Biografi Johannes Kepler – Pencetus 3 Hukum Kepler Tentang Gerak Planet

Johannes Kepler

Yuk, baca artikel ini untuk mengenal tentang perjalanan Johannes Kepler yang menjadi salah satu pelopor revolusi sains dunia di tengah kepahitan konflik agama!

Hai Sobat Zenius! Pernah nggak sih lo merasa takut melakukan sesuatu karena khawatir dengan kritikan orang-orang sekitar? Kalau lo pernah mengalami hal tersebut, quotes ini mungkin dapat memberikan pencerahan:

Quotes Johannes Kepler

Begitulah bunyi dari quotes dari salah satu pelopor revolusi sains, Johannes Kepler. 

Menjadi seseorang yang mencetuskan hal-hal inovatif dan memperbarui cara berpikir lama tentu tidak terhindar dari kritikan-kritikan tajam. Tetapi terbukti dari keberhasilan Kepler bahwa kalau kritikan itu berasal dari buah pemikiran yang sungguh-sungguh, kritikan itu mungkin dapat bermanfaat. 

Jadi, lo nggak perlu lagi takut dengan kritikan-kritikan orang lain karena mungkin apa yang Sobat lakukan malah bisa mencapai kesuksesan dan berguna bagi banyak orang.

Sebagai seorang astrofisikawan teoretikal, Johannes Kepler sangat berperan lho dalam perkembangan ilmu tentang objek-objek luar angkasa. Bahkan, ketiga Hukum Kepler-nya tentang pergerakan planet kini digunakan sebagai dasar pengorbitan satelit dan stasiun luar angkasa.

Nama Kepler juga digunakan dalam penamaan salah satu misi NASA sebagai tanda penghormatan atas kontribusinya dalam dunia astronomi dan optik. 

Pasti penasaran kan tentang sosok Johannes Kepler, bagaimana bunyi Hukum Keplernya dan apa saja penemuan-penemuan hebat lainnya yang ia temukan? Yuk, lanjutkan bacanya untuk mengetahui semua tentang hal itu!

Kehidupan Personal dan Pendidikan Johannes Kepler

Johannes Kepler lahir pada 27 Desember 1571 di Weil der Stadt, Württemberg, Jerman. Masa kecil Kepler bisa dikatakan kurang mengenakan, Sobat. Kepler terlahir di keluarga yang miskin dan sewaktu kecil ia sering sakit-sakitan.

Johannes Kepler (Foto: Public Domain)
Johannes Kepler (Foto: Public Domain)

Walaupun kedua kakek dari orang tuanya merupakan orang yang cukup sukses, namun tidak dengan kedua orang tua Kepler. Ayahnya, Heinrich Kepler merupakan seorang prajurit dengan watak kasar dan suka berkelahi. Ia meninggalkan istri dan keempat anaknya saat Johannes Kepler berumur 5 tahun. 

Kepler dan ibunya, Katharina Guildenmann pun tinggal di penginapan milik kakeknya. Kepler juga sering membantu ibunya bekerja di penginapan itu. Selain bekerja di penginapan milik ayahnya, Katharina juga merupakan ahli herbal.

Sewaktu kecil, Kepler merupakan anak yang mudah sakit. Sekali waktu ia terkena cacar parah yang membuat pergerakan tangannya tidak maksimal dan penglihatan matanya terganggu secara permanen. 

Kecintaannya terhadap dunia astronomi ternyata tumbuh berkat ibunya lho, Sobat. Saat kecil, ibunya yang menyukai alam sering mengajak Kepler keluar malam-malam untuk mengamati bintang. Kepler pun berkesempatan menyaksikan secara langsung sebuah komet pada tahun 1577 dan gerhana bulan pada tahun 1580. Dari situ lah ia mulai memiliki ketertarikan dengan benda-benda luar angkasa.

Great Comet 1577 (Foto: Public Domain by Jiřrí Jakubuv Dačický)
Great Comet 1577 (Foto: Public Domain by Jiřrí Jakubuv Dačický)

Ia memulai pendidikan formal nya di German School, lalu Latin School pada tahun 1576 dan kemudian melanjutkan ke Seminari Protestan di Adelberg yang merupakan sekolah biara pada tahun 1584. Karena ia memiliki keinginan untuk menjadi seorang pendeta, pada 1589 ia pun melanjutkan pendidikannya ke jenjang perguruan tinggi.

Dengan kecerdasan yang ia miliki, Kepler pun mendapatkan beasiswa untuk menuntut ilmu di Universitas Tübingen. Disana ia tidak hanya belajar tentang ilmu agama atau teologi namun juga Bahasa Yunani, filsafat, astronomi, dan matematika.

Semenjak sekolah, Johannes Kepler dikenal sebagai anak yang sangat pintar matematika. Kelak ia pun dapat menemukan cara pengoperasian hitung menggunakan logaritma dengan menggunakan operasi hitung perkalian dan pembagian, dan penjumlahan dan pengurangan. 

Saat itu memang walaupun logaritma sudah ada tapi belum ada yang bisa menjelaskan kebenaran operasi perhitungannya. Setelah Kepler mengungkap cara kerjanya, barulah operasi hitung ini dapat digunakan oleh para ilmuwan dengan yakin akan keakuratannya.

Berhubungan dengan ilmu keagamaan, pada tahun 1613 Kepler memberikan kontribusi besar dalam agama Kristiani. Ia mengoreksi waktu kelahiran Yesus (sebutan Tuhan di agama Kristiani) di kalender Kristiani yang saat itu salah. Penemuannya menyatakan bahwa Yesus lahir pada tahun 4 SM dan dipercaya hingga saat ini. 

Pada usianya yang ke-26 tahun, Johannes Kepler menikah dengan Barbara Müller pada tahun 1597. Mereka pun dikaruniai tiga orang anak yang bernama Susanna, Friedrich, dan Ludwig. Namun sayangnya Barbara meninggal pada tahun 1611 karena sakit.

Potret Johannes Keppler dan Barbara Müller (Foto: Public Domain)
Potret Johannes Keppler dan Barbara Müller (Foto: Public Domain)

Dua tahun kemudian, Johannes Kepler pun menikah untuk kedua kalinya dengan Susanna Reuttinger. Mereka dikaruniai 6 orang anak, namun 3 diantaranya meninggal dunia saat masih kanak-kanak. Di masa pernikahannya yang kedua ini, ia mengalami permasalahan finansial dikarenakan permasalahan konflik agama pada masa Perang 30 Tahun yang membuatnya tidak memiliki dukungan dari pihak Gereja Lutheran Protestan maupun Gereja Katolik.

Wallenstein: A Scene of the Thirty Years War (Foto: Public Domain)
Wallenstein: A Scene of the Thirty Years War (Foto: Public Domain)

Johannes Kepler kemudian juga dikenal sebagai salah satu pelopor revolusi sains pada abad ke-17. Di dalam artikel Zenius tentang hari sains dunia, gue pernah menceritakan bahwa revolusi sains di abad itu dimulai dengan munculnya teori Nicolaus Copernicus yang menyatakan bahwa planet-planet termasuk Bumi mengelilingi Matahari sebagai pusatnya. Pada saat itu Bumilah yang dipercaya sebagai pusat tata surya, dan temuan Copernicus itu sulit diterima karena bertentangan dengan ajaran gereja dan hanya bisa dipahami oleh para cendekiawan saja.

Namun, justru dari penemuan Copernicuslah kemudian Kepler memiliki ambisi kuat untuk mempelajari tentang tatanan dan orbital planet yang kemudian dituangkan dalam ketiga Hukum Kepler miliknya. 

Baca Juga

10 Mitos Sains yang Masih Banyak Dipercaya Orang

Peran Carl Sagan dalam Mempopulerkan Sains

Biografi Gerard Kuiper: Bapak Ilmu Planet Modern yang Namanya Diabadikan di Luar Angkasa

Karier Johannes Kepler

Setelah lulus kuliah, Kepler mendapat tawaran untuk menjadi profesor matematika di sebuah seminari Protestan yang berada di Graz, Austria. Di sana, ia mengajar aritmatika, geometri, dan retorika dalam komunikasi publik selama enam tahun. 

Selama tinggal di Graz, ia juga ditunjuk sebagai matematikawan di kota itu dan mendapatkan penghasilan tambahan dari membuat kalender. 

Pada tahun 1600, ketika konflik antara agama Katolik dan Protestan Lutheran semakin memanas, orang beragama Protestan diusir dari kota Graz. Beruntungnya, Kepler mendapat surat tawaran dari Tycho Brahe, astronom yang bekerja untuk Kaisar Rudolph II untuk menjadi asistennya. Kepler pun pindah ke Praha, kota di Republik Ceko yang dulunya merupakan ibukota Kekaisaran Suci Romawi.

Rudolph II (Foto: Public Domain)
Rudolph II (Foto: Public Domain)

Setelah wafatnya Brahe pada tahun 1601, Kepler pun ditunjuk untuk menggantikannya sebagai Imperial Mathematician atau Matematikawan Kekaisaran, yang merupakan posisi yang sangat bergengsi pada saat itu. Kepler pun menjabat sebagai Imperial Mathematician untuk Rudolph II, Kaisar Romawi Suci (1576-1612) hingga tahun 1612. Ia bertugas untuk menyelesaikan tabel astronomi yang mulanya tugas Brahe. 

Belum bisa menyelesaikan tugasnya itu, ia sudah harus meninggalkan Praha karena konflik agama yang semakin mengancamnya saat itu, terutama pada masa Kekaisaran yang baru. Untungnya, Kota Linz menerimanya sebagai matematikawan kota itu dan bertugas melanjutkan tabel astronomi Brahe pada 1613.

Pada tahun 1615, saat Kepler masih bekerja untuk Kota Linz, Ibunya, Katharina dituduh sebagai seorang penyihir dan terancam hukuman mati. Ketakutan akan penyihir pada waktu itu timbul dari wabah penyakit yang merajalela.

 Algojo Stuttgart menunjukkan alat-alat penyiksa ke ibu Kepler (Foto: Public Domain)
Algojo Stuttgart menunjukkan alat-alat penyiksa ke ibu Kepler (Foto: Public Domain)

Kepler pun memutuskan untuk membantu Ibunya. Ia kembali ke kampung halaman dan akhirnya berhasil membebaskan ibunya dari tuduhan itu pada tahun 1920. Namun sayangnya, karena upayanya membantu ibunya itu memakan waktu selama kurang lebih satu tahun, ia pun kehilangan pekerjaannya di Kota Linz. 

Akhir jabatannya sebagai matematikawan di Kota Linz itu pun sekaligus menjadi akhir perjalanan karier Johannes Kepler. Ia pun kemudian bankrut dan tidak memiliki sumber penghasilan lagi.

Karya-Karya Besar yang Mendukung Revolusi Sains

Karya-karya Kepler dapat dibagi menjadi dua, yaitu dalam bidang astronomi dan bidang optik supaya memudahkan lo dalam memahami perannya dalam mendukung revolusi sains melalui kedua bidang tersebut. Tapi, gue hanya membahas penemuan-penemuan utamanya saja, ya. Selain yang disebutkan di sini, tentunya masih banyak lagi yang lo bisa temukan, seperti contohnya pada 1611 ia mengadakan penelitian tentang bentuk salju yang menjadi penelitian pertama tentang kristal.

(Foto: https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/ by Dakota Lynch)
(Foto: https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/ by Dakota Lynch)

Sekarang kita mulai mengenal karya-karyanya yang ada pada bidang astronomi.

Dalam Bidang Astronomi

Dengan mempelajari astronomi secara mandiri pada waktu senggangnya semasa bekerja sebagai profesor matematika di Graz, pada tahun 1597 ia pun dapat menerbitkan karya penting pertamanya. Karya petanamnya itu adalah buku yang berjudul Mysterium Cosmographicum atau The Cosmographic Mystery.

Mysterium Cosmographicum (Foto: Public Domain)
Mysterium Cosmographicum (Foto: Public Domain)

Dalam buku tersebut, ia membenarkan penemuan Copernicus, bahwa Matahari merupakan pusat tata surya dan memberikan dasar model geometris untuk mengetahui jarak Matahari dengan lebih akurat. 

Karena dukungannya terhadap sistem Copernicus itu, banyak orang yang tidak mau lagi berurusan dengan Kepler terutama rekan-rekannya di universitas dulu. Kepercayaan bahwa Bumi merupakan pusat alam semesta masih sangat kuat saat itu.

Model geometris untuk menjelaskan jarak relatif planet dari matahari (Foto: http://galileo.rice.edu/sci/kepler.html)
Model geometris untuk menjelaskan jarak relatif planet dari matahari (Foto: http://galileo.rice.edu/sci/kepler.html)

Sayangnya, semasa ia menjabat sebagai Imperial Mathematician di Praha ia belum berhasil menyelesaikan tugas utamanya untuk melengkapi tabel astronomi Brahe. Namun, ia menerbitkan beberapa penemuan baru yang tidak kalah penting dalam sejarah revolusi sains.

Pada tahun 1609, ia menerbitkan Astronomia Nova yang memuat dua hukum gerakan planet pertamanya. Teori yang pertama mengenai gerak edar planet Hukum Kepler menyatakan bahwa lintasan orbit planet terhadap matahari berbentuk oval atau elips. Penemuan ini ia dapatkan dari pengamatannya terhadap bentuk orbit planet Mars.

Astronomia Nova (Foto: Public Domain)
Astronomia Nova (Foto: Public Domain)

Sebelum ada teori ini, orang-orang pada masa itu percaya bahwa orbit planet berbentuk bulat sempurna, Sobat. Penerimaan teori ini pun awalnya tidak mudah di kalangan masyarakat maupun cendekiawan karena belum ada penjelasannya secara matematika. 

Seiring berjalannya waktu semakin banyak ilmuwan yang turut mendukung penemuan Kepler ini seperti contohnya Isaac Newton dengan hukum gravitasinya dan Edmond Halley yang kemudian menemukan bahwa orbital Komet Halley yang juga mengikuti lintasan berbentuk elips seperti yang dikatakan oleh Kepler pada Hukum Kepler I ini.

Dengan begitu, Hukum Kepler I berbunyi:

“Setiap planet melakukan usaha dengan lintasan elips, Matahari benar di salah satu fokusnya.”

Ilustrasi lintasan orbit planet berbentuk oval, orientasi foto diubah menjadi landscape (Foto: https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0 by Moneya)
Ilustrasi lintasan orbit planet berbentuk oval, orientasi foto diubah menjadi landscape (Foto: https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0 by Moneya)

Hukum Kepler II berbunyi:

“Luas kawasan yang disapu pada antara waktu yang sama hendak selalu sama.”

Ilustrasi Hukum Kepler II (Foto: https://www.famousscientists.org/johannes-kepler/)
Ilustrasi Hukum Kepler II (Foto: https://www.famousscientists.org/johannes-kepler/)

Menurut Hukum II Kepler, sesuai dengan ilustrasi di atas planet menghabiskan waktu yang sama untuk berpindah dari titik A ke B dan dari titik C ke D. Ukuran bagian yang diarsir biru dan hijau juga setara.

Hukum II Kepler juga menyatakan bahwa kecepatan orbit planet semakin cepat saat mendekati matahari. Hal itu memunculkan keyakinan bahwa ada sebuah tenaga yang memungkinkan tatanan planet untuk terbentuk yang ia sebut sebagai energi magnetik.

Setelah melakukan penelitian lebih lanjut, pada tahun 1619 Kepler kembali menerbitkan bukunya yang berjudul Harmonice Mundi. Buku ini lah yang berisi Hukum III Kepler.

Hukum III Kepler, berbunyi:

“Perioda kuadrat suatu planet berbanding dengan pangkat tiga jarak rata-ratanya dari Matahari.”

Artinya adalah jika kita mengkuadratkan waktu yang dibutuhkan sebuah planet mengelilingi matahari sebanyak satu kali, kita akan menemukan bahwa itu sebanding dengan jarak planet dari matahari pangkat tiga. 

Hukum ini pun mendukung penemuan Isaac Newton sekitar 50 tahun kemudian tentang gravitasi. Penemuan Newton tentang gravitasi ini juga sebagai dukungan ilmiah Hukum Kepler I tentang lintasan orbit planet yang berbentuk elips.

Isaac Newton kemudian juga menemukan bahwa jika kita memperjauh jarak dengan matahari sebanyak tiga kali, maka tekanan gravitasi matahari yang dirasakan dibagi menjadi sembilan.

Sebelum ia menutup usia, Kepler berhasil menyelesaikan tabel astronomi Brahe yang ditugaskan kepadanya semasa menjadi Imperial Mathematician untuk Kekaisaran Rudolph II. Ia menerbitkan tabel itu dalam karyanya tulisnya yang diberi nama Rudolphine Tables pada tahun 1627.

Rudolphine Tables (Foto: Public Domain)
Rudolphine Tables (Foto: Public Domain)

Tabel yang direvisi dan diselesaikan oleh Kepler ini menjadi tabel paling akurat untuk memprediksi pergerakan planet hingga saat ini. Dengan tabel ini Edmond Halley pun kembali membuktikan keabsahannya dengan memprediksikan periode lamanya Komet Halley berkunjung yaitu selama 76 tahun sekali di langit malam Bumi. 

Sayangnya, baik Halley maupun Kepler tidak hidup cukup lama untuk bisa menyaksikan hasil penemuannya ini terbukti pada tahun 1758 dengan kemunculan Komet Halley setelah 76 tahun dari kunjungannya yang terakhir.

Dalam Bidang Optik

Selain melakukan penelitian di bidang astronomi, Johannes Kepler juga melakukan penelitian-penelitian di bidang optik, Sobat. Studi pertamanya dalam bidang optik ditunjukan dalam bukunya yang diterbitkan pada tahun 1604 dengan judul Astronomiae pars Optica. Dalam studinya tersebut Kepler mempelajari intensitas cahaya untuk mengetahui ukuran benda astronomi dan sifat gerhana. 

Dari pengamatannya ini, ia sekaligus menjadi orang pertama yang menyadari bahwa gambar yang diterima oleh retina mata manusia itu terbalik. Gambar yang diterima retina kemudian akan dibenarkan oleh otak sesuai dengan posisi yang sebenarnya.

Ilustrasi penangkapan gambar yang terbalik oleh retina. (Foto: Buku Hutchison’s Physiology and Hygiene, 1884)
Ilustrasi penangkapan gambar yang terbalik oleh retina. (Foto: Buku Hutchison’s Physiology and Hygiene, 1884)

Ia lalu menggunakan penemuannya tersebut untuk merancang kacamata yang lebih canggih dan digunakan hingga tiga abad kemudian. 

Perannya dalam kemajuan dunia optik lainnya adalah rancangan teleskop yang merupakan pengembangan dari teleskop milik Galileo Galilei yang dibuat pada tahun 1610. Walaupun gambar yang dihasilkan oleh teleskopnya terbalik, namun memiliki perbesaran gambar yang jauh lebih tinggi dan bidang pandang yang lebih luas. 

Saking canggihnya, teleskop buatan Kepler ini menjadi standar desain teleskop bias yang digunakan untuk mengamati benda-benda luar angkasa pada saat ini.

Teleskop Kepler (Foto: Public Domain by NASA)
Teleskop Kepler (Foto: Public Domain by NASA)

Seperti yang gue sampaikan di awal, nama Kepler kemudian digunakan dalam penamaan sebuah misi yang dilakukan oleh NASA untuk menghormati penemuan 3 Hukum Keplernya dan kontribusinya dalam perkembangan optik. Misi ini dilaksanakan pada 6 Maret 2009 dengan meluncurkan teleskop luar angkasa untuk mencari planet lain yang mirip dengan bumi.

Peluncuran Kepler mission Delta II (Foto: Public Domain by NASA)
Peluncuran Kepler mission Delta II (Foto: Public Domain by NASA)

Akhir Hidup 

Kehidupan Johannes Kepler memang tidaklah mudah dikarenakan ia hidup di tengah konflik agama yang sedang terjadi saat itu. Berbagai peristiwa tidak mengenakan, seperti kematian istri pertamanya, Barbara Müller, Ibunya yang hampir dihukum mati atas tuduhan menjadi seorang penyihir pada tahun 1920-an, hingga kehilangan sumber penghasilan.

Semasa ia bekerja sebagai seorang matematikawan untuk Kota Linz, Austria, ia dan keluarganya juga dikucilkan dan terkadang menerima penganiayaan dikarenakan agama mereka yang berbeda dengan warga kota itu. Keadaan konflik yang memburuk di Kota itu pun akhirnya memaksa Kepler dan keluarganya untuk meninggalkan kota itu pada tahun 1626.

Tidak memiliki penghasilan lagi ia sempat mencoba mencoba peruntungan dengan meramalkan horoskop buatannya kepada orang-orang kaya dan bangsawan. Ia kemudian jatuh sakit dan menutup usia di umurnya yang ke 58 pada 15 November 1630 di Regensburg, Jerman.

Horoskop Johannes Kepler (Foto: Public Domain)
Horoskop Johannes Kepler (Foto: Public Domain)

Penutup

Begitulah kisah perjalanan hidup Johannes Kepler. Hidupnya tidak hanya sarat akan penemuan-penemuan revolusioner namun juga peristiwa-peristiwa sulit dari masa kecil bahkan tak berhenti hingga kematiannya lantaran perang menghancurkan dan menghilangkan makamnya.

Semasa hidupnya, Johannes Kepler memang tidak mendapatkan apresiasi yang sepantasnya ia dapatkan. Namun, penemuan-penemuannya yang dulunya tidak disetujui oleh banyak orang pada saat itu akhirnya terbukti dan menjadi dasar ilmu sains modern pada saat ini. Dengan itu, ia diakui sebagai salah satu tokoh ilmuwan paling penting di dunia.

Johannes Kepler Penemu Hukum Kepler (Foto: Public Domain)
Johannes Kepler Penemu Hukum Kepler (Foto: Public Domain)

Setelah membaca biografi Johannes Kepler ini, semoga lo mendapatkan pengetahuan baru dan semakin berani dalam berinovasi ya, Sobat.

Sekian dari gue, see you in the next article!

Referensi

Chen, R. (Ed.). (2018, October 31). NASA’s first planet Hunter, the Kepler Space Telescope: 2009-2018. NASA. Retrieved December 16, 2021, from https://www.nasa.gov/kepler/missiontimeline

The Doc. (2015, March 12). JohannesKepler. Famous Scientists. Retrieved December 16, 2021, from https://www.famousscientists.org/johannes-kepler/

Field, J. V. (1999, April). Johannes Kepler – Biography. Maths History. Retrieved December 16, 2021, from https://mathshistory.st-andrews.ac.uk/Biographies/Kepler/

Gould, A. (Ed.). (2017, August 4). Johannes Kepler: His life, his laws and Times. NASA. Retrieved December 16, 2021, from https://www.nasa.gov/kepler/education/johannes/

Helden, A. V. (1995). The Galileo Project: Science: Johannes Kepler. The Galileo Project | Science | Johannes Kepler. Retrieved December 16, 2021, from http://galileo.rice.edu/sci/kepler.html

M., M. (2019, November 23). Johannes Kepler: God’s mathematician – youtube. Retrieved December 16, 2021, from https://www.youtube.com/watch?v=–Tqp9nwCNk

P2K UM Surabaya. (n.d.). Hukum Gerakan planet Kepler. Center of Science. Retrieved December 16, 2021, from https://p2k.um-surabaya.ac.id/en1/2-3045-2942/Hukum-Gerakan-Planetnya_125384_p2k-um-surabaya.html

Science Kids. (2020, April 11). Johannes Kepler Facts. Science Kids – Fun Science & Technology for Kids! Retrieved December 16, 2021, from https://www.sciencekids.co.nz/sciencefacts/scientists/johanneskepler.html

Tillman, N. T. (2017, November 20). Johannes Kepler: Unlocking the Secrets of Planetary Motion. Space.com. Retrieved December 16, 2021, from https://www.space.com/15787-johannes-kepler.html

Wikipedia. (2021, December 7). History of Prague. Wikipedia. Retrieved December 16, 2021, from https://en.wikipedia.org/wiki/History_of_Prague

Bagikan Artikel Ini!