Principia: Sebuah Sejarah Fisika

Salah satu buku yang bisa disebut fenomenal dalam dunia fisika dimasa alalu adalah buku principia yang ditulis oleh ilmuwan fisika terkenal yaitu Issac Newton. Judul asli dari buku tersebut adalah Philosphiae naturalis principia mathematica (prinsip-prinsip matematika dalam filsafat ilmu alam). Tetapi kenyataanya buku tersebut terkenal dengan sebutan principia. Dalam menulis buku tersebut, Newton membahas kajiannya mengenai hukum gravitasi. Ide dari kajian gravitasi itu sendiri menyajikan polemik dengan ilmuan lainnya seperti Robert Hooke. Hal itu terlihat dalam surat yang ditulis oleh oleh seorang astronom muda yaitu Edmund Halley yang mengatakan bahwa Robert Hooke mengaku memiliki andil dalam penemuan hukum gravitasi tersebut.

Salah satu penyebab yang mendorong Newton untuk menulis buku tersebut sejak awal adalah permusuhannya dengan Robert Hooke. Pada tahun 1679, Hooke mengajukan gagasan mengenai gaya penyimpangan sentripetal dan hukum kudarat terbalik (gravitasi) untuk menjelaskan gerak planet. Tetapi saat itu Hooke tidak bisa memberikan hitungan matematika untuk proposal yang dibuatnya. Dalam proposalnya, Hooke mengatakan bahwa gaya gravitasi hanyalah sebuah gaya khusus yang terjadi dalam kasus-kasus tertentu, bukan bersifat universal yang berlaku pada setiap benda untuk setiap waktu.

Ketika ditanya oleh Edmund Halley mengenai pernyataan Hooke, Newton mengatakan bahwa dirinya sudah membuat perhitungan beberapa tahun sebelumnya mengenai hukum kuadrat terbalik (gravitasi). Ia menuliskan dan menyajikannya dalam artikel ilmiah '' De motum corporum in gyrum'' (mengenai gerakan benda-benda berputar).

Dalam perhitungannya, Newton menggunakan hukum gerakan planet yang dikerjakan oleh Keppler sekitar 60 tahun sebelumnya. Ia menunjukkan bahwa hukum kuadrat terbalik menjelaskan banyak sifat gerakan planet, seperti mengapa planet bergerak dalam lintasan elips bukan lintasan lingkaran sempurna. Pada saat itu Edmund Halley berperan sebagai pegawai Royal Society dan pendukung lainya mendorong Newton untuk menulis sebuah buku. Atas dorongan tersebut, akhirnya Newton membuat buku principia dan menyelesaikannya dalam kurun waktu dua tahun untuk diterbitkan di tahun 1687 oleh Royal Society. 

Keberhasilan Principia

berulang kali Principia disebut sebagai buku ilmiah terbaik yang pernah ditulis. Bahkan ketika sedang mengerjakannya, Newton menyadari bahwa hukum gerak dan gravitasi bisa menjelaskan banyak proses dan kejadian yang berbeda-beda. Selain itu, bisa pula menjelaskan orbit plaent ketika bergerak mengelilingi matahari, ayunan bandul, peluru yang ditembakan dari sebuah senapan, benda-benda yang berumbukan, pasang surut air laut, dan benda-benda yang jatuh kepermukaan bumi. Pada massa inilah istilah gravitas lebih sering digunakan. 

Principia sendiri oleh Newton ditulis dalam bahasa latin, yang merupakan bahasa untuk kalangan orang-orang ilmiah. Buku tersebut disusun oleh Newton dalam tiga bagian. Bagian pertama, Newton menjelaskan tiga hukum geraknya dan menjelaskan orbit planet mengelilingi matahari. Bagian kedua, Newton menjelaskan bagaimana cairan dapat mengalir, dan mengapa teori pusaran dari Descartes tidak bisa menjelaskan mengenai gerak bulan dan planet. Terakhir, pada bagian ketiga, Newton menjelaskan gagasan bahwa gravitasi bergantung pada massa benda. Ini menyatakan bahwa teori gravitasi bisa diterapkan pada planet-planet yang mengorbit terhadap matahari, bentuk aneh lintasan komet, dan banyak kejanggalan perisstiwa astronomis lainnya. Dengan penerbitan Principia, ilmu pengetahuan mempunyai serangkaian hukum sederhana untuk menjelaskan banyak kejadian yang tampaknya tidak berhubungan. Mengenai asal usul garvitasi itu sendiri, sampai saat ini banyak yang masih memperdebatkannya.