Black Holes, Wormholes And Time Machines - Jim Al-Khalili [#6]

Apel dan bulan

Menurut mitos, Isaac Newton sedang duduk di bawah pohon apel ketika, sesudah kepalanya tertimpuk satu buah apel yang jatuh, dirinya menemukan aturan gravitasi—mengimplikasikan bahwa mungkin ketokan pada kepala menghasilkan kilasan pemahaman. (Apel jatuh—boing—bola lampu menyala di atas kepala dan, hmm, kelihatannya tanah mengerahkan gaya terhadap apel, menariknya ke bawah.) Tentu saja tidak sesederhana itu. Newton bukan insan pertama yang melihat benda-benda jatuh! Pemahaman beliau jauh lebih mengesankan daripada itu.

Mungkin dongeng bahwa sebuah apel betul-betul jatuh ke atas kepala Newton memang mitos, tapi berdasarkan keterangan Newton sendiri, merenungkan sebuah apel yang jatuh di pertanian ibunyalah (serta hal-hal lain menyerupai mengapa Bulan mengelilingi Bumi) yang membawanya menuju aturan gravitasi universalnya yang terkenal. Ada apa dengan apel jatuh sampai-sampai Newton sanggup melihat apa yang tidak sanggup dilihat orang lain sebelumnya? Sederhananya, beliau melihat melampaui apa yang terang terlihat—bahwa semua objek memiliki kecenderungan untuk ingin bergerak ke bawah menuju Bumi—dan menyadari bahwa terdapat gaya tarik antara apel dan Bumi yang tak hanya menjadikan apel jatuh ke bawah menuju Bumi tapi juga Bumi jatuh ke atas menuju apel. Nyatanya, sebaiknya tidak berpikir dalam perspektif objek yang jatuh, melainkan bahwa Bumi dan apel tertarik menuju satu sama lain.

Ramah, bersahabat, populer, penyayang keluarga. Semua sifat ini sungguh absurd pada diri Isaac Newton. Dilahirkan di Woolsthorpe, Lincolnshire, Inggris, di hari Natal 16426, beliau yakni penyendiri yang tak pernah menikah dan tak punya banyak teman. Dia kemudian terlibat dalam perselisihan panjang dan sengit dengan ilmuwan-ilmuwan lain soal siapa yang lebih dulu mencapai inovasi tertentu. Namun, meski umumnya terdapat gambaran negatif ilmuwan dalam media terkenal masa sekarang yang sedihnya menghalangi begitu banyak cukup umur dari pokok persoalan, Newton bukanlah ilmuwan tipikal. Dia menutupi kekurangannya dalam keterampilan sosial dengan menjadi, dalam pandangan banyak orang, ilmuwan terhebat yang pernah hidup. Dia menciptakan begitu banyak donasi penting terhadap begitu banyak bidang sehingga sebagian besar fisika yang diajarkan di sekolah hari ini disebut sebagai fisika Newtonian. Ini untuk membedakannya dari fisika modern masa 20 yang akan dibahas dalam buku ini. Newton juga menemukan teknik matematika, kalkulus, yang menjadi alat standar untuk mempelajari sebagian besar fisika hari ini. Namun, inovasi kalkulus yakni penyebab sebuah kontroversi panjang. Perselisihannya yakni apakah Newton atau matematikawan Jerman, Gottfried Leibnitz, yang boleh mengklaimnya. Di kalangan sains pada masa itu, perselisihan ini, di mana Inggris dan Jerman masing-masing mengklaim bahwa seterunya telah mencuri inspirasi warga mereka, mengandung kegairahan patriotis yang menyerupai dengan persaingan modern dalam pertempuran sepakbola dua negara. Namun, tak menyerupai pertandingan modern yang terlalu sering mengambil resolusi tendangan penalti, dalam pertempuran kalkulus tidak ada pemenang jelas. Sepertinya masing-masing telah menyebarkan teknik secara terpisah. Bagaimanapun, sebagian besar penelitian dasar telah diletakkan setengah masa sebelumnya oleh matematikawan besar Prancis, Fermat.

Kembali ke gravitasi. Jauh sebelum Newton, disadari bahwa penyebab jatuhnya objek yakni lantaran Bumi mengerahkan gaya terhadap semua benda sehingga menarik mereka ke arahnya. Diketahui pula bahwa Bulan mengorbit Bumi lantaran Bumi mengerahkan suatu gaya misterius terhadapnya sehingga mencegahnya hanyut ke angkasa. Newton mengadakan korelasi antara kedua fenomena ini. Mengatributkan gerak Bumi dan apel jatuh pada satu gaya yang sama (gravitasi) merupakan percobaan berani seorang jenius. Sampai ketika itu diyakini bahwa aturan alam yang berbeda mengatur sikap objek bumi (apel) dan objek angkasa (Bulan).

Hukum gravitasi Newton menyatakan, dua objek di Alam Semesta akan tertarik menuju satu sama lain oleh gaya tak nampak. Bumi dan semua objek di permukaannya, Bumi dan Bulan, Matahari dan planet, bahkan Matahari dan galaksi kita, semuanya sedang tertarik menuju satu sama lain. Jadi, bukan Bumi saja yang menjaga kita tetap terpaku di permukaannya; sedikit-banyak, kita juga menjaga Bumi tetap terpaku di kaki kita lantaran kita sedang menarik Bumi ke arah kita dengan gaya sebanyak yang dikerahkannya terhadap kita. Saat tadi saya bilang Bumi jatuh ke atas menuju apel jatuh, saya bersungguh-sungguh. Persisnya, lantaran terpaku di permukaan Bumi, kita lihat apel yang bergerak menuju Bumi. Tapi apel punya hak yang sama untuk mengklaim (sebab apel punya hak) bahwa dirinya tidak sedang bergerak sama sekali dan bahwa Bumilah yang bergerak ke arahnya.

Demikian halnya, seorang laki-laki dan seorang perempuan yang mengapung berdekatan di ruang hampa akan tertarik secara fisikal menuju satu sama lain— sekalipun mereka tidak ‘tertarik secara fisik’ kepada satu sama lain—oleh gaya gravitasi yang akan menciptakan mereka melayang perlahan lebih dekat lagi. Namun, gaya ini akan sangat lemah (ekuivalen dengan gaya amat kecil yang diharapkan untuk memungut sebutir gula kalau terpisah beberapa centimeter). Gaya gravitasi sangatlah kecil manakala massa yang terlibat berukuran kecil.

Mengapa gaya gravitasi yang menjadikan apel jatuh tidak menarik Bulan turun ke Bumi juga? Perbedaan antara dua perkara tersebut yakni bahwa, meski massa Bulan jauh lebih besar, ia sedang mengorbit Bumi dan selalu bergerak ke arah yang bersinggungan dengan jalur orbitnya, sedangkan apel bergerak menuju sentra Bumi. Sebetulnya agak jelek menyatakannya demikian. Definisi ‘mengorbit’ yang lebih baik yakni bahwa Bulan jatuh menuju Bumi dalam garis lengkung yang membentuk jalur sirkuler di sekeliling Bumi sehingga tak pernah sanggup lebih mendekat. Ketika pertama kali mengkalkulasi ini semasa wabah tahun 1666, Newton pikir menerima tanggapan yang salah dan, lantaran kecewa, menahan diri dari mempublikasikan temuannya. Baru bertahun-tahun kemudian, ketika membahas problem tersebut dengan temannyalah (Edmund Halley, yang terkenal akan kometnya) beliau menyadari signifikansi penemuannya.

Hukum gravitasi Newton sukses andal selama lebih dari tiga ratus tahun. Perhatikan, ini dikenal sebagai aturan gravitasi, lantaran ilmuwan begitu yakin ini yakni keputusan simpulan mengenai subjek yang mereka angkat di atas teori belaka yang sanggup ditolak kalau dan ketika sesuatu yang lebih baik muncul. Tapi itulah yang persis terjadi pada 1915. Namanya Einstein. Albert Einstein.

6. Tanggal ini berdasarkan kalender Julian yang digunakan di Inggris ketika itu. Menurut kalender Gregorian yang sudah digunakan di negara-negara Eropa lain pada waktu itu dan digunakan di setiap daerah hari ini, tanggal kelahirannya yakni 4 Januari 1643.