Arwin Juli Rakhmadi Butar-Butar
Dosen FAI UMSU dan Kepala OIF UMSU
Astrofotografi (astrophotography) adalah teknik memotret objek langit yang merupakan gabungan antara fotografi dan astronomi. Namun karena objek langit biasanya redup, maka astrofotografi sering memakai kamera (kamera biasa, mirrorless, DSLR, hingga smartphone). Prinsip dasar astrofotografi adalah kombinasi cahaya, tracking, fokus, dan pengolahan data. Astrofotografi sendiri meliputi nightscape (foto langit berbintang dengan pemandangan bumi), lalu planetary (fokus pada planet atau bulan), dan deep sky (objek benda langit jauh). Terhadap tiga hal ini dan astrofotografi secara umum, Ibn al-Haitsam (w. 433 H/1041 M ), ilmuwan muslim abad ke-5 H/11 M, punya kontribusi seminal-fundamental melalui karyanya “Kitab al-Manazhir” (Book of Optics). Ibn al-Haitsam telah meletakkan dasar ilmu optika dan prinsip kamera yang membuat astrofotografi modern dan prinsip teleskop secara umum dapat berkembang. Karyanya ini membahas optik, cahaya, lensa, penglihatan, dan pembiasan, yang menjadi inisiasi dan inspirasi dalam teleskop dan astrofotografi modern. “Kitab al-Manazhir” membahas bagaimana cahaya bergerak, bagaimana mata melihat, refleksi dan refraksi cahaya, yang menjadi dasar konseptual pembuatan lensa teleskop. Tanpa teori optik Ibn al-Haitsam, perkembangan teleskop dan astropotografi tidak akan seperti hari ini.
Seperti diketahui, teleskop bergantung pada kosep lensa, pembiasan cahaya, pantulan cahaya, cara mata melihat objek jauh, dan pembesaran visual. Teleskop modern memang tidak muncul langsung dari karya Ibn al-Haitsam, tetapi tidak bisa dipungkiri perkembangan dan teknologi teleskop dan astrofotografi hari ini berkembang di atas fondasi yang dibangun Ibn al-Haitsam.
Kontribusi astrofotografi Ibn al-Haitsam tampak dari penjelasan bagaimana citra terbentuk. Sebelum Ibn al-Haitsam, banyak orang mengira mata “mengeluarkan sinar” untuk melihat. Ibn al-Haitsam membuktikan sebaliknya dimana cahaya dari objek masuk ke mata. Dalam faktanya hari ini seluruh sistem kamera dan sensor astronomi modern bekerja berdasarkan prinsip yang sama yaitu objek langit, lalu cahaya, lalu sistem optik, dan citra, yang menjadi fondasi teoritis imaging astronomi modern.
Kamera obskura yang notabenenya cikal-bakal kamera modern kreasi Ibn al-Haitsam berawal dari eksperimen ruang gelap yang membuktikan bahwa cahaya bergerak lurus, lalu cahaya yang masuk melalui lubang kecil menghasilkan gambar terbalik, dan ukuran lubang memengaruhi ketajaman citra. Ini adalah prinsip dasar kamera fotografi, termasuk kamera astronomi.
Berikut pernyataan dan eksperimen Ibn al-Haitsam berkaitan dengan fondasi-seminal astrofotografi dalam karyanya “Kitab al-Manazhir” (Book of Optics),
قد تبين فيما تقدم أن كل جسم مضيء، بأي ضوء كان، فإن الضوء الذي فيه يصدر منه ضوء إلى كل جهة تقابله. فإذا قابل البصر مبصرا من المبصرات، وكان المبصر مضيئًا بأي ضوء كان، فإن الضوء الذي في المبصر يرد منه ضوء إلى سطح البصر. وقد تبين أيضًا أن من خاصة الضوء أن يؤثر في البصر، وأن من طبيعة البصر أن ينفعل بالضوء. فأخلق بأن يكون إحساس البصر بالضوء الذي في البصر إنما هو من الضوء الذي يرد منه إلى البصر. وقد تبين أيضًا أن كل جسم متلون مضيء، بأي ضوء كان، فإن صورة اللون الذي في ذلك الجسم تصحب أبدا الضوء الذي يصدر عنه إلى كل جهة تقابل ذلك الجسم، ويكون الضوء وصورة اللون أبدا معًا . فالضوء الذي يرد إلى البصر من الضوء الذي في الجسم المبصر، يكون أبدا معه صورة اللون الذي في الجسم المبصر. وإذا كان الضوء اللون يردان معا إلى سطح البصر، وكان البصر يحس بالضوء الذي في المبصر من الضوء الذي يرد إليه من المبصر، فأخلق بأن يكون إحساس البصر باللون الذي في المبصر أيضا إنما هو من صورة اللون التي ترد عليه مع الضوء . وأيضًا فإن صورة اللون تكون أبدًا ممتزجة بصورة الضوء وغير متميزة عنها، فليس يحسّ البصر بالضوء إلا ملتبسًا باللون. فأخلق بأن يكون إحساس البصر بلون المبصر والضوء الذي فيه إنما هو من الصورة الممتزجة من الضوء واللون الذي يرد إليه إلى من سطح المبصر
“Telah dijelaskan sebelumnya bahwa setiap benda yang bercahaya, dengan cahaya apa pun, maka cahaya yang ada padanya memancarkan cahaya ke setiap arah yang menghadapinya. Jika penglihatan (mata) berhadapan dengan suatu benda yang terlihat, dan benda itu bercahaya dengan cahaya apa pun, maka cahaya yang ada pada benda tersebut memantulkan atau mengirimkan cahaya hingga sampai ke permukaan penglihatan (mata). Telah dijelaskan pula bahwa salah satu sifat khas cahaya adalah memengaruhi penglihatan, dan sifat alami penglihatan adalah menerima pengaruh dari cahaya. Maka patut disimpulkan bahwa persepsi penglihatan terhadap cahaya pada benda yang terlihat terjadi karena cahaya yang datang dari benda itu menuju penglihatan. Juga telah dijelaskan bahwa setiap benda berwarna yang bercahaya, dengan cahaya apa pun, maka citra warna yang ada pada benda tersebut selalu menyertai cahaya yang dipancarkan darinya ke setiap arah yang berhadapan dengannya. Dengan demikian, cahaya dan citra warna selalu datang bersama. Maka cahaya yang sampai kepada penglihatan dari cahaya yang berasal dari benda yang terlihat, selalu disertai oleh citra warna yang ada pada benda tersebut. Dan jika cahaya dan warna sama-sama sampai ke permukaan penglihatan, serta penglihatan menangkap cahaya yang ada pada benda itu melalui cahaya yang datang dari benda tersebut, maka patut disimpulkan bahwa persepsi penglihatan terhadap warna pada benda itu juga terjadi melalui citra warna yang datang bersama cahaya. Selain itu, citra warna selalu bercampur dengan citra cahaya dan tidak terpisah darinya. Karena itu, penglihatan tidak menangkap cahaya kecuali dalam keadaan bercampur dengan warna. Maka patut disimpulkan bahwa persepsi penglihatan terhadap warna benda yang terlihat dan cahaya yang ada padanya terjadi melalui citra gabungan antara cahaya dan warna yang sampai kepadanya dari permukaan benda yang terlihat” (h. 137).
Teks ini secara spesifik membahas teori dasar tentang bagaimana mata manusia melihat benda. Ibn al-Haitsam menjelaskan sifat cahaya dan penglihatan, dimana setiap benda yang bercahaya atau disinari akan memancarkan cahaya ke segala arah. Jika mata berhadapan dengan benda tersebut, cahaya akan sampai ke permukaan mata. Ibn al-Haitsam juga menjelaskan hubungan cahaya dan warna, dimana keduanya tidak bisa dipisahkan. Cahaya yang memantul dari benda berwarna akan membawa bentuk (citra) warna tersebut ke mata. Warna dan cahaya masuk ke mata secara bersamaan dan bercampur, sehingga mata merasakan warna benda tersebut melalui perantaraan cahaya.
Berikutnya Ibn al-Haitsam menyatakan,
وأيضًا فإن طبقات البصر المسامتة لوسط مقدم البصر مشفة متماسة ، والأولى منها وهي القريبة مماسة للهواء الذي فيه ترد الصورة، ومن خاصة الضوء أن ينفذ في كل جسم مشف، وكذلك خاصة اللون أن تنفذ صورته التي تصحب الضوء في الجسم المشف، ولذلك تمتد في الهواء المشف كامتداد الضوء ، ومن طبيعة الأجسام المشفّة أن تقبل صور الأضواء والألوان وتؤديها إلى الجهات المقابلة لها. فالصورة التي ترد من المبصر إلى سطح البصر تنفذ في شفيف طبقات البصر من الثقب الذي في مقدم العنبية، فهي تصل إلى الرطوبة الجليدية، وتنفذ أيضًا منها بحسب شفيفها. فأخلق بأن تكون طبقات البصر إنما كانت مشفّة لتنفذ فيها صور الأضواء والألوان التي ترد إليها
“Dan juga, lapisan-lapisan penglihatan (mata) yang sejajar dengan bagian tengah permukaan depan mata bersifat bening, saling bersentuhan satu sama lain. Lapisan yang paling luar, yaitu yang paling dekat, bersentuhan dengan udara tempat citra (gambar) datang. Salah satu sifat cahaya adalah dapat menembus setiap benda yang bening. Demikian pula, salah satu sifat warna adalah bahwa citranya ikut menembus bersama cahaya di dalam benda bening. Oleh karena itu, citra warna merambat di udara yang bening sebagaimana cahaya merambat. Dan termasuk sifat alami benda-benda bening bahwa benda-benda itu menerima citra cahaya dan warna, lalu meneruskannya ke arah yang berhadapan dengannya. Maka citra yang datang dari benda yang terlihat menuju permukaan penglihatan (mata) menembus lapisan-lapisan bening pada mata melalui lubang yang berada di bagian depan selaput pelangi mata (iris). Citra itu kemudian sampai ke cairan kristalin (lensa mata), dan terus menembus bagian-bagian itu sesuai tingkat kejernihannya. Maka lapisan-lapisan penglihatan dijadikan bening agar citra-citra cahaya dan warna yang datang kepadanya dapat menembusnya” (h. 137-138).
Bagian ini menjelaskan tentang anatomi mata dan sifat fisik cahaya. Dijelaskan bahwa bagian depan mata terdiri dari lapisan-lapisan transparan yang saling bersentuhan. Diantaranya kornea sebagai lapisan pertama yang bersentuhan langsung dengan udara. Karena sifatnya yang bening (transparan), cahaya dapat menembusnya. Lalu Ibn al-Haitsam menekankan bahwa cahaya memiliki karakteristik unik untuk menembus benda transparan. Begitu pula dengan warna yang dapat terbawa bersama cahaya masuk ke dalam mata. Berikutnya diuraikan bagaimana gambar (citra) dari luar masuk ke dalam indra penglihatan. Benda-benda transparan di dalam mata berfungsi untuk menerima gambar cahaya dan warna dari objek di depan mata. Cahaya masuk melalui lubang di bagian depan (pupil) menuju bagian yang disebut “rerongga es” (ar-ruthubah al-jalidiyah) atau cairan bening (atau lensa). Cahaya itu terus merambat menembus lapisan-lapisan mata sesuai dengan tingkat transparansinya hingga mencapai permukaan saraf penglihatan.
Pada bagian ini terdapat pernyataan,
فأخلق بأن تكون طبقات البصر إنما كانت مشفّة لتنفذ فيها صور الأضواء والألوان التي ترد إليها
“Maka disimpulkan bahwa lapisan-lapisan penglihatan mata bersifat bening agar citra-citra cahaya dan warna yang datang kepadanya dapat menembusnya” (h. 138).
Kalimat ini bermakna bahwa mata memang dirancang dalam bentuk lapisan-lapisan transparan agar cahaya dan warna bisa sampai ke pusat penglihatan. Dengan demikian teks ini adalah penjelasan ilmiah tentang bagaimana mata manusia berfungsi layaknya perangkat optik (seperti kamera) yang menerima cahaya dari lingkungan sekitar, atau secara lebih sederhana konsepsi Ibn al-Haitsam ini merupakan fisika cahaya dan fisiologi penglihatan.
Dengan demikian konsep Ibn al-Haitsam ini dapat dipahami sebagai dasar ilmiah astrofotografi modern. Jika astrofotografi modern bekerja dengan menangkap cahaya benda langit melalui teleskop dan kamera, maka sumbangan seminal Ibn al-Haitsam adalah dia menjelaskan prinsip dasarnya yaitu cahaya berasal dari objek, bergerak lurus, masuk melalui medium bening, lalu membentuk citra. Karena itu pemikirannya ini menjadi fondasi penting dalam perkembangan sains optika, teleskop, dan teknologi pencitraan astronomi modern (astrofotografi). Karena itu pula para expert astrofotografimodern seperti Thierry Legault, Martin Elsasser, Muhammad Yusuf, Ahmad Junaidi dan lainnya, seluruhnya merupakan pewaris intelektual tradisi optika yang dirintis oleh Ibn al-Haitsam, dan saat yang sama seluruhnya ‘berutang’ secara intelektual kepada sang “Bapak Optik” ini. Wallahu a’lam[]
Sumber : Al-Hasan bin al-Haitsam, Kitab al-Manazhir, Tahkik: Abdul Hamid Shabrah (Kuwait: 1982 M).
