Vulcan: Planet yang Tidak Pernah ada di Tata Surya

InfoAstronomy - Selama 60 tahun antara 1859 hingga 1919, para astronom sempat bersikukuh bahwa ada sebuah planet yang terletak di antara Matahari dan Merkurius yang dinamai Vulcan. Bagaimana akhirnya planet tersebut terbukti tidak pernah ada? Mari simak sejarahnya.

Bukan, ini bukan planet rumah Spock yang dihancurkan oleh bangsa Romulan dalam film Star Trek (2009). Dalam artikel ini, akan dijelaskan juga mengapa bisa sampai dinamai "Vulcan".

Adalah Albert Einstein yang kala itu menggugurkan teori keberadaan planet Vulcan ini, yang dalam prosesnya juga menolak sebuah teori yang sudah cukup kuat dalam hampir 400 tahun. Yup, Einstein mengacaukan teori gravitasi Sir Isaac Newton.

Penemuan Neptunus

Pada malam yang sunyi tanggal 13 Maret 1781, astronom William Herschel, dengan teleskop yang ia bangun sendiri, melakukan sebuah pengamatan untuk menyurvei bintang-bintang di langit. Namun, malam itu tidak seperti biasanya. Malam yang sunyi itu ternyata menjadi malam paling penting dan mungkin paling diingat sepanjang hidupnya.

Herschel mengamati sebuah objek "seperti cakram" yang tampak lebih terang, yang pada awalnya ia yakini sebagai bintang. Namun, setelah mengamati objek itu dari malam ke malam, ia menemukan bahwa "bintang" tersebut rupanya mengorbit Matahari.

Perhitungan awal Herschel mengungkapkan bahwa objek ini mengorbit pada jarak 18 kali lebih jauh dari jarak Bumi dalam mengorbit Matahari. Sejak saat itu, ia menyadari bahwa yang ditemukannya bukanlah bintang, melainkan planet baru di tata surya yang sebelumnya belum ditemukan.

Herschel telah menemukan apa yang sekarang kita sebut sebagai Uranus, tetapi pada awalnya ia menamai planet ini sebagai Georgium Sidus (nama yang diambil dari nama Raja George III). Jadi pada saat itu, tata surya kita memiliki anggota planet dengan nama: Merkurius, Venus, Bumi, Mars, Jupiter, Saturnus dan ... Georgium Sidus.

Namun sayang, dalam rangka untuk menyesuaikan penamaannya dengan tradisi kuno untuk penamaan planet-planet (yakni dari nama dewa-dewa Romawi), planet temuan Herschel pun diubah namanya menjadi Uranus, sesuai nama dewa langit Romawi mengingat planet ini memang berwarna biru langit.

Namun, setelah dipelajari oleh para astronom, Uranus memiliki anomali. Tidak hanya poros rotasinya yang miring hampir 98 derajat sehingga membuatnya berotasi menggelinding, tetapi jalur orbit yang dilaluinya juga aneh. Alih-alih mengorbit dalam jalur elips yang sempurna, Uranus justru malah sering "menyimpang" orbitnya.

Karena pada saat itu Hukum Gravitasi Newton masih begitu dominan, bahkan para astronom sangat yakin akan kebenarannya sehingga, alih-alih mempertanyakan atau meluruskannya, mereka menggunakannya untuk memprediksi keberadaan planet baru di luar Uranus yang selama ini menyebabkan anomali orbit Uranus. 

Pada tahun 1846, ahli matematika dan astronom Prancis, Urbain Le Verrier, "menemukan" planet lain yang terletak 1,6 miliar kilometer di luar Uranus. Setelah diamati dengan teleskop, berdasarkan penampilannya yang kebiruan dan redup bagaikan samudera yang dalam, planet kedelapan dan satu-satunya planet di tata surya yang pertama kali ditemukan secara matematis ini, dinamai Neptunus, nama dewa laut Romawi.

Le Verrier pun menjadi tenar di seantero Bumi berkat penemuan Neptunus itu.

Anomali pada Merkurius

Setelah tata surya kini sudah beranggotakan delapan planet (Merkurius, Venus, Bumi, Mars, Jupiter, Saturnus, Uranus, dan Neptunus), para astronom pun lebih fokus untuk mempelajari planet-planet ini satu per satu.

Dan ketika mempelajari Merkurius, ditemukan fakta bahwa planet terdekat dari Matahari ini juga terhuyung-huyung saat mengorbit Matahari, mirip seperti Uranus. Jalur orbit Merkurius tidak dalam elips sempurna, melainkan mengalami presesi anomali.

