Persoalan?

Kita tahu dan sedar bumi itu berputar, tapi kenapa? Mengapa ianya mesti berputar? Kenapa setiap planet-planet, bintang-bintang, debu-debu angkasa, asteroid-asteroid dalam sistem suria semuanya bergerak dan berputar? Dan mengapa kebanyakannya berputar pada arah yang sama? Ianya bukanlah suatu yang kebetulan. Pasti ‘ada’  yang menyebabkannya terjadi sedemikian.

Bumi berputar? (Gambar diambil dari: http://easytutorial.in/upsc/15-geography/149-earth-rotation-and-revolution)

Prinsip Kebadian Momentum Sudut

Sebelum menjawab persoalan ini, kita harus faham dengan istilah momentum iaitu kuantiti pergerakan apabila sesuatu objek itu bergerak. Bahasa mudahnya adalah hasil darab jisim dan halaju. Suatu konsep asas fizik yang perlu difahami juga ialah prinsip keabadian momentum iaitu suatu sistem yang mempunyai momentum adalah tetap sekiranya tiada sebarang daya luar yang bertindak keatas sistem tersebut. Maka, untuk menjawab persoalan putaran ini adalah berkaitan dengan suatu prinsip yang disebutkan sebagai prinsip keabadian momentum sudut (angular momentum ataupun moment of momentum). Konsepnya sama seperti  prinsip keabadian momentum selari cumanya terdapat daya momen pada suatu titik yang menyebabkan pergerakan yang melengkung. Bagaimana wujudnya daya momen ini? Tarikan graviti dan daya penolakan tadi.

Momentum Sudut (Gambar diambil dari: https://www.nuclear-power.net/laws-of-conservation/conservation-angular-momentum/what-is-angular-momentum-definition/)

Cuba kita bayangkan suatu atom dalam awan hidrogen. Setiap zarah itu mempunyai momentumnya sendiri ketika ianya berlegar-legar (kerana pengaruh tarikan graviti dan daya nuklear) menyebabkan momentum mereka diseratakan. Ianya berkemungkinan juga sifar tetapi ianya adalah mustahil. Ini bermaksud akan ada yang tersisa. Ini yang disebutkan sebagai prinsip keabadian. Ambil contoh seorang peluncur ais yang menarik tangannya kedalam untuk berputar dengan lebih cepat. Sistem runtuhan Proto-Solar pun begitu apabila purata momentum zarah-zarah mula berputar lebih pantas dan lebih cepat ketika hampir dengan titik tersebut. Inilah berlakunya konsep keabadian momentum sudut tersebut.

 

Teori Pembentukan Sistem Suria

Kita melihat bumi, matahari, dan kebanyakan planet-planet berputar arah melawan jam. 4.54 bilion tahun lalu, sistem suria kita dibentuk dalam awan hidrogen (berbeza sekali dengan Orion Nebula, atau Eagle Nebula yang mempunyai ‘tiang-tiang’). Kemudian, berlakunya penolakan, seperti yang berlaku pada gelombang kejutan dari letupan supernova. Wujudnya kawasan gas sejuk yang runtuh ke dalam melalui tarikan graviti. Ketika ianya runtuh, maka awan mula berputar. Apabila Sistem Suria berputar dengan lebih cepat, ia akan meratakan cakera lalu membonjol di tengah-tengah. Ahli-ahli cosmologi memperhatikan struktur yang sama di seluruh alam semesta seperti rupa bentuk sesuatu galaksi dan sekitar lohong hitam (iaitu debu-debu). Matahari juga membonjol di pusat cakera ini dan begitu juga planet-planet yang lain. ‘Mereka-mereka’ itu seperti ‘mewarisi’ putaran dari pergerakan keseluruhan Sistem Suria itu sendiri.

Gambaran pembentukkan sistem suria (Gambar diambil dari: https://spaceplace.nasa.gov/solar-system-formation/en/)

 

Teori Pembentukan Planet-planet

Sepanjang beberapa ratus juta tahun dahulu, semua bahan-bahan dalam Sistem Suria terkumpul menjadi planet-planet, asteroid, bulan dan komet. Kemudiannya, radiasi yang amat kuat dan angin matahari (matahari yang muda) ‘membersihkan’ kesemuanya yang tersisa. Graviti juga memainkan peranan untuk menarik ke dalam dari semua arah yang sama (amorphous clump) dan jika ianya cukup besar ianya akan tertumpu menjadi planet yang bulat. Dari masa ke masa, zarah-zarah debu ini akan bertembung antara satu sama lain dan mula melekat, membentuk batu-batuan yang besar melalui proses yang dikenali sebagai pertambahan (accreation). Tanpa sebarang daya yang tidak seimbang bertindak ke atas objek-objek ini, inersia dari Matahari dan planet-planet akan terus berputar selama berbilion-billion tahun! Dan objek-objek ini akan berterusan selagi mana ianya tidak bertembung dengan objek-objek yang lain.

Gambaran pembentukkan planet (Gambar diambil dari: https://sites.google.com/a/maine207.org/2012-z8b9/planets)

Putaran Bumi

Ketika awan debu masih lagi berputar sewaktu pembentukan bumi dan kemudian inertianya akan terus mengekalkan planet itu berputar pada paksinya kecuali ada sesuatu yang mengganggunya. Bumi berputar dalam cakera akrion awan hidrogen yang runtuh kerana tarikan graviti dan juga prinsip keabadian momentum sudut. Ianya juga berputar pada arah yang sama dengan planet-planet yang lain adalah kerana semuanya dibentuk di Nebula Solar yang sama, berbilion tahun yang lalu. Mudah kata, bumi akan terus berputar kerana ia lahir berputar. KITA TIDAK BOLEH MERASAKAN PUTARAN BUMI KERANA KITA SEMUA BERGERAK DENGANNYA, PADA KELAJUAN TETAP YANG SAMA TERMASUKLAH LAUTAN DAN ATMOSFERANYA. Disini ditekankan sekali lagi, keseimbangan atau istilah tetap dalam Sains atau Fizik bermaksud PEGUN ATAU HALAJU YANG TETAP DAN SERAGAM.

Gambaran pembentukan bumi (Gambar diambil dari: https://www.quora.com/What-is-the-formation-of-earth)

Bumi berhenti?

Sekiranya Bumi berhenti berputar dengan tiba-tiba kita akan turut merasakannya. Ianya umpama menaiki kereta dengan lajunya dan terus menekan brek! Selagi perjalanan berjalan lancar, anda akan yakin bahawa anda tidak bergerak. Sama juga seperti menaiki kapal terbang yang berkelajuan kira-kira 900 km per jam iaitu separuh kelajuan putaran bumi di khatulistiwa. Sekiranya anda menutup mata, pasti anda merasa tidak bergerak sama sekali! Malah, jika pramugari menuangkan kopi ke dalam cawan anda, kopi juga tidak terbang ke belakang kapal terbang. Ini adalah kerana, kopi, cawan dan anda semua bergerak pada kadar yang sama dengan kapal terbang. Bumi bergerak pada kadar tetap, dan kita bergerak bersama-sama dengannya. Dan sekiranya putaran bumi tiba-tiba dipercepatkan mahupun dilambatkan, anda pasti akan merasakannya.Malah, jika bumi berhenti berputar maka dijangka bencana yang besar akan berlaku. WAllahua’lam.

 

Faktor-faktor kadar putaran

Planet yang berlainan mempunyai kadar putaran yang berlainan. Planet Utarid, yang paling dekat dengan matahari, diperlahankan oleh graviti matahari. Faktor-faktor lain yang mempengaruhi kelajuan putaran termasuklah keadaan pembentukan awal planet itu sendiri (semakin cepat ia runtuh semakin tinggi kebadiaan momentum sudutnya) dan juga kesan hentaman meteorit, yang dapat melambatkan putaran planet atau mungkin mengalihkan trajektorinya (orbitnya). Tambahan pula, putaran Bumi juga dipengaruhi oleh tarikan bulan ketika pasang dan surut. Kerana ini, putaran bumi semakin perlahan pada kadar kira-kira 1 milisaat setahun. Bumi berputar lebih cepat pada masa lalu, dimana pada masa dinosaur sehari lebih kurang 22 jam sahaja! Di samping memperlahankan putaran bumi, tarikan pasang bulan menyebabkan bulan juga perlahan-lahan makin menjauhi dari Bumi, iaitu pada kadar kira-kira 1 milimeter setahun. Pada masa lalu, bulan adalah lebih dekat. Berjuta-juta tahun dari sekarang, kitaran hari di Bumi mungkin akan bertambah sehingga 25 atau 26 jam sehari!

