Dalam dunia sehari-hari, gravitasi adalah gaya yang membuat benda jatuh ke bawah. Dalam astronomi, gravitasi juga merupakan gaya yang menyebabkan planet bergerak dalam orbit yang hampir melingkar mengelilingi bintang. Pada pandangan pertama, tidak jelas bagaimana kekuatan yang sama dapat menimbulkan perilaku yang tampaknya berbeda. Untuk mengetahui alasannya, perlu dipahami bagaimana gaya eksternal memengaruhi benda bergerak.
Kekuatan Gravitasi
Gravitasi adalah gaya yang bekerja antara dua benda. Jika satu objek secara signifikan lebih masif dari yang lain, maka gravitasi akan menarik objek yang kurang masif ke objek yang lebih masif. Sebuah planet, misalnya, akan mengalami gaya yang menariknya ke arah sebuah bintang. Dalam kasus hipotetis di mana kedua benda awalnya diam terhadap satu sama lain, planet akan mulai bergerak ke arah bintang. Dengan kata lain, itu akan jatuh ke arah bintang, seperti yang disarankan oleh pengalaman gravitasi sehari-hari.
Pengaruh Gerak Tegak Lurus
Kunci untuk memahami gerak orbit adalah menyadari bahwa sebuah planet tidak pernah diam relatif terhadap bintangnya tetapi bergerak dengan kecepatan tinggi. Misalnya, Bumi bergerak dengan kecepatan sekitar 108.000 kilometer per jam (67.000 mil per jam) dalam orbitnya mengelilingi matahari. Arah gerak ini pada dasarnya tegak lurus terhadap arah gravitasi, yang bekerja sepanjang garis dari planet ke matahari. Sementara gravitasi menarik planet ke arah bintang, kecepatan tegak lurusnya yang besar membawanya ke samping mengitari bintang. Hasilnya adalah orbit.
Gaya Sentripetal
Dalam fisika, segala jenis gerak melingkar dapat dijelaskan dengan gaya sentripetal – gaya yang bekerja menuju pusat. Dalam kasus orbit, gaya ini disediakan oleh gravitasi. Contoh yang lebih familiar adalah objek yang berputar-putar di ujung seutas tali. Dalam hal ini, gaya sentripetal berasal dari tali itu sendiri. Benda ditarik ke tengah, tetapi kecepatan tegak lurusnya membuatnya tetap bergerak dalam lingkaran. Dari segi fisika dasar, situasinya tidak berbeda dengan kasus planet yang mengorbit bintang.
Orbit Melingkar dan Tidak Melingkar
Sebagian besar planet bergerak pada orbit yang kira-kira melingkar, sebagai konsekuensi dari cara sistem planet terbentuk. Fitur penting dari orbit melingkar adalah bahwa arah gerakan selalu tegak lurus dengan garis yang menghubungkan planet ke bintang pusat. Namun, ini tidak harus terjadi. Komet, misalnya, sering bergerak pada orbit tidak melingkar yang sangat memanjang. Orbit seperti itu masih dapat dijelaskan dengan gravitasi, meskipun teorinya lebih rumit daripada orbit melingkar.
•••Gambar Comstock/Stockbyte/Getty Images