Kira-kira seperti ini yang disebut presesi anomali itu:

Apa yang menjadi penyebab atas presesi anomali Merkurius ini? Le Verrier, tentu saja, setelah penemuan Neptunus yang gemilang, tanpa ragu menyarankan sebuah hipotesis keberadaan planet lain yang terletak di antara Merkurius dan Matahari, yang ia beri nama Vulcan. Nama yang diberikan dari nama dewa api Romawi karena planet hipotesis ini terletak sangat dekat dengan Matahari sehingga haruslah sangat panas. Vulcan pun mestilah benar-benar ada karena Hukum Gravitasi Newton mendukungnya.

Pada saat itu, para astronom lainnya di seluruh dunia pun memercayai proposal hipotesis Vulcan dari Le Verrier mengingat keberhasilan sang astronom dalam penemuan Neptunus, kemudian menghabiskan sebagian besar waktu mereka untuk mencari Vulcan.

Pencarian tersebut tidak mudah karena sebuah planet yang sangat dekat dengan Matahari jelas cahayanya akan kalah oleh silay dari Matahari itu sendiri. Satu-satunya cara untuk melihat sekilas sebuah planet yang begitu dekat dengan Matahari adalah dengan mengamatinya selama transit, yakni ketika planet melintas di depan permukaan Matahari dalam pandangan dari Bumi, sehingga terlihat sebagai titik kecil yang gelap.

Sayangnya, filter matahari saat itu belum ditemukan, sehingga melihat langsung ke Matahari untuk mengamati transit Vulcan bisa melukai mata pengamat dan teleskop. Namun, secara mengejutkan, Vulcan diumumkan penemuannya, bukan oleh Le Verrier, melainkan oleh seorang astronom amatir bernama Edmond Lescarbault.

Edmond Lescarbault adalah seorang dokter yang memiliki minat yang sangat tinggi dalam astronomi. Suatu hari di tahun 1859, ketika mengamati langit, ia mengamati sebuah titik kecil pada cakram Matahari. Edmond sempat ragu karena kemungkinan besar itu adalah bintik matahari (sunspot).

Beberapa jam setelahnya, Edmond mencoba kembali melihat Matahari secara hati-hati dengan teleskopnya, hanya untuk menyaksikan bahwa titik tersebut sudah bergerak atau belum. Rupanya, yang diamati lebih unik daripada sunspot. Edmond melaporkan telah menyaksikan fenomena transit planet, bukan sunspot.

Walaupun ada kemungkinan planet yang transit itu adalah Merkurius, Edmond yakin bahwa planet yang ia lihat bukan Merkurius, karena transit Merkurius telah terjadi pada tahun 1845. Apakah Edmond menemukan sebuah planet baru? Apakah dia baru saja menemukan Vulcan? Le Verrier berpikir begitu, yang lantas mengunjungi Edmond untuk berdiskusi.

Berdasarkan data Edmond, Vulcan mengorbit Matahari dengan periode 19 hari 17 jam. Orbitnya diperkirakan elips memanjang, tetapi dengan eksentrisitas hanya 12 derajat; atau dengan kata lain hampir lingkaran sempurna dengan radius 21 km.

Setelah dengan teliti memeriksa data Edmond, pada tahun 1860 Le Verrier pun secara resmi mengumumkan kepada dunia penemuan Vulcan, planet di antara Merkurius dan Matahari. Atas kontribusinya, Edmond dianugerahi Legion d'Honneur, penghargaan tertinggi yang dapat diterima seorang Prancis untuk jasanya. Namun, tampaknya Le Verrier merayakannya terlalu dini, keberadaan Vulcan tidak seperti Neptunus.

Pada tahun-tahun berikutnya, Le Verrier dihujani banyak laporan, sebagian besar dari sumber-sumber yang tidak jelas, yang bersikeras bahwa mereka telah menyaksikan transit lain. Sumber-sumber tersebut yakin bahwa masih ada planet di dalam orbit Merkurius yang menunggu untuk ditemukan karena begitu banyak bintik hitam yang diamati.

Le Verrier kemudian mengumpulkan data-data itu dan memperkirakan transit yang akan terjadi di masa yang akan datang, dan ketika transit tidak terjadi, itu artinya tidak ada planet. Saking sibuknya mengurus banyak kiriman hasil pengamatan, identitas definitif untuk Vulcan belum sempat ditetapkan sampai akhirnya Le Verrier tutup usia pada tahun 1877. Meski begitu, pencarian berlanjut dengan semangat yang sama.

