PERMULAAN PERHITUNGAN ILMIAH

Perhitungan secara ilmiah pertama kali dilakukan oleh Aristachrus dari Samos (310-230 BC). Ia mencoba menghitung sudut bulan-bumi-matahari dan mencari perbandingan jarak dari bumi-matahari, dan bumi-bulan. Aristachrus juga merupakan orang pertama yang menyimpulkan bumi bergerak mengelilingi matahari dalam lintasan berbentuk lingkaran yang menjadi titik awal teori heliosentris. Jadi bisa kita lihat kalau teori heliosentris bukan teori yang baru muncul di masa Copernicus. Namun jauh sebelum itu, Aristachrus sudah meletakkan dasar bagi teori heliosentris tersebut.
 Pada era Alexandria, Eratoshenes (276-195 BC) dari yunani berhasil menemukan cara mengukur besar bumi, dengan mengukur panjang bayangan dari kolom Alexandria dan Syene. Ia menyimpulkan, perbedaan lintang keduanya merupakan 1/50 dari keseluruhan revolusi. Hasil perhitungannya memberi perbedaan sebesar 13% dari hasil yang ada saat ini.

PTOLEMY DAN TEORI GEOSENTRIS

Ptolomeus (150 AD) menyatakan bahwa semua objek bergerak relatif terhadap bumi. Dan teori ini dipercaya selama hampir 1400 tahun. Tapi teori geosentris memiliki kelemahan, yaitu matahari dan bulan bergerak dalam jejak lingkaran mengitari bumi, sementara planet bergerak tidak teratur dalam serangkaian simpul ke arah timur. Untuk mengatasi masalah ini, Ptolomeus mengajukan dua komponen gerak. Yang pertama, gerak dalam orbit lingkaran yang seragam dengan periode satu tahun pada titik yang disebut deferent. Gerak yang kedua disebut epicycle, gerak seragam dalam lintasan lingkaran dan berpusat pada deferent.


 TEORI HELIOSENTRIS DAN GEREJA

Nicolaus Copernicus (1473-1543) merupakan orang pertama yang secara terang-terangan menyatakan bahwa matahari murupakan pusat sistem tata surya, dan bumi bergerak mengelilinginya dalam orbit lingkaran. Untuk masalah orbit, data yang didapat Copernicus memperlihatkan adanya indikasi penyimpangan kecepatan sudut orbit panet2. Namun ia mempertahankan bentuk orbit lingkaran dengan menyatakan bahwa orbitnya tidak kosentrik. Teori heliosentris disampaikan Copernicus dalam publikasinya yang berjudul “De Revolutionibus Orbium Coelestium “  kepada Paus Pope III dan diterima oleh gereja.
Tapi dikemudian hari setelah kematian Copernicus pandangan gereja berubah ketika pada akhir abad ke-16 filsuf Itali, Giordano Bruno, menyatakan semua bintang mirip dengan matahari dan masing2 memiliki sistem planetnya yang dihuni oleh jenis manusia yang berbeda. Pandangan inilah yang menyebabkan iadieksekusi mati yaitu dibakar  hidup2 oleh sidang dewan geraja dan teori heliosentris dianggap berbahaya karena bertentangan dengan pendangan gereja yang menganggap manusialah yang menjadi sentral di alam semesta.


 LAHIRNYA HUKUM KEPLER

Walaupun Copernicus telah menerbitkan tulisannya tentang teori heliosentris, tidak semua orang setuju dengannya. Salah satunya, Tycho Brahe (1546-1601) dari Denmark yang mendukung teori matahari dan bulan mengelilingi bumi sementara planet lainnya mengelilingi matahari. Tahun 1576, Brahe membangun sebuah observatorium di pulau Hven, di laut baltik dan melakukan penelitian di sana sampai kemudian ia pindah ke Prague pada tahun 1596.
 Di Prague, Brahe menghabiskan sisa hidupnya menyelesaikan tabel gerak planet dengan bantuan asistennya Johannes Kepler  (1571-1630). Setelah kematian Brahe, Kepler  menelaah data yang ditinggalkan Brahe dan menemukan bahwa orbit planet tidak sirkular melainkan elliptik.
 Kepler kemudian mengelurkan 3 hukum gerak orbit yang dikenal sampai saat ini yaitu :
1.    Planet bergerak dalam orbit ellips mengelilingi matahari sebagai pusat sistem.
2.    Radius vektor menyapu luas yang sama dalam interval waktu yang sama.
3.    Kuadrat kala edar planet mengelilingi matahari sebanding dengan pangkat tiga jarak rata2 dari matahari.
 Bunyi hukum III Kepler dapat dapat dituliskan dalam rumus :
                                           4π2R3 = G(Mm + MP)
                                               T2
 Dengan Mm adalah massa matahari, Mp massa planet, G tetapan gravitasi, T kala edar planet mengelilingi matahari, dan R jarak planet ke matahari.
                Dengan hukum II Kepler dijelaskan bahwa kecepatan gerka planet dalam menempuh lintasannya mempunyai kecepatan yang bervariasi. Makin kecil jarak antara planet dengan matahari, makin tinggi kecepatannya. Dengan demikian, di sekitar perihelium, planet bergerak paling cepat dan sekitar aphelium paling lambat. Kepler menuliskan pekerjaannya dalam sejumlah buku, diantaranya adalah “ Epitome Of The Copernican Astronomy “ dan segera menjadi bagian dari daftar Index Librorum Prohibitorum yang merupakan buku terlarang bagi umat Kristen katolik. Dalam daftar ini juga terdapat publikasi Copernicus. “De Revolutionibus Orbium Coelestium “.