KAJIAN TENTANG EQUATION OF TIME, UNIVERSAL TIME (GREENWICH MEAN TIME) DAN LOCAL MEAN TIME

KAJIAN TENTANG EQUATION OF TIME, UNIVERSAL TIME (GREENWICH MEAN TIME) DAN LOCAL MEAN TIME

Oleh: Dedi Romli Tri Putra, Lc. (135212010)

& Erwandi Gunawan DLY, S.PdI (135212011)

A.                Pendahuluan.

Dalam sistem koordinat (alt, azm) dan sistem koordinat sudut waktu (δ, t) koordinat bintang berubah dengan  berubahnya waktu. Orientasi satu sistem koordinat bola langit terhadap koordinat lainnya berubah menurut waktu. Harus dibedakan antara antara titik waktu (epoch) dan interval waktu (selang waktu). selang waktu adalah jumlah dalam satuan waktu yang terlewati diantara dua titik waktu (Vinallueva, 1978: 64). Untuk menentukan jumlah satuan untuk interval waktu ini digunakan skala waktu tertentu. Untuk menyusun skala waktu diperlukan satu fenomena yang dapat diamati yang berulang-ulang dengan periode yang konstan dan dapat dihitung atau diukur. Periode-periode yang konstan tersebut dapat digunakan untuk menentukan skala seperti tahun, bulan, hari, jam, menit, detik dan seterusnya.

Dari fenomena yang teramati yang menjadi dasar skala waktu tertentu, maka dikenal sistem-sistem waktu seperti –1. waktu bintang yang didasarkan pada fenomena rotasi bumi yang berputar pada porosnya. 2. waktu matahari yang didasarkan juga pada fenomena rotasi bumi, hanya saja bedanya dengan waktu bintang adalah matahari memiliki komponen lain dibola langit, yaitu gerakan semu matahari pada lingkaran ekliptika. 3. Waktu ephemeris yang didasarkan reolusi bumi mengelilingi matahari. Yang terahir waktu atom yang didasarkan pada oskilasi elektromagnetik karena transisi quantum suatu atom. Dari keempat waktu tersebut penulis mencoba membatasi kajian tentang waktu-waktu ini pada dua kajian saja yaitu waktu bintang dan waktu matahari berikut dengan patokan yang dipakai dalam menentukan waktu-waktu di bumi yaitu waktu Greenwich Mean Time, Local Mean Time dan perata aktu (Equation of Time) yang disebabkan oleh perputaran matahari semu tidak selalu rata.

B.                 Pembahasan

1.                  Waktu Bintang

Fenomena yang berulang-ulang yang dipakai sebagai dasar waktu bintang adalah rotasi bumi, yang menyebabkan titik semi (rata-rata) setiap berkulminasi atas disuatu meridian dengan periode yang hampir konstan .waktu bintang  pada suatu waktu harganya sebesar sudut waktu dari titik semi. Seperti telah dinyatakan bahwa dibedakan antara titik semi sejati dan titik semi rata-rata, maka sudut waktu dari titik semi sejati dinamakan waktu bintang sejati (Apparent Sidereal Time [AST]) dan sudut waktu diukur dari titik semi menengah / rata-rata dinamakan waktu bintang rata-rata (Mean Sidereal Time). Bila yang menjadi acuan adalah meridian Greenwich maka dinamakan Greenwich Apparent Sidereal Time, bila yang menjadi acuan adalah meridian lokal, maka disebut dengan Local Mean Sidereal Time.

Gb. 1

GST dan LST adalah waktu sejati atau waktu pertengahan yang diambil dari jarak asensiorekta bintang terhadap titik semi (Vernal Equinox) sejati atau menengah.

