Ilmu waktu: Bagaimana horologi berkembang selama berabad-abad

Rizal Santoso
Rizal Santoso

Sebagai jurnalis yang berpengalaman lebih dari 15 tahun di media Indonesia, saya berkomitmen untuk menyajikan informasi yang relevan dan otentik agar pembaca lebih dekat dengan keragaman Indonesia.

Menelusuri asal muasal waktu kuno mulai dari umat manusia awal hingga pemahaman modern kita tentang konsep tersebut, Eoin Murphy menceritakan kisah tentang bagaimana waktu muncul.

Ditemukan di Pegunungan Lebombo antara Afrika Selatan dan Eswatini dan ditunjukkan dengan metode penanggalan radiokarbon berusia ~44.000 tahun, Tulang Lebombo adalah artefak matematika tertua yang diketahui. Tulang fibula dari babon memiliki 29 lekukan yang khas, diyakini digunakan sebagai alat penghitung atau kalender dasar yang digunakan untuk melacak fase bulan.

Pada ~12.000 tahun yang lalu, situs-situs telah dibangun dengan tanda dan struktur yang menunjukkan penggunaannya sebagai kalender awal. Gobekli Tepe, terletak di Turki modern, diyakini sebagai pemukiman permanen tertua di dunia. Ukiran berbentuk V telah ditemukan di situs ini, yang diyakini beberapa arkeolog mewakili kalender matahari.

Lokasi seperti Newgrange dan Stonehenge yang berusia sekitar 5.000 tahun lalu menunjukkan pemahaman yang dikembangkan manusia untuk menyelaraskan dengan titik balik matahari. Meskipun hal ini luar biasa, apa yang terjadi di wilayah timur jauh lebih mencengangkan lagi.

Bangsa Mesir dan Sumeria sama-sama menggunakan kalender lunar 12 bulan. Kalendernya tidak sempurna, tapi cukup dekat. Bangsa Sumeria telah mengembangkan tahun 360 hari, dan bangsa Mesir semakin mendekati tahun 365 hari mereka.

Kalender tidak sinkron

Bangsa Romawi juga telah menggunakan kalender 12 bulan. Namun, dalam versi mereka hanya ada 355 hari. Meskipun ada penambahan satu bulan tambahan yang disebut Mercedonius setiap dua atau tiga tahun, pada tahun 46 SM diperkirakan kalender Romawi telah menyimpang 90 hari.

Untuk memperbaiki keadaan, Julius Caesar beralih ke penasihatnya, Sosigenes. Filsuf dan astronom Yunani menyusun rencana untuk mengembalikan kalender sipil ke arah matahari. Dengan menambahkan dua bulan tambahan, serta satu bulan Mercedonius, tahun 46 SM akan memiliki 445 hari yang tersebar dalam 15 bulan. Tahun terpanjang dalam sejarah dikenal sebagai ‘Tahun Kebingungan’.

Meskipun tahun kalender masa depan terdiri dari 365 hari dan satu tahun kabisat setiap empat hari, pada abad ke-15 kalender sekali lagi menyimpang 10 hari.

Menyadari bahwa Kalender Julian bekerja berdasarkan premis bahwa Bumi berputar mengelilingi matahari setiap 365,25 hari, Aloysius Lilius menurunkan sistem yang dengannya kalender akan didasarkan pada 365,24219 hari dalam setahun. Alih-alih tahun kabisat setiap empat tahun (100 dalam setiap 400 tahun), sekarang akan ada 97 tahun.

Dia juga mengusulkan untuk melewatkan tahun kabisat selama 40 tahun ke depan, untuk mendapatkan kembali 10 hari tersebut.

Gambar dokumen Lunario Novo.

Paus Gregorius XIII menerapkan perubahan terkait pengurangan tahun kabisat, namun ia memilih untuk mendapatkan kembali 10 hari tersebut hanya dengan menghapus 10 hari dari kalender. Kamis tanggal 4 Oktober 1582 disusul hari Jumat tanggal 15 Oktober 1582 dan hingga saat ini penanggalan kita dikenal dengan sebutan Kalender Masehi.

Kemajuan dalam ketepatan waktu

Sejak abad keenam, diyakini bahwa jam dupa telah digunakan di Tiongkok. Jam pasir atau jam pasir mungkin sudah ada sejak zaman dahulu, dan beberapa orang percaya bahwa jam tersebut mungkin berasal dari abad keempat.

Perangkat penunjuk waktu lain yang dikenal sebagai jam air telah digunakan dalam berbagai bentuk sejak abad ke-16 SM. Namun pada tahun 1088 M, Su Song, insinyur Tiongkok membawa konsep tersebut ke tingkat yang benar-benar baru. Dia membangun menara jam astronomi hidro-mekanis setinggi 12 meter, menggunakan roda gigi dan otomatisasi dengan cara yang tidak pernah terlihat di Eropa selama ratusan tahun.

Sepanjang abad ke-14, laju kemajuan dalam bidang ketepatan waktu meledak di Eropa. Pada tahun 1336, jam pertama yang diyakini berdetak menggunakan mekanisme pelepasan tepi dan foliot tercatat di Milan.

Kemudian pada tahun 1371, Henri de Vic membangun dan memasang jam di menara istana Charles V di Perancis. Jam umum tertua di Paris, yang masih ada hingga saat ini, akan menjadi dasar bagi semua kemajuan dalam ketepatan waktu selama 300 tahun ke depan.

Sistem 24 jam dan pembagian menjadi 60 menit telah ditetapkan oleh bangsa Babilonia dan Mesir sejak lama. Namun melalui diperkenalkannya jam mekanis modern, waktu kini menjadi bagian dari kehidupan setiap orang.

Revolusi ilmiah

Pada akhir abad ke-15 Leonardo da Vinci diyakini telah menghasilkan gambar pendulum paling awal yang diketahui.

Kemudian, hampir satu abad kemudian Galileo menemukan bahwa ayunan teratur pendulum hanya bergantung pada panjang dan bukan berat. Penemuan ini akan mengarah pada terciptanya pulsilogium, sebuah alat yang mampu mengukur denyut nadi seseorang secara akurat. Pada waktunya Galileo akan menyadari bahwa gerakan teratur dapat digunakan untuk mengukur waktu secara akurat, yang pada akhirnya membuka jalan bagi pengukuran waktu secara ilmiah.

Meskipun Galileo mulai membuat jam pendulum, namun hal itu tidak akan pernah selesai. Terinspirasi oleh karya Galileo, Christiaan Huygens, fisikawan Belanda pada tahun 1656 mematenkan jam pendulum pertama. Penemuannya meningkatkan keakuratan perangkat penunjuk waktu dari 15 menit per hari menjadi 10-15 detik per hari, sehingga kini memungkinkan untuk menyertakan jarum menit dan detik pada jam domestik.

Gambar desain Christian Huygens untuk osilatorium horologium.

Pikiran hebat mengubah waktu

Pada tahun 1687 ketika Isaac Newton menerbitkan ‘The Principals of Natural Philosophy’, dia mengubah cara kita mendefinisikan waktu dengan mengembangkan Teori Waktu Absolut. Newton menganggap waktu sebagai sesuatu yang berlalu tanpa mempedulikan apa yang terjadi di dunia. Hal ini berbeda dengan pandangan sebelumnya yang menyatakan bahwa waktu tidak dapat berlalu tanpa terjadinya perubahan di suatu tempat.

Namun, ketika Einstein memperkenalkan Teori Relativitas Khusus pada tahun 1905, hal ini menantang pandangan bahwa waktu itu mutlak. Sebaliknya ia mengusulkan bahwa semakin dekat suatu benda dengan kecepatan cahaya, semakin banyak waktu yang melambat dan semakin pendek suatu benda. Pada tahun 1915, Einstein memajukan teorinya dengan memasukkan gravitasi ke dalam relativitas umum.

Teori relativitas mengubah dunia, memungkinkan adanya teknologi modern seperti navigasi GPS. Hal ini juga memberikan landasan teoretis yang memungkinkan terjadinya perjalanan waktu, meskipun tidak seperti yang terlihat dalam film fiksi ilmiah.

Gambar undangan Time Travelers Stephen Hawking.

Meskipun teori-teori Einstein sampai saat ini masih dapat bertahan hingga saat ini, fisikawan belum mampu memenuhi teori relativitas umum dan mekanika kuantum (perilaku atom dan partikel subatom) dalam satu teori. Hal ini menyebabkan beberapa fisikawan bertanya apakah waktu itu nyata atau hanya ilusi?

Namun untuk saat ini, lain kali Anda melihat jam tangan atau memeriksa ponsel Anda, luangkan waktu sejenak dan pertimbangkan bahwa langkah pertama dalam perjalanan luar biasa ini mungkin dimulai dengan nenek moyang kita memandang ke langit dan bertanya: “Mengapa?”

Oleh Eoin Murphy

Eoin Murphy adalah seorang guru dan komunikator sains. Dia adalah anggota dewan Asosiasi Mary Mulvihill, yang menjadi tuan rumah upacara penghargaan tahunan dan pembicaraan Science@Culture pada hari Rabu, 20 Mei. Tiket gratis tetapi sangat terbatas.