Skip to content Skip to sidebar Skip to footer

Mengapa Bumi Bulat

Bumi tempat kita tinggal adalah planet ketiga dari matahari dan merupakan planet terbesar kelima dalam sistem tata surya kita. Sampai saat ini bumi masih menjadi satu-satunya planet atau satu-satunya objek astronomi di alam semesta yang diketahui memiliki kehidupan di dalamnya. Hal ini disebabkan karena atmosfer bumi mengandung oksigen,-kandungan oksigen dalam atmosfer bumi mencapai 21%. Ciri khas lain dari bumi adalah bahwa lebih dari 70% permukaannya ditutupi oleh lapisan air. Bumi berbentuk bulat menyerupai bola dengan keliling rata-rata sekitar 40.000 km dan diameter atau garis tengahnya sekitar 12.700 km. Bentuk bumi tidaklah bulat sempurna melainkan sedikit pepat di daerah sekitar ekuator (khatulistiwa).

Konsep bumi bulat dikemukakan pertama kali oleh Pythagoras pada abad ke-6 SM dan berhasil dibuktikan pertama kali secara ilmiah oleh Aristoteles pada tahun 340 SM. Sejak era Aristoteles ada begitu banyak pengamatan yang telah dilakukan oleh manusia baik secara langsung maupun tidak langsung untuk membuktikan bahwa bumi berbentuk bulat. Di masa sekarang kita bisa dengan mudah mendapatkan foto bumi secara real time dengan bantuan satelit.

Lewat situs https://himawari8.nict.go.jp/ kita bisa melihat foto bumi secara real time dari satelit Himawari 8 yang merupakan satelit cuaca milik pemerintah Jepang. Satelit ini bertugas khusus memantau prakiraan cuaca dan laporan terkait lainnya yang berhubungan dengan cuaca, serta bertanggung jawab untuk memastikan keselamatan pelayaran dan penerbangan untuk wilayah Jepang, Asia Timur dan Pasifik Barat. Berikutnya di situs https://zoom.earth/ kita juga bisa mendapatkan foto bumi secara real time dari satelit cuaca yang dioperasikan oleh lembaga Administrasi Kelautan dan Atmosfer Nasional (NOAA) milik Amerika Serikat yang tugas utamanya mirip dengan satelit Himawari namun dengan wilayah kerja di atas langit Amerika dan sekitarnya.

Fakta bahwa bumi berbentuk bulat memunculkan pertanyaan sederhana yang paling mendasar; mengapa bumi berbentuk bulat? Mengapa bumi tidak berbentuk kotak atau piramida atau kerucut? walau mungkin akan lebih menarik jika Bumi berbentuk seperti donat atau silinder.

Sumber: Forbes

Bumi bukan satu-satunya objek astronomi yang berbentuk bulat. Matahari, bulan, dan ketujuh planet anggota tata surya lainnya maupun bintang-bintang dan planet-planet di galaksi lain juga memiliki bentuk yang bulat seperti bola. Bentuk bulat-nya bumi maupun sebagian objek astronomi lainnya disebabkan dan dipengaruhi oleh dua hal yang sama yaitu massa (bobot) benda dan gravitasi. Segala benda yang ada di alam semesta memiliki massa, dari yang paling besar seperti bintang, matahari dan planet-planet sampai yang paling kecil seperti pasir dan debu memiliki massa. Manusia dan hewan juga memiliki massa.

Benda yang memiliki massa selalu memiliki kecenderungan untuk menarik benda lain dengan ‘kekuatan’ yang disebut gravitasi. Bisa dikatakan juga bahwa setiap benda yang memiliki massa secara otomatis akan memiliki gravitasi. Apabila ada dua atau lebih benda bermassa terpisah pada jarak tertentu maka benda-benda tersebut secara otomatis akan saling tarik-menarik.

Ketika kita melempar batu ke atas maka pada saat itu juga batu dan bumi akan saling tarik menarik menggunakan gravitasi-nya masing-masing. Berdasarkan hukum II Newton besarnya gravitasi suatu benda akan berbanding lurus dengan massa benda tersebut, yang artinya semakin besar massanya maka semakin besar pula gravitasinya, dan semakin kecil massa-nya semakin kecil pula gravitasinya. Massa bumi jauh lebih besar dibanding massa batu sehingga gravitasi bumi menjadi jauh lebih besar daripada gravitasi batu, karena itu bumi menarik batu menuju bumi bukan sebaliknya batu yang menarik bumi menuju batu.