2.                  Waktu Matahari

Waktu hakiki adalah waktu yang menjadikan peredaran matahari hakiki sebagai acuannya. Pukul 12.00 siang hari adalah waktu dimana matahari mencapai titik kulminasi atasnya. Waktu hakiki ini ditetapkan dengan acuan titik kulminasi atas atau mencapai lingkaran meridian suatu tempat, oleh sebab itu setiap daerah yang yang berada dibarat dan timur memiliki waktu yang berbeda. (Hambali, 2011: 81)

Perbedaan tersebut disebabkan oleh bentuk bumi yang berbentuk seperti bola yang mana bumi juga berotasi pada porosnya yang menyebabkan bagian wajah bumi yang tersinari matahari akan selalu berubah. Perubahan inilah yang menjadikan setiap daerah dipermukaan bumi khususnya di bumi bagian timur dan barat akan berlainan waktunya. Rotasi bumi pada porosnya menyebabkan beberapa hal dipermukaan bumi, antara lain:

a.      Terjadinya pergantian siang malam

Akibat bentuk bumi yang bulat dan berputar pada porosnya maka bagian bumi yang berhadapan dan membelakangi matahari akan bergantian. Permukaan bumi yang menghadap matahari akan mengalami waktu siang dan  permukaan bumi yang membelakanginya mengalami kondisi malam.

b.      Terjadinya perbedaan waktu di daerah-daerah

Perbedaan siang dan malam akibat rotasi di bumi mengakibatkan adanya perbedaan waktu di permukaan di bumi. Daerah yang terlebih dahulu menghadap ke arah matahari waktunya lebih dahulu dari daerah sebelah baratnya. Daerah yang ada di bujur timur akan lebih dahulu mengalami terbit dan tenggelamnya. Perbedaan waktu tersebut adalah sebesar 1 jam untuk setiap perbedaan 15 derajat bujur, atau 4 menit untuk setiap 1 derajat bujur. Perhitungan ini diperoleh dari waktu yang diperlukan untuk satu kali rotasi penuh (360 derajat) selama kurang lebih 24 jam.

c.      Adanya pergerakan semua pada benda-benda angkasa

Bumi berotasi pada porosnya dari barat ke timur, dengan demikian terlihat oleh kita benda-benda di angkasa seperti matahari, bulan dan bintang-bintang di langit beredar dari timur ke arah barat. Peredaran benda-benda angkasa yang nampak dari timur ke barat itu merupakan gerak semu akibat rotasi bumi. (Maskufa, 2010: 43)

Selain bergerak secara rotasi, bumi juga mengalami gerak revolusi. Revolusi bumi adalah peredaran bumi mengelilingi matahari dari arah barat ke timur. Satu kali putaran penuh memerlukan waktu 365.2425 hari, sehingga gerak bumi ini disebut gerak tahunan (Khazin, 2011: 129). Hukum Kepler I menyatakan Orbit bumi berupa lingkaran ellips. Dalam lingkaran ellips ada dua titik api dengan matahari berada di salah satu titik api tersebut.

Peredaran bumi yang mengelilingi matahari yang berbentuk ellips inilah yang menyebabkan adanya perputaran bumi pada sumbunya tidak tentu 24 jam, terkadang kurang dan terkadang lebih[1]. Pada saat bumi memiliki jarak yang semakin dekat dengan matahari maka pergerakannya baik rotasi maupun revolusinya akan semakin cepat yang mengakibatkan interval waktu satu hari saat itu lebih pendek. Kecepatan revolusi bumi yang tidak rata ini yang menjadi penyebab adanya perbedaan antara waktu matahari hakiki dengan waktu matahari rata-rata (pertengahan). Walaupun selalu berubah-ubah, jika dinisbatkan dengan waktu hakiki (waktu matahari) kulminasi matahari selalu terjadi pada pukul 12.00. tetapi waktu pertengahan  (jam kronolog) yang jalannya rata, kulminasi matahari terkadang terjadi bersamaan dengan waktu hakiki, terkadang kurang dan terkadang melebihi waktu hakiki. Selisih waktu hakiki dengan waktu pertengahan ini disebut dengan perata waktu (Equation of Time, Ta’dil al-waqt atau Ta’dil as-Syams). Dalam buku-buku astronomi perata waktu di tandai dengan simbol ”e” kecil. Jika matahari geraknya cepat harga ”e” positif, dan jika lambat, harga ”e” negatif. Untuk mengetahui saat kulminasi dalam waktu pertengahan setempat digunakan rumus : 12.00 – e. Sedangkan untuk mengetahui saat kulminasi matahari dalam waktu pertengahan daerah digunakan rumus : 12.00 – e + KWD waktu daerah (Nawawi, 2010: 20).

