Apa itu gravitasi dan bagaimana cara kerjanya adalah suatu pertanyaan yang sering kita jumpai baik di sekolah-sekolah maupun diskusi-diskusi non-formal. Setiap penjelasan tentang gravitasi masih menyimpang berbagai pertanyaan atas kontradiksi terhadap realitas yang ada dengan teori itu.
aksiografi.com – Gravitasi adalah teori yang dikemukakan Newton dalam menjawab sejumlah fenomena-fenomena alam. Namun teori ini belum terbukti kebenaran cara kerjanya meskipun tampak nyata dalam pengamatan benda-benda ruang angkasa.
Teori ini lahir karena fenomena alam menunjukkan keteraturan planet pada orbitnya di tata surya. Keteraturan itu melahirkan pertanyaan, apa yang menyebabkan keteraturan benda-benda angkasa itu pada orbitnya? Atau keseimbangan suatu benda yang kemudian disebutkan berada pada titik gravitasi (center of gravity). Sebenarnya center of gravity adalah titik keseimbangan suatu benda meskipun tidak ada penjelasan tentang gravitasi, benda yang beada pada titik keseimbangan maka benda itu akan berdiri tegak.
Berangkat dari pernyataan umum bahwa semua benda memiliki massa atau energi di alam semesta, termasuk planet, bintang, galaksi, dan bahkan cahaya. Sebenarnya, teori gaya gravitasi ini lahir untuk memperkuat teori bahwa matahari adalah pusat tata surya bukan bumi. Pernyataan ini dilontarkan oleh Galileo Galilei di akhir abad ke-16 dan awal abad ke-17. Matahari sebagai pusat tata surya berarti setiap planet-planet mengitari matahari sesuai dengan orbitnya, termasuk bumi.
Planet-planet dan bintang-bintang itu berada di ruang angkasa di alam semesta berkumpul lalu membentuk galaksi. Namun pernyataan ini juga masih termasuk asumsi karena belum ada yang mampu membuktikan keberadaan galaksi-galaksi itu meskipun telah banyak beredar di buku-buku, komik, termasuk di internet. Pertanyaannya, siapa yang mengambil gambar dari kejauhan itu sehingga galaksi bimasakti, yang di dalamnya terdapat planet bumi, terlihat dari kejauhan.
Di masa-masa alam filsafat di Yunani, para filosof melakukan pengamatan bahwa benda-benda secara alami bergerak jatuh ke tanah. Atas dasar pengamatan itulah, maka Galileo terusik ingin menemukan hukum dibalik fenomena alam itu.
Mari kita mengulas kembali teori gaya gravitasi. Pembuktian adanya gravitasi, sebenarnya dimulai sejak Galileo Galilei menjatuhkan bola dari Menara Pisa. Ia juga melakukan percobaan pengukuran bola yang meluncur melalui kemiringan. Hasil uji cobanya menunjukkan bahwa besarnya percepatan gravitasi adalah sama untuk semua obyek.
Bagaimana dengan kelambatan benda massa kecil? Lalu, Galileo menjawab dengan membuat postulat hambatan udara sebagai alasan bahwa obyek dengan massa kecil kemungkinan jatuhnya lebih pelan di atmosfer. Pemikiran Galileo tentang gravitasi masih kabut dan sulit dipahami. Namun pemikiran Galileo inilah yang menjadi dasar formulasi bagi Isaac Newton melahirkan teori Gaya Gravitasi Universal yang dapat terukur dan diprediksi.
Ide Newton lahir ketika ia duduk di bawah pohon apel melakukan pengamatan benda-benda angkasa. Saat itu, buah apel yang matang jatuh dari pohonnya mengenai Newton. Peristiwa itu membuat Newton memikirkan buah apel yang jatuh ke bumi. Secara umum, gagasan buah apel yang jatuh ke bumi dengan planet-planet yang mengorbit matahari tidak memiliki hubungan sama sekali. Newton kemudian menarik angka daya tarik sehingga gagasan itu dikemas dalam hukum gravitasi universal.
Newton merumuskan hukum gravitasi universal dengan mengemukakan pernyataan sebagai berikut:
“Setiap massa menarik massa titik lainnya dengan gaya segaris dengan garis yang menghubungkan kedua titik. Besar gaya tersebut berbanding luru dengan perkalian kedua massa tersebut dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua massa titik tersebut.”
Pernyataan itu lalu dibuatkan rumus gravitasi sebagai berikut:

F adalah besar dari gaya gravitasi antara kedua massa titik tersebut
G adalah konstanta gravitasi
m1 adalah besar massa titik pertama
m2 adalah besar massa titik kedua
r adalah jarak antara kedua massa titik, dan
g adalah percepatan gravitasi =

Pada tahun 1800an, Hukum Gravitasi Newton itu digunakan untuk mendeteksi Neptunus namun hukum itu dianggap tidak sempurna. Astronom menunjukkan adanya elips yang dimiliki orbit Merkurius bergerak lebih cepat di sekitar matahari ketimbang yang diprediksi Newton.
Ketidaksempurnaan hukum menjelaskan pergerakan-pergerakan benda angkasa itu ditutupi oleh Albert Einstein dengan mengungkapkan teori relativitas umum pada tahun 1915. Jadi, teori relativitas umum itu hanya menutupi celah hukum gravitasi universal milik newton tapi tidak menjelaskan apa-apa.
Adanya elips Merkurius dibenarkan bahwa bentuk ruang waktu melahirkan gaya yang dialami sebagai gravitasi. Adanya konsentrasi massa atau seperti Bumi dan Matahari membengkokkan ruang di sekitarnya. Analogi itu diambil dengan membandingkan sebuah batu di tengah sungai membengkokkan aliran sungai. Analogi yang tidak sebanding antara aliran sungai yang bengkok akibat batu dengan bengkoknya ruang karena konsentrasi massa Bumi dan Matahari.
Penjelasan Einstein terkait persamaan medan dalam relativitas umum diterima karena dianggap berhasil memprediksi perubahan orbit Merkurius serta pembengkokan cahaya bintang di sekitar Matahari selama gerhana Matahari terjadi pada tahun 1919.