 

Pemerhatian dari bumi

Beberapa contoh pemerhatian yang boleh kita perhatikan dari bumi. Contohnya pergerakan bintang di kutub yang disebutkan sebagai ‘circumpolar stars’ (sila rujuk gambarajah). Dengan menggunakan kamera yang mempunyai ‘long-exposure’, kita dapat perhatikan garisan cahaya dari bintang-bintang ini membentuk suatu bulatan. Untuk melihat kecondongan putaran bumi pula kita dapat perhatikan melalui ‘analemma’ matahari (sila rujuk gambarajah). Bagi menghasilkan imej matahari ini, matahari di ambil gambarnya  diatas jam matahari pada waktu yang sama sebanyak 37 kali sepanjang tahun. Perubahan yang menegak dalam kedudukannya adalah disebabkan kecondongan bumi itu sendiri. Manakala keadaan yang mendatar itu adalah disebabkan berubahnya kelajuan bumi sewaktu mengorbit (membujur) matahari. Lagi contoh bumi itu bergerak adalah pergerakan ‘retrograde’ yang dapat dilihat melalui pergerakan planet Marikh. Planet Marikh kelihatan seperti bergerak ke belakang seketika. Ini adalah kesan perubahan prespektif kita yang melihatnya apabila bumi ‘mendahului’ pergerakannya dari planet lain (Marikh). Ia dilihat seolah-olah macam pergerakan yang menggelung atau zig-zag namun bergantung juga pada sudut orbit planet itu relatif dengan bumi.

Circumpolar stars (Gambar diambil dari: http://earthsky.org/space/what-are-circumpolar-stars)

Analemma Matahari (Gambar diambil dari: http://scienceblogs.com/startswithabang/2009/08/24/a-question-of-why-the-analemma/)

 

Pergerakan Retrograde Planet Marikh (Gambar diambil dari: http://earthsky.org/space/what-is-retrograde-motion)

Kesimpulan

Putaran bumi boleh dilihat dari beberapa contoh pemerhatian yang disebutkan diatas. Sebelum kita hendak membuktikan bahawa bumi itu berputar, kita terlebih dahulu kaji dan perlu tahu bagaimana ianya terbentuk dan lahir. Maka, beberapa teori asas pembentukan yang telah dikenalpasti oleh ahli-ahli kosmologi telah diterangkan diatas. Jika ada sebarang pencaggahan dengan teori-teori mereka, maka tidak menjadi masalah untuk diperbetulkan semula menggunakan metod-metod yang sesuai. Perlu diingatkan kembali, Sains perlukan bukti. Dan pembuktiannya perlulah mempunyai metod-metod yang sesuai dan tidak bercanggah antara satu sama lain. Dari teori (matematik, lojik, dll) ke eksperimen iaitu permerhatian (Fizik, Kejuruteraan, Geologi, Astronomy, Cosmologi, dll) haruslah selari. Penulis tegas mengingatkan teori pembentukkan-pembentukkan sistem suria dan planet-planetnya adalah berdasarkan bukti-bukti yang sedia maklum dari segi komposisi bahannya, pemerhatian pada permukaannya, pemerhatian letupan supernova dan bintang-bintang lain yang terbentuk dan sebagainya. Ini adalah kerana kita belum wujud lagi sewaktu pembentukkannya. Maka, bidang kosmologi ini boleh juga di istilahkan sebagai sejarahwan juga. Bukanlah Sains itu hendak bercanggah dengan dalil naqli kerana mungkin kita yang salah tafsir ataupun juga Sains belum menemuinya lagi. Lagi banyak kita mengkaji dan melihat, lagi banyak yang kita tidak tahu dan kagum. Lalu kita merasa dekat dengan Maha Pencipta in sha Allah. WAllahua’lam.

 

Rujukan:

https://www.universetoday.com/14491/why-does-the-earth-rotate/

http://coolcosmos.ipac.caltech.edu/ask/59-Why-does-Earth-spin-

https://phys.org/news/2007-08-probing-earth-rotate.html

http://earthsky.org/earth/why-cant-we-feel-earths-spin

https://science.howstuffworks.com/science-vs-myth/what-if/what-if-earth-stopped-spinning1.htm

 

 

 

 

Shares