3.                  Greenwich Mean Time

Untuk memungkinkan waktu matahari dapat dipakai diseluruh dunia, orang menentukan waktu yang baku sehingga tempat dimana saja didunia ini dapat memakai waktu yang sama. Pada tanggal 1-22 Oktober 1884, para astronom dari 25 negara mengadakan konvensi internasional yang dalam kesepakatannya menetapkan sebuah aturan lintang bujur dan lintang tempat di permukaan bumi dengan membuat garis-garis bantu (sani, 2010: 10). Waktu yang baku ini adalah greenwich suatu tempat yang terletak pada bujur 0° dan menggunakan waktu matahari rata-rata oleh karena itu disebut “ Waktu Rata-Rata Greenwich” (Greenwich mean time) = GMT

Penyesuaian waktu ini untuk tempat-tempat lainnya dipermukaan bumi ini disesuaikan dengan bujur tempat. Keliling  permukaan bumi ini dibagi menjadi 360°, terdiri dari 180° bujur barat, yaitu tempat-tempat yang terletak disebelah barat Greenwich, dan 180° bujur timur disebelah timur greenwich.

Karena keliling bumi ini (360°) ditempuh matahari dalam waktu 24 jam, berarti setiap derajat bujur ditempuh matahari dalam waktu 24 jam = 1440 menit dibagi 360 = 4 menit perjam. Dengan demikian suatu tempat yang terletak pada 106° 49’ akan mempunyai perbedaan dengan waktu greenwich sebesar 106° 49’x 4 menit = 4/60 x 106° 49’ = 1/15 x 106°49’ = 106°49’/15 = 7^j 7^m 16^d, kalau letaknya pada bujur barat 7^j 7^m 16^d itu dipakai untuk mengurangi jam waktu greenwich. Kalau saat itu jam 12.00 GMT, maka pada 106° 49’ bujur barat saat itu adalah jam 12.00 - 7^j 7^m 16^d = 4 jam  52 menit 44 detik, sedangkan pada 106° 49’ bujur timur adalah jam 12.00 +  7^j 7^m 16^d  = 19^j 7^m 16^d. ini disebut waktu rata-rata setempat (Local Mean Time = GMT).

4.                  Waktu Meridian (Local Mean Time)

Waktu surya hakiki dan waktu pertengahan selalu ditinjau dengan cara membandingkan sudut waktu, yang besarnya dihitung dari meridian setempat. Sehubungan dengan itu maka kedua macam itu adalah bersifat setempat ( Local Mean Time). Apabila kita beranjak ke Timur atau ke Barat meridian kita berubah dan waktu yang ditunjukkan oleh jam tentu harus berubah pula. Dari masing-masing tempat mempunyai waktu setempat sendiri-sendiri misalnya waktu Semarang, waktu Surabaya, waktu Mekkah dan Greenwich dan lainnya. Oleh karena meridianlah yang merupakan pokok dari penentuan waktu setempat, waktu-waktu itu boleh dinamakan menurut meridian masing-masing, seperti : Greenwich terletak pada meridian 0° waktu setempat di Greenwich (Greenwich Mean Time atau Greenwich Civil Time yang disingkat GMT atau GCT).  Dapat pula dikatakan waktu meridian 0, sehingga dapat berlaku untuk semua tempat yang terletak pada meridian 0. Mekkah terletak pada meridian 39° 50’, waktu Makkah adalah waktu setempat bagi semua tempat yang meridiannya sama dengan Makkah tersebut (Sani, 2013: 12).

5.                  Equation of Time

Sehubungan dengan perjalanan waktu hakiki tidak tepat, maka terdapatlah perbedaan yang selau berubah-ubah di antara waktu hakiki dan waktu pertengahan. Perbedaan waktu tersebut dinamakan perata waktu yang biasanya  dilambangkan dengan “e” kecil. Jadi perata waktu adalah selisih antara sudut waktu matahari hakiki dan matahari pertengahan (Sodiq, 1994: 49).

2

1

3

4

Mp

MH

 

Pada gambar 1. Memperlihatkan bila matahari pertengahan berkedudukan sejajar dengan matahari hakiki dimeridian, maka pada saat itu matahari pertengahan dan matahari hakiki menunjukan pukul 12.00,  hingga perata waktunya adalah 0. Gambar 2 memperlihatkan  keadaan bila matahari pertengahan berkedudukan di sebelah timur matahari hakiki, jadi matahari pertengahan tertinggal dalam perjalanan hariannya terhadap matahari hakiki. Dalam gambar diibaratkan kita melihat ke selatan sehingga matahari kelihatan bergerak dari kiri ke kanan yaitu menurut arah panah. Mp ialah matahari pertengahan padasaat matahari hakiki sampai dimeridian, matahari pertengahan masih disebelah timur meridian pada saat itu waktu hakiki menunjukan pukul 12.00 tetapi menurut waktu pertengahan hari belum pukul 12.00 melainkan misalnya pukul 11j 52m 40d.

Dengan demikianmaka perata waktunya (e) sebesar; 12 j00m – 11j 52m 40d = +7m 20d. Pada gambar 3 memperlihatkan keadaan bila matahari pertengahan mendahului matahari hakiki. Jika hari menunjukan pukul 12 00 menurut waktu hakiki, sedangkan waktu pertengahan menujukan pukul 12j 4m 38d, maka perata waktunya sebesar 12j00m – 12j 04m 38d  = -4m 38d. Sedangkan menurut gambar 4 kedudukan matahari hakiki (M) dan matahari pertengahan (Mp) adalah sejajar di meridian, sehingga perata waktunya adalah 0.

Perhitungan diatas dapat dirumuskan sebagai berikut:

Perata waktu = waktu hakiki – waktu pertengahan

Persamaan di atas dapat ditulis sebagai berikut:

Waktu pertengahan = waktu hakiki – perata waktu

Dengan kata lain : perata waktu adalah jumlah yang harus dikurangkan dari waktu hakiki untuk memperoleh waktu pertengahan.

Rumus=  waktu pertengahan setempat = t_mh + 12j – e

Perlu diingat bahwa apabila waktu hakiki  lebih besar dari waktu pertengahan, maka perata waktunya bernilai positif (+) dan sebaliknya, jika waktu hakiki lebih kecil dari waktu pertengahan maka perata waktunya bernilai negatif (-) hanya saja dalam rumus-rumus yang memuat perata waktu, tanda positif harus diganti dengan tanda negatif (-) dan begitu sebaliknya.

6.                  Beda Waktu Antar Daerah

Perbedaan bujur berpengaruh pada perbedaan waktu. Hal ini  menunjukkan bahwa seluruh wilayah dipermukaan bumi ini masing-masing mengalami waktu yang berbeda satu sama lain. Akan sangat terasa mudah kita pahami ketika kita menyaksikan suatu acara siaran langsung atau berkomunikasi secara langsung melalui media elektronik (TV, Internet, Telephon, dll.) secara lintas negara atau benua. Pasti akan kita rasakan bahwa waktu ditempat acara berbeda dengan waktu ditempat kita. Seberapa jauh perbedaan waktu tersebut?  Adapu cara untuk mengetahuinya adalah sebagai berikut :

(1)   Bujur yang melingkari permukaan bumi adalah 180° Bujur Barat (BB) dan 180° Bujur Timur  (BT) , yang kalau dijumlahkan seluruh permukaan bumi adalah 360°. Waktu matahari yang digunakan rata-rata untuk sehari semalam  adalah 24 jam.

(2)   Jadi setiap (360 / 24) = 15° bujur waktu beda 1 jam (60 menit) atau setiap 1° berbeda 4 menit. Dengan demikian nilai bujur suatu tempat menentukan perbedaan waktu. Tiap selisih 15° berbeda waktunya adalah 1 (satu) jam, atau setiap selisih 1° terjadi perbeddaan waktu selama 4 menit.

(3)   Pedoman waktu yang digunakan dunia adalah waktu yang berlaku dikota Greenwich, atau biasa disebut GMT (Greenwich mean time). Wilayah yang berada disebelah timur kota Greenwich (bujur timur) setiap selisih 15° bujur waktunya bertambah 1 jam. Sebaliknya wilayah disebelah Barat kota ini (bujur barat) setiap 15°  bujur waktunya berkurang 1 jam.

(4)   Selisih waktu  antar daerah sebenarnya  dapat dihitung berdasarkan selisih bujur dibagi dengan 15°. Misalnya kota Jakarta yang bujurnya 107° BT dan kota Surabaya bujurnya 112° 45’ maka perbedan waktunya adalah

(112° 45’ - 107° ) / 15 = 5° 45’ / 15 = 0,38333 = 0 jam 23 menit.

(5)   Perlu diketahui bahwa perbedaan waktu tersebut adalah waktu sebenarnya (waktu hakiki) dari masing-masing tempat, atau biasa dinamakan waktu istiwa’. Sedangkan untuk masing-maing Negara secara politis telah ditetapkan waktu daerah dengan berpedoman pada bujur-bujur istimewa.

(6)   Untuk kepentingan keseragaman dalam penetapan waktu, masing-masing Negara telah menetapkan ketentuan daerah waktu. Khusus Indonesia, karena wilayahnya menyebar mulai 92^o BT sampai dengan 141^o BT, maka berdasarkan peraturan pemerintah RI nomor 243 tahun 1963 yang disempurnakan dengan PP nomor 41 tahun 1987 (Kemenag RI, 2003: 433-435), maka ditetapkan memiliki 3 daerah waktu :

a.       Waktu iindonesia bagian barat (WIB) dengan berpedoman pada 105° BT dan selisih waktu 7 jam dari GMT, yang meliputi  seluruh sumatera,jawa, Madura dan sebagian Kalimantan (Barat dan Tengah)

b.      Waktu Indonesia bagian Tengah (WITA) dengan berpedoman pada 120° BT dan selisih waktu dengan GMT 8 jam, yang meliputi Kalimantan timur dan selatan, bali, seluruh kepulauan nusa tenggara dan Sulawesi

c.       Waktu Indonesia bagian timur (WIT) dengan berpedoman pada  135° BT dan selisih waktu dengan GMT 9 jam, yang meliputi kepulauan Maluku dan irian jaya.

Berikut ini contoh menghitung perbedaan waktu GMT dengan waktu pertengahan setempat di luar Greenwich yang bergantung pada besar kecilnya garis bujur, baik timur maupun barat yang diambil dari buku Ilmu Falak 1 KH. Slamet Hambali. dapat dirumuskan sebagai berikut:

 WP_X = GMT + BT, atau

 WPx = GMT – BB

Dan

GMT = WP_x – BT, atau

GMT = Wp_x + BB

Sebagai contoh:

Diketahui BT_x = 49° 55’

Pada saat GMT menunjukan pukul 10.00, WP_x = .... ?

WP_x = Pukul 10.00 + 49° 55’ =

            Pukul 10.00 + 3j 19m 40d =

            Pukul 13:19:40

2.  diketahui BB_x = 109° 48’

Pada waktu GMT Menunjukan waktu 14. 25, WP ... ?

            WP_x = Pukul 14.25 – 7j 19m 12d =

            Pukul 7:05:48

3. Diketahui BT_x = 110° 40’

Pada waktu WP_x menunjukan pukul 11.50, GMT =... ?

GMT = 11.50 - 110° 40’ =

            Pukul 11.50 – 7j 22m 20d =

            Pukul 4:27:40

Sedangkan perbedaan GMT dengan WH di luar Greenwich disamping ditentukan oleh besar kecilnya bujur, juga dipengaruhi oleh besar kecilnya perata waktu. Untuk itu digunakan rumus :

GMT = WHx – PW – BT, atau

GMT = WHx – PW + BB

Dan

WH x  = GMT + PW – Bt, atau

WHx    = GMT + PW – BB

Sebagai contoh :

1.      Di ketahui WH x = pukul 10.00,PW = + 4m. GMT = ..?

GMT   = pukul = 10.00 – 4° -110° 24’

            = pukul 10.00 - 4° - 7° 21’ 36”

            = pukul 10.00 - 7° 25’ 36”

            = pukul 02:34:24

2.      Diketahui WH x = pukl = 11.00, PW = +5°, BB = 95° 50’ GMT = .....?

GMT   = pukul 11.00 - 5° + 95° 50’

            = pukul 11.00 - 5° + 6° 23’ 20”

            = pukul 11.00 + 6° 18’20’

            = pukul 17:18:20

3.      Diketahui GMT menunjukkan pukl 02.34.24, PW = 4°, Bt x = 110° 24’. WHx = ....?

WH x  = pukul 02.34.24 + (-4°) + 110° 24’

            = pukul 02.34.24 - 4° + 7° 21’ 36”

            = pukul 02.34.24 + 7° 17’36”

= pukul 09:51:00

4.      Diketahui GMT menunjukkan pukul 16.18.20, PW = + 5° BBx = 93° 20’, WHx = ...?

WHx   = pukul 16.18.20 + 5° - 93° 20’

= pukul 16.18.20 + 5° - 06° 18’ 20”

= pukul 16.18.20 - 6° 13’ 20”

= pukul 10:05:00

C.                Simpulan

Sebagai akibat dari rotasi dan revolusi bumi salah satunya adalah adanya waktu-waktu yang berbeda di atas permukaan bumi. Akibat dari rotasi bumi misalnya, terjadi perbedaan siang dan malam di permukaan bumi yang berlawanan. Bumi berotasi dengan kecepatan sekitar 1.660 km/j dengan melihat keliling bumi rata-rata sepanjang 40.000 km. Bumi berotasi sehari satu putaran 360° rata-rata 24jam. Artinya setiap 15° ditempuh dalam waktu 1 jam. Selanjutnya perbedaan waktu antar daerah dilakukan dengan menghitung selisih besarnya derajat busur bujur daerah-daerah tersebut. Untuk menentukan waktu hakiki diperlukan dengan observasi posisi matahari. Akan tetapi hal ini akan menyulitkan untuk menentukan waktu-waktu di daerah-daerah khususnya di bagian barat dan timur sebagai acuan. sebab pukul 10.00 waktu hakiki suatu tempat misalnya, akan berbeda dengan kota dibarat dan timurnya. Sebab itu butuh adanya waktu daerah yang tidak melihat posisi matahari dari meridian disetiap tempat melainkan menentukan posisi meridian tertentu sebagai acuan waktu. Adapun acuan pembagian waktu daerah yang disepakati untuk waktu universal berdasarkan meridian 0° di atas kota Greenwich.

Akibat dari bumi berevolusi mengelilingi matahari tidak dalam kecepatan konstan melainkan bergantung pada jarak bumi dengan matahari yang menyebabkan kecepatan revolusi bumi berubah-ubah, maka waktu harian dibumi juga ikut berubah tidak benar-benar kosnstan 24 jam. Melainkan terkadang lebih dari 24 jam terkadang kurang dari itu. oleh karena itu pukul 12.00 waktu pertengahan, matahari tidak selalu tepat di atas meridian. Selisih interval waktu matahari hakiki dengan waktu matahari pertengahan inilah yang di sebut dengan perata waktu (equation of time).

Daftar Pustaka

Abd. Salam Nawawi, Ilmu Falak cara praktis menghitung waktu salat arah kiblat dan awal bulan, Sidoarjo: Aqaba, 2010.

Fathurrohman Sani, Cara Mudah Belajar Ilmu Falak, Jombang: Muhipress, 2013.

K.J. Villanueva, Pengantar ke dalam Astronomi Geodesi, Bandung: Departemen Geodesi Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Institut Teknologi Bandung, 1978.

Kemenag RI, Ephemeris Hisab Rukyat 2014, Jakarta: Direktorat URAIS dan Pembinaan Syariah Direktorat jendral BIMAS KEMENAG Agama RI, 2014.

P. Simamora, Ilmu Falak Kosmografi, Jakarta: Pedjuang Bangsa, 1986.

Slamet Hambali, Ilmu Falak 1, Semarang: Program Pascasarjana IAIN Walisongo Semarang, 2011.

Sriyatin Shadiq KM, Ilmu Falak 1, Surabaya: Fakultas Syaria’h Universitas Muhammadiyah Surabaya, 1994.

Susiknan Azhari, Ilmu Falak Teori dan Praktek, Yogyakarta: Buana Pustaka, 2011.

---

[1] Hukum Kepler II menyatakan bahwa ”setiap planet bergerak sedemikian sehingga jika suatu garis khayal di tarik dari matahari ke planet tersebut akan menyapu daerah yang sama pada selang waktu yang sama.”