Cara Kerja Gravitasi

Kita tahu bahwa gravitasi menyebabkan dua benda yang terdapat di alam semesta akan ditarik ke salah satu benda tersebut. Kita juga tahu bahwa gravitasi membantu dalam membentuk alam semesta, membuat bulan tetap berada di orbitnya mengitari Bumi. Namun kita belum tahu pasti apa yang menyebabkan adanya gravitasi ini. Isaac Newton mendefinisikan gravitasi sebagai suatu gaya, yang menarik sebuah benda ke sebuah benda lainnya. Sedangkan Albert Einstein mengatakan gravitasi adalah hasil dari kelengkungan ruang dan waktu. Kedua teori ini adalah penjelasan yang paling umum dan paling banyak digunakan untuk menjelaskan gravitasi. Oleh karena itu pada artikel ini, BerbagaiHal akan berbagi tentang teori gravitasi Newton dan teori gravitasi Einstein.

Teori Gravitasi Newton

Pada tahun 1600-an, seorang fisikawan Inggris bernama Isaac Newton sedang duduk di bawah pohon apel, kemudian sebuah apel jatuh di kepalanya, dan ia pun mulai bertanya-tanya mengapa apel tersebut tertarik jatuh ke tanah. Newton kemudian mempublikasikan Teori Gravitasi Universal pada 1680-an. Pada dasarnya gagasan yang ditetapkankannya adalah bahwa gravitasi adalah sebuah gaya yang dapat diprediksi yang bekerja pada semua materi yang terdapat di alam semesta, dan merupakan fungsi dari massa dan jarak.

Teori ini menyatakan bahwa setiap partikel dari sebuah materi akan menarik setiap partikel lainnya (misalnya, partikel dari "Bumi" akan menarik partikel dari "Anda") dengan gaya yang berbanding lurus dengan jumlah massa mereka dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara mereka. Jadi, semakin jauh partikel-partikel tersebut terpisah, dan/atau semakin kecil massa dari partikel-partikel tersebut, maka gaya gravitasi akan semakin kecil, begitu pula sebaliknya. Rumus standar untuk hukum gravitasi adalah:

Gaya gravitasi = (G x m1 x m2) / (d²)

Dimana G adalah konstanta gravitasi, m1 dan m2 adalah massa dari dua benda, dand adalah jarak antara pusat gravitasi dari dua massa. G memiliki nilai 6,67 x 10E-8 dyne x cm²/gram². Jadi, jika anda menempatkan dua benda dengan massa 1 gram dengan jarak 1 centimeter, mereka akan menarik satu sama lain dengan kekuatan 6,67 x 10E-8 dyne. Dyne sendiri setara dengan sekitar berat 0,001 gram, yang berarti bahwa jika anda misalnya memiliki gaya sebesar 1 dyne, anda dapat mengangkat benda seberat 0,001 gram dalam medan gravitasi bumi. Jadi 6,67 x 10E-8 dyne adalah gaya yang sangat kecil.

Ketika anda berurusan dengan benda besar seperti Bumi, yang memiliki massa sebesar 6E+24 kilogram, maka gaya gravitasi yang dihasilkan sangat kuat. Itulah alasan mengapa anda tidak melayang-layang di ruang angkasa sekarang. Gaya gravitasi yang bekerja pada sebuah benda juga sama dengan berat objek tersebut. Bila anda menimbang berat badan anda di timbangan, maka timbangan tersebut akan membaca berapa banyak gravitasi yang bekerja pada tubuh anda. Rumus untuk menentukan berat suatu objek adalah:

Berat = m x g

Dimana m adalah massa benda, dan g adalah percepatan gravitasi. Percepatan gravitasi di bumi, adalah 9,8 m/s² dan tidak pernah berubah. Itu sebabnya jika anda menjatuhkan kerikil, buku atau sebuah sofa dari atap rumah anda, mereka akan menyentuh tanah pada waktu yang bersamaan. Selama ratusan tahun, teori gravitasi Newton berdiri sendirian di komunitas ilmiah yang akhirnya berubah pada awal tahun 1900-an.

Teori Gravitasi Einstein

Albert Einstein , yang memenangkan Hadiah Nobel Fisika pada tahun 1921, memberikan kontribusi teori gravitasi alternatif pada awal 1900-an. Teorinya ini adalah bagian dari Teori Relativitas Umumnya yang sangat terkenal itu, dan menawarkan penjelasan yang sangat berbeda dari Hukum Gravitasi Universal Newton. Einstein sama sekali tidak percaya bahwa gravitasi adalah sebuah gaya, ia mengatakan bahwa gravitasi adalah distorsi dalam bentuk ruang dan waktu, atau dikenal sebagai "dimensi keempat".

Hukum fisika dasar menyatakan bahwa jika tidak ada gaya eksternal yang bekerja, sebuah objek akan selalu berjalan di garis lurus. Dengan demikian, tanpa gaya eksternal, dua benda yang berjalan secara paralel akan selalu tetap paralel dan tidak akan pernah bertemu. Tetapi faktanya adalah mereka akhirnya bertemu juga. Partikel-partikel yang memulai berjalan pada jalur yang paralel kadang-kadang akan berakhir dengan bertabrakan.

Teori Newton mengatakan hal ini dapat terjadi karena gravitasi, gaya gravitasi akan menarik benda-benda satu sama lain atau ke sebuah objek tunggal ketiga. Einstein juga mengatakan hal ini terjadi karena gravitasi, tapi dalam teorinya, gravitasi bukanlah sebuah gaya melainkan sebuah kurva dalam ruang-waktu. Menurut Einstein, benda-benda tersebut masih bergerak di sepanjang garis lurus, namun karena distorsi pada ruang dan waktu, garis lurus tersebut sekarang berubah menjadi garis yang melengkung. Jadi dua benda yang awalnya bergerak sepanjang bidang datar sekarang bergerak bersama dalam bidang yang melengkung. Dan dua jalur lurus tersebut akan berakhir di satu titik.

Temuan Terbaru

Beberapa teori terbaru baru-baru ini mengungkapkan fenomena gravitasi dalam hal partikel dan gelombang. Salah satu teori menyatakan bahwa partikel-partikel yang disebut graviton akan menyebabkan objek akan saling tarik menarik satu sama lain. Graviton tidak memiliki gelombang gravitasi, atau kadang-kadang disebut radiasi gravitasi, yang seharusnya dihasilkan ketika suatu objek dipercepat oleh gaya eksternal.

Ada atau tidaknya partikel graviton ini, yang pasti kita tahu bahwa kita akan tertarik ke bawah oleh gravitasi. Mungkin suatu saat akhirnya kita akan tahu bagaimana pastinya gravitasi ini dapat bekerja. Kabar baiknya, kita bisa merasa sedikit lega karena mengetahui bahwa planet Bumi tidak akan "terhisap" oleh matahari dekat-dekat ini. Karena gravitasi membuat Bumi tetap aman berada pada orbitnya.