Gravitasi adalah kekuatan fundamental fisika, yang kita anggap remeh. Anda tidak bisa menyalahkan kami. Setelah berevolusi selama miliaran tahun di lingkungan Bumi, kita terbiasa hidup dengan tarikan stabil 1 g (atau 9,8 m / s²). Namun, bagi mereka yang telah pergi ke luar angkasa atau menginjakkan kaki di Bulan, gravitasi adalah hal yang sangat lemah dan berharga.
Pada dasarnya, gravitasi bergantung pada massa, di mana semua benda - mulai dari bintang, planet, dan galaksi hingga cahaya dan partikel sub-atom - saling tertarik satu sama lain. Bergantung pada ukuran, massa, dan kepadatan objek, gaya gravitasi yang diberikannya bervariasi. Dan ketika datang ke planet-planet Tata Surya kita, yang bervariasi dalam ukuran dan massa, kekuatan gravitasi pada permukaannya sangat bervariasi.
Sebagai contoh, gravitasi Bumi, sebagaimana telah disebutkan, setara dengan 9,80665 m / s² (atau 32,174 kaki / s²). Ini berarti bahwa sebuah benda, jika dipegang di atas tanah dan lepas, akan berakselerasi ke permukaan dengan kecepatan sekitar 9,8 meter untuk setiap detik jatuh bebas. Ini adalah standar untuk mengukur gravitasi di planet lain, yang juga dinyatakan sebagai g tunggal.
Sesuai dengan hukum gravitasi universal Isaac Newton, gaya tarik gravitasi antara dua benda dapat dinyatakan secara matematis sebagai F = G (m¹m² / r²) - dimanaF adalah kekuatan, m1 dan m2 adalah massa benda yang berinteraksi, r adalah jarak antara pusat massa dan G adalah konstanta gravitasi (6.674 × 10-11 N m2/ kg2 ).
Berdasarkan ukuran dan massa mereka, gravitasi di planet lain sering dinyatakan dalam istilah g unit serta dalam hal tingkat akselerasi jatuh bebas. Jadi bagaimana tepatnya planet-planet Tata Surya kita menumpuk dalam hal gravitasi mereka dibandingkan dengan Bumi? Seperti ini:
Gravitasi pada Merkuri:
Dengan radius rata-rata sekitar 2.440 km dan massa 3,30 × 1023 kg, Merkurius sekitar 0,383 kali ukuran Bumi dan hanya 0,055 massa. Ini menjadikan Merkurius sebagai planet terkecil dan terkecil di Tata Surya. Namun, berkat kerapatan tinggi - yang kuat 5,427 g / cm3, yang hanya sedikit lebih rendah dari 5,514 g / cm Bumi3 - Merkuri memiliki gravitasi permukaan 3,7 m / s², yang setara dengan 0,38 g.
Gravitasi di Venus:
Venus mirip dengan Bumi dalam banyak hal, itulah sebabnya ia sering disebut sebagai "kembaran Bumi". Dengan radius rata-rata 4,6023 × 108 km2, massa 4,8675 × 1024 kg, dan kepadatan 5,243 g / cm3, Venus ukurannya setara dengan 0,9499 Bumi, 0,815 kali lebih besar, dan kira-kira 0,95 kali lebih padat. Oleh karena itu, tidak mengherankan mengapa gravitasi di Venus sangat dekat dengan gravitasi Bumi - 8,87 m / s2, atau 0,904 g.
Gravitasi di Bulan:
Ini adalah salah satu tubuh astronomi di mana manusia telah dapat menguji pengaruh penurunan gravitasi secara langsung. Perhitungan berdasarkan radius rata-rata (1737 km), massa (7,3477 x 10²² kg), dan kepadatan (3,3464 g / cm³), dan misi yang dilakukan oleh para astronot Apollo, gravitasi permukaan di Bulan telah diukur menjadi 1,62 m / s2 , atau 0,1654 g.
Gravitasi di Mars:
Mars juga mirip dengan Bumi dalam banyak hal penting. Namun, jika menyangkut ukuran, massa, dan kepadatan, Mars relatif kecil. Bahkan, radius rata-rata 3,389 km adalah setara dengan sekitar 0,53 Bumi, sedangkan massanya (6,4171 × 1023 kg) hanya 0,107 Bumi. Kepadatannya, sementara itu, adalah sekitar 0,71 dari Bumi, dengan kecepatan relatif 3,93 g / cm³. Karena itu, Mars memiliki gravitasi 0,38 kali Bumi, yang bekerja hingga 3,711 m / s².
Gravitasi di Jupiter:
Jupiter adalah planet terbesar dan paling masif di Tata Surya. Radius rata-rata, pada 69.911 ± 6 km, membuatnya 10,97 kali ukuran Bumi, sedangkan massanya (1,8986 × 1027 kg) adalah setara dengan 317,8 Bumi. Tetapi sebagai raksasa gas, Jupiter secara alami kurang padat dari Bumi dan planet-planet terestrial lainnya, dengan kepadatan rata-rata 1,326 g / cm3.
Terlebih lagi, sebagai raksasa gas, Jupiter tidak memiliki permukaan yang sebenarnya. Jika seseorang berdiri di atasnya, mereka hanya akan tenggelam sampai mereka akhirnya mencapai inti yang kuat (berteori). Akibatnya, gravitasi permukaan Jupiter (yang didefinisikan sebagai gaya gravitasi di puncak awannya), adalah 24,79 m / s, atau 2,528 g.
Gravitasi di Saturnus:
Seperti Jupiter, Saturnus adalah raksasa gas raksasa yang secara signifikan lebih besar dan lebih masif dari Bumi, tetapi jauh lebih padat. Singkatnya, jari-jari rata-ratanya adalah 58232 ± 6 km (9,13 Bumi), massanya adalah 5,6846 × 1026 kg (95,15 kali lebih besar), dan memiliki kepadatan 0,687 g / cm3. Akibatnya, gravitasi permukaannya (sekali lagi, diukur dari atas awannya) hanya sedikit lebih banyak dari Bumi, yaitu 10,44 m / s² (atau 1,065 g).
Gravitasi di Uranus:
Dengan radius rata-rata 25.360 km dan massa 8,68 × 1025 kg, Uranus kira-kira 4 kali ukuran Bumi dan 14,536 kali lebih besar. Namun, sebagai raksasa gas, densitasnya (1,27 g / cm3) secara signifikan lebih rendah daripada Bumi. Karena itu, mengapa gravitasi permukaannya (diukur dari puncak awannya) sedikit lebih lemah daripada Bumi - 8,69 m / s2, atau 0,886 g.
Gravitasi di Neptunus:
Dengan radius rata-rata 24.622 ± 19 km dan massa 1,0243 × 1026 kg, Neptunus adalah planet terbesar keempat di Tata Surya. Semua mengatakan, ukurannya 3,86 kali ukuran Bumi dan 17 kali lebih besar. Tapi, sebagai raksasa gas, ia memiliki kepadatan rendah 1,638 g / cm3. Semua ini bekerja pada gravitasi permukaan 11,15 m / s2 (atau 1,14 g), yang lagi-lagi diukur di puncak awan Neptunus.
Secara keseluruhan, gravitasi menjalankan keseluruhan di sini di Tata Surya, mulai dari 0,38 g di Merkurius dan Mars hingga 2,528 g di atas awan Jupiter. Dan di Bulan, jika para astronot telah berkelana, itu adalah 0,1654 g yang sangat ringan, yang diizinkan dari beberapa percobaan yang menyenangkan dalam kondisi hampir tanpa bobot!
Memahami efek gravitasi nol pada tubuh manusia sangat penting untuk perjalanan ruang angkasa, terutama di mana misi jangka panjang di orbit dan ke Stasiun Luar Angkasa Internasional telah diperhatikan. Dalam beberapa dekade mendatang, mengetahui cara mensimulasikannya akan berguna ketika kita mulai mengirim astronot ke misi luar angkasa.
Dan tentu saja, mengetahui seberapa kuat itu di planet lain akan sangat penting untuk misi berawak (dan mungkin bahkan penyelesaian) di sana. Mengingat bahwa manusia berevolusi dalam lingkungan 1 g, mengetahui bagaimana kita akan berjalan di planet yang hanya memiliki sebagian kecil dari gravitasi dapat berarti perbedaan antara hidup dan mati.
Kami telah menulis banyak artikel menarik tentang gravitasi di Space Magazine. Inilah Seberapa Cepat Gravitasi ?, Dari mana Gravitasi Berasal? dan Bagaimana Kita Tahu Gravitasi Bukan (Hanya) Suatu Kekuatan.
Dan di sini Bisakah Kita Membuat Gravitasi Buatan? dan Apakah "Aksi Seram" Menentukan Gravitasi?
Untuk informasi lebih lanjut, lihat halaman NASA berjudul "Tarik Gravitasi Konstan" dan hukum gravitasi Newton.
Pemain Astronomi juga memiliki sebuah episode, berjudul Episode 102: Gravity.
