Apabila kita melihat bintang dan melihat bintang-bintang terang itu bersinar pada waktu malam, kita sering mempunyai ilusi bahawa benda angkasa ini digantung di angkasa.
Walau bagaimanapun, ini hanyalah ilusi visual, sebenarnya, badan angkasa bergerak dalam orbitnya pada kelajuan tinggi sepanjang masa. Kebenaran di sebalik fenomena ini melibatkan pemahaman asas daya dan gerakan dalam fizik.
Pada zaman purba, orang tidak mempunyai pemahaman yang mendalam tentang undang-undang fizik, dan sering mempunyai beberapa idea yang salah. Sebagai contoh, ahli falsafah Yunani purba Aristotle percaya bahawa daya adalah apa yang memastikan objek bergerak. Pandangan ini diterima secara meluas pada masa itu dan mendominasi komuniti akademik selama satu milenium. Menurut teori ini, nampaknya badan angkasa juga memerlukan beberapa jenis daya yang berterusan untuk mengekalkan penggantungan mereka. Walau bagaimanapun, dengan perkembangan sains, salah tanggapan ini akhirnya diperbetulkan oleh mekanik Newtonian.
Undang-undang pertama Newton menyatakan bahawa daya adalah punca mengubah keadaan gerakan objek, dan jika daya bersih pada objek adalah sifar, maka ia sama ada akan kekal dalam gerakan linear seragam atau kekal dalam keadaan rehat.
Pergerakan stabil badan angkasa di angkasa tidak disokong oleh beberapa daya misteri, tetapi kerana daya yang mereka tertakluk kepada mencapai keseimbangan yang halus. Dalam kes Bumi, ia bukan sahaja tertakluk kepada tarikan graviti Matahari yang kuat, tetapi juga oleh badan angkasa lain seperti Bulan. Arah daya ini tidak berserenjang ke bawah, tetapi ke arah sumber graviti masing-masing.
Dalam kes Bumi, walaupun kita tidak merasakannya, ia sebenarnya bergerak mengelilingi Matahari dalam orbit elips di bawah tindakan gabungan graviti Matahari dan daya emparan yang dijana oleh putarannya. Jika Bumi dibandingkan dengan satelit yang mengorbit matahari, maka halaju awal dan tarikan graviti yang diperlukan olehnya membentuk syarat untuk pergerakannya mengelilingi matahari. Dengan cara yang sama, tarikan graviti antara benda angkasa juga merupakan faktor utama dalam keupayaan mereka untuk mengorbit satu sama lain di angkasa lepas tanpa jatuh.
Jika kita melihatnya dari sudut pandangan mekanik Newtonian, kita akan mendapati bahawa badan angkasa tidak mempunyai daya ke bawah untuk menariknya, jadi ia tidak jatuh. Sebaliknya, badan angkasa bergerak di sepanjang orbit mereka sendiri kerana daya bersihnya di angkasa adalah sifar, yang merupakan sebab sebenar mengapa mereka digantung secara stabil di angkasa.
Dengan perkembangan fizik selanjutnya, terutamanya teori relativiti umum Einstein, kita mempunyai pemahaman yang lebih mendalam tentang mengapa badan angkasa tidak jatuh. Relativiti am menumbangkan tanggapan graviti dalam mekanik Newton tradisional dengan berhujah bahawa graviti bukanlah daya sebenar, tetapi disebabkan oleh kelengkungan ruang-masa oleh jisim objek.
Menurut teori relativiti am, apabila jasad angkasa seperti Bumi wujud dalam ruang-masa, jisimnya membengkokkan ruang-masa sekelilingnya, manakala badan angkasa lain bergerak di sepanjang garis geodesik dalam ruang-masa melengkung ini. Geodesik ialah laluan terpendek dalam ruang-masa dimensi tinggi, dan dari perspektif tiga dimensi kita, badan angkasa kelihatan bergerak di sepanjang orbit elips, tetapi pada hakikatnya, mereka bergerak di sepanjang laluan paling langsung dalam ruang-masa empat dimensi.
Ini digambarkan lagi oleh prinsip kesetaraan Einstein, yang menyatakan bahawa terdapat kesetaraan antara kerangka rujukan untuk gerakan dipercepatkan dengan betul dan medan graviti. Ini bermakna daya graviti yang kita rasakan di Bumi sebenarnya boleh dilihat sebagai disebabkan oleh kelengkungan yang disebabkan oleh Bumi dalam ruang-masa. Dari sudut pandangan ini, badan angkasa tidak digantung di angkasa, tetapi disokong oleh ruang-masa itu sendiri, dan struktur ruang-masa yang menentukan trajektori badan angkasa.
Merumuskan analisis di atas, kita boleh memahami bahawa badan angkasa tidak boleh melayang atau jatuh di angkasa, dan gerakannya ditentukan sepenuhnya oleh daya bersih yang mereka tertakluk. Sekiranya tiada daya luaran atau daya hasil sifar, badan angkasa akan kekal dalam gerakan linear seragam atau dalam keadaan rehat. Kesan graviti antara badan angkasa, serta halaju badan angkasa itu sendiri, menentukan trajektori kompleks dan teratur mereka di angkasa.
Khususnya, badan angkasa seperti Bumi tidak jatuh kerana daya bersihnya di angkasa lepas adalah sifar. Sebagai contoh, tarikan graviti Bumi dan daya emparan yang dijana oleh putarannya seimbang dengan sempurna dalam magnitud dan arah untuk membolehkan Bumi bergerak dengan mantap dalam orbitnya mengelilingi Matahari. Dalam rangka kerja relativiti am, gerakan ini juga boleh difahami sebagai gerakan geodesik Bumi di sepanjang ruang-masa mengelilingi Matahari.
Oleh itu, sama ada mengikut mekanik Newton atau relativiti am, pergerakan badan angkasa boleh ditafsirkan sebagai hasil semula jadi daripada tindakan medan graviti masing-masing dan halaju awal. Benda-benda angkasa tidak melayang tanpa sebab, dan mereka juga tidak jatuh tanpa sebab, dan setiap keadaan gerakannya mempunyai sebab fizikal yang pasti.
Artikel ini adalah karya asal pengarang satu perkara dan tidak boleh diterbitkan semula tanpa kebenaran