Kenapa Bulan Mengitari Bumi, Bukan Matahari?

Info Astronomy - Matahari memiliki massa yang jauh lebih besar daripada Bumi. Lebih tepatnya, jauh, jauh, jauh lebih besar. Hampir semua yang ada di tata surya kita mengorbit Matahari. Namun, Bulan lebih memilih mengorbit Bumi. Apa penyebabnya? Adakah kiat langgeng ala Bumi-Bulan?

Sayangnya, Bumi dan Bulan tidak selanggeng yang kita bayangkan, terutama Bulan yang tidak setia. Matahari mendominasi 99,8% dari seluruh massa tata surya. Bulan, yang selama ini mengitari Bumi, juga rupanya ditarik oleh gravitasi Matahari yang sangat kuat itu.

Secara teknis, Bulan mengitari Matahari. Namun, berbeda dengan orbit Bumi yang hampir melingkar dalam mengitari Matahari, gerakan orbit Bulan mengitari Matahari digambarkan sebagai semacam pola Spirograph. Eh, apa itu Spirograph? Gambar di bawah ini mungkin bisa membuat kamu lebih paham:

Ya, Bulan memang tetap dianggap mengitari Bumi. Kamu mungkin berpikir hal itu terjadi karena Bumi jauh lebih dekat dengan Bulan daripada Matahari, sehingga tarikan gravitasinya lebih besar. Karena bagaimanapun, kekuatan gravitasi tidak hanya bergantung pada massa suatu benda, tetapi juga pada jaraknya.

Namun, hal itu bukan masalah dalam kasus Matahari-Bumi-Bulan. Matahari memang berjarak sekitar 400 kali lebih jauh dari Bulan daripada Bumi, tetapi massa Matahari sekitar 330.000 kali lebih masif daripada massa Bumi.

Ada perhitungan matematika yang cukup rumit di sini, tapi artikel ini akan menjelaskannya dalam bahasa yang lebih sederhana saja ya. Dengan menggunakan hukum gravitasi Newton, kita rupanya menemukan bahwa walaupun jarak Matahari lebih jauh, gravitasi Matahari menarik Bulan sekitar dua kali lebih kuat dari yang gravitasi Bumi lakukan.

Lalu, mengapa Bulan tidak bisa lepas dari Bumi?

Untuk bisa melepaskan diri dari tarikan gravitasi sebuah benda langit, sebuah benda langit lainnya harus bergerak cukup cepat relatif terhadap benda langit yang ingin dijauhi untuk bisa melepaskan diri dari tarikannya. Ini dikenal sebagai kecepatan lepas (escape velocity).

Bagaikan orang ketiga yang datang di tengah-tengah hubungan mesra antara Bumi dan Bulan, Matahari sedang mencoba untuk memisahkan Bulan dari Bumi. Namun, Bumi tidak sepasrah itu, ia mencoba mempertahankan hubungannya.

Kecepatan Bulan dalam mengitari Bumi adalah sekitar 1 km per detik. Dengan jarak rata-rata Bulan dari Bumi yang sekitar 380.000 km, maka kecepatan lepasnya dari Bumi adalah sekitar 1,2 km per detik. Dengan kata lain, Bulan tidak bergerak cukup cepat untuk bisa melarikan diri dari Bumi.

Walau begitu, meskipun Bulan tidak bisa lepas dari Bumi, ia secara saat ini bertahap bergerak menjauh 3,82 cm per tahun, atau 1,2 nanometer (0,0000000012 meter) per detiknya. Apakah karena Bulan bosan dengan Bumi? Oh, tentu bukan, itu terjadi karena adanya gaya sentrifugal antara Bumi dan Bulan.

Ketika Bulan mengitari Bumi, ia akan menghasilkan dua gaya, yakni gaya sentripetal dan gaya sentrifugal. Gaya sentrifugal adalah gaya yang tercipta saat Bulan bergerak melingkar, arah gaya ini selalu menjauhi pusat gerak melingkarnya Bulan (yang dalam hal ini adalah Bumi). Sementara itu, gaya sentripetal kebalikannya, yaitu gaya yang selalu menuju pusat gerak melingkarnya Bulan. Semakin jauh jarak benda langit ke pusat geraknya, maka gaya sentrifugal akan makin kuat.

Masih bingung? Gini deh, kalau kalian memutar-mutarkan seutas tali yang ujungnya dikaitkan ke sebuah bola, nantinya bola itu akan lebih miring putarannya kalau kamu memutarnya lebih kuat. Itu terjadi karena pengaruh gaya sentrifugal. Tali tersebut merupakan penentu jarak maksimal dari pusat gerak ke bola.

Nah, bola ini tidak akan bisa terlepas dari tali karena adanya pengaruh gaya sentripetal yang menahan bola tersebut, yang mana gaya ini dikeluarkan lewat tali. Jika besar gaya sentripetal dan sentrifugal sama, bola akan bertahan dalam gerak melingkar.

Analogi tali dan bola di atas adalah yang terjadi pada Bumi dan Bulan. Bulan diibaratkan sebagai bola, pusat Bumi adalah tanganmu yang memutar tali, dan gravitasi Bumi adalah tali. Saat Bulan bergerak, gravitasi Bumi akan menarik Bulan, maka terciptalah gerak melingkar.

Namun, terjadi ketidakseimbangan dalam gaya sentrifugal dan sentripetal antara Bumi dan Bulan, hal inilah yang membuat Bulan bergerak menjauh dari Bumi setiap tahunnya.

Tidak seimbangnya gaya sentrifugal dan sentripetal Bumi-Bulan disebabkan karena ulah Bulan itu sendiri, lho, yang menimbulkan pasang surut di lautan Bumi. Coba perhatikan gambar di atas deh. Pasang surut terjadi karena gravitasi Bulan yang menarik air laut Bumi. Pada sisi Bumi yang menghadap Bulan, yang jaraknya lebih dekat dengan Bulan, tarikan gravitasi Bulan akan terasa lebih kuat daripada pusat Bumi. Sementara untuk sisi Bumi yang membelakangi Bulan, tarikan gravitasi Bulan akan lebih lemah.

Efek gravitasi Bulan membuat bentuk bulatan Bumi sedikit menonjol, atau yang dikenal sebagai tonjolan pasang surut. Bumi menjadi terdistorsi beberapa cm, sehingga kalau kita bisa menggenggam Bumi dengan tangan raksasa, rasanya tidak seperti menggenggam bola yang bulat sempurna, melainkan yang sedikit lebih lebar ekuatornya.

Hal itu membuat massa Bumi akan ikut besar pula. Karena massa berbanding lurus dengan gravitasi, maka hal itu membuat tarikan gravitasi Bumi terhadap Bulan menjadi lebih cepat. Dengan kata lain, Bumi sedang mencoba untuk mempercepat pergerakan orbit Bulan. Bulan yang semakin cepat mengitair Bumi itu membuat sistem Bumi-Bulan tidak seimbang, yang pada akhirnya Bumi akan kehilangan Bulan dalam ratusan tahun mendatang.

Ya, hubungan antara Bumi dan Bulan memang serumit itu. Kita mungkin sering melihat betapa mesranya Bumi-Bulan, tapi pada kenyataannya tidak demikian.

---

Referensi: Cornell University, Universe Today.