Gravitasi sebagai Kelengkungan Ruang-Waktu

Gravitasi biasanya dibayangkan sebagai gaya tarik antara benda-benda bermassa. Newton merumuskan, besarnya gaya sebanding dengan massa benda-benda dan berbanding terbalik dengan jarak kuadratnya. Dengan rumusan ini, Newton bisa menjelaskan fenomena jatuhnya apel ke kepalanya hingga pergerakan benda-benda langit di Tata Surya, bintang-bintang, dan galaksi-galaksi. Bagaimana membayangkannya secara visual?

Keliru jika orang membayangkan tarikan itu seperti magnet menarik besi, karena yang aktif di situ hanya magnetnya, sedangkan besinya pasif. Juga keliru kalau disamakan dengan tarik menarik antara dua magnet karena pada magnet ada dua kutub: yang sejenis saling tolak, yang beda jenis saling tarik. Gravitasi tidak mengenal kutub positif dan negatif. Gravitasi bersifat resiprokal alias aksi saling tarik. Lalu bagaimana memvisualisasikannya? Newton punya rumus matematika yang terbukti andal tapi tidak memberi gambaran visual yang cukup gamblang.

Dengan pendekatan berbeda, Einstein memberikan gambaran yang lebih visual dan mudah dipahami (jangan ditanya bagaimana rumus-rumus matematikanya di sini, yang lebih sulit daripada rumusan Newton).

Bayangkan ruang-waktu sebagai semacam bentangan jaring yang rata atau datar. Kalau ada benda bermassa hadir di situ, jaring itu akan tertekan ke bawah, membentuk cekungan, semacam sumur di sekelilingnya. Makin besar massa benda, makin dalam sumur gravitasinya.

Dengan bayangan ini, Tata Surya bisa dilihat dengan cara yang berbeda. Matahari membentuk semacam sumur gravitasi di sekelilingnya, dan berusaha menarik masuk (inward) planet-planet di sekitarnya. Supaya planet-planet tidak jatuh, mereka harus punya kecepatan yang cukup supaya tidak jatuh ke sumur gravitasi Matahari. Makin dekat dengan matahari, makin kuat pula suatu planet mengalami tarikan ke dalamŲŒ sehingga dia harus bergerak lebih cepat (dibandingkan planet yang lebih jauh) supaya tidak jatuh terjerembab ke sumur gravitasi Matahari. Ini menjelaskan kenapa Merkurius harus bergerak lebih cepat daripada Saturnus, misalnya.

Dengan pendekatan ini pula, lubang hitam lebih mudah dibayangkan. Sumur gravitasinya sangat dalam dan curam sehingga apa pun yang ada di dekatnya akan ditelan masuk ke dalamnya. Sedemikian hingga cahaya pun tidak bisa lolos keluar dari sumur gravitasinya yang amat sangat dalam ini.

Peristiwa pembelokan cahaya bintang oleh Matahari, sebagaimana diamati oleh Eddington pada peristiwa Gerhana Matahari Total tahun 1919, dapat dijelaskan secara visual dengan pendekatan ini, sesuatu yang tidak bisa dijelaskan oleh fisika Newtonian. Dalam kasus ini, cahaya dari bintang dibelokkan oleh sumur gravitasi matahari sebelum sampai (sehingga bisa diamati) di Bumi.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

Citra Matahari Terkini

Latest image from Helioviewer.org.