Isaac Newton - Hukum Gravitasi

Sir Isaac Newton adalah seorangfisikawan,matematikawan, ahliastronomi, filsuf alam, alkimiawan, danteologyang berasal dariInggris. Ia merupakan pengikut aliran heliosentris dan ilmuwan yang sangat berpengaruh sepanjang sejarah, bahkan dikatakan sebagai bapak ilmufisikaklasik.
Karya bukunyaPhilosophi Naturalis Principia Mathematica yang diterbitkan pada tahun 1687 dianggap sebagai buku paling berpengaruh sepanjang sejarah sains. Buku ini meletakkan dasar-dasarmekanika klasik. Dalam karyanya ini, Newton menjabarkan hukum gravitasi dan tiga hukum gerak yang mendominasi pandangan sains mengenai alam semesta selama tiga abad. Newton berhasil menunjukkan bahwa gerak benda diBumidan benda-benda luar angkasa lainnya diatur oleh sekumpulan hukum-hukum alam yang sama. Ia membuktikannya dengan menunjukkan konsistensi antara hukum gerak planet Kepler dengan teori gravitasinya. Karyanya ini akhirnya menyirnakan keraguan para ilmuwan akanheliosentrismedan memajukanrevolusi ilmiah.
Dalam bidangmekanika, Newton mencetuskan adanya prinsip kekekalanmomentumdanmomentum sudut. Dalam bidangoptika, ia berhasil membangunteleskop refleksiyang pertamadan mengembangkan teoriwarnaberdasarkan pengamatan bahwa sebuah kaca prisma akan membagi cahaya putih menjadi warna-warna lainnya. Ia juga merumuskan hukum pendinginan dan mempelajarikecepatan suara.
Dalam bidang matematika pula, bersama dengan karyaGottfried Leibnizyang dilakukan secara terpisah, Newton mengembangkankalkulusdiferensial dan kalkulus integral. Ia juga berhasil menjabarkan teori binomial, mengembangkan “metode Newton” untuk melakukan pendekatan terhadap nilai nol suatu fungsi, dan berkontribusi terhadap kajianderet pangkat.
Sampai sekarang pun Newton masih sangat berpengaruh di kalangan ilmuwan. Sebuah survei tahun 2005 yang menanyai para ilmuwan dan masyarakat umum diRoyal Societymengenai siapakah yang memberikan kontribusi lebih besar dalam sains, apakah Newton atauAlbert Einstein, menunjukkan bahwa Newton dianggap memberikan kontribusi yang lebih besar.

Masa-masa Awal

Isaac Newton dilahirkan pada tanggal 4 Januari 1643[KJ: 25 Desember 1642] diWoolsthorpe-by-Colsterworth, sebuahhamlet (desa) dicounty Lincolnshire. Pada saat kelahirannya, Inggris masih mengadopsikalender Julian, sehingga hari kelahirannya dicatat sebagai 25 Desember 1642 pada hari Natal. Ayahnya yang juga bernama Isaac Newton meninggal tiga bulan sebelum kelahiran Newton. Newton dilahirkan secara prematur; dilaporkan pula ibunya,Hannah Ayscough, pernah berkata bahwa ia dapat muat ke dalam sebuah cangkir (? 1,1 liter). Ketika Newton berumur tiga tahun, ibunya menikah kembali dan meninggalkan Newton di bawah asuhan neneknya, Margery Ayscough. Newton muda tidak menyukai ayah tirinya dan menyimpan rasa benci terhadap ibunya karena menikahi pria tersebut, seperti yang tersingkap dalam pengakuan dosanya: “Threatening my father and mother Smith to burn them and the house over them.”

Berdasarkan pernyataan E.T. Bell (1937, Simon and Schuster) dan H. Eves:

Newton memulai sekolah saat tinggal bersama neneknya di desa dan kemudian dikirimkan ke sekolah bahasa di daerah Grantham dimana dia akhirnya menjadi anak terpandai di sekolahnya. Saat bersekolah di Grantham dia tinggal di-kost milik apoteker lokal yang bernama William Clarke. Sebelum meneruskan kuliah di Universitas Cambridge pada usia 19, Newton sempat menjalin kasih dengan adik angkat William Clarke, Anne Storer. Saat Newton memfokuskan dirinya pada pelajaran, kisah cintanya dengan menjadi semakin tidak menentu dan akhirnya Storer menikahi orang lain. Banyak yang menegatakan bahwa dia, Newton, selalu mengenang kisah cintanya walaupun selanjutnya tidak pernah disebutkan Newton memiliki seorang kekasih dan bahkan pernah menikah.

