Apa yang Menyebabkan Terjadinya Gravitasi dan Gerakan Planet-planet Mengelilingi Matahari?

Malam ini saya mendapat serangkaian pertanyaan dari seorang teman yang seluruhnya terkait dengan Fisika Modern dan menginspirasi saya untuk membuat tulisan singkat ini.

Salah satu pertanyaan tersebut adalah pertanyaan yang dulu juga pernah saya tanyakan kepada guru IPA saya ketika SD namun tidak mendapat jawaban yang memuaskan sampai akhirnya saya mempelajari sendiri Kosmologi dan Fisika Modern secara otodidak. Pertanyaan itu adalah: Bila apel jatuh ke Bumi karena gaya gravitasi (seperti yang dikemukakan Newton), maka apa yang menyebabkan terjadinya gaya gravitasi itu sendiri?

Dalam Fisika Modern, ada 2 jawaban berbeda untuk pertanyaan ini, tergantung pada sudut pandang yang kita gunakan, yaitu Fisika Kuantum ala Schrödinger atau Relativitas ala Einstein.

Mereka yang mendalami Fisika Modern tahu bahwa meskipun Fisika Kuantum dan Relativitas sama-sama valid dan dapat menjelaskan berbagai fenomena di alam semesta, tapi sulit mempertemukan keduanya karena teori-teori Fisika Kuantum hanya berlaku pada tingkat partikel (mikro), sementara teori-teori Relativitas berlaku pada tingkat makro.

Menurut Fisika Kuantum, gravitasi terjadi karena ada tukar menukar partikel bernama graviton yang menyebabkan terjadinya gaya tarik antara dua atau lebih benda yang melakukan tukar menukar ini. Kalau tidak ada graviton, maka gravitasi tidak akan terjadi.

Sementara itu, menurut Relativitas gravitasi terjadi karena benda yang bermassa lebih kecil tertarik ke arah benda yang bermassa lebih besar, karena benda yang bermassa lebih besar ini menimbulkan cekungan pada jejaring ruang-waktu (spacetime) dimana benda yang bermassa lebih kecil itu juga berada. Lihat ilustrasi.

Jejaring ruang-waktu sendiri adalah sebuah jejaring 3 dimensi kasat mata yang merentang ke segala penjuru alam semesta dan menjadi tempat "melekatnya" segala benda yang ada di alam semesta. Jejaring ini tercipta sesaat setelah peristiwa Dentuman Besar (Big Bang) dan ditemukan oleh Einstein.

Peristiwa benda-benda langit mengelilingi bintang pusatnya, seperti matahari di galaksi kita, juga adalah akibat gaya gravitasi di atas.

Bintang yang berada di pusat ini memiliki massa yang begitu besar sehingga mengakibatkan cekungan pada jejaring ruang-waktu yang mengakibatkan benda-benda yang ada di cekungan itu tertarik ke arah bintang tersebut berada.

Hanya saja, beberapa benda langit seperti planet memiliki energi kinetik yang dibawa dari peristiwa Dentuman Besar dan melawan gaya gravitasi dari bintang yang ada di pusat galaksi dimana benda langit tersebut berada.

Interaksi antara energi kinetik dan gaya gravitasi di ataslah yang menyebabkan beberapa benda langit seperti planet tidak tertarik ke bintang yang ada di pusat galaksi, melainkan "terjebak" dalam gerakan berputar mengelilingi bintang tersebut dengan jalur yang tetap (orbit) hingga energi kinetiknya habis.
​
Karena kandungan energi kinetik yang dibawa dari peristiwa Dentuman Besar tersebut cukup besar dan tidak ada hambatan udara di luar angkasa, maka akan diperlukan waktu milyaran tahun sampai energi kinetik ini habis.

Gerakan melingkar terus menerus inilah yang akhirnya kita kenal sebagai revolusi.

​Sumber gambar: Internet