Sebelum Galileo mau pun Newton, gagasan mengenai gerak benda
hanya tertuju pada Aristoteles, yang menyatakan bahwa keadaan alami suatu benda
adalah diam. Benda hanya bergerak hanya jika didorong oleh impuls atau gaya. Dari
gagasan Aristoteles ini dapat kita simpulkan bahwa benda berat akan jatuh lebih
cepat dibanding benda ringan, karena benda berat tentunya memiliki gaya tarik
lebih besar menuju Bumi.
Aristoteles juga menyatakan bahwa semua hukum yang mengatur
alam semesta bisa dipelajari hanya dengan pemikiran saja, pembuktian dengan
pengamatan tidak lah diperlukan. Sampai pada konsepsinya Galileo, orang tidak
pernah memikirkan apakah benda-benda dengan berat berbeda-beda memang memiliki
kecepatan yang berbeda ketika mereka jatuh.
 |
| Interaksi gravitasi antara Bumi dengan Bulan |
Pengukuran Galileo menunjukkan setiap benda mengalami
akselerasi (pertambahan kecepatan) yang sama berapa pun berat bendanya, dengan
kemiringan berapa derajat pun untuk bola-bola dengan berat berbeda menunjukkan
lama waktu yang sama untuk ketinggian yang sama. Lalu apa yang menyebabkan
jatuhnya bulu lebih lama dari jatuhnya bola logam? Tidak lain karena jatuhnya
bulu banyak diperlambat oleh hambatan udara. Di Bulan yang tidak ada udara
penghambat jatuhnya benda, astronot $David$ $R.$ $Scott$ melakukan percobaan
menjatuhkan bulu dan pemberat logam, dan mendapati bahwa keduanya jatuh sampai
permukaan bulan dalam waktu yang bersamaan.
Oleh Newton, pengukuran Galileo digunakan sebagai dasar
hukum gerak. Percobaan Gaileo yang menunjukkan bahwa saat benda menuruni
lereng, benda selalu dipengaruhi oleh gaya yang sama, yaitu berat benda. Efeknya
adalah timbulnya percepatan. Ini artinya efek sebenarnya dari suatu gaya adalah
selalu mengubah kecepatan suatu benda, bukan membuat benda bergerak,
sebagaimana perkiraan sebelumnya. Artinya bila suatu benda tidak terkena gaya,
benda tersebut akan terus bergerak lurus dengan kecepatan awalnya, yang pada
akhirnya muncullah hukum pertama Newton. Bahwa benda yang semula diam, akan
selamanya diam dan untuk benda yang sedang bergerak dengan kecepatan tertentu,
selamanya akan bergerak dengan kecepatan tertentunya tersebut. Gagasan ini
tersurat dalam $Principia$ $Mathematica$ Newton. Sedangkan untuk benda yang
dipengaruhi oleh gaya dijelaskan oleh hukum keduanya, yang menyatakan bahwa benda
akan mengalami akselerasi atau perubahan kecepatan apabila benda dikenai gaya. Sebagai
contoh bayangkan sebuah mobil, mobil yang bertenaga besar maka dapat melaju
dengan perubahan kecepatan yang lebih besar dibanding mobil bertenaga lebih
kecil, namun laju akan bertambah lebih kecil bila mengangkut massa yang besar.
Selain hukum-hukum gerak, Newton juga menjabarkan hukum gaya
gravitasi. Hukum ini menyatakan bahwa setiap benda menarik benda lain dengan
gaya yang sebanding dengan massa setiap benda. Semakin jauh jarak antar benda,
semakin kecil pula gaya gravitasi antar keduanya. Menurut hukum gravitasi
Newton, tarikan gravitasi suatu bintang pada jarak tertentu memiliki nilai
tepat seperempat tarikan gravitasi bintang berukuran serupa pada jarak setengah
jarak semual. Hukum ini memprediksi orbit-orbit Bumi, Bulan, dan planet – planet
dengan sangat akurat. Jika gaya gravitasi suatu bintang berkurang atau
meningkat nilainya lebih cepat seiring perubahan jarak, maka disebutkan bahwa
orbil planet tidak mungkin berupa elips, dan planet-planet bakal jatuh ke
Matahari atau lepas dari Matahari.
Perbedaan besar antara gagasan Aristoteles dengan gagasan
Galileo – Newton adalah bahwa Aristoteles meyakini keadaan diam adalah wajar. Benda
apa pun akan diam jika tidak didorong oleh suatu impuls atau gaya. Dia menganggap
Bumi itu diam. Berdasarkan hukum Newton, tidak ada standar keadaan diam yang
unik. Sebagai contoh benda A diam dan benda B bergerak dengan kecepatan konstan terhadap benda A,
namun bisa berarti sebaliknya, benda B diam dan benda A bergerak dengan
kecepatan tetap terhadap benda B. Ketiadaan acuan diam yang unik/mutlak berarti
kita tidak bisa memastikan apakah dua peristiwa yang terjadi pada waktu berbeda
terjadi pada posisi yang sama dalam ruang.
Newton khawatir dengan tidak adanya ruang mutlak ($absolute$
$space$), oleh karena tidak cocok dengan gagasannya mengenai Tuhan yang mutlak.
Dia menolak menerima ketiadaan ruang multlak, meski hukumnya sendiri menyatakan
demikian.
Aristoteles dan Newton sama-sama meyakini adanya waktu
mutlak ($absolute$ $time$). Ini berarti mereka mmercayai bahwa kita dapat
mengukur jangka waktu antara dua peristiwa dengan tepat. Jangka waktu itu bakal
selalu sama tidak peduli siapa yang mengukurnya asalkan menggunakan arloji yang
sama. Waktu itu mutlak, sepenuhnya terpisah dan tidak terhubung dengan ruang.
