Pengertian Gravitasi Mulai dari Newton Hingga Einstein

Diposting pada

Pengertian Gravitasi  – Gravitasi didefinisikan bagaimana kita berinteraksi dengan dunia kita. Kita tumbuh dalam batasannya, dan otot-otot kita, sistem keseimbangan, jantung dan pembuluh darah semuanya bergantung padanya. Gravitasi secara harfiah mendasari hidup kita, tetapi apa sebenarnya gravitasi itu?

Ide dasarnya

Fisikawan melihat gravitasi sebagai salah satu dari empat kekuatan fundamental yang mengatur alam semesta, di samping elektromagnetisme dan kekuatan interaksi yang kuat dan lemah. Suatu gaya didefinisikan sebagai interaksi yang mengubah gerakan objek, dan sehingga keempat kekuatan ini mendukung semua fisika dan menentukan bagaimana segala sesuatu di alam semesta berinteraksi dari interaksi kosmik yang luas ke ikatan ketat yang mengikat quark di dalam proton atau neutron .

Gravitasi adalah yang terlemah dari kekuatan-kekuatan ini, tetapi itu adalah kekuatan yang paling lama kita sadari. Selama berabad-abad, kita tahu bahwa kaki kita tetap di tanah dan planet-planet disimpan di orbit mengelilingi Matahari. Bahkan sebelum gravitasi digambarkan secara matematis, astronom abad ke-17 dan ahli matematika Johannes Kepler telah merumuskan hukum yang akurat untuk memprediksi gerakan planet-planet.

Baca:  Biografi Lengkap Fisikawan Sir Isaac Newton

Hukum gravitasi universal Newton

Baca Dulu : Hukum I Newton

Masukkan dari Isaac Newton, yang menyadari harus ada gaya yang bekerja di antara planet-planet dan Matahari. (Dia juga mendefinisikan apa itu gaya.) Persamaan yang dia kemukakan untuk menggambarkan perilaku kekuatan ini adalah revolusioner.

Rumus Gravitasi Newton

F = G mm2 / 2

Keteran Rumus:

F = gaya tarik menarik (N)

G = konstanta gravitasi universal = 6,673 X 10-11   Nm2/kg

r = jarak antara kedua pusat benda (m)

M = massa benda 1 (kg)

m = massa benda 2 (kg)

Teori gravitasi newton ini diterbitkan pada tahun 1686. Nilai konstanta G pada tahun 1798 berhasil ditentukan oleh seorang ilmuwan Inggris Sir Henry Cavendish(1731-1810).

Persamaan ini mengatakan bahwa gravitasi adalah kekuatan yang dua benda dengan massa mengerahkan satu sama lain hanya karena mereka memiliki massa. Kekuatan gaya ( F ) adalah proporsional massa dari dua objek ( 1 dan 2 ) dibagi dengan kuadrat jarak antara mereka (r). G adalah konstanta yang mengukur kekuatan dasar gaya.

Itu bermuara pada ini: semakin banyak massa benda, semakin besar daya tarik di antara mereka, tetapi semakin jauh mereka terpisah, semakin lemah daya tariknya.

Pengertian Gravitasi Mulai dari Newton Hingga Einstein
Cerita yang terkenal mengatakan bahwa Newton pertama merenungkan gravitasi setelah melihat apel jatuh di kebun buahnya, sekitar tahun 1665. | MasterIPA.com

Hukum gravitasi universal Newton mengatakan kepada kita bahwa Bumi tidak hanya menarik apel, apel juga menarik Bumi. Tetapi massa Bumi yang luar biasa berarti dibutuhkan lebih banyak kekuatan untuk memindahkannya dalam jumlah yang cukup besar, sehingga apel itu jatuh ke tanah sementara Bumi tetap tidak bergerak. Hal yang sama berlaku dalam konteks yang lebih luas. Setiap benda di alam semesta menarik objek lain, tetapi semakin dekat dan semakin masif, semakin besar kekuatan gravitasinya.

Dengan memasukkan beberapa angka ke dalam persamaan ini, kita dapat menggambarkan dan memprediksi hampir semua fenomena gravitasi di Bumi ditambah gerakan planet, komet dan bulan. Ini menjelaskan mengapa bintang berkumpul menjadi galaksi, dan mengapa galaksi berkelompok membentuk gugus.

Teori relativitas umum Einstein

Di alam semesta Newton, ruang adalah tempat yang datar dan kosong, benda-benda seperti bintang dan planet bergerak, tetapi Einstein mengambil pendekatan yang berbeda.

Dalam salah satu prestasi ilmiah yang menjulang dari abad ke-20, Einstein dan mantan profesornya Hermann Minkowski menunjukkan bahwa ruang dan waktu bukanlah entitas yang terpisah melainkan sebuah rangkaian empat dimensi tunggal. Mereka membayangkan itu membentang di alam semesta seperti kain.

Setiap objek dengan massa, Einstein beralasan, akan berinteraksi dengan struktur ruang-waktu dan menyebabkan distorsi. Sebagai analogi, bayangkan ruang waktu sebagai sesuatu seperti trampolin. Sebuah bola bowling yang ditempatkan di tengah akan menekuk kain dan menciptakan sebuah sumur. Jika Anda kemudian meletakkan marmer di dekat bola bowling, itu akan berputar di sekitar sumur yang ditarik ke dalam, seperti bagaimana orbit Bumi mengelilingi Matahari.

Teori relativitas umum Einstein mendeskripsikan gravitasi bukan hanya gaya, tetapi geometri.

Tidak seperti teori Newton, relativitas umum secara tepat menggambarkan orbit Merkurius yang berubah dengan memperhatikan gangguan ruang waktu yang disebabkan oleh massa Matahari.

Sejak Einstein menerbitkan teorinya pada tahun 1915, ia telah memperoleh banyak bukti observasional yang kuat untuk mendukungnya. Ini dengan tepat menggambarkan pembengkokan cahaya di sekitar Matahari dan gugusan galaksi jauh – karena massa melengkungkan ruang-waktu. Relativitas umum juga diverifikasi oleh pengukuran redshift gravitasi, yang dengan tepat memprediksi bagaimana tarikan gravitasi bintang-bintang membentang frekuensi cahaya mereka.

Pengertian Gravitasi Mulai dari Newton Hingga Einstein
Citra Teleskop Ruang Angkasa Hubble ini dibuat menggunakan lensa gravitasi yang dibuat oleh sekelompok galaksi.

Baru-baru ini dan spektakuler, deteksi gelombang gravitasi memberikan bukti kuat bahwa benda-benda besar tidak hanya mendistorsi ruang-waktu, tetapi juga dapat membuat riak di dalamnya ketika dua benda seperti lubang hitam dengan keras bertabrakan.

Gravitasi sebagai kekuatan fundamental

Hukum fisika masih universal

Namun, tetap ada misteri. Gravitasi mungkin salah satu kekuatan fundamental alam semesta, tetapi saat ini tampaknya secara fundamental tidak sesuai dengan yang lain.

Bahkan sebelum Einstein, fisikawan berusaha untuk merumuskan satu teori yang menghubungkan setiap aspek fisik alam semesta, termasuk semua kekuatan dan partikel fundamental. ‘Teori of everything‘ akan menjadi pencapaian tertinggi fisika. Sementara teori medan kuantum (QFT) berhasil menyatukan elektromagnetisme dan interaksi yang kuat dan lemah, ia berjuang dengan memasukkan relativitas umum. Einstein menghabiskan paruh kedua dalam karirnya mencoba mencari tahu bagaimana gravitasi cocok, tetapi tidak terlalu jauh.

Upaya-upaya ini tampak jauh dari Newton dan apelnya, tetapi ini adalah mikrokosmos bagi sains secara keseluruhan: kadang-kadang Alam Semesta jauh lebih rumit dan jauh lebih menarik.

Gambar Gravatar
Seorang Guru dan Dosen. Aktif melakukan riset di bidang pendidikan dan fisika. Lulusan sarjana pendidikan Universitas Negeri Makassar dan magister Pascasarjana Universitas Negeri Makassar. Artikel dalam website ini valid dan dapat dipercaya kebenarannya.

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *