Upaya Memecahkan ”Problem Garis Bujur”

Pada tanggal 22 Oktober 1707, satu skuadron angkatan laut Inggris berlayar menuju Selat Inggris. Tetapi, mereka salah memperhitungkan posisi. Akibatnya? Empat kapal terdampar di Kepulauan Scilly, gugusan pulau di Samudra Atlantik, sebelah barat daya pantai Cornwall, Inggris. Hampir 2.000 orang tewas.

PADA zaman itu, para pelaut tidak menemui kesulitan menghitung garis lintang mereka​—jarak mereka dari khatulistiwa ke utara atau ke selatan. Tetapi, mereka belum mempunyai cara untuk menghitung dengan saksama garis bujur mereka​—seberapa jauh mereka telah berlayar ke timur atau ke barat. Menjelang awal abad ke-18, ratusan kapal melintasi Samudra Atlantik setiap tahun, dan banyak di antaranya yang karam. Tetapi, tragedi pada tahun 1707 itulah yang mendorong orang Inggris untuk berupaya memecahkan problem garis bujur.

Pada tahun 1714, Parlemen Inggris menawarkan hadiah sebesar 20.000 pound sterling bagi siapa pun yang dapat dengan akurat menentukan garis bujur di laut. Dewasa ini, hadiah itu senilai dengan beberapa juta dolar AS.

Problem yang Menantang

Menetapkan garis bujur memang sulit sekali karena dibutuhkan perhitungan waktu yang tepat. Sebagai contoh: Bayangkan Anda tinggal di London. Pada siang hari, Anda menerima telepon dari seseorang yang tinggal di garis lintang yang sama dengan Anda, tetapi jam di tempatnya baru menunjuk pukul 6.00 pada hari yang sama. Itu berarti Anda enam jam lebih awal. Karena Anda mengenal peta bumi, Anda dapat menyimpulkan bahwa si penelepon itu berada di Amerika Utara, dan di sana matahari baru saja terbit. Nah, andaikan Anda mengetahui waktu setempat orang itu secara akurat hingga hitungan detik, bukan menurut zona waktu, melainkan posisinya yang aktual sehubungan dengan matahari. Maka, Anda dapat menghitung garis bujurnya dengan sangat akurat.

Berabad-abad yang lampau, seorang navigator di mana pun ia berada di bumi dapat menentukan waktu tengah hari setempat hanya dengan melihat matahari. Jika ia juga tahu persis waktu di tempat semula, ia dapat menghitung garis bujurnya dengan tepat dan kalaupun melenceng, perbedaannya tidak sampai 50 kilometer. Sebenarnya, itulah ketepatan yang dituntut pada akhir pelayaran enam minggu untuk memenangkan hadiah tersebut.

Namun, tantangannya adalah untuk mengetahui waktu persisnya di tempat semula. Navigator bisa saja membawa jam bandul, tetapi jam itu tidak akan berjalan dengan baik di atas kapal yang terombang-ambing di laut lepas, dan kala itu jam dengan per dan roda masih kasar dan tidak akurat. Jam juga masih terpengaruh oleh perubahan suhu. Tetapi, bagaimana dengan jam  raksasa di sekeliling kita​—benda-benda langit, termasuk bulan?

Tugas Raksasa

Para astronom mengajukan sebuah teori perhitungan yang disebut metode jarak bulan. Konsep ini memerlukan pembuatan tabel-tabel yang akan membantu para navigator menentukan garis bujur mereka berdasarkan lokasi bulan sehubungan dengan bintang-bintang tertentu.

Selama lebih dari seabad, para astronom, matematikawan, dan navigator bergulat mengatasi problem itu, tetapi terhambat karena problemnya sangat rumit.

Tukang Kayu Menerima Tantangan Itu

Seorang tukang kayu desa bernama John Harrison, dari desa Barrow Upon Humber di Lincolnshire, bertekad mengatasi problem garis bujur itu. Pada tahun 1713, sebelum berusia 20 tahun, Harrison membuat jam bandul yang hampir seluruh bahannya dari kayu. Belakangan, ia menemukan mekanisme untuk mengurangi gesekan dan untuk mengompensasi pengaruh perubahan suhu. Pada waktu itu, jam yang terbaik di dunia masih meleset satu menit per hari, tetapi jam Harrison akurat hingga satu detik per bulan. *

Kemudian, Harrison memusatkan perhatiannya kepada tantangan untuk menentukan waktu dengan tepat di laut. Setelah mempertimbangkan hal itu dengan saksama selama empat tahun, ia berangkat ke London untuk mengajukan proposalnya ke Dewan Garis Bujur, yang diberi kuasa untuk memberikan hadiah. Di sana, Harrison diperkenalkan kepada seorang tukang jam yang terkenal, George Graham, yang dengan murah hati memberinya pinjaman tanpa bunga untuk membuat sebuah alat penunjuk waktu. Pada tahun 1735, Harrison memperkenalkan kronometer bahari pertama yang akurat di dunia di hadapan Royal Society, sebuah dewan yang terdiri dari para ilmuwan terkemuka di Inggris, dan disambut dengan senang. Jam itu beratnya 34 kilogram dan berkilauan karena dilapisi kuningan.

Harrison beserta jamnya dikirim ke Lisbon untuk uji coba di laut​—bukannya ke Hindia Barat, sebagai persyaratan untuk memenangkan hadiah​—dan alat itu bekerja secara menakjubkan. Sebenarnya, ia sudah bisa meminta agar segera diadakan uji coba melintasi Samudra Atlantik untuk menunjukkan bahwa jamnya layak memenangkan hadiah. Malah, dalam pertemuan pertama dengan Dewan Garis Bujur, satu-satunya orang yang mengkritik jam itu adalah Harrison sendiri! Karena ia perfeksionis, ia merasa masih bisa memperbaiki desain alat itu. Jadi, ia hanya meminta sedikit biaya dan lebih banyak waktu untuk membuat alat penunjuk waktu yang jauh lebih baik.

Enam tahun kemudian, kronometer kedua buatan Harrison, yang beratnya 39 kilogram dan sudah mengalami beberapa perbaikan, berhasil mendapat dukungan penuh dari Royal Society. Namun, Harrison, yang pada waktu itu berusia 48 tahun, masih belum puas. Ia pulang ke bengkelnya dan menghabiskan 19 tahun berikutnya  berjerih lelah mengerjakan desain ketiga, yang agak berbeda.

Sewaktu mengerjakan model ketiga yang sangat besar, Harrison menemukan sesuatu secara kebetulan. Seorang rekan pembuat jam membuat jam saku berdasarkan desain Harrison. Tadinya, jam yang besar selalu dianggap lebih akurat daripada jam saku. Tetapi, Harrison sangat kagum akan keakuratan alat baru itu. Jadi, pada waktu tes melintasi Samudra Atlantik akhirnya diselenggarakan pada tahun 1761, ia mengandalkan, bukan hasil rancangannya yang ketiga, melainkan yang keempat, sebuah kronometer seberat satu kilogram yang dibuat menurut desain jam saku. Konon, Harrison mengatakan, ”Saya dengan sepenuh hati bersyukur kepada Allah Yang Mahakuasa bahwa saya diberi umur panjang, sehingga dapat menyelesaikan alat itu.”

Penilaian yang Tidak Adil

Namun, pada waktu itu, para astronom hampir berhasil menyempurnakan metode mereka dalam menentukan garis bujur. Selain itu, orang yang sekarang mendominasi panel hakim yang diberi kuasa untuk menentukan penerima hadiah adalah seorang astronom, Nevil Maskelyne. Alat penunjuk waktu buatan Harrison diuji dalam suatu perjalanan melintasi Samudra Atlantik selama 81 hari. Hasilnya? Alat itu meleset hanya beberapa detik! Meskipun demikian, para hakim tidak segera menyerahkan hadiahnya kepada Harrison, menyatakan bahwa beberapa aturan telah dilanggar dan bahwa keakuratan alat itu hanya kebetulan belaka. Alhasil, ia hanya menerima sebagian hadiah itu. Sementara itu, pada tahun 1766, Maskelyne menerbitkan tabel-tabel yang memprediksi posisi bulan sehingga para navigator dapat menghitung garis bujur hanya dalam waktu setengah jam. Harrison khawatir jangan-jangan Maskelyne sendiri akan merebut hadiah itu.

Lalu, pada tahun 1772, muncullah penjelajah Inggris, Kapten James Cook. Dalam perjalanan keduanya yang bersejarah, Cook menggunakan duplikat alat penunjuk waktu buatan Harrison, dan belakangan melaporkan bahwa alat itu berfungsi dengan mengagumkan. Sementara itu, Harrison, kala itu berusia 79 tahun, sangat frustrasi dengan Dewan Garis Bujur sehingga ia naik banding kepada raja Inggris. Alhasil, Harrison menerima sisa uang hadiah itu pada tahun 1773, meskipun secara resmi ia tidak pernah diumumkan sebagai pemenang. John Harrison meninggal tiga tahun kemudian, pada hari ulang tahunnya yang ke-83.

Beberapa tahun kemudian, kronometer bahari yang akurat dapat dibeli seharga 65 pound sterling saja. Ya, hal yang mustahil telah menjadi kenyataan, terutama berkat kecerdasan dan dedikasi seorang tukang kayu desa.

[Catatan Kaki]

[Diagram/​Gambar di hlm. 21]

(Untuk keterangan lengkap, lihat publikasinya)

Menentukan garis bujur Anda dengan menggunakan waktu

6.00 12.00

AMERIKA UTARA INGGRIS

[Gambar di hlm. 22]

John Harrison, si pembuat jam

[Keterangan]

SSPL/​Getty Images

[Gambar di hlm. 22]

Desain pertama Harrison, kronometer seberat 34 kilogram

[Keterangan]

National Maritime Museum, Greenwich, London, Ministry of Defence Art Collection

[Gambar di hlm. 22]

Desain keempat Harrison, kronometer seberat satu kilogram (tidak menurut skala)

[Keterangan]

SSPL/​Getty Images

[Keterangan Gambar di hlm. 20]

Ship in distress: © Tate, London/​Art Resource, NY; compass: © 1996 Visual Language