Pada prinsipnya gravitasi bekerja dengan cara menarik benda lain ke pusat gravitasi dari segala arah secara merata. Karena gaya tarik gravitasi berasal dari segala arah secara merata, maka benda yang memiliki gravitasi lebih besar akan menarik benda-benda lain yang gravitasinya lebih kecil untuk menempel di segala arah pada benda yang gravitasinya lebih besar tersebut. Jika benda/materi yang ditarik semakin banyak maka bentuk dan ukuran dari benda yang gravitasinya lebih besar tersebut akan bertambah besar di segala arah dan mengubahnya menjadi bongkahan yang lebih besar.

Meskipun gravitasi memiliki kemampuan untuk menarik benda lain dari segala arah, hal tersebut tidak serta-merta membuat semua benda langit yang tersusun atas miliaran materi otomatis bentuknya menjadi bulat. Jika kita amati dengan seksama kita akan menyadari bahwa benda langit yang berbentuk bulat adalah benda langit dengan ukuran yang sangat besar, sedangkan benda langit dengan ukuran yang kecil seperti meteor, asteroid dan komet tidak berbentuk bulat melainkan lebih mirip bongkahan batu raksasa. Mengapa demikian?

Setiap benda di alam semesta memiliki kecenderungan untuk mempertahankan bentuk dan kekakuannya masing-masing. Semakin padat suatu benda semakin kaku strukturnya, dan semakin sulit untuk dibentuk. Semakin kaku struktur suatu benda maka untuk mengubah bentuknya membutuhkan tenaga yang lebih besar. Analoginya mirip seperti adonan kue; semakin padat adonannya semakin kaku strukturnya, sehingga untuk membentuknya sesuai keinginan kita membutuhkan ‘tenaga/kekuatan’ yang lebih besar.

Awalnya benda langit terbentuk ketika materi-materi kecil berupa awan debu dan gas di luar angkasa saling tarik menarik. Materi-materi kecil ini akan saling berbenturan dan membentuk gumpalan-gumpalan materi baru yang lebih besar seperti batu dan bongkahan es. Jumlah materi yang menyusun tiap gumpalan berbeda satu sama lain tergantung pada berapa banyak jumlah materi yang saling berdekatan sebelum berkumpul dan membentuk sebuah gumpalan. Akibatnya, ukuran tiap gumpalan yang terbentuk menjadi berbeda-beda tergantung pada berapa banyak jumlah materi penyusunnya.

Gumpalan-gumpalan materi ini akan saling tarik menarik lagi untuk membentuk bongkahan-bongkahan yang lebih besar. Karena bongkahan-bongkahan ini tersusun dari gumpalan materi dengan ukuran yang berbeda-beda maka akan menyebabkan bongkahan yang baru memiliki bentuk yang tidak beraturan dengan ukuran yang berbeda-beda pula. Proses ini akan berlangsung secara terus menerus sehingga pada fase akhirnya akan ada objek baru yang ukurannya besar seperti planet dan ada yang ukurannya yang lebih kecil seperti komet dan meteor.

Gravitasi adalah gaya yang unik, meskipun bekerja pada rentang jarak yang sangat jauh namun ‘kekuatan-nya’ paling lemah dibanding gaya yang lain. Benda langit dengan ukuran dan massa yang kecil seperti komet, meteor dan asteroid akan memiliki gravitasi yang kecil/lemah sehingga tidak cukup untuk melawan kekakuan dari bentuk fisiknya sendiri untuk membentuknya ke dalam bentuk bola. Sedangkan benda langit dengan ukuran dan massa yang besar seperti bumi akan memiliki gravitasi yang besar juga yang mampu melawan kekakuan dari bentuk fisiknya sendiri dan memaksa untuk membentuknya ke dalam bentuk bola. Ini sama seperti analogi adonan kue sebelumnya. Jadi, suatu benda hanya bisa membentuk dirinya sendiri menjadi bulat seperti bola jika benda tersebut memiliki gravitasi yang cukup besar yang mampu melawan kekakuan dirinya sendiri, dan untuk memiliki gravitasi yang besar maka benda tersebut juga harus memiliki massa yang besar.

