Gravitasi:
Mengapa Bumi tidak jatuh ke Matahari atau mengapa Bulan tidak jatuh ke Bumi?
Pertanyaan ini awalnya muncul di situs Quora: sebuah tempat untuk memperoleh dan berbagi pengetahuan, memberdayakan kita untuk belajar dari orang lain dan untuk
lebih memahami dunia di sekitar kita.
Dijawab oleh Jesse
Berezovsky, seorang professor fisika dari Case Western Reserve University sebagai berikut:
Secara
konstan, Matahari terus berupaya menarik jatuh Bumi ke arahnya, tetapi tidak pernah berhasil. Pada dasarnya, kegagalan inilah yang disebut orbit. Matahari memiliki gaya untuk menarik Bumi, mempercepat pergerakan Bumi
secara langsung ke arahnya. Akselerasi ini terus berlangsung, namun Bumi juga
memiliki beberapa momentum gerak menyamping yang tegak lurus ke arah
Matahari. Jadi, seiring gaya gravitasi Matahari menarik jatuh Bumi
kepadanya, Bumi akan selalu bergerak ke samping. Selama gerak menyamping cukup untuk “menghindari” Matahari, Bumi akan mengorbit,
bukannya menabrak. Anda dapat melihatnya dengan lebih jelas dalam lintasan orbit Bumi yang
lebih elips:
Bumi
(hijau) tampaknya akan jatuh ke Matahari (biru), tetapi karena memiliki
momentum gerak menyamping, Bumi akan selalu mengitari Matahari. Bumi dan Bulan memiliki sejumlah gerak menyamping
sehingga orbitnya hampir melingkar. Dengan kata lain, kita bergerak ke samping
dengan cukup cepat sehingga dapat mempertahankan jarak yang hampir selalu
stabil dengan Matahari, meskipun Matahari secara konstan mempercepat pergerakan
Bumi secara langsung ke arahnya.
Dijawab oleh Vivek Sawant,
karyawan di Wipro Technologies, sebagai berikut:
Matahari
menarik Bumi dengan gaya gravitasinya. Di sisi lain, Bumi juga mengerahkan
gaya yang sama. Tarikan gaya gravitasi antara keduanya menghasilkan gaya sentripetal dan sentrifugal, yang mengarah ke lintasan orbit melingkar.
Gaya
sentripetal adalah gaya yang menyebabkan sebuah benda bergerak melingkar, sedangkan
gaya sentrifugal adalah lawan dari gaya sentripetal, yaitu efek semu yang
ditimbulkan saat sebuah benda melakukan gerak melingkar. Sentrifugal berarti
menjauhi pusat putaran.
Gaya gravitasi yang jauh lebih besar menjadikan Matahari sebagai inti yang diorbit oleh Bumi. Lintasan orbit Bumi mengitari Matahari sebenarnya elips, tetapi karena defleksinya lemah, kita cenderung menganggap lintasan
orbit Bumi melingkar.
Dijawab oleh Gatot Soedarto, seorang navigator, mantan dosen astronomi
dan penulis buku Logical Fallacies of
Special and General Theory of Relativity, 1919 Eclipse and General Relativity, sebagaimana dilansir dari situs medium.com.
Penjelasan Menggunakan Gravitasi Newton
Bumi menerima energi dari Matahari dalam
bentuk radiasi. Agar tetap seimbang, energi yang diterima dan dilepas oleh
Bumi harus sama. Lihat gambar di bawah!
Fenomena ini dapat dijelaskan dengan cara lain, yakni
medium di antara Matahari dan Bumi yang menahan radiasi, itulah sebabnya Bumi tidak jatuh ke Matahari dan bertanggung jawab atas gaya gerak
menyamping yang bekerja pada medium.
Layaknya memancing ikan di laut, eksistensi
gaya gerak menyamping bisa menjelaskan fakta mengapa Bumi selalu mengorbit, bukannya jatuh ke Matahari.
Saat memancing di atas kapal, seekor ikan yang
memakan umpan di kail pancing tentunya akan melakukan perlawanan. Seorang
pemancing akan merasakan ikan yang meronta saat benang pancing ditarik atau diulur. Ikan
yang lebih besar tentunya lebih kuat dan semakin sulit ditangkap. Air laut adalah medium
yang memungkinkan ikan untuk berenang ke kanan atau ke kiri. Pergerakan ikan ke
kiri atau ke kanan ini serupa dengan gaya gerak menyamping yang bekerja pada medium
(air laut).
 |
| Kredit gambar: Portprnotions. |
Ketika berhasil ditarik ke geladak kapal, terasa lebih mudah untuk mengangkat ikan. Sebab medium udara lebih longgar
daripada air laut.
Demikian pula seperti seseorang yang memutar
seutas tali dengan beban yang ditambatkan di ujung tali. Saat menarik beban ke arahnya, ia akan menemukan gerak menyamping yang menyebabkan beban terus
berputar.
Gravitasi Matahari juga berusaha menarik
planet sebagaimana eksperimen sederhana seutas tali, tetapi planet memiliki
gerakan menyamping yang menjaga mereka untuk tetap selalu mengorbit.
Matahari sekitar 300.000 kali lebih masif daripada Bumi. Adapun jarak Bumi-Matahari sekitar 1,50x10¹¹ m, sementara gaya
tarik menarik antara Matahari dan Bumi sekitar F=3,52x10²² N.
Isaac Newton menjelaskan: “Saya menyimpulkan gaya yang menjaga planet untuk tetap mengorbit harus berbanding lurus dengan
hasil kali massa dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara keduanya.
Penjelasan Menggunakan Gravitasi Einstein
Contoh paling populer untuk menjelaskan konsep
gravitasi Einstein adalah dengan lembaran kain berbahan karet dan sebuah bola,
sebagaimana kerap dijumpai di video YouTube dan berbagai situs web lainnya. Gravitasi
Einstein tidak menggambarkan gaya tarik menarik, melainkan perilaku objek yang
mengikuti lintasan medan gravitasi. Menurut Einstein, gravitasi adalah bagian
sederhana dari inersia; pergerakan bintang dan planet muncul dari inersia
bawaan mereka; dan lintasan yang mereka ikuti ditentukan oleh sifat metrik dari
ruang atau kelengkungan ruang dan waktu.
Lembaran karet yang melengkung ketika sebuah
batu diletakkan di atasnya adalah analogi yang menjelaskan gravitasi Einstein.
Lembaran karet pada gambar di bawah ini mengilustrasikan kelengkungan jalinan ruang
dan waktu.
 |
| Kredit gambar: Universe Today |
Letakkan dan dorong bola di lembaran karet,
maka bola akan bergerak di sekitar lubang. Tapi hanya dalam waktu 2 atau 3
detik, bola akan masuk ke dalam lubang. Tentu saja, setelah itu bola berhenti
bergerak.
Mengedukasi gravitasi Eintein dengan lembaran
karet sebenarnya kurang tepat, karena juga harus dijelaskan tentang bola yang akan
terus bergerak melingkar di sekitar lubang (kelengkungan ruang dan waktu)
mengingat bola juga memiliki kecepatan orbit. Berarti ada gaya yang bekerja. Einstein
menjelaskan, pergerakan bintang dan planet muncul dari inersia bawaan mereka.
Kita tahu bahwa inersia adalah salah satu
manifestasi utama massa, sifat kuantitatif dari sistem fisika. Isaac Newton
mendefinisikan inersia sebagai hukum pertamanya dalam Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, yang berbunyi: “Vis
insita atau gaya dalam materi, adalah daya untuk menahan, yang dengannya
setiap benda berusaha untuk mempertahankan keadaannya saat itu, apakah diam,
atau bergerak beraturan ke depan dalam garis lurus.”
Oleh karena itu, gagasan Einstein yang tidak menganggap gravitasi sebagai gaya adalah tidak konsisten, faktanya teori Einstein
sangat bergantung pada teori Newton. Tak terelakan, teori Einstein menghasilkan
banyak ketidakcocokan dalam sains fisika modern. Semua fenomena alam yang
diklaim membuktikan teori Einstein, sebenarnya dapat dijelaskan tanpa teori
Einstein. Dan kita bisa menemukan banyak kasus yang tidak konsisten dalam teori
Einstein, atau lebih tepatnya “Logical
fallacies”.
 |
| Gravitasi adalah kelengkungan ruang dan waktu: Ilustrasi Bumi tanpa Bulan dan atmosfer yang dilansir dari Nova.Org.Au ini tak masuk akal. |
Medium antara Matahari dan Planet
Bumi tidak jatuh ke Matahari, demikian pula Bulan
tidak jatuh ke Bumi, itu karena ada
medium di antara mereka dan gaya gerak menyamping yang disebabkan oleh
gravitasi. Memang medium tidak bisa dideteksi, tapi bukan berarti tidak
ada.
Saat menatap Matahari pada siang hari yang relatif
bergerak terhadap Bumi, seseorang berarti telah mengamati Bumi mengitari Matahari secara langsung. Selanjutnya kita tahu bahwa planet-planet mengorbit karena gaya gravitasi, berarti secara tidak langsung kita juga telah mengamati
gravitasi.
Dengan analogi serupa, kita bisa mengatakan
bahwa pengamatan tidak langsung juga telah memberikan bukti eksistensi medium antara
Bumi dan Matahari.
Sumber:
www.quora.com, Gravity: Why doesn't the Earth fall into the Sun or the Moon fall into the Earth? dan
#terimakasihgoogle
Komentar
Posting Komentar