Para astronom mulai memanfaatkan fenomena gerhana Matahari total untuk mencoba menemukan Vulcan maupun planet-planet lainnya. Namun sayangnya, tidak ada planet yang ditemukan dalam pengamatan cermat terhadap fenomena gerhana Matahari total yang terjadi pada tahun 1883, 1887, 1889, 1900, dan 1901. Pada titik ini, Vulcan mulai dipertanyakan kebenarannya.

Memasuki tahun 1905, sebuah tahun yang sekarang disebut "tahun keajaiban sains", Albert Einstein menerbitkan empat makalah ilmiah yang menelurkan apa yang sekarang kita sebut sebagai fisika modern dan merevolusi pemahaman kita tentang alam semesta selamanya.

Teori Relativitas Umum

Keempat makalah ilmiah yang Einstein terbitkan dalam jurnal Annalen der Physik itu telah mengubah pemahaman kita tentang massa, energi, ruang, dan waktu secara keseluruhan. Bahkan dalam makalah ilmiah ketiga yang diterbitkan Einstein sempat mempertanyakan Newton. Tidak setuju dengan hukum gravitasi Newton, Einstein menulis ulang hukum gravitasi. Dia menyebut teorinya sebagai Teori Relativitas Umum.

Menurut Einstein, ruangwaktu membentuk kontinum yang luwes, tidak kaku. Gravitasi, menurutnya, adalah riak dalam ruangwaktu itu sendiri.

Einstein mendalilkan bahwa sebuah objek besar tidak mengikat objek yang lebih kecil dengan tarikan gravitasinya, melainkan objek bersar tersebut membentuk lengkungan dalam struktur ruangwaktu di mana objek yang lebih kecil dapat mengitarinya.

Butuh 14 tahun dan gerhana Matahari total lainnya sampai teori Einstein ini dapat dikonfirmasi. Faktanya, antara tahun 1905 dan 1919, sebuah gerhana Matahari total sempat diamati dengan cermat, tetapi belum berhasil untuk mengonfirmasi teori Einstein. Gerhana tersebut juga menjadi upaya lain untuk mencari Vulcan, yang lagi-lagi gagal.

Einstein yang mulai frustasi akhirnya "diselamatkan" oleh Sir Arthur Eddington, setelah sang astronom ini mengamati gerhana Matahari total pada Mei 1919.

Teori Einstein meramalkan bahwa kelengkungan dalam ruangwaktu yang dibentuk oleh objek-objek besar seperti bintang akan begitu besar sehingga bahkan cahaya, alih-alih melesat lurus ke depan, dipaksa untuk berjalan melengkung ketika melewati objek besar. Pahami bahwa cahaya tidak dapat ditarik oleh gravitasi karena tidak bermassa; namun cahaya bisa melewati jalur yang melengkung akibat keberadaan gravitasi.

Inilah yang diamati oleh Eddington: cahaya yang diamati dari bintang-bintang yang terletak di belakang Matahari saat gerhana Matahari, saat melakukan perjalanan ke arah kita, ternyata memang melengkung saat melewati Matahari.

Einstein benar. Sejak saat itu, kata "Einstein" pun menjadi sinonim untuk jenius. Walau begitu, kemenangan Einstein ini bukan berarti kekalahan Newton. Teori Newton tidak dapat dibuang sepenuhnya, karena masih akurat dan jauh lebih sederhana untuk massa dan jarak yang lebih kecil.

Menurut Teori Relativitas Umum, anomali Merkurius terjadi karena planet ini mengambil jalur terpendek yang dapat ditempuh melalui ruangwaktu yang terdistorsi oleh Matahari, bukan karena keberadaan planet lain yang memengaruhi gravitasinya seperti Vulcan. Segera setelah teorinya dikonfirmasi, Vulcan sepenuhnya dianggap tidak pernah ada.

Lalu, apa titik-titik hitam misterius yang telah diamati Edmond dan sejumlah besar astronom lainnya selama setengah abad? Henry Courten, astronom yang mempelajari foto-foto gerhana pada tahun 1970, menduga bahwa ada sabuk asteroid kecil ada antara Matahari dan Merkurius. Asteroid-asteroid itu bernama Vulcanoid. Namun faktanya, sampai saat ini, tidak ada bukti Vulcanoid.

Merkurius tetap jadi planet terdekat Matahari.

Referensi:

National Geographic, History.