Escape Velocity

Tulisan ini berbicara tentang chance. Bahwa hidup ini semata-mata akibat kebetulan.  Tiba-tiba saja molekul kimia bernama asam amino berevolusi hingga membentuk molekul tahap lanjut yakni RNA dan kemudian berevolusi lagi menjadi DNA. Dan DNA ini bahan baku kehidupan karena dia mampu melakukan swa-replikasi (self-replicating). Dan kemampuan untuk melakukan replikasi ini lah yang menjadi hal fundamental bagi terbentuknya kehidupan. Menurut ilmuan biologi, tujuan diciptakannya manusia adalah untuk berkembang-biak meneruskan material genetiknya ke generasi selanjutnya.

Banyak orang yang bilang bahwa alam semesta ini sudah diatur demi kemaslahatan manusia. Bahwa ternyata jarak antara bumi dan matahari itu sudah begitu pasnya sehingga lebih besar dikit atau lebih kurang dikit akan menyebabkan kehidupan itu tidak ada. Di mars terlalu dingin sementara di merkuri terlalu panas dan tidak mungkin muncul kehidupan di situ.

Tapi seperti kata Carl Sagan, “Air zam-zam itu ada bukan lantaran Allah berkehendak untuk mensuplai kebutuhan jamaah haji yang datang, akan tetapi adanya sumber mata air zam-zam di tengah padang pasir yang terik lah yang mengakibatkan Ka’bah didirikan di situ.” Jadi jarak matahari dan bumi ini bukan disetel supaya manusia bisa hidup, akan tetapi manusia bisa hidup lantaran jarak matahari dan bumi sudah seperti itu.

Sebenarnya ini pelajaran kelas II SMA. Bahwa ketika kita mengikat sebuah objek (katakanlah ember) dengan tali kemudian memutar-mutarnya dengan tangan kita, maka benda tersebut itu akan tetap konstan jaraknya dari kita. Bahwa kecepatan tangensial benda tersebut membuat benda tersebut tetap melayang-layang bergerak melingkar di samping tangan kita. 

Sebenarnya apa yang terjadi pada bulan itu hampir mirip dengan apa yang terjadi dengan pembalap pada tong edan (atau ember tadi). Bedanya adalah gaya normal yang diberikan lintasan tong edan yang berperan bagi kecepatan sudut nya, pada bulan merupakan gaya gravitasi bumi. Sementara di samping gaya normal lintasan tersebut terdapat pula gaya gravitasi bumi yang dialami oleh pembalap sehingga total ada 2 komponen gaya di situ: gaya normal lintasan, dan gaya gravitasi. Pada kasus bulan (atau wahana satelit) yang ditempatkan di orbit komponen gaya F (dalam rumus F = ma) itu hanya satu yakni gaya gravitasi. Jadi bulan itu harusnya bergerak lurus beraturan namun adanya komponen gravitasi F dari bumi, mengakibatkan bulan jadi bergerak melingkar mengelilingi bumi. Perbedaan lain adalah pada tong edan, gaya normal hanya berlaku pada lintasan motor tersebut, sementara pada kasus bulan, gaya gravitasi menyebar di segala ruang (akibat medan gravitasi).

Dahulu kala, menurut profesor astronomi yang saya tanyai, terdapat banyak objek maha besar yang bergerak berpapasan dengan bumi. Namun  objek-objek tersebut memiliki kecepatan yang tidak sama. Ada kecepatannya lebih besar dari kecepatan v tertentu (sebut saja kecepatan ini escape velocity) yang akibatnya benda tersebut hanya numpang lewat dan “menghilang dari pandangan”. Ada benda yang kecepatannya kurang dari kecepatan v  yang kemudian benda ini jatuh menyatu dengan bumi. Dan yang terakhir ada benda yang kecepatannya persis sama dengan v escape velocity ini. Benda terakhir ini lah yang terus-terusan berputar mengelilingi bumi bak tong edan. Komponen kecepatan tangensialnya sama dengan komponen kecepatan radialnya.

Jika tanpa diminta-minta lintasan tong edan itu rusak atau bocor (dan bocornya seukuran motor dan pembalap), maka otomatis pembalap tong edan itu akan terlempar keluar. Dan jika bumi tiba-tiba kehilangan  tarikan gravitasinya dan udara tiba-tiba vakum (sehingga tidak ada gaya gesek udara), maka pembalap tadi akan terlempar selama-lamanya sejauh mungkin.