarak rata-ratanya dengan matahari.

Hukum Kepler, dengan menyuguhkan gambaran pokok yang komplit dan tepat tentang gerak planet-planet mengitari matahari, memecahkan masalah utama bidang astronomi, yang bahkan oleh orang-orang genius seperti Copernicus dan Galileo terliwatkan. Tentu saja, Kepler tidak menjelaskan mengapa planet-planet 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 planet dikontrol oleh tenaga yang datang dari matahari.

Sebagai tambahan hukum gerakan planet-planet, Kepler menyumbangkan berbagai ihwal kecil di bidang astronomi. Dia juga membuat sumbangan penting mengenai teori optik. Di akhir-akhir umurnya --sayang sekali-- 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 banyak buang waktu hingga akhirnya sang ibu bisa dibebaskan tanpa mengalami siksaan.

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