Mengapa Bulan Menjauhi Bumi?

Saya mendengar dari televisi, Bulan semakin bergerak menjauhi Bumi ke arah Matahari. Apa penyebabnya? Dan kapan fenomena ini diketahui?

Jalur orbit melingkar Bulan mengelilingi Bumi memang semakin meluas, bertambah sekitar 3,8 cm per tahun. Rata-rata radius orbit Bulan mengitari Bumi adalah 384.000 km. Saya tidak akan secara khusus mengatakan Bulan semakin dekat ke Matahari, meskipun benar Bulan semakin jauh dari Bumi. Jadi saat Bulan berada di titik orbit terdekat dari Matahari, tentunya jarak Bulan semakin dekat, sebaliknya saat berada di titik orbit terjauh dari Matahari, jarak Bulan lebih jauh.

Penyebab pertambahan jarak adalah karena Bulan menimbulkan pasang surut di Bumi. Karena sisi Bumi yang menghadap Bulan jaraknya lebih dekat, maka gaya gravitasi Bulan terasa lebih kuat, demikian pula sisi Bumi yang membelakangi Bulan jaraknya lebih jauh, hanya merasakan gaya gravitasi Bulan yang lebih lemah. Efek ini sedikit merentangkan bentuk Bumi, sehingga bentuk bulatan Bumi sedikit menonjol. Para ilmuwan menyebut bagian yang agak menonjol ini tidal bulges (tonjolan pasang surut). Objek padat Bumi hanya mengalami distorsi beberapa sentimeter, tetapi efek yang paling terlihat menonjol adalah gelombang pasang surut lautan.

Gaya gravitasi dihasilkan oleh seluruh massa dari sebuah objek dan tidal bulges turut berkontribusi atas tarikan gaya gravitasi terhadap Bulan. Karena laju rotasi Bumi lebih cepat (setiap 24 jam) daripada orbit Bulan (setiap 27,3 hari) tonjolan mengakselerasi pergerakan orbit Bulan dan mencoba menarik Bulan dari orbit. Adapun gaya gravitasi Bulan juga mencoba untuk menarik tidal bulges dan memperlambat rotasi Bumi. Tidal friction (gesekan pasang surut) yang disebabkan oleh gerakan tidal bulges di sekitar Bumi, mentransfer energi dari Bumi ke orbit Bulan sehingga orbit Bulan melebar, tapi pergerakan orbit Bulan melambat.

Rotasi Bumi juga melambat karena tidal friction. Seratus tahun dari sekarang, durasi satu hari akan menjadi 2 milidetik lebih lambat.

Proses serupa juga terjadi miliaran tahun yang lalu, tetapi pergerakan Bulan melambat oleh gaya pasang surut Bumi. Itulah sebabnya hanya satu sisi Bulan yang selalu menghadap Bumi. Karena ukuran Bumi jauh lebih besar daripada Bulan, proses yang disebut tidal locking (penguncian pasang surut) terjadi relatif cepat, hanya dalam waktu beberapa puluh juta tahun.

Banyak fisikawan yang telah mempertimbangkan efek pasang surut sistem Bumi-Bulan. Namun, hanya George Howard Darwin (putra Charles Darwin) yang berhasil membuktikannya secara matematis pada abad ke-19. Oleh karena itu, Darwin dianggap sebagai penemu teori modern tidal evolution (evolusi pasang surut) yang menjelaskan perubahan orbit Bulan karena tidal friction.

Jadi, semua itulah penyebab Bulan menjauhi Bumi, lalu kapan fenomena ini diketahui? Jawabannya cukup rumit, tetapi saya akan mencoba memberikan jawaban terbaik, berdasarkan sejarah penelitian yang telah dilakukan.

Ada tiga cara untuk mengukur efek tidal friction.

1. Mengukur perubahan durasi bulan lunar.

Pengukuran ini dapat dilakukan dengan memeriksa ketebalan endapan yang diawetkan di dalam bebatuan. Disebut tidal rhythmites (irama pasang surut), pengukuran dilakukan terhadap bebatuan yang telah berusia sekitar 900 juta tahun. Sejauh yang saya ketahui (saya bukan ahli geologi), pengukuran tidal rhythmites baru dilakukan sejak awal tahun 1990-an.

2. Mengukur jarak Bumi-Bulan.

Para ilmuwan mengukur jarak Bumi-Bulan dengan cara memantulkan laser dari reflektor yang ditempatkan di permukaan Bulan oleh para astronot misi Apollo. Pengukuran yang kurang akurat ini dilakukan pada awal tahun 1970-an.

3. Mengukur perubahan periode rotasi Bumi dari waktu ke waktu.

Saat ini, laju rotasi Bumi diukur menggunakan Very Long Baseline Interferometry (VLBI), sebuah teknik yang memanfaatkan banyak teleskop radio yang terpisah jauh. Dengan teknik VLBI, bahkan posisi quasar dapat diukur dengan sangat akurat. Karena Bumi berotasi dengan membawa seperangkat antena bersamanya, laju rotasi Bumi dapat ditentukan dengan sangat akurat.

Namun, perubahan periode rotasi Bumi pertama kali diukur menggunakan gerhana. Para astronom yang mempelajari timing gerhana selama berabad-abad, menemukan pergerakan orbit Bulan yang lebih cepat, tetapi apa yang sebenarnya terjadi adalah justru laju rotasi Bumi yang semakin melambat. Efek ini pertama kali diketahui oleh Edmund Halley pada tahun 1695 dan pertama kali diukur oleh Richard Dunthorne pada tahun 1748. Saya rasa inilah penemuan paling awal tidal frcition antara Bumi dan Bulan.

Ditulis oleh: Britt Scharringhausen, curious.astro.cornell.edu

Sumber: Is the Moon moving away from the Earth? When was this discovered?

#terimakasihgoogle