Sejauh ini benda langit berbentuk bulat dengan massa paling ringan yang pernah ditemukan manusia adalah Mimas dan Miranda. Mimas merupakan bulan (satelit alami) dari planet Saturnus dengan massa sebesar 3,75 kali 10 pangkat 19 kg atau sama dengan 37,5 juta miliar ton. Sedangkan Miranda adalah bulan dari planet Uranus dengan massa 6,5 kali 10 pangkat 19 kg atau sama dengan 65 juta milyar ton. Dua satelit alami ini sama-sama memiliki massa melebihi 10 pangkat 19 kg, sedangkan benda langit lain yang pernah ditemukan manusia tapi dengan massa yang lebih ringan atau lebih kecil dari ukuran tersebut tidak ada yang bentuknya menyerupai bola tapi hanya berupa bongkahan batu raksasa. Apabila diambil rata-rata massa dari Miranda dan Mimas maka syarat agar suatu benda langit bisa memiliki bentuk bulat menyerupai bola adalah jika benda langit tersebut memiliki massa minimal kurang lebih 50 juta milyar ton.

Satelit Mimas (kiri) dan satelit Miranda (kanan). Sumber : wikipedia

Bumi dan planet lain memiliki bentuk yang bulat karena memiliki massa sekitar ribuan hingga 1 juta kali lebih besar dari Mimas dan Miranda. Meskipun semua planet di tata surya kita bagus dan bulat, bentuk beberapa planet lebih bulat dari yang lain-nya. Seberapa bulat bentuk sebuah planet bergantung pada densitas atau rapat massa (kepadatan) dan periode rotasi planet tersebut. Planet yang materialnya lebih padat akan lebih bulat dari planet yang materialnya kurang padat, dan planet yang periode rotasinya lebih pelan akan lebih bulat dari planet yang rotasinya lebih cepat.

Merkurius dan Venus adalah planet yang paling bulat dan hampir bulat sempurna. Hal ini dikarenakan Merkurius dan Venus merupakan planet terpadat kedua dan ketiga setelah Bumi. Kedua planet ini juga memiliki rotasi yang paling lama dibandingkan dengan 6 planet yang lain. Untuk 1 kali rotasi (putaran) Bumi kita membutuhkan waktu 1 hari, sedangkan 1 kali rotasi Merkurius membutuhkan waktu yang sama dengan 58 hari di bumi dan 1 kali rotasi Venus membutuhkan waktu yang sama dengan 243 hari di bumi.

Keenam planet yang lain tidak bulat sempurna melainkan pepat atau menonjol di bagian tengahnya atau pada daerah ekuator. Ketika suatu benda berputar, maka dalam satu kali putaran bagian yang berada di tepi paling luar akan bergerak lebih cepat karena menempuh jarak yang lebih panjang dibandingkan bagian yang berada di area yang lebih dalam. Ini berlaku untuk apa pun yang berputar, seperti roda, kaset CD/DVD dan juga planet.

Untuk kasus bentuk yang menyerupai bola, titik yang berada di tepi bagian tengah bola akan bergerak lebih cepat dibandingkan jika titiknya berada di bagian yang lain karena jarak lintasan yang ditempuhnya lebih panjang. Planet bukanlah bola pejal yang kaku dan kompak, karena itu saat planet berputar maka bagian yang berada di wilayah sekitar ekuator yang bergerak lebih cepat akan mengalami lontaran keluar namun gaya tarik dari gravitasi planet tersebut menahannya sehingga bagian tersebut tidak terlepas. Akibat dari hal ini maka bagian ekuator planet akan lebih menonjol sehingga tampak sebagai bola pepat. Karena itu ke-enam planet lain yang rotasinya lebih cepat daripada Merkurius dan Venus bentuknya akan menjadi bulat pepat atau mirip seperti bentuk bola basket saat kita sedang duduk di atasnya.

Berdasarkan semua penjelasan diatas maka bisa disimpulkan bahwa dengan adanya gravitasi mengakibatkan objek astronomi (benda langit) apapun yang ada di luar angkasa memiliki kecenderungan untuk berbentuk bulat. Namun karena gravitasi adalah gaya yang sangat lemah dan ditambah dengan faktor kekakuan benda maka untuk bisa membentuk dirinya sendiri menjadi bulat seperti bola suatu objek astronomi harus memiliki massa di atas puluhan juta miliar ton. Berkaitan dengan seberapa bulat suatu objek astronomi, hal itu bergantung pada seberapa besar kepadatan (rapat massa)-nya dan berapa lama periode rotasi-nya.

Daftar Pustaka:

[1] Baggott, J. 2015. Origins The Scientific Story of Creation.UK: Oxford University Press.

[2] Milone, E. dan Wilson, W. 2014. Solar System Astrophysics, 2nd edition. New York: Springer.

[3] Seeds, M. dan Backman, D. 2012. Universe: Solar System, Stars, and Galaxies, 7th edition. USA: Brooks/Cole Cengage Learning.

Ricky Hamanay
Ricky Hamanay Yuditya Hamdani Hamanay; penulis sains amatir. Blogger sejak 2013