Keberhasilan Newton dalam menemukan hukum gravitasi untuk menjelaskan sistem kerja gravitasi pada situasi normal, dimana hukum gravitasi tersebut dikenal sebagai hukum gravitasi universal newton. Pada awalnya hukum hukum gravitasi newton dipadukan dengan hukum kepler untuk menemukan posisi benda-benda langit dan menghitung massanya. Dalam melakukan perhitungannya memiliki kesederhanaan yang membuat orang awam mudah menerima hukum gravitasi. Namun pada nyatanya alam semesta tidaklah sesederhana yang dikira, hal ini dikarenakan alam semesta terdiri dari milyaran bahkan triliunan benda-benda ruang angkasa yang saling berpengaruh terhadap letak atau posisi benda yang satu dengan yang lainnya.
Pada tahun 1905, Albert Einstein mengajukan teori relativitas khusus, yang kemudian ditemukan kejanggalan dan ketidakcocokan dengan teori gravitasi newton. Meskipun demikian, Einstein telah berusaha agar teori relativitas khusus yang diajukannya konsisten dengan teori elektromagnetik yang telah dikemukan oleh Maxwell. Dalam usaha untuk mengkonsistenkan antara teori relativitas khusus dengan teori elektromagnetik, Einstein tiba pada suatu klaim yang menyatakan bahwa cahaya memiliki kecepatan sebesar 299.792 km/detik dan kecepatan ini adalah kecepatan absolut yang berarti kecepatan cahaya adalah kecepatan terbesar di jagad raya. Menurut Einstein, prinsip lain yang tidak sesuai dengan teori gravitasi newton adalah prinsip ekuivalen. Newton tidak menjelaskan bagaimana gaya gravitasi bekerja, namun hanya menjabarkan bahwa gravitasi adalah gaya yang telah dimiliki oleh setiap benda bermassa yang akan mengerjakan gaya tarik terhadap benda benda bermassa lainnya yang dekat atau berada dalam jangakuan gaya gravitasi benda yang bermassa. Gaya tarik gravitasi antara dua benda akan menjelajah pada ruang hampa di antara dua benda tersebut.
Gaya gravitasi memiliki jangkauan yang mencapai ribuan hingga jutaan kilometer, sehingga gaya gravitasi tidak akan mampu menjelajah seluruh ruang angkasa dalam waktu yang sangat singkat. Menurut Einstein kecepatan yang dimiliki oleh gaya gravitasi tidak boleh melebihi kecepatan cahaya, sehingga dengan jarak yang sangat jauh maka jelas sekali bahwa gaya gravitasi memerlukan waktu yang sangat panjang untuk menjelajah ribuan bahkan jutaan kilometer. Meskipun teori gravitasi Newton memiliki pertentangan dengan teori relativitas khusus Einstein, teori gravitasi Newton mampu untuk memprediksi secara tepat bentuk dan orbit-orbit setiap planet dalam tata surya, walaupun dilakukan perhitungan bahwa gaya gravitasi bekerja sesaat atau tidak bekerja dalam waktu sesaat. Namun, sesuai dengan relativitas Einstein maka orbit harus mengalami koreksi. Pada saat koreksi Einstein dimasukkan justru memberikan hasil dengan prediksi bahwa orbit planet tidak sesuai dengan data astronomi.
Kejanggalan selanjunya yang ditemukan oleh Einstein terkait dengan prinsip ekivalen yang menggambatkan bahwa semua hukum fisika akan berperilaju sama dalam kerangka acuan apapun, baik dalam kerangka diam maupun dalam kerangka yang bergerak dengan kecepantan yang konstan atau dengan laju kecepatan positif. Gagasan newton ini menganggap bahwa inersia berhubungan dengan kerangka absolut ruang yang menjadi sebagai sumber gaya-gaya inersia. Hal ini bertentangan dengan teori relativitas Einstein yang menambah keraguan terhadap teori gravitasi Newton. Contohnya anggap saja kita berada dalam pesawat ruang angkasa yang sedang melaju dalam ruang hampa dengan kecepatan yang sama dengan laju kecepatan gravitasi bumi yaitu 9,8 m/s2, jika terdapat sebuah pulpen melayang di dalam pesawat tersebut, maka pulpen tersebut akan bergerak menuju ke lantai dengan laju yang sama dengan dengan gaya gravitasi yaitu 9,8 m/s2. Namun, jika pulpen dengan berat yang sama dilepaskan dari ketinggian tertentu di bumi yang berada dalam pengaruh gravitasi bumi, maka pulpen akan jatuh dengan kecepatan yang sama pula.
Berdasarkan dua kejanggalan teori gravitasi Newton diatas menjadi kunci bagi Einstein untuk menyampaikan konsep gravitasi baru yang revolusioner. Teori gravitasi baru Einstein yang didasarkan pada cara pandangnya terhadap ruang dan waktu yang berbeda dengan yang dikemukakan Newton. Newton beranggapan bahwa ruang angkasa sebagai ruang yang kosong, sedangkan Einstein beranggapan bahwa ruang angkasa terbuat dari medan ruang dan waktu. Teori gravitasi yang dikemukakan oleh Einstein dini dikenal dengan teori relativitas umum. Kemungkinan teori tersebut benar namun bukan berarti teori gravitasi Newton sepenuhnya salah. Hingga saat ini kedua teori tersebut masih digunakan untuk memahami fenomena-fenomena alam yang terjadi. Dalam hal tertentu teori Einstein memberikan pemahaman yang lebih akurat terkait dengan fenomwna di alam semesta.contohnya yaitu penjelasan terkait dengan pergeseran orbit planet yang tidak dapat dijelaska oleh teori relativitas Newton. Fenomena terakhir yang diajukan oleh Einstein adalah yang berhubungan dengan hilangnta sebagian energi cahaya ketika melewati medan gravitasi, yang mana ketika cahaya kehilangan sebagian energi maka panjang gelombang cahaya akan menjadi semakin panjang yang mengakibatkan terjadi pergeseran warna cahaya menjadi merah.
Demikian Artikel penjelasan tentang Keterbatasan Dalam Hukum Gravitasi Newton semoga bermanfaat bagi pembaca baik itu kalangan akademisi yang menggeluti bidang ilmu fisika maupun kalangan masyarakat umum untuk menambah wawasan akan bidang ilmu lain.
Sumber
Erwin. Hayat, M, S. Sutarno. (2017). Epistemologi dan Keterbatasan Teori Gravitasi. Jurnal Ilmiah Multi Sciences, 9(1), 33-40.
Kuhn, Thomas S. (2008). The Structure Of Scientific Revolution, Peran Paradigma dalam Revolusi Sains. Bandung: PT. Remaja Rosdakarya.