Sejak usia 12 hingga 17 tahun, Newton mengenyam pendidikan di sekolahThe King’s School yang terletak di Grantham (tanda tangannya masih terdapat di perpustakaan sekolah). Keluarganya mengeluarkan Newton dari sekolah dengan alasan agar dia menjadi petani saja, bagaimanapun Newton tidak menyukai pekerjaan barunya. Kepala sekolah King’s School kemudian meyakinkan ibunya untuk mengirim Newton kembali ke sekolah sehingga ia dapat menamatkan pendidikannya. Newton dapat menamatkan sekolah pada usia 18 tahun dengan nilai yang memuaskan.
Pada Juni 1661, Newton diterima diTrinity College Universitas Cambridgesebagai seorangsizar (mahasiswa yang belajar sambil bekerja).^[6] Pada saat itu, ajaran universitas didasarkan pada ajaranAristoteles, namun Newton lebih memilih untuk membaca gagasan-gagasan filsuf modern yang lebih maju sepertiDescartesdanastronomsepertiCopernicus,Galileo, danKepler. Pada tahun 1665, ia menemukan teorema binomial umum dan mulai mengembangkan teori matematika yang pada akhirnya berkembang menjadikalkulus. Segera setelah Newton mendapatkan gelarnya pada Agustus 1665, Universitas Cambridge ditutup oleh karena adanyaWabah Besar. Walaupun dalam studinya di Cambridge biasa-biasa saja, studi privat yang dilakukannya di rumahnya di Woolsthorpe selama dua tahun mendorongnya mengembangkan teorikalkulus,optika, danhukum gravitasi. Pada tahun 1667, ia kembali ke Cambridge sebagai pengajar di Trinity.

Matematika

Kebanyakan ahli sejarah percaya bahwa Newton danLeibnizmengembangkankalkulussecara terpisah. Keduanya pula menggunakan notasi matematika yang berbeda pula. Menurut teman-teman dekat Newton, Newton telah menyelesaikan karyanya bertahun-tahun sebelum Leibniz, namun tidak mempublikasikannya sampai dengan tahun 1693. Ia pula baru menjelaskannya secara penuh pada tahun 1704, manakala pada tahun 1684, Leibniz sudah mulai mempublikasikan penjelasan penuh atas karyanya. Notasi dan “metode diferensial” Leibniz secara universal diadopsi diDaratan Eropa, sedangkanKerajaan Britaniabaru mengadopsinya setelah tahun 1820.
Dalam buku catatan Leibniz, dapat ditemukan adanya gagasan-gagasan sistematis yang memperlihatkan bagaimana Leibniz mengembangkan kalkulusnya dari awal sampai akhir, manakala pada catatan Newton hanya dapat ditemukan hasil akhirnya saja. Newton mengklaim bahwa ia enggan mempublikasi kalkulusnya karena takut ditertawakan. Newton juga memiliki hubungan dekat dengan matematikawan SwissNicolas Fatio de Duillier. Pada tahun 1691, Duillie merencanakan untuk mempersiapaan versi baru bukuPhilosophiae Naturalis Principia Mathematica Newton, namun tidak pernah menyelesaikannya. Pada tahun 1693 pula hubungan antara keduanya menjadi tidak sedekat sebelumnya. Pada saat yang sama, Duillier saling bertukar surat dengan Leibniz.
Pada tahun 1699, anggota-anggotaRoyal Societymulai menuduh Leibniz menjiplak karya Newton. Perselisihan ini memuncak pada tahun 1711. Royal Society kemudian dalam suatu kajian memutuskan bahwa Newtonlah penemu sebenarnya dan mencap Leibniz sebagai penjiplak. Kajian ini kemudian diragukan karena setelahnya ditemukan bahwa Newton sendiri yang menulis kata akhir kesimpulan laporan kajian ini. Sejak itulah bermulainya perselisihan sengit antara Newton dengan Leibniz. Perselisihan ini berakhir sepeninggal Leibniz pada tahun 1716.
Newton umumnya diakui sebagai penemuteorema binomialumum yang berlaku untuk semua eksponen. Ia juga menemukanidentitas Newton,metode Newton, mengklasifikasikan kurva bidang kubik, memberikan kontribusi yang substansial pada teoribeda hingga, dan merupakan yang pertama untuk menggunakan pangkat berpecahan serta menerapkangeometri koordinatuntuk menurunkan penyelesaianpersamaan Diophantus.
Ia dipilih untuk menduduki jabatanLucasian Professor of Mathematics pada tahun 1669. Pada saat itu, para pengajar Cambridge ataupun pengajarOxfordharuslah seorang pastorAnglikanyang telah ditahbiskan. Namun, jabatan profesor Lucasian mengharuskan pula pejabatnya tidak aktif dalam gereja. Oleh karena itu, Newton berargumen bahwa ia seharusnyalah dibebaskan dari keharusan penahbisan. RajaCharles IImenerima argumen ini dan memberikan persetujuan, sehingga konflik antara pandangan keagamaan Newton dengan gereja Anglikan dapat dihindari.

Mekanika dan gravitasi

Salinan bukuPrincipia milik Newton sendiri, dengan koreksi tulisan tangan untuk edisi kedua

Pada tahun 1679 Newton kembali mengerjakanmekanika benda langit, yaitugravitasidan efeknya terhadap orbitplanet-planet, dengan rujukan terhadaphukum Keplertentang gerak planet. Ini dirangsang oleh pertukaran surat singkat pada masa 1679-80 dengan Hooke, yang telah ditunjuk untuk mengelola korespondensiRoyal Society, dan membuka korespondensi yang dimaksudkan untuk meminta sumbangan dari Newton terhadap jurnal ilmiah Royal Society.Bangkitnya kembali ketertarikan Newton terhadap astronomi mendapatkan rangsangan lebih lanjut dengan munculnya komet pada musim dingin 1680-1681,yang dibahasnya dalam korespondensi denganJohn Flamsteed.Setelah diskusi dengan Hooke, Newton menciptakan bukti bahwa bentuk elips orbit planet akan berasal dari gaya sentripetal yang berbanding terbalik dengan kuadrat vektor jari-jari. Newton mengirimkan hasil kerjanya ini keEdmond Halleydan ke Royal Society dalamDe motu corporum in gyrum, sebuah risalah yang ditulis dalam 9 halaman yang disalin ke dalam buku register Royal Society pada Desember 1684Risalah ini membentuk inti argumen yang kemudian akan dikembangkan dalamPrincipia.
Principia dipublikasikan pada5 Juli1687dengan dukungan dan bantuan keuangan dariEdmond Halley. Dalam karyanya ini Newton menyatakanhukum gerak Newtonyang memungkinkan banyak kemajuan dalamrevolusi Industriyang kemudian terjadi. Hukum ini tidak direvisi lagi dalam lebih dari 200 tahun kemudian, dan masih merupakan pondasi dari teknologi non-relativistik dunia modern. Dia menggunakan kataLatingravitas (berat) untuk efek yang kemudian dinamakan sebagaigravitasi, dan mendefinisikan hukum gravitasi universal.
Dalam karya yang sama, Newton mempresentasikan metode analisis geometri yang mirip dengan kalkulus, dengan ‘nisbah pertama dan terakhir’, dan menentukan analisis untuk menentukan (berdasarkanhukum Boyle) laju bunyi di udara, menentukan kepepatan bentuk sferoid Bumi, memperhitungkan presesi ekuinoks akibat tarikan gravitasi bulan pada kepepatan Bumi, memulai studi gravitasi ketidakteraturan gerak Bulan, memberikan teori penentuan orbit komet, dan masih banyak lagi.
Newton memperjelas pandanganheliosentrisnyatentangtata surya, yang dikembangkan dalam bentuk lebih modern, karena pada pertengahan 1680-an dia sudah mengakui Matahari tidak tepat berada di pusat gravitasi tata surya. Bagi Newton, titik pusat Matahari atau benda langit lainnya tidak dapat dianggap diam, namun seharusnya “titik pusat gravitasi bersama Bumi, Matahari dan Planet-planetlah yang harus disebut sebagai Pusat Dunia”, dan pusat gravitasi ini “diam atau bergerak beraturan dalam garis lurus”.(Newton mengadopsi pandangan alternatif “tidak bergerak” dengan memperhatikan pandangan umum bahwa pusatnya, di manapun itu, tidak bergerak.
Postulat Newton aksi-pada-suatu-jarak yang tidak terlihat menyebabkan dirinya dikritik karena memperkenalkan “perantara gaib” ke dalam ilmu pengetahuan.Dalam edisi keduaPrincipia (1713) Newton tegas menolak kritik tersebut dalam bagianGeneral Scholium di akhir buku. Dia menulis bahwa cukup menyimpulkan bahwa fenomena tersebut menyiratkan tarikan gravitasi, namun hal tersebut tidak menunjukkan sebabnya. Tidak perlu dan tidak layak merumuskan hipotesis hal-hal yang tidak tersirat oleh fenomena itu. Di sini Newton menggunakan ungkapannya yang kemudian terkenal,Hypotheses non fingo.
BerkatPrincipia, Newton diakui dunia internasional.Dia mendapatkan lingkaran pengagum, termasuk matematikawan kelahiranSwissNicolas Fatio de Duillier, yang menjalin hubungan yang intens dengannya sampai 1693, saat hubungan tersebut mendadak berakhir. Pada saat bersamaan Newton menderita gangguan saraf.

Masa tua

Pada dasawarsa 1690-an, Newton menulis sejumlah risalah keagamaan yang membahas penafsiran harfiahAlkitab. KepercayaanHenry More tentang Alam Semesta dan penolakandualisme Cartesian mungkin telah mempengaruhi gagasan-gagasan keagamaan Newton. Naskah yang dia kirim keJohn Locke yang berisi bantahan terhadap eksistensiTrinitas tidak pernah diterbitkan. Karya-karya akhirnya,The Chronology of Ancient Kingdoms Amended (1728) danObservations Upon the Prophecies of Daniel and the Apocalypse of St. John (1733) diterbitkan setelah kematiannya. Dia juga mencurahkan waktu cukup banyak untuk studialkimia.

Newton adalah anggotaParlemen Inggris dari tahun 1689 sampai 1690, dan pada tahun 1701. Namun menurut beberapa laporan komentarnya di parlemen hanyalah keluhan tentang aliran udara dingin dalam ruangan dan permintaan agar jendela ditutup.^[31]
Newton pindah ke London untuk menempati posisi pengawas Percetakan Uang Logam Kerajaan (Royal Mint) pada tahun 1696, posisi yang didapatkannya berkat dukunganCharles Montagu, Earl Pertama Halifax, yang pada saat itu menjabatChancellor of Exchequer. Dia bertanggung jawab atas pencetakan kembali uang logam Inggris, tugas yang sebenarnya tumpang tindih dengan Lord Lucas, Gubernur Menara London. Dia juga mendapatkan pekerjaan deputi pengawas cabang sementara Chester untukEdmond Halley. Newton menjadi Empu Percetakan Uang Logam (Master of Mint) yang paling terkenal setelah kematianThomas Neale pada tahun 1699, posisi yang tetap dijabatnya sampai akhir hayatnya. Penunjukan ini sebenarnya dimaksudkan sebagai pekerjaan ringan, namun Newton memperlakukannya sebagai tugas serius, dan pensiun dari kewajibannya di Cambridge pada tahun 1701, dan menggerakkan kekuasaannya untuk mereformasi mata uang dan menghukum pemalsu dan pemotong uang logam.
Sebagai Empu Percetakan Uang Logam pada tahun 1717 Newton memindahkan standarPoundsterling kestandar perak daristandar emas, dengan menentukan hubungan bimetalik antara koin emas dan koin perak yang menguntungkan koin emas. Ini menyebabkan koin perak serling dilebur dan dikapalkan ke luar Britania. Newton diangkat sebagai PresidenRoyal Society pada tahun 1703 dan menjadi rekan dari Akademi Ilmu Pengetahuan Perancis (Acadmie des Sciences). Pada kedudukannya di Royal Society, Newton menjadi bermusuhan denganJohn Flamsteed, Astronom Kerajaan, dengan menerbitkan secara prematur karya Flamsteed,Historia Coelestis Britannica, yang telah digunakan oleh Newton dalam studinya.
Pada April 1705 Ratu Anne mengangkat Newton sebagai Kesatria pada saat kunjungan ke Trinity College, Cambridge. Pengangkatan ini kemungkinan didorong oleh perhitungan politik sehubungan dengan pemilihan Parlemen pada bulan Mei 1705, daripada pengakuan karya-karya ilmiah Newton ataupun jasanya sebagai Empu Percetakan Uang Logam.Newton adalah ilmuwan kedua yang diangkat sebagai kesatria, setelahFrancis Bacon.
Mendekati akhir hayatnya, Newton bertempat tinggal diCranbury Park, dekatWinchester dengan kemenakan perempuan dan suaminya, sampai wafatnya pada tahun 1727.Newton wafat dalam tidurnya di London pada tanggal 31 Maret 1727[OS: 20 March 1726], dan dikebumikan diWestminster Abbey. KemenakannyaCatherine Barton Conduitt,bertindak sebagai tuan rumah pada saat-saat urusan sosial di rumhnya diJermyn Street di London. Dia adalah “pamannya yang sangat penyayang,”menurut surat Newton kepada Catherine Barton pada saat kemenakannya itu sedang memulihkan diri dari penyakit cacar. Newton yang tetap melajang telah membagi-bagikan sebagian besar harta miliknya kepada sanak keluarganya pada tahun-tahun terakhirnya, dan wafat tanpa meninggalkan warisan.
Setelah kematiannya, tubuh Newton ditemukan mengandung sejumlah besarraksa, mungkin sebagai akibat studi alkimianya.Keracunan air raksa dapat menjelaskan keeksentrikan Newton di akhir hayatnya.

Posted in: