بِسْــــــــــــــــمِ اﷲِالرَّØْÙ…َÙ†ِ اارَّØِيم
Oleh : Arif Alfatah As Srageny
(Pengajar Fisika MA Muallimin Yogyakarta)
Sejarah sains tampak berubah dan berwarna mengikuti fitroh manusia untuk berpikir dan menanyakan lebih mendalam hakekat segala apa yang terjadi. Cara berpikir (paradigma) manusia, dijelaskan oleh Thomas S. Kuhn (1922-1996 M) (fisikawan teoretik ternama Harvard) selalu mengalami perubahan-perubahan dan pertarungan antar paradigma sesuai dengan perkembangan sosial masyarakat. Katanya, sains digerakkan oleh paradigma-paradigma dan paradigma satu dengan lainnya akan saling bertarung untuk memenangkan arah pengembangan sains ke depan. Paradigma yang sementara unggul akan bertahan dan dianggap ilmiah, yang berlainan dengan kesepakatan paradigma tersebut dianggap tidak ilmiah.
Fenomena alam semesta muncul memiliki pola dan ketetapan yang lestari (sunatulloh), tafsir manusia atas alam semesta-lah yang sebenarnya mengalami perubahan tergantung paradigma yang dikembangkan, Alloh Subhanahu Wa Ta’ala berfirman;
"Sebagai suatu sunnatulloh yang telah berlaku sejak dahulu, kamu sekali-kali tiada akan menemukan perubahan bagi sunnatulloh itu" (QS. Al Fath: 23)
Mari kita ikuti sejenak, ulasan singkat perubahan tafsir alam semesta sesuai dengan pergeseran paradigma manusia di sepanjang zaman terhadap satu peristiwa yang selalu sama, yaitu fenomena gerak benda jatuh bebas.
SEBELUM RENESAINS
Kita berjumpa dengan murid Plato di abad ke 3 sebelum Masehi, yaitu filsuf terbesar Aristoteles (384-322 SM) dengan teori empat elemennya (air, tanah, api, dan udara). Dia mensifati berbagai benda dan fenomena alam menurut kedekatan sifat-sifatnya terhadap sifat elemen dasar benda itu. Gerak jatuh bebas merupakan gerak alamiah dari air dan tanah.
Mengapa batu jatuh ketika dilepaskan dari ketinggian? Jawabnya karena batu memiliki unsur tanah, maka selalu menuju tanah. Mengapa kapas enggan jatuh ketika dilepaskan dari ketinggian? Jawabnya karena kapas memiliki unsur tanah dan unsur udara, tetapi lebih banyak unsur tanahnya sehingga akhirnya tetap jatuh ke tanah. Menurutnya juga, benda yang lebih berat akan jatuh lebih cepat dibanding benda yang lebih ringan. Penjelasan Aristoteles pada zamannya dianggap sebagai tafsir paling ilmiah dan tidak ada yang berani/mampu membantahnya, terbukti dalam catatan sejarah mampu bertahan lama hingga 15 abad.
Barulah pada abad ke 12 M, setelah kendali peradaban sains bergeser dari Yunani ke Islam, pembahasan gerak jatuh bebas dijelaskan dengan konsep gaya tarik (gravitasi) melalui jalan eksperimental, bukan hanya dengan cara filsafati saja. Abdurrohman Al Khazani (1115-1130 M) seorang saintis muslim yang mencetuskan pertama kali konsep gaya tarik (gravitasi) dalam mengkaji fenomena gerak jatuh bebas.
Pemikiran Al Khazani di pengaruhi oleh pemikiran Aristoteles, Archimedes, Ibnu Haitam, Al Biruni, dan guru spiritualnya, Umar Khayyam. Menurutnya, berat (gaya gravitasi) merupakan gaya yang melekat dalam tubuh benda-benda padat yang menyebabkan mereka bergerak dengan sendirinya dalam suatu garis lurus terhadap pusat bumi dan terhadap pusat benda itu sendiri. Gaya ini bergantung pada kerapatan benda yang bersangkutan. Benda jatuh karena tarikan bumi, kuat gaya tarik terhadap benda berubah sesuai jarak antara benda yang jatuh dengan yang menariknya.
Al Khazani dilahirkan di Bizantium dan kiprahnya dalam perkembangan sains diakui oleh Robert E. Hall dalam A Dictionary of Scientific Biography vol. VII – Al Khazini dengan kalimat: “Al Khazini adalah salah seorang saintis terbesar sepanjang masa”. Editor buku tersebut, Charles C. Jilispe juga memberikan komentar bahwa Al Khazini merupakan fisikawan besar sepanjang sejarah.
SETELAH RENESAINS
Kejatuhan Andalusia pada tahun 1492 M memberikan panggung bagi kebangkitan (renesains) Eropa setelah sebelumnya berada dalam masa kegelapan atas ilmu pengetahuan sains. Bersamaan dengan itu terjadi penyalinan besar-besaran atas buku-buku karya ilmiah ilmuwan muslim dari bahasa arab ke bahasa eropa (inggris dan perancis). Mulailah bermunculan ilmuwan-ilmuwan sains yang mempelajari, mengadopsi, dan melakukan eksperimen-eksperimen yang telah lama dilakukan oleh ilmuwan muslim, kemudian menulis ulang dan menambahi serta melakukan pengembangan penelitian lebih lanjut.
Galileo (1564-1642 M) salah satu ilmuwan yang melakukan ulang percobaan tentang gerak jatuh bebas dan mampu membuat rumusan persamaan dan membantah kesimpulan Aristoteles yang menyatakan bahwa benda yang lebih berat akan jatuh lebih cepat dibanding benda yang lebih ringan. Ditahun kematian Galileo, lahir ilmuwan Inggris, Issac Newton (1642-1726 M) seorang fisikawan paling fenomenal karena mampu membuatkan tradisi baru dan sangat bermanfaat hingga sekarang yaitu menggunakan perangkat matematika secara luar biasa dalam bingkai kalkulus ketika menjelaskan fenomena gejala alam semesta.
Pandangan Newton tentang gravitasi mirip dengan pandangan Al Khazani tetapi ditambahi dan ditampilkan dengan rumusan matematik, dikenal dengan Hukum Gravitasi Newton (Hukum Kuadrat Terbalik) yang secara sederhana berbunyi; “Setiap benda dari bahan di alam semesta menarik setiap benda lain dengan gaya yang besarnya sebanding dengan hasil kali massa kedua benda, dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak keduanya”. Gaya gravitasi selalu bekerja sepanjang garis yang menghubungkan dua buah benda, dan membentuk pasangan aksi-reaksi. Maka lebih tepat kita nyatakan, bahwa pencetus konsep gravitasi adalah Al Khazini dan perumus konsep gravitasi adalah Newton.
PARADIGMA MODERN TENTANG GRAVITASI
Abad sains modern di tandai dengan lahirnya fisika kuantum oleh Max Planck (1858 – 1947 M) dan Teori Relativitasnya Albert Einstein (1879-1955 M). Perkembangan ilmu tersebut melahirkan paradigma baru dalam memandang fenomena alam, setelah fisika klasik gagal menjelaskan fenomena radiasi benda hitam. Termasuk juga dalam memandang dan menjelaskan tentang gravitasi.
Einstein menjelaskan gravitasi dengan konsep geometri. Gravitasi dijelaskan dengan melihat bahwa gravitasi bukanlah gaya, melainkan sebagai sebuah perwujudan dari kelengkungan ruang dan waktu. Penjelasan teori ini menggunakan penyatuan teori relativitas khusus dan hukum gravitasinya Newton. Rumusan persamaannya dikenal dengan persamaan medan Einstein.
Teori geometri mengenai gravitasinya Einstein ini menghasilkan perbedaan dengan fisika klasik, utamanya tentang perkiraan geometri ruang, perjalanan waktu, pada gerak jatuh bebas, dan tentang penjalaran cahaya. Pada akhirnya, teori ini mampu memperkirakan akan adanya lubang hitam (Black Hole) dan gelombang gravitasi. Setelah satu abad sejak abad ke-19 M, tepatnya pada tahun 2016 M (abad ke 21), perkiraan Einstein tentang gelombang gravitasi akhirnya bisa dideteksi keberadaannya oleh ilmuwan.
PENUTUP
Itulah sekelumit peran paradigma dan kemampuannya bertahan untuk dikatakan sebagai sesuatu yang ilmiah. Maka jangan terlalu mengharuskan akan sebuah paradigma berpikir sekaligus jangan takut untuk memunculkan paradigma-paradigma baru, konsistensi ilmiah dan berjalannya waktu akan menunjukkan seberapa kuat paradigma akan bertahan dan bermanfaat serta diakui oleh sosial masyarakat. Yang pasti, dalam sejarahnya setiap muncul paradigma baru dalam fisika, hampir selalu di susul dengan teknologi baru. Itulah mengapa, fisika layak disebut sebagai The King of Science, mari deklarasikan.
"Kemudian setelah itu hatimu menjadi keras seperti batu, bahkan lebih keras lagi. Padahal diantara batu-batu itu sungguh ada yang mengalir sungai-sungai dari padanya dan diantaranya sungguh ada yang terbelah lalu keluarlah mata air dari padanya dan diantaranya sungguh ada yang meluncur jatuh, karena takut kepada Alloh. Dan Alloh sekali-sekali tidak lengah dari apa yang kamu kerjakan. (Al Baqoroh: 74)
