Pada tahun 1642, tahun Galileo meninggal, Isaac Newton lahir di Woolsthorpe, Lincolnshire, Inggris pada Hari Natal. Ayahnya meninggal tiga bulan sebelumnya, dan bayi Ishak, sangat prematur, juga tidak diharapkan untuk hidup. Dikatakan dia bisa dipasang ke dalam panci liter. Ketika Ishak berusia tiga tahun, ibunya menikah dengan seorang pendeta tua kaya dari desa sebelah, dan pergi tinggal di sana, meninggalkan Ishak belakang dengan neneknya. Pendeta meninggal, dan ibu Isaac kembali, setelah delapan tahun, membawa tiga anaknya yang kecil. Dua tahun kemudian, Newton pergi ke Grammar School di Grantham, di mana ia diajukan dengan apoteker lokal, dan terpesona oleh bahan kimia. Rencananya adalah bahwa pada usia tujuh belas ia akan pulang dan mengurus peternakan. Dia ternyata gagal total sebagai petani.
Kakak ibunya, seorang pendeta yang telah sarjana di Cambridge, meyakinkan ibunya bahwa akan lebih baik bagi Ishak untuk pergi ke universitas, sehingga tahun 1661 ia pergi ke Trinity College, Cambridge. Ishak membayar jalan melalui perguruan tinggi untuk tiga tahun pertama dengan menunggu meja dan membersihkan kamar untuk rekan-rekan (dosen) dan siswa kaya. Pada 1664, ia terpilih sarjana, menjamin empat tahun dukungan keuangan. Sayangnya, pada waktu itu wabah itu menyebar ke seluruh Eropa, dan mencapai Cambridge di musim panas 1665. Universitas ditutup, dan Newton kembali ke rumah, di mana ia menghabiskan dua tahun berkonsentrasi pada masalah dalam matematika dan fisika. Dia menulis kemudian bahwa selama ini waktu dia pertama kali memahami teori gravitasi, yang akan kita bahas di bawah, dan teori optik (dia adalah orang pertama yang menyadari bahwa cahaya putih terdiri dari warna pelangi), dan matematika banyak , baik kalkulus integral dan diferensial dan seri terbatas. Namun, dia selalu enggan untuk menerbitkan apa pun, setidaknya sampai muncul orang lain mungkin mendapatkan kredit untuk apa yang telah ditemukan sebelumnya.
Pada kembali ke Cambridge pada tahun 1667, dia mulai bekerja pada alkimia, tapi kemudian pada tahun 1668 Nicolas Mercator menerbitkan sebuah buku yang berisi beberapa metode untuk berurusan dengan seri terbatas. Newton segera menulis sebuah risalah, De analysi, menguraikan hasil sendiri yang lebih luas mulai. Temannya dan mentor Isaac Barrow dikomunikasikan ke penemuan-penemuan matematika di London, tetapi hanya setelah beberapa minggu akan Newton memungkinkan namanya untuk diberikan. Hal ini membawa karyanya ke perhatian masyarakat matematika untuk pertama kalinya. Tak lama setelah itu, profesor Lucasian Barrow diri (yang telah didirikan hanya di 1663, dengan Barrow incumbent pertama) di Cambridge sehingga bisa Newton Ketua.
Prestasi ilmiah pertama Newton masyarakat yang utama adalah penemuan, desain dan konstruksi teleskop mencerminkan. Ia tanah cermin, dibangun tabung, dan bahkan membuat alat sendiri untuk pekerjaan itu. Ini adalah kemajuan yang nyata dalam teknologi teleskop, dan memastikan pemilihan untuk keanggotaan di Royal Society. Cermin memberikan gambar yang lebih tajam daripada yang mungkin dengan lensa besar karena lensa memfokuskan warna yang berbeda pada jarak yang sedikit berbeda, efek yang disebut chromatic aberration. Masalah ini saat ini diminimalkan dengan menggunakan lensa senyawa, dua lensa dari berbagai jenis kaca terjebak bersama-sama, bahwa keliru dalam arah yang berlawanan, dan dengan demikian cenderung untuk membatalkan kekurangan masing-masing, namun cermin masih digunakan di teleskop besar.
Kemudian di 1670 itu, Newton menjadi sangat tertarik pada teologi. Ia belajar bahasa Ibrani beasiswa dan teolog kuno dan modern panjang lebar, dan menjadi yakin bahwa agama Kristen telah menyimpang dari ajaran-ajaran asli dari Kristus. Dia merasa tidak mampu menerima keyakinan terkini dari Gereja Inggris, yang disayangkan karena ia diperlukan sebagai Fellow Trinity College untuk menerima perintah suci. Untungnya, Gereja Inggris lebih fleksibel daripada Galileo telah menemukan Gereja Katolik dalam hal ini, dan Raja Charles II mengeluarkan dekrit kerajaan memaafkan Newton dari keharusan mengambil perintah suci! Sebenarnya, untuk mencegah hal ini menjadi preseden luas, keputusan ditentukan bahwa, dalam lamanya, profesor Lucasian tidak perlu mengambil perintah suci. (Lucasian Profesor Stephen Hawking saat ini.)
Pada 1684, tiga anggota dari Royal Society, Sir Christopher Wren, Robert Hooke dan Edmond Halley, dikatakan sebagai apakah orbit elips planet-planet dapat terjadi akibat gaya gravitasi terhadap matahari sebanding dengan kuadrat terbalik dari jarak. Halley menulis:
Mr Hook mengatakan ia telah itu, tapi bahwa ia akan menyembunyikannya untuk beberapa waktu sehingga orang lain, triing dan gagal mungkin tahu bagaimana menghargai itu, ketika ia harus membuat muka umum.
Halley pergi ke Cambridge, dan menempatkan masalah untuk Newton, yang mengatakan ia telah diselesaikan itu empat tahun sebelumnya, tapi tidak bisa menemukan bukti di antara kertas-kertasnya. Tiga bulan kemudian, dia mengirim sebuah versi perbaikan bukti untuk Halley, dan mengabdikan dirinya penuh waktu untuk mengembangkan ide-ide ini, memuncak dalam publikasi Principia pada 1686. Ini adalah buku yang benar-benar melihat perubahan manusia alam semesta, sebagaimana kita segera akan membahas, dan pentingnya sepenuhnya dihargai sangat cepat. Newton menjadi seorang publik figur. Dia meninggalkan Cambridge untuk London, di mana ia diangkat Master Mint, peran dia mengejar penuh semangat, seperti biasa, termasuk pemalsu penuntutan. Dia knighted oleh Ratu Anne. Dia berargumen dengan Hooke tentang siapa yang pantas kredit untuk menemukan hubungan antara orbit elips dan hukum kuadrat terbalik sampai Hooke meninggal pada tahun 1703, dan ia berdebat dengan seorang matematikawan dan filsuf Jerman, Leibniz, tentang mana mereka menemukan kalkulus. Newton meninggal pada tahun 1727, dan dikuburkan dengan keangkuhan banyak dan keadaan di Westminster Abbey-meskipun-nya yang terkenal keraguan tentang iman Anglikan.
Sebuah buku, bagus dibaca adalah The Life of Isaac Newton, oleh Richard Westfall, Cambridge tahun 1993, yang saya digunakan dalam penulisan ringkasan atas kehidupan Newton.
Sebuah koleksi menarik dari artikel, deras diilustrasikan, pada, karya hidup Newton dan dampak pada budaya umum adalah Mari Newton Jadilah, diedit oleh John Fauvel dan lain-lain, Oxford 1988, yang saya juga berkonsultasi!.
Proyektil dan Planet
Mari kita sekarang beralih ke topik sentral Principia, universalitas gaya gravitasi. Legenda adalah bahwa Newton melihat buah apel jatuh di kebunnya di Lincolnshire, memikirkan hal itu dalam hal kekuatan gravitasi yang menarik ke bumi, dan menyadari kekuatan yang sama mungkin meluas sejