MASALAH GRAVITASI DI BUMI
Gravitasi adalah gaya tarik-menarik yang terjadi antara semua partikel yang mempunyai massa di alam semesta. Fisika modern mendeskripsikan gravitasi menggunakan Teori Relativitas Umum dari Einstein, namun hukum gravitasi universal Newton yang lebih sederhana merupakan hampiran yang cukup akurat dalam kebanyakan kasus. Jadi Gravitasi adalah kekuatan yang menarik semua benda untuk tetap berada di atas permukaannya. Gravitasi Bumi bersifat menarik semua benda-benda agar terus menempel pada permukaan Bumi.
Fungsi gravitasi adalah memberikan keseimbangan. Tanpa gravitasi semua benda akan mengapung, melayang bagaikan kapas diterbangkan angin dan saling bertabrakan satu sama lain. Gravitasi bagaikan jangkar yang membuat kapal tidak diombang-ambingkan gelombang atau terbawa oleh arus air. Sebagai contoh, bumi yang memiliki massa yang sangat besar menghasilkan gaya gravitasi yang sangat besar untuk menarik benda-benda di sekitarnya, termasuk makhluk hidup, dan benda-benda yang ada di bumi. Gaya gravitasi ini juga menarik benda-benda yang ada di luar angkasa, seperti bulan, meteor, dan benda angkasa lainnya, termasuk satelit buatan manusia. Beberapa teori yang belum dapat dibuktikan menyebutkan bahwa gaya gravitasi timbul karena adanya partikel gravitron dalam setiap atom.
Sejauh ini telah banyak usaha yang dilakukan untuk memahami fenomena gravitasi. Sejarah mengatakan, mula pertama gagasan gravitasi dipahami dan dijelaskan oleh tuan Isaac Newton dalam Philosophiae Naturalis Principia Mathematica yang sering juga disebut Principia yang muncul pertama kali tahun 1687 (walaupun sebenarnya gagasan gravitasi tersebut telah diperolehnya 22 tahun sebelumnya) yang antara lain menjelaskan hukum gravitasi universal di samping mengemukakan teori bagaimana benda bergerak dalam ruang dan waktu. Hukum gravitasi universal menjelaskan bagaimana benda berinteraksi tarik-menarik. Gagasan hukum gravitasi universal dapat kita pahami sebagai berikut, "tiap benda dalam jagat raya ditarik ke arah semua benda lain oleh suatu gaya yang makin kuat dengan makin besarnya massa benda-benda itu, dan dengan dekatnya benda itu satu sama lain". Artinya, setiap partikel materi yang berada di dalam jagat raya ini saling tarik-menarik satu sama lain yang besarnya gaya tarik-menarik tersebut bertambah besar bila jaraknya semakin dekat dan kandungan massa dari tiap-tiap partikel materi tersebut bertambah banyak. Adanya kenyataan bahwa gaya gravitasi itu teramat lemah, sehingga pengaruh yang ditimbulkannya amat kecil untuk dapat kita rasakan.
Michael Faraday pada akhir abad 19 yang berusaha memahami gaya interaktif partikel bermuatan elektrik yang kita kenal sekarang sebagai gaya elektromagnetik (gagasan "partikel" untuk dunia mikroskopis adalah suatu model saja). Konsep medan ini kemudian dibuat umum hingga kemudian diterapkan juga pada gagasan gravitasi tuan Newton, yang dikenal dengan konsep medan gravitasi. Konsep medan gravitasi ini memandang setiap partikel materi sebagai pengubah ruang medan gravitasi. Medan ini beraksi pada setiap partikel materi lain yang berada di dalam medan tersebut, yang seolah-olah "mengerahkan" gaya tarikan gravitasi pada partikel materi tersebut. Medan ini memainkan peranan perantara dalam pemikiran kita mengenai gaya-gaya interaksi di antara partikel-partikel materi. Newton menyatakan hukum gravitasi umum Newton, yang berbunyi : ”Setiap benda di alam semesta menarik benda lain dengan suatu gaya yang besarnya sebanding dengan hasil kali kedua massa benda yang terlibat dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara keduanya. Gaya ini bekerja sepanjang garis yang menghubungakan kedua benda itu.”
Pada hukum gravitasi newton, gravitasi dapat dinyatakan dalam persamaan: g=Gm/r²
G = Tetapan Gravitasi
m = Massa benda
r = Jarak dari pusat bumi
Pada tahun 1686 inilah Sir Isaac Newton memberikan kunci untuk menguak rahasia tersebut, yaitu dengan menyatakan hukum tentang gravitasi. Secara matematis, besarnya gaya gravitasi dirumuskan sebagai:
Gaya gravitasi antara dua benda pertama kali diukur oleh Henry Cavendish pada tahun 1798, lebih dari 100 tahun kemudian setelah publikasi newton tentang hukum gravitasinya. Cavendish tidak hanya memperkuat temuan Newton bahwa dua buah benda saling tarik menarik, tetapi juga mampu menentukan besarnya F, m1, m2, dan R secara akurat, dan akhirnya mendapatkan nilai tetapan G. Harga G yang digunakan sampai sekarang adalah 6,67 x 10-11 Nm2/kg2.
Newton menyatakan hubungan antara massa dan gaya gravitasi, di mana massa benda sebanding dengan gaya gravitasi. Secara matematis ditulis sebagai berikut : MB adalah massa bumi, Mb adalah massa benda lain dan r adalah jarak antara pusat bumi dan pusat benda lain.
konsep kuantum dan penelitian mutakhir dari partikel elementer memungkinkan pemahaman yang jauh lebih baik daripada sebelumnya mengenai mekanisme gravitasi. Hasilnya adalah, diduga ada "partikel interaktif" yang dikenal dengan nama graviton sebagai pembawa gaya gravitasi yang memungkinkan partikel-partikel materi berinteraksi. Partikel interaktif tersebut tidak memiliki massa, bersifat maya-karena belum ada kenyataan eksperimental yang menemukan partikel interaktif tersebut. Karena graviton tidak bermassa, maka sebagai akibatnya ia dapat dipertukarkan pada jarak yang jauh sekali yang meliputi seluruh volume ruang jagat raya.
Gaya gravitasi disetiap tempat permukaan bumi tidak sama,ini disebabkan oleh berbagai perbedaan,perbedaan tersebut yaitu :
- Jari-jari ke kutub dan ke katulistiwa (pengaruhnya kecil)
- Ketinggian tempat (pengaruhnya juga sangat kecil)
- Kerapatan batuan yang menyusun kerak bumi
Karena adanya gaya gravitasi di bumi menyebabkan bumi berotasi. Dan menarik benda lain seperti halnya bulan yang tertarik oleh gravitasi bumi, namun bulan tidak menabrak bumi, karena bulan memilki adanya gaya sentrifugal yang muncul akibat perputaran bulan terhadap bumi. Gaya inilah yang membuat bulan tetap berada pada orbitnya selain teori Newton yang mengatakan bahwa gravitasi juga dipengaruhi oleh jarak dan massa. Gravitasi bulan terhadap bumi memengaruhi beberapa aktivitas di bumi. Salah satunya adalah pasang-surut air laut. Gaya gravitasi bulan menarik air laut ke arah bulan sehingga memengaruhi ketinggian ombak dan permukaan laut. Karena bulan mengitari bumi, maka akan ada saat di mana satu sisi dari bumi lebih dekat dengan bulan. Bagian yang dekat dengan bulan inilah yang akan mengalami air laut pasang, sedangkan bagian lainnya yang tidak dekat dengan bulan mengalami air laut surut. Pasang-surut air laut juga berkaitan dengan fase bulan.
Alasan kenapa gravitasi bumi tidak pernah berubah adalah karena masa bumi yang tidak pernah berubah. Satu-satunya cara untuk merubah gravitasi bumi aadalah dengan merubah masa planet. Perubahan pada masa bumi yang cukup besar untuk menghasilkan perubahan pada gravitasi tidak akan terjadi kapanpun dalam waktu dekat.
Jadi apabila bumi tanpa gravitasi menyebabkan tiba-tiba tidak ada gaya gravitasi pada planet bumi. Ini akan mengantarkan pada hari yang buruk. Kita mengandalkan gravitasi untuk menahan semua benda pada tempatnya. Mobil, orang-orang, furniture, pensil, dan kertas di meja anda, dan masih banyak lagi. Segalanya yang tidak melekat pada tempatnya tidak mempunyai alasan untuk tetap ditempatnya, mereka akan mulai mengapung. Tapi ini bukan hanya furnitur dan semacamnya yang akan mengapung. Dua hal yang paling penting yang tertahan di bumi karena gaya gravitasi, udara dan air juga akan mengapung. Tanpa gravitasi, udara di atmosfir tidak lagi memiliki alasan untuk tinggal, dan mereka akan segera terbang ke luar angkasa. Inilah masalah yang terjadi di bulan, bulan tidak mempunyai gaya gravitasi yang cukup untuk menahan atmosphir pada permukaannya, sehingga keadaan di bulan menjadi vakum. Tanpa atmosphir, semua benda hidup akan mati dengan segera dan semua cairan akan menguap ke luar angkasa.
Dengan kata lain, tak ada yang bertahan jika planet tidak mempunyai gravitasi. Jika gravitasi menjadi dua kali lipat, akan sama buruknya. Karena berat apapun akan menajdi dua kali dari semula. Akan terjadi masalah yang besar pada semua stuktur bangunan. Rumah, jembatan, gedung tinggi, meja, dan semuanya. Banyak struktur yang akan hancur jika anda menaikkan beratnya dua kali lipat. Pohon dan tanaman akan mempunya masalah. Tekanan udara akan naik dua kali, dan itu akan menyebabkan efek yang luar biasa terhadap cuaca. Semua kenyataan ini menunjukkan bagaimana pentingnya gravitasi bagi dunia. Kita tidak akan bertahan hidup tanpa gravitasi. Untungnya kita tidak bisa berbuat sesuatupun untuk merubah gravitasi.
Referensi :
Meju, A Max., Geophysical Data Analysis: Understanding Inverse Problem Theory and Practice, (1994), Society of Exploration Geophysicists (SEG)
http://ceriwis.us/showthread.php?t=21070
Tidak ada komentar:
Posting Komentar