6 Genius, Gravitasi

Pada 1665, melarikan diri dari wabah, Newton harus kembali untuk beberapa waktu ke tanah kelahirannya - ke Wulstrop. 

Issac Newton menyukai pohon apel di halaman rumahnya, di mana dia duduk berjam-jam .

Suatu ketika di depannya sebuah apel jatuh dari cabang dan mengenai kepalanya.

Newton menatap apel itu dengan penuh perhatian dan tidak bisa lagi mengalihkan pandangannya dari.Appel itu.

"Kekuatan apa yang menariknya kebawah'?:

Isaac  bertanya-tanya mengapa benda jatuh kebawah.

Kekuatan apa yang menariknya ke bawah?

Jadi dia duduk selama beberapa jam tanpa bergerak. 

Ibunya yang sedang menatap matanya dengan heran mengira dia tertidur. 

Akhirnya, dia memanggil dengan lembut: "Issac! "

Tetapi putranya tidak menanggapi, terus melihat ke depannya dengan konsentrasi dan menggerakkan bibirnya tanpa suara. 

Ibunya meletakkan tangannya di bahunya dan berbicara lebih keras: 

'"Saatnya untuk pergi makan. Pergilah kerumah."

Isaac perlahan mengalihkan pandangannya ke ibunya, seolah berusaha melepaskan diri dari sesuatu. 

Kemudian matanya berbinar, dia bangkit dan, memeluk wanita yang terkejut itu dengan erat, menciumnya. 

Pada saat itu, dia memiliki ide cemerlang bahwa bumi menarik semua benda ke tanah. 

Seperti  menarik apel yang jatuh. Pikiran ini kemudian mengarah ke yang lain - bahwa bumi, adalah seperti bintang atau planet.

Bumi tertarik oleh matahari dan dalam gerakannya yang tak berujung, tidak terbang ke suatu tempat ke dalam kekosongan, tetapi membuat siklus yang benar di sekitarnya. 

Penemuan Newton ini merupakan wahyu terbesar bagi seluruh umat manusia. 

***

Seratus tahun sebelum Newton, ilmuwan terkenal lainnya, Nicolaus Copernicus, menyebabkan kebingungan besar di seluruh dunia ilmiah, menyatakan bahwa bumi tidak berdiri diam di satu tempat sama sekali, seperti yang dipikirkan semua orang pada waktu itu, tetapi terus berputar mengelilingi matahari.

 Beberapa waktu berlalu, dan tidak ada yang meragukan bahwa memang demikian. Copernicus dan ilmuwan lain membuktikan kebenaran iti.

Tetapi setelah itu, orang-orang mulai memikirkan teka-teki besar lainnya: apa kekuatan yang membuat benda-benda langit tetap berada di langit? 

Mengapa mereka semua - bumi, bulan, dan bintang yang tak terhitung jumlahnya itu berputar dialam semesta.

Tidak ada yang bertabrakan satu sama lain dan tidak terbawa ke ruang yang tidak diketahui.

Para ilmuwan telah berjuang selama seratus tahun untuk menyelesaikan masalah ini. 

Maka Newton menjawab mereka. Mengapa apel jatuh ke tanah.

Sebuah batu, tidak peduli seberapa tinggi di lempar pasti jatuh ke tanah juga.

Karena mereka berat. Apa itu berat. Hal ini ternyata menjadi daya tarik bumi.

 Bumi menarik semua benda. Seperti magnet menarik besi.

 

Semua ini sudah diketahui sebelum Newton, tetapi mereka tidak dapat menjawabnya kenapa?

Newton mengambil pemikiran besar. Jika semuanya tertarik oleh bumi, itu berarti bulan juga tertarik pada bumi

Tetapi mengapa bulan tidak jatuh ke bumi.

 Dan karena bulan juga tidak diam, ia bergerak. 

Bumi hanya memiliki kekuatan yang cukup  untuk menariknya saja masuk dan membuatnya berjalan mengelilingi dirinya sendiri.

Bumi  tidak membiarkannya jatuh, hanya terbawa ke ruang yang berputar atau mengelilingi.

Dan juga karena bulan, pada gilirannya, juga menarik bumi,  bulan, dan bintang-bintang - juga tertarik oleh matahari. 

Semua benda langit, saling menarik satu sama lain dan bertindak atas matahari dengan daya tariknya.

 Inilah bagaimana keseimbangan dunia yang hebat tercipta. 

Berkat keseimbangan ini, setiap benda angkasa menemukan tempatnya di dekat matahari dan semua benda lain di sekitar bintang tanpa risiko bertabrakan dengan salah satu dari mereka.

Pikiran-pikiran indah ini tidak segera terpikir oleh Newton. 

Dia merenung lama dan keras, berpindah dari satu tebakan ke tebakan lainnya, sampai membuat kesimpulan itu.

Agar kesimpulan ini tidak dapat disangkal, itu harus dibuktikan dengan perhitungan kompleks yang akurat secara matematis. 

Newton memulai pekerjaan yang sangat besar dan melelahkan ini, menerjemahkan di atas kertas dalam deretan angka yang tak terhitung jumlahnya gerakan benda-benda langit. 

Dan sekarang, ketika pekerjaan ini akan segera berakhir, Newton melihat bahwa angka-angka itu pasti akan mengatakan apa yang telah terbentuk sebelumnya di kepalanya.

 Ini membuatnya sangat bersemangat sehingga dia tidak bisa menyelesaikan perhitungannya sendiri, tetapi meminta salah satu temannya untuk melakukannya untuknya. 

Newton menemukan hukum universal. 

Hukum yang ditaati oleh matahari, bumi, bulan, dan bintang-bintang. .

Dia menyebutnya hukum gravitasi. Sekarang ilmu langit - astronomi - berada di jalur yang benar.

 Newton menjelaskan mekanika langit - bagaimana benda langit bergerak, bagaimana mereka bergantung satu sama lain, bagaimana seluruh langit bekerja.

Hukum gravitasi universal, yang ditemukan oleh Newton, memungkinkan untuk menjelaskan berbagai fenomena langit dan bumi. Banyak dari penjelasan ini diberikan oleh Newton sendiri, sisanya diberikan dan terus diberikan hingga hari ini oleh ilmuwan lain, berdasarkan penemuan Newton. Berkat hukumnya, Newton, melalui perhitungan yang paling rumit, memecahkan banyak masalah besar: ia menghitung berat, besaran, dan kecepatan pergerakan beberapa benda langit, menunjukkan dengan tepat bentuk bumi, menemukan penyebab ekuinoks, serta seperti pasang surut air laut, dan masih banyak lagi. Lebih dari seratus tahun setelah kematian Newton, pada tahun 1846, peristiwa yang begitu menakjubkan terjadi. Para ilmuwan, yang mengamati, menurut hukum Newton, pergerakan benda-benda langit, menemukan paling akhir, seperti yang mereka duga, di langit planet Uranus, pelanggaran hukum ini. Planet tersebut bergerak mengelilingi matahari dengan beberapa penyimpangan dari jalur yang seharusnya dilaluinya, dengan mematuhi hukum Newton. Tetapi Newton sendiri juga menunjukkan dalam tulisan ilmiahnya bahwa planet-planet dapat mengubah jalurnya jika mereka lewat dekat dengan beberapa planet besar lainnya - maka planet itu menarik mereka ke dirinya sendiri. Ia bahkan menghitung ke arah mana dan sampai sejauh mana perubahan itu bisa terjadi. Dengan menggunakan pedoman ini, para ilmuwan mulai melakukan perhitungan menurut metode Newton. Dan apa? Ternyata perilaku aneh Uranus hanya bisa dijelaskan dengan kehadiran beberapa planet lain, yang masih belum diketahui umat manusia. Perhitungan secara akurat menunjukkan bahkan tempat di langit di mana planet ini seharusnya berada. Tidak mungkin untuk melihat dengan mata telanjang, karena sangat jauh dari tanah. Tetapi segera setelah teleskop yang kuat diarahkan ke titik di langit, yang ditunjukkan oleh perhitungan, sebuah bintang baru yang tidak diketahui bersinar di depan mata para ilmuwan yang kagum dengan penemuan ini. Jadi, bukan Uranus yang ternyata menjadi planet terakhir di cakrawala yang terlihat oleh kita, tetapi planet lain ditemukan, yang disebut Neptunus. Jadi, lebih dari seratus tahun kemudian, kekuatan kuat dari hukum Newton memanifestasikan dirinya, dan siapa tahu - apakah itu akan membantu umat manusia untuk menemukan dunia baru yang tidak dikenal di masa depan! Kehebatan Newton tidak hanya tercermin dalam astronomi. Dan dalam ilmu-ilmu lain, pikirannya yang luar biasa berkembang dengan kuat. Terutama besar adalah manfaat Newton dalam matematika. Dia menemukan metode perhitungan seperti itu, dengan bantuan yang hanya mungkin untuk membuktikan hukum gravitasi universalnya. Para ilmuwan sekarang menggunakan metode ini ketika mereka harus mempelajari fenomena tertentu di bumi dan di surga. Newton memiliki kemampuan matematika yang luar biasa. Ahli matematika terkenal Leibniz menyarankan agar para ilmuwan memecahkan masalah yang sangat sulit, yang telah dia susun sendiri. Setelah menerima masalah ini di malam hari, Newton menemukan jawabannya sebelum dia pergi tidur. Dia juga memecahkan masalah yang sama sulitnya dengan ilmuwan lain - Bernoulli - dan memposting jawabannya di jurnal tanpa tanda tangannya. Bernoulli segera menyadari dengan siapa dia berhadapan. “Saya mengenali seekor singa dari cakarnya,” katanya setelah membaca jawaban itu.

Baiklah, jika gravitasi adalah gaya tarik menarik, lalu kenapa bulan tidak datang menabrak bumi, atau bumi ke matahari. Apa yang menyebabkan orbit menjadi stabil?

Orbit adalah keseimbangan antara gaya inersia dan gaya gravitasi. Artinya, bumi terus-menerus jatuh ke arah matahari, tetapi inersia juga menginginkan bumi terus bergerak dalam garis lurus. Ketika kedua gaya ini seimbang, orbit yang stabil menghasilkan:





Hukum Gravitasi Universal Newton :

Galileo adalah orang pertama yang memperhatikan bahwa objek ``ditarik'' menuju pusat Bumi, tetapi Newton menunjukkan bahwa gaya (gravitasi) yang sama ini bertanggung jawab atas orbit planet-planet di Tata Surya.



Benda-benda di alam semesta menarik satu sama lain dengan gaya yang bervariasi secara langsung sebagai produk dari massa mereka dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak mereka.



Tapi bagaimana Anda bisa menunjukkan ini dari prinsip pertama?

Nah hanya hukum gaya R -2 yang dapat mereproduksi Hukum Ketiga Kepler:

Langkah 1

Langkah 2

dan untuk sesuatu yang sangat keren

Semua massa, terlepas dari ukurannya, menarik massa lain dengan gravitasi. Anda tidak memperhatikan gaya dari benda-benda di dekatnya karena massanya sangat kecil dibandingkan dengan massa Bumi. Perhatikan contoh berikut:



Perkembangan Newton tentang penyebab dasar gerakan planet, gravitasi, melengkapi model tata surya yang dimulai oleh orang Babilonia dan Yunani awal. Rumusan matematis model dinamik Newton tentang tata surya menjadi ilmu mekanika angkasa, ilmu deterministik terbesar.



Meskipun mekanika Newton adalah pencapaian besar tahun 1700-an, itu sama sekali bukan jawaban akhir. Misalnya, persamaan orbit dapat diselesaikan untuk dua benda, tetapi tidak dapat diselesaikan untuk tiga benda atau lebih. Masalah tiga tubuh membingungkan para astronom selama bertahun-tahun sampai diketahui bahwa beberapa masalah matematika menderita kekacauan deterministik , di mana sistem dinamis memiliki perilaku yang tampaknya acak atau tidak dapat diprediksi.

Sinopsis Principia

Universalitas dan Skala Alam Semesta