Article#72 - Detik Kabisat, Kecil-kecil tapi Bukan Cabai Rawit

(sebelumnya saya ucapkan terimakasih untuk saudara Mohamad Rifai serta saudari Arum Adiningtyas dan Nisa Karima yang mendukung saya untuk mengetik seluruh artikel ini, meskipun sudah sedikit terlambat)

Waktu. Sebuah instrumen penting dalam kehidupan yang menuntunnya berjalan mengikuti goresan pena takdir. Sesuatu yang begitu berpengaruh dalam sejarah meskipun manusia tak pernah merasakannya hadir. Sesuatu yang membuat lagu-lagu nasyid Maher Zain dapat muncul menggantikan lagu Magadir. Sesuatu yang... yah, kepanjangan kalau semuanya disebut disini. Buang-buang waktu namanya. Padahal tadi dibilang waktu itu penting kan? Jadi, supaya waktu yang penting itu termanfaatkan dengan baik, mari kita berhenti buang sampah sembarangan basa-basi dan segera mulai. (Walaupun ditambahkannya kata-kata barusan juga buang-buang waktu. Ah, waktu yang malang—yang orang Malang jangan ge-er)

Bicara soal waktu, karena begitu pentingnya waktu, manusia seringkali bergantung padanya dalam hampir segala urusan. Karenanya jelas saja, jika ada salah satu bagian sistem waktu kita ini yang diubah, pasti akan banyak yang kelabakan. Sebagaimana yang terjadi pada 30 Juni 2012 kemarin, saat sebuah detik ditambahkan oleh IERS (International Earth Rotation and Reference System Services) pada tanggal itu sehingga sehari pada 30 Juni 2012 tidak lagi berjumlah 86.400 detik seperti hari–hari sebelumnya, melainkan menjadi 86.401 detik. Konsekuensinya pada setelah pukul 23:59:59 UTC tidak kemudian berubah jadi pukul 00:00:00 UTC, melainkan berlanjut ke pukul 23:59:60. (Situasi tersebut hanya berlangsung untuk tanggal 30 Juni 2012 saja, sementara pada tanggal berikutnya, yakni 1 Juli 2012 dan seterusnya, tidak berlaku). Inilah yang disebut detik kabisat, dan meskipun hanya sedetik, karena sedemikian pentingnya ketepatan waktu di zaman modern ini, perubahan sekecil itu menyebabkan kepanikan sementara di dunia maya akibat beberapa pengelola situs yang tidak siap menghadapinya, seperti Reddit, Mozilla, Linux, bahkan hingga Amazon dan Qantas.

Yang menjadi masalah, mengapa sih harus ada detik kabisat ini?


Sejarahnya cukup sederhana, tetapi akan saya jelaskan dari dasar, supaya tidak bingung. (atau justru gara-gara penjelasan diatas jadi tambah bingung..? Sudahlah, baca saja.) Sejak dulu, manusia memutuskan sudah selayaknya waktu mendapatkan perlakuan istimewa (menurut manusia) karena pentingnya mengatur waktu dalam kehidupan manusia (Bahkan hingga saat ini). Dalam rangka memanjakan waktu dengan perlakuan istimewa yang layak ia dapatkan (masih pemikiran manusia), dibuatlah berbagai sistem waktu dan kalender, yang jika dijelaskan semuanya disini, akan banyak buang-buang waktu.

Buang-buang waktu... secara (sedikit) harfiah.

Oleh karenanya, sekarang harus mulai fokus.
Sebagaimana satuan-satuan fisis lain, waktu tidak dapat didefinisikan dan ditentukan rentangnya secara tepat. Berapa banyak sih orang yang dapat menentukan panjang satu detik dengan tepat, atau paling tidak dengan ketelitian tinggi? Bahkan jam sendiri sulit melakukannya, apalagi manusia. Mungkin sedikit ironis, mengingat manusialah yang mendefinisikan satu 'detik'. Hei, kasihan kalau manusia dihina terus. Kasihanilah sedikit. Tapi, jika ditilik lebih dalam, mungkin cukup wajar jika manusia sendiripun kebingungan menentukan durasi satu detik. Definisi resmi pertama manusia akan panjang satu detik adalah "1/86.400 panjang hari matahari rata-rata". Tetapi, tentu saja, bagaimana cara menentukan panjang hari itu sendiri tanpa alat? Dan, yang lebih gila, bagaimana caranya membagi panjang hari tersebut menjadi 86.400 bagian sama besar? Bahkan para peraih hadiah Nobel belum tentu bisa membagi sesuatu menjadi 86.400 bagian sama besar.

Oke, pertanyaan bagus. Mengapa dipilih angka 86.400? Angka ini diperoleh dari sistem waktu manusia, yang membagi satuan hari menjadi 24 jam, dengan satu jamnya berisi 60 menit, dan satu menitnya berisi 60 detik. Maka satu hari menurut sistem tersebut terdiri dari 86.400 detik. Darimana angka-angka itu berasal? Angka-angka itu adalah warisan sejarah, diturunkan dari kebudayaan Mesir Kuno, Babilonia, India Kuno, dan belakangan Islam. Mengapa angka-angka itu yang dipilih? Tidak ada jawaban pasti, namun para ilmuwan cukup yakin hal tersebut ada hubungannya dengan fakta bahwa baik 24 atau 60 dapat dibagi dengan banyak bilangan, seperti 1, 2, 3, 4 atau 6.
Seolah belum cukup derita orang zaman dulu yang ingin janjian minum teh, masalah tersebut juga diperparah oleh kenyataan bahwa satu hari matahari itu tidaklah tetap.

Besar penyimpangan panjang hari matahari, dibandingkan dengan 86400 detik dari jam atom, ditandai dengan grafik abu-abu.

Mengapa bisa satu hari matahari panjangnya tidak tetap? Ada banyak faktor, diantaranya:

1. Tidak tetapnya kecepatan bumi mengorbit matahari. Karena orbit bumi sedikit lonjong, ada saat-saat dimana bumi mengorbit dengan kecepatan lebih besar daripada di saat-saat lain. Akibatnya, 'gerak semu harian' matahari akan terlihat berbeda (meskipun sangat kecil, kisaran seperseratus detik).
2. Tidak tetapnya posisi kutub. Siapa bilang kutub geografis bumi tetap pada tempatnya? Gambar berikut menggambarkan perpindahan posisi kutub bumi antara tahun 2005-2012. 50 mas (mas = miliarcsecond = mili detik busur, sebuah besaran sudut koordinat dengan 3.600.000 mili detik busur = 1 derajat) di gambar tersebut mewakili sekitar 1,5 meter. 

   

   Arah sumbu X menuju Greenwich, dan arah sumbu Y menuju bujur 90 derajat. Posisi kutub disini ditentukan relatif terhadap posisi kutub rata-rata tahun 1900.

3. Ketidaktepatan pengukuran oleh manusia sendiri. Faktor ini termasuk yang paling besar pengaruhnya, tetapi juga paling sulit ditentukan besarnya. Penyebabnya beragam, bisa karena kurang telitinya alat, standar yang tidak pas, dan lainnya.
4. Berubahnya periode rotasi bumi. Betul, periode rotasi bumi berubah seiring waktu. Kadang berubahnya periode rotasi ini ada hubungannya dengan poin 2, tetapi seringkali karena proses geologis Bumi serta interaksinya dengan Bulan. Adanya gesekan dengan pergolakan samudra dan atmosfer, ditambah gaya pasang surut oleh Bulan memperlambat rotasi Bumi sebesar 14 mikrodetik per tahun (yang artinya rotasi bumi bertambah panjang 1 detik setiap 50 ribu tahun). Kadangkala ada percepatan rotasi, seringnya karena gempa bumi (gempa bumi Aceh di penghujung tahun 2004 lalu mempercepat rotasi bumi 2,68 mikrodetik), tetapi karena jarang, rotasi Bumi cenderung melambat.

Karena faktor-faktor tersebut, orang memutuskan standar tersbut sudah selayaknya diganti. Dibuatlah definisi baru, satu detik adalah periode bergetarnya atom cesium-133 akibat transisi energi elektron sebanyak 9.192.631.770 kali. (Banyak? Memang.) Dengan definisi ini, maka dibuatlah jam atom yang dianggap cukup akurat, dengan ketelitian terbaik dalam menghitung periode getaran hingga 1 detik dalam 30 juta tahun. (Meskipun saya sendiri ragu jam itu akan bertahan hingga 30 juta tahun). Dengan jam atom ini sebagai acuan, dibentuklah UTC (Universal Time Coordinated) sejak tahun 1961.

Meski UTC terbentuk, namun waktu universal sebelumnya yakni UT1 atau dulu dikenal sebagai GMT (Greenwich Mean Time) disepakati untuk tetap dipertahankan sampai kurun waktu yang belum dibatasi. Konsekuensinya sejak 1961 kinerja jam atom selalu disinkronisasikan dengan rotasi Bumi. Karena kemudian diketahui bahwa 1 hari matahari rata-rata lebih lama 0,002 detik daripada 86.400 detik dari jam atom, dalam sepuluh tahun, kinerja jam atom telah diperlambat 10 detik. Ini dianggap menyulitkan dan dipandang akan lebih mudah jika yang dilakukan adalah sebaliknya, yakni menambahkan satu detik pada saat–saat tertentu untuk UT1. Dari sinilah muncul istilah detik kabisat, ketika waktu UT1 ditambahkan satu detik untuk  menjaga supaya selisih antara UTC dan UT1 selalu kurang dari 0,9 detik.

Grafik selisih UT1 dengn UTC dalam detik, antara tahun 1985-2013. Garis verikal menyatakan detik kabisat. Disadur dari  http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/fb/Leapsecond.ut1-utc.svg

Tentu saja, adanya penambahan detik kabisat ini menimbulkan beragam masalah di setiap pengaplikasiannya. Dan parahnya, hingga saat ini belum ada pola yang teratur untuk pemberlakuan detik kabisat. Tahun kabisat masih lebih bisa diadaptasi, karena ada pola yang teratur, 4 tahun sekali dengan pengecualian tahun abad yang tidak habis dibagi 400. Tetapi, nyaris bisa dikatakan tidak ada keteraturan untuk penempatan detik kabisat. Lihat saja, sebelum 2012, penambahan detik kabisat berlangsung pada:

• 31 Desember 1971,
• 30 Juni dan 31 Desember 1972, 
• 31 Desember untuk tahun 1973–1979, 
• 30 Juni untuk tahun 1981–1983 dan 1985, 
• 31 Desember untuk tahun 1987 dan 1989–1990 , 
• 30 Juni untuk tahun 1992–1994, 
• 31 Desember 1995, 
• 30 Juni 1997, 
• 31 Desember 1998, 
• 31 Desember 2005, 
• serta 31 Desember 2008.

(daftar didapat dari sini)
Nyaris tidak ada pola yang tetap kan? Itulah yang membuatnya menyulitkan untuk dipakai dan diadaptasikan. Dan kemudian muncul usulan untuk menghapus konsep detik kabisat, yang bergaung sejak 2005. Per Januari 2012 keputusan soal jadi tidaknya penghapusan detik kabisat ditangguhkan oleh ITU (International Telecomunation Union), badan PBB yang mengurusi masalah telekomunikasi global. Saat itu posisi dunia terhadap penghapusan detik kabisat terbagi ke dalam tiga kubu. Kubu yang mendukung penghapusan tersebut terdiri dari AS, Perancis, Italia, Jepang dan Meksiko. Sementara kubu penolak terdiri dari Cina, Kanada, Jerman dan Inggris Raya. Kubu ketiga adalah kubu netral namun menghendaki penelitian lebih lanjut, yang dimotori Rusia dengan dukungan Nigeria dan Turki. Status detik kabisat rencananya akan dibahas kembali dalam World Radio Conference tahun 2015.

Penutup: Jadi, inilah para pembaca sekalian, sekelumit (tapi banyak) penjelasan mengenai detik kabisat. Mungkin memang telat seminggu, tapi peduli amat lah. (:g)

Sumber:
http://www.kafeastronomi.com/kala-detik-kabisat-mengguncang-jagat.html
http://www.timeanddate.com/time/leap-seconds-background.html
http://adsabs.harvard.edu/abs/1995RSPTA.351..165S
http://www.nist.gov/pml/div688/leapseconds.cfm