WAKTU ASTRONOMI

SISTEM WAK TU DALAM AS ASTRONO TRONOMI MI A bdull bdulla ah bin bin Ha Hassa ssan Bsc. Biotechnology (Hons), IIUM Pensyarah Falak Syar’ie K olej IslamSains da dan Teknol Teknologi [email protected]

PENGENALAN

Perubahan kecerahan dan panoram norama rupa bumi berlaku berlaku sepadan dengan perubahan matahari dari ufuk ufuk tim timur ke ufuk barat. F Fenom enomena ena asas asas ini kemudian udiannya nya diruj dirujuk uk kepada kepada pengukuran pengukuran eksperim ksperimental dan diuj diujii secara secara berulang rul angan an untuk mendap endapatkan atkan waktu yang tepat. tepat. Akhi Akhirnya rnya sebag sebagai ai penggun pengguna a waktu, kita ki ta 1 hanya membaca waktu sahaj sahaja, a, bukannya bukannya mengukur waktu. Bagi ahli ahli astronomi astronomi pula, pula, mereka dikata dikatakan membaca waktu untuk tujua tujuan n pengukuran. pengukuran. Setiap Setiap pengukuran pengukuran waktu di dinyata nyatakan dalam konteks rujukan ruj ukan si sistem stem waktu tertentu. tertentu. Waktu Waktu yang yang diruj dirujukk ukkan an kepada perubahan matahari, ri , samada matahari ketara atau matahari purata, dinam di namakan sebagai waktu matahari hari atau waktu suria suria (solar (solar tim time). Dalam alamkonsep pengukuran waktu, waktu, matahari ketara bergerak bergerak di satah satah ekli kl iptik, ptik, manakala kala waktu matahari purata pula pula berge bergerak rak di atas satah khatuli khatulistiwa. stiwa. Perbe Perbezaan zaan inil nilah yang mewujudkan ewujudkan kuanti kuantiti ti persamaan waktu atau perata waktu. Manakala kala waktu waktu yang berdasarkan kepada kepada suatu ulan ulangan gan titi titik k ham hamal atau bintan bintang g dinam dinamakan sebagai bagai waktu side si dereus. reus.2 Waktu yang diukur diukur berdasark sarkan an perubahan kedu kedudukan matahari ketara dari dari meridi eridian an tem tempatan patan dinam dinamakan waktu waktu ketara tempatan (local (local apparent time). time). Perubahan waktu keta ketara ini ini adalah sepa sepadan dengan perubahan bayang suatu objek objek tegak atau yang ditunj ditunjukk ukkan an oleh ol eh objek objek tongkat tongkat pada sebuah  jam  jam matahari. Waktu ketara ini ini p pu ula hanyalah lah bersifat ifat tempatan dan hanya menunjuk jukkan bacaan yang diam diambil bil atau diam diambil bil bagi bagi satusatu-sa satu tu meridi ri dian an tempatan atau satusatu-satu satu kawasan sahaj sahaja. a. Kea K eadaan ini ini sudah pastil stilah menyukarkan enyukarkan penyelarasa penyelarasan waktu bagi kawasan yang berlai rl ainan nan dalam dalam sebuah negeri 3 ataupun negara. Untuk mengatas ngatasii masal asalah ah ini ini,, maka sesebuah negara gara menggunapakai suatu longi longitud tud rujukan ruj ukan (yan (yang g dise disebut but longi longitud tud standard) tandard) untuk menyel enyelaras araskan kan waktu dise diselluruh negara. Mana Manakala kala longitud ongitud rujukan ini pula diselaraskan pula di peringkat antarabangsa, untuk diselaraskan bagi seluruh pendu penduduk duk duni dunia. Longitud L ongitud ini inillah yang diruj dirujuk uk kep kepad ada a satu longitud longitud yang di disetkan kepad kepada a 0, yang terl terlet etak ak di Gree Greenwich, nwich, London L ondon di di dal dalam negara gara England, England, yang yang turut dikena dikenali denga dengan nam nama Greenwi Greenwich ch Meridi eridian an Time (GM (GM T). Man M anaka akala waktu bagi bagi penduduk uduk di England E ngland adalah adalah waktu yang yang d diirujuk rujuk untuk untuk disam disamakan bagi sel seluruh penduduk dunia dunia yang yang lai lain, n, samada ada akan akan lebih lebih cepat apabil bila berada di di sebelah sebelah tim timur GMT GM T atau atau waktu menj enjadi adi lebi ebih la lambat bat apab apabiila bera berada da di sebel belah barat GMT GM T.

WAKT U MATA HARI PURATA PURATA Waktu yang diguna digunakan pada setiap etiap hari hari yang di ditunjukk tunjukkan an pad pada a jarum jarum jam analog atau di digi gital tal dan dan diguna digunakan oleh ol eh masyarakat seluruh seluruh dunia dunia adal adalah ah berdasa berdasarkan rkan kepada kepada pergerakan dan perj perjal alan anan an matahari hari harian. harian. Sudah menjadi adat bagi bagi pemikiran ki ran masyarakat apabil bila disebut waktu te tenga ngahari hari,, maka andai ndaiannya annya dil diletakkan kkan pada pukul 12 : 00. Mulanya ulanya pagi pagi adal adalah ah pada pukul pukul 6 : 00 dan petang  jug  juga berakhir pada pukul 6 : 00 (18 : 00).

1

Baharuddin Zainal (2003). Ilmu Falak. Teori, Praktik dan Hitungan. Hitungan. Kolej K olej Uga U gama Sulta Sultan Zainal A bidin. bidin. Ibid. 3 Ibid. 2

Andaian ini adalah berdasarkan kepada pergerakan matahari mengambil masa selama 1 jam15 darjah, dan 1 darjah adalah selama 4 minit. Dengan bermula matahari berada 00 darjah pada sebelah timur, jam 6 : 00 pagi bermula, sehinggalah matahari berada pada ketinggian 90 darjah di tengah langit, pada waktu ini dikira sebagai jam 12 : 00 tengahari. Seterusnya apabila matahari terbenam di sebelah barat pada 180 darjah atau 00 darjah, berakhirnya petang pada jam 6 : 00 petang (18 : 00). Hasil daripada sinilah terbentuknya jam matahari daripada pelbagai bentuk dan rupa. Pembahagian ini seterusnya diandaikan beredar pada kadar yang sama pada sebelah malam dengan anggapan bahawa  jam 12 tengah malam itu adalah apabila matahari benar-benar berada di bawah bumi (270 darjah) dan kemudiannya beralih 360 darjah (atau 00 darjah) untuk kembali ke jam 6 pagi, iaitu waktu matahari terbit. Walaubagaimanapun, peredaran matahari bukanlah merupakan dasar pengukuran yang sempurna. Hal ini adalah disebabkan oleh pergerakan matahari ini tidak benar-benar sekata, yakni pergerakan ini adakalanya cepat dan adakalanya lambat. Kejadian ini dapat diukur apabila kita dapat melihat kedudukan matahari pada dua kali zawal (pada waktu zuhur). Pada hari yang pertama cerapan, masa cerapan ditanda dan kemudiannya pada hari keesokannya, masa cerapan kedua pula ditanda pada matahari pada kedudukan yang sama. Kita akan dapati pergerakan ini adakalanya terlebih dan adakalanya terkurang daripadatempoh masa 24 jam. Oleh itu, unit waktu yang biasanya digunakan untuk tujuan awam ialah waktu matahari putara, sepadan dengan masa satu putaran bumi. Kegunaan ini membolehkan selang masa antara dua waktu zawal (berada pada kedudukan meridian) yang berturutan ditetapkan pada kadar 24 jam. Apabila pusat matahari berada pada garisan bertentangan dengan meridian (berada di bawah bumi atau nadir), makan  jam pada waktu tersebut ditetapkan pada 00 00 atau 24 : 00(12 : 00 tengah malam). Manakala apabila pusat matahari berada pada garisan meridian, jam pada waktu tersebut ditetapkan pada 12 : 00 tengah hari.

WAKTU MATAHARI KETARA Untuk mengetahui cepat atau lambat perjalanan matahari yang ketara, satu sistem pergerakan matahari purata diwujudkan. Kewujudan sistem pergerakan matahari purata ini menjadikan pergerakan matahari tersebut ditetapkan pada kelajuan 24 jambagi satu hari iaitu satu putaran lengkap bumi. Keadaan ini juga bermaksud, matahari ketara sentiasa mengambil masa selama +24 jam bagi tempoh dua kali zawal (matahari berada di atas garisan meridian). Sebagai contohnya data yang diambil daripada buku The Astronomical Almanac 1990 yang mengukur jangka waktu di antara dua kali zawal bagi tempoh 2 hari berturut-turut semasa matahari berada di meridian, adalah seperti Jadual 1 di bawah.

 J adual 1. J angka waktu di antara dua kali zawal bagi tempoh 2 hari berturut-turut semasa matahari berada di meridian Daripada data yang ditunjukkan di dalam jadual di atas, dapatlah dikenalpasti bahawa  jangkamasa 1 hari yang paling lama ialah pada 1 Februari 1990 iaitu selama 24 jam 00 minit 28.21 saat. J angkamasa 1 hari yang paling pendek ditunjukkan pada 1 Oktober 1990 iaitu selama 23 jam 59 minit 40.70 saat. Secara kesimpulannya, dapatlah difahami bahawa jangkamasa pergerakan matahari bagi tempoh satu hari tidaklah tetap pada kadar 24 jam. Akan tetapi, tempoh ini tidak tetap dan akan berkurang atau bertambah daripada 24 jam tersebut. Perlakuan pergerakan ini adalah disebabkan oleh satah peredaran bumi mengelilingi matahari (orbit) adalah tidak bulat benar, akan tetapi ia berbentuk elips (bulat lonjong). Waktu matahari purata juga diistilahkan sebagai waktu matahari wasathi di dalambahasa Arab atau Mean Solar Time di dalam bahasa Inggeris yang kedua-duanya turut membawa maksud purata atau pertengahan. Manakala waktu matahari yang ketara juga disebut waktu matahari hakiki dalam bahasa Arab dan Apparent Solar Time di dalam bahasa Inggeris yang memberi maksud yang sama iaitu sebenar. Waktu matahari purata turut juga disebut sebagai waktu umum atau Civil Time. Pengistilahan ini dibuat memandangkan waktu ini digunakan secara umum dalam perkiraan masa sehari-hari oleh masyarakat di seluruh dunia.

PERATA WAK TU Oleh kerana perjalanan waktu matahari ketara tidak teratur, akan wujud perbezaan yang sentiasa berubah-ubah antara waktu matahari ketara dan waktu matahari purata. Ahli-ahli falak Islam sejak daripada dahulu lagi telah mengukur perbezaan waktu ini dan disenaraikan di dalam jadual yang dinamakan sebagai  Ta’adil al-Zaman. Senarai ini dapat dirujuk pada mana-mana kitab yang membicarakan penggunaanrubu’ mujayyab atau mana-mana pengiraan waktu solat dan jammatahari. Pada perkiraan astronomi moden, ahli-ahli astronomi barat cuba menyusun kembali jadual ini di dalambentuk formulasi matematik, untuk mengesan setiap saat perubahan yang berlaku pada setiap tahun. Formulasi matematik ini kemudiannya membentuk satu jadual yang menyamai jadual Ta’adil al-Zaman, iaitu jadual Equation of Time. Kesemua usaha-usaha ini adalah mempunyai tujuan yang sama, iaitu untuk menyamakan di antara waktu matahari ketara dan waktu matahari purata agar ia dapat digunakan dan memudahkan urusan pengiraan astronomi.

Gambarajah 2. Pergerakan matahari ketara

Dalam Gambarajah 2 di atas, Matahari ialah matahari ketara, P ialah matahari purata dan pandangan pada gambarajah pula adalah dari utara menghadap ke arah selatan. Gambarajah 2(a) menunjukkan keadaan matahari purata berada di pada kedudukan sebelah timur berbanding matahari ketara. Justeru, matahari purata seolah-olah ketinggalan dalam perjalanan hariannya berbanding matahari ketara. Ketika kedudukan matahari ketara berada pada garisan meridian, matahari purata masih lagi berada di sebelah timur meridian. Dalam keadaan demikian, waktu matahari ketara sudahpun menunjukkan pukul 12 : 00 tengahari. Akan tetapi menurut perkiraan waktu purata, waktu purata belum lagi tiba pada pada pukul 12:00 tengahari (umpamanya masih berada pada jam 11 : 55 pagi. Oleh itu, perata waktunya ialah 12 : 00 – 11 : 55 =+5 minit. Gambarajah 2(b) pula menunjukkan kedudukan matahari ketara berada pada garisan meridian, matahari purata sudahpun berada di sebelah barat meridian. Dalam keadaan demikian, waktu matahari ketara sudahpun menunjukkan pukul 12 : 00 tengahari. Akan tetapi oleh kerana menurut matahari purata sudah berada di meridian barat pada ketika ini, maka waktu matahari purata sudahpun melepasi pukul 12 : 00 tengahari (umpamanya masih berada pada jam 12 : 05 pagi. Oleh itu, perata waktunya ialah 12 : 00 – 12 : 05 =- 5 minit. Oleh itu, hal di atas dapat dirumuskan bahawa jika perkiraan perata waktu menunjukkan tanda negatif ( - ve ) maka waktu zawal akan berlaku selepas pukul 12 : 00 tengahari. Manakala sekiranya

perata waktu menunjukkan tanda positif ( +ve ) maka waktu zawal akan berlaku sebelum pukul 12:00 tengahari. Perbezaan waktu ini (antara matahari ketara dan matahari purata) berubah di antara masa – 14 minit 19 saat hingga +16 minit 24 saat. Ia bermula pada 12 Februari hingga 4 November setiap tahun. Nilai ini bagaimanapun akan berubah pada tahun-tahun yang berbeza. Grafik di bawah menunjukkan perbezaan tersebut. Manakala perata waktu yang digunakan oleh Abdul Rahman Soleh dapat dirujuk di dalam kitabnya Qawaa’idul Miqat. Manakala jadual equation of time dalam perkiraan astronomi moden dapat diakses di dalam mana-mana laman sesawang.

Gambarajah 3. Graf perata waktu (dalam minit) sepanjang tahun

WAKTU PIAWAI TEMPATAN Waktu piawai tempatan adalah merujuk kepada satu garisan meridian yang digunakan oleh sesebuah negara untuk menyelaraskan waktu bagi jajahan-jajahan takluk sesebuah negara tersebut. Ia ditetapkan oleh pemerintah bagi sesebuah negara bertujuan untuk mengelakkan kekeliruan penggunaan waktu bagi rakyat sesebuah negara tersebut dan memudahkan urusan waktu yang akan digunakan untuk sesuatu urusan ibadah, pengukuran dan pengiraan astronomi, kerja dan pentadbiran organisasi jabatan, syarikat, negeri atau negara. Garisan Meridian ini pula diselaraskan di peringkat dunia, untuk tujuan yang sama sebagai satu keselarasan di peringkat dunia. Garisan ini dirujuk kepada Garisan Meridian Greenwich atau Greenwich Meridian Time (GMT) yang terletak di London (00 00 darjah longitud) dan ditandakan sebagai 00 jam. Manakala garisan meridian (GMT) bagi kegunaan negara Malaysia pula ialah +8 jam, iaitu merujuk kepada satu garisan longitud 120 darjah timur yang terletak di sebelah paling timur Malaysia dan berada di dalam perairan negeri Sabah. Bagi setiap perkiraan astronomi yang menerbitkan waktu bagi sesuatu kedudukan objek langit (sebagai contohnya, menerbitkan waktu solat daripada perkiraan astronomi bagi sesuatu kedudukan), kadar selisihan waktu daripada garisan meridian ini untuk diselaraskan dengan waktu dalamnegara mestilah diambil kira.

Bagi kawasan-kawasan di Malaysia yang terletak di bahagian barat daripada garisan longitud 120 darjah (lebih kecil daripada 120 darjah), maka selisih waktu adalah mesti ditambah daripada waktu yang diterbitkan pada lokasi tersebut. Sebagai contohnya perkiraan waktu Zuhur bagi kawasan Kota Bharu, Kelantan (Latitud 06o 01’ U, Longitud 101o 59’ T) pada asalnya menghasilkan waktu 12 : 09 tengahari. Akan tetapi akibat waktu dalam negara diselaraskan pada garisan longitud 120 darjah timur atau GMT +8 jam, maka selisihan waktu antara longitud 101o 59’ T dan 120o T dikira pada kadar 01 jam 12 minit. Oleh itu, waktu Zuhur bagi kawasan Kota Bharu, K elantan haruslah ditambah dengan 01 jam 11 minit agar waktu ini dapat digunakan dan diselaraskan dengan yang digunakan oleh rakyat Malaysia dan menjadikan waktu Zuhur pada kawasan ini ialah 13 : 20 petang.

Gambarajah 4. Grafik matahari pada meridian di longitud standard (GMT) dengan matahari pada meridian di longitud tempatan. Perbezaan sudut longitud standard dan longitud tempatan dikira untuk tujuan penyelarasan waktu dalamsebuah negara.

Cara pengiraan selisih waktu tersebut adalah sebagaimanaberikut :GMT Longitud rujukan Longitud perkiraan Selisih masa

=+8 jam =8 x 15 ---- (8) adalah GMT dan (15) mewakili darjah =120 ---- merujuk longitud 120 darjah timur o =101 59’ =120o - 101o 59’ =18o 1’ ---- merujuk selisih dalam nilai darjah o =18 1’ ÷ 15 ---- dibahagi 15 untuk tukar ke dalambentuk jam =1 jam 12 minit 4 saat

Bagi kawasan-kawasan di Malaysia yang terletak di bahagian timur daripada garisan longitud 120 darjah (nilai longitud adalah lebih sesar daripada 120 darjah), maka selisih waktu adalah mesti ditolak daripada waktu yang diterbitkan pada lokasi tersebut. Contohnya, jika sesuatu tempat itu berada di longitud 124o 18’ 30” T, selisih dikurangkan daripada terbitan waktu tempatan ialah 00 jam 17 minit 14 saat. Cara pengiraan selisih waktu tersebut adalah sebagaimana berikut :-

GMT Longitud rujukan Longitud perkiraan Selisih masa

=+8 jam =8 x 15 ---- (8) adalah GMT dan (15) mewakili darjah =120 ---- merujuk longitud 120 darjah timur o =124 18’ 30” =120o - 124o 18’ 30” =-4o 18’ 30” ---- merujuk selisih dalam nilai darjah o =-4 18’ 30” ÷ 15 ---- tukar ke bentuk jam =00 jam 17 minit 14 saat

Negara-negara yang menggunakan waktu piawai yang sama dengan Malaysia, iaitu GMT +8  jam ialah Brunei Darussalam, Pescadores Island, Indonesia Tengah (Sulawesi, Sumba, Sumbawa, Kalimantan), Hongkong, Filipina, Macao dan Singapura. Terdapat juga negara-negara tertentu yang menggunakan GMT +8 jam ini ketika musim panas, iaitu negara China, Australia Barat, Mongolia  Tengah dan Rusia Zon 6 (Irkusk). Untuk negara-negara Asean pula, penggunaan waktu piawai atau zon GMT adalah sebagai manadi dalam senarai di bawah :-

Negara Brunei =GMT +8 jam (Longitud 120 darjah timur) Negara Malaysia =GMT +8 jam (Longitud 120 darjah timur) Negara Filipina =GMT +8 jam (Longitud 120 darjah timur) Negara Singapura =GMT +8 jam (Longitud 120 darjah timur) Negara T hailand =GMT +7 jam (Longitud 105 darjah timur) Negara I ndonesia Indonesia Barat (Bali, Bangka Beliton, J awa, Sumatra, Madura) =GMT +7 jam (Longitud 105 darjah timur) Indonesia Tengah (Kalimantan, Flores, Lombok, Sulawesi, Sumba, Sumbawa) =GMT +8 jam (Longitud 120 darjah timur) Indonesia Timur (Aru, Irian Jaya, Kai, Maluccas) =GMT +8 jam (Longitud 120 darjah timur)

Lampiran 1 : Asas kepada pengukuran matahari ialah 1 jamperedaran matahari pada sfera langit bersamaan 15 darjah. Sebanyak 12 jamsiang dan 12 jammalamdibahagikan secara purata untuk tujuan pengukuran ini.

Lampiran 2: Pembahagian sudut 15 darjah, dan dipanjangkan di atas suatu lantai, membentuk jam suria mengufuk. Sekiranya tidak dipanjangkan, memadai sahaja bulatan tersebut untuk mengambil bacaan waktu matahari ketara.

L ampiran 3 : Pembentukan jammatahari mengufuk bagi tujuan pengukuran.

Lampiran 4: Jammatahari bagi banyak sistemjam. Pada satu sudut, bacaan jamtengahari bermula pada pukul 6, manakala sudut yang lain, jammatahari bermula pada pukul 12.

Lampiran 5: Lakaran semula jammatahari yang terdapat di Masjid Umawi, Syria. Dibina oleh Ibn al-Syatir padaabad ke 14 M. Mengandungi 2 sistemjamyang berlainan.

L ampiran 6 : JamMatahari yang dilukis semula oleh penulis untuk kegunaan penduduk bagi Jajahan Bachok, Kelantan. J amini merujuk kepada pengubahsuaian waktu GMT +8 jam.