Jawaban Profesor Lapan Terhadap Pertanyaan Pengemar Flat Earth Soal Gravitasi dan Orbit Satelit

Jawaban Atas Pertanyaan Penggemar Dongeng FE – Bumi Datar – (Serial #6) Gravitasi Dan Orbit Satelit 

Oleh : T Djamaluddin [1]

(Profesor Riset Astronomi–Astrofisika, LAPAN)

Gravitasi menyebabkan bumi dan planet-planet berbentuk bola dan ada gerak mengorbit matahari.
Ilustrasi diambil dari internet.

Salah satu fenomena yang tidak difahami para penggemar dongeng FE (Flat Earth — bumi datar) adalah gravitasi. Padahal gravitasilah yang menyebabkan bumi menjadi bulat, bulan dan satelit mengitari bumi, bumi dan planet-planet mengitari matahari, serta matahari dan ratusan milyar bintang mengitari pusat galaksi. Ketidakfahaman mereka pada gravitasi inilah salah satu akar masalah mereka mempercayai dongeng FE yang tak masuk akal dan tak ada bukti ilmiahnya.

Gravitasi terjadi karena adanya massa (kandungan materi suatu benda). Newton merumuskannya sebagai gaya tarik antara dua benda, dengan rumus

Dengan F adalah gaya, m adalah massa masing-masing benda, dan r adalah jarak antara dua benda tersebut. Dengan rumusan tersebut bisa diturunkan rumusan gerak orbit satelit, bulan, dan planet-planet.

Einstein dalam teori relativitas umum merumuskan gravitasi sebagai kelengkungan ruang-waktu (ruang dan waktu bersama dalam 4 dimensi). Dengan teori relativitas umum tersebut, bukan hanya orbit planet bisa dijelaskan, tetapi juga pergeseran orbit Merkurius dan gerak di sekitar objek sangat masif (seperti Black Hole atau Lubang Hitam) dapat dijelaskan.

Ilustrasi kelengkungan ruang-waktu akibat gravitasi bumi yang menyebabkan satelit dan bulan mengorbit bumi.

Matahari dan planet-planetnya (termasuk bumi) terbentuk dari awan antar-bintang sekitar 4,5 milyar tahun yang lalu. Gravitasi pada awan antar-bintang itu, dengan adanya pemicu, mulai berkontraksi (memadat) yang membentuk matahari di intinya dan bakal planet di piringan sekitarnya. Kemudian planet-planet itu terbentuk dari kontraksi (pemadatan) di piringan gas tersebut. Kontraksi bekerja atas dasar gravitasi dirinya (self-gravitation), membentuk matahari, bumi, dan planet-planet berbentuk bulat, karena gravitasi bersifat konsetrik terhadap pusat massanya.

Kalau kita lihat rumusnya, besar gaya bergantung pada massa bendanya. Artinya, gayanya baru terasa kalau massanya sangat besar. Dua batu besar yang berdampingan, gaya tarik menariknya terlalu kecil untuk menggerakkan dua batu itu untuk saling mendekat, masih kalah daripada gaya tarik bumi. Mengapa? Karena bumi massanya sangat luar biasa besarnya, 6 x 10^21 (6.000.000.000.000.000.000.000) ton.

Apa dampaknya dengan adanya gravitasi bumi? Setiap benda yang kita lemparkan di permukaan bumi akan jatuh kembali ke bumi karena ada gaya tarik bumi bumi atau gravitasi bumi. Batu yang kita lemparkan akan jatuh pada suatu jarak tertentu, bergantung pada kecepatan (atau kekuatan) lontaran. Agar bisa melontar lebih jauh, prajurit yang berperang menggunakan meriam. Agar lebih jauh lagi digunakan roket, misalnya roket balistik antar-benua. Bila menggunakan roket yang lebih kuat lagi, maka objek yang dilontarkan tidak lagi jatuh ke permukaan bumi, melainkan mengitari atau mengorbit bumi. Prinsip itulah yang digunakan dalam peluncuran satelit.

Satelit mengorbit, prinsipnya sama dengan bulan mengorbit bumi dan planet-planet mengorbit matahari. Hukum gravitasi Newton bisa diturunkan rumusnya untuk menjelaskan tiga hukum Kepler tentang sifat-sifat orbit benda langit.

Hukum Kepler 1: Setiap planet mengorbit matahari berbentuk elips, dengan matahari berada di salah satu titik fokusnya. Hal yang sama beraku untuk bulan dan satelit yang mengorbit bumi.

Hukum Kepler 2: Pada selang waktu yang sama, planet menyapu luas daerah yang sama. Itu sebabnya, ketika berada dekat matahari (perihelion) planet mengorbit lebih cepat daripada ketika berada jauh dari matahari (aphelion). Hukum ini pun berlaku untuk bulan dan satelit bumi.

Hukum Kepler 3: Untuk semua planet dan benda-benda langit lainnya, kuadrat periode orbitnya sebanding dengan setengah sumbu panjangnya dipangkatkan tiga.

Pengetahuan hukum Kepler 3 ini digunakan untuk menempatkan satelit agar tetap berada di titik tertentu agar periode orbitnya sama dengan periode rotasi bumi 24 jam. Kalau dihitung, maka didapat ketinggian 36.000 km. Satelit yang berada di titik yang tetap itu dinamakan satelit orbit geostasioner (tetap terhadap bumi, GSO). Satelit di orbit geostasioner digunakan untuk pengamatan cuaca (misalnya satelit Himawari) dan satelit komunikasi (misalnya satelit Palapa, Telkom, dan BRISat).

Satelit Himawari tetap berada di atas Pasifik memotret cuaca di bumi setiap 10 menit.

Satelit komunikasi Palapa D mengorbit pada ketinggian 36.000 km tetap di atas Kalimantan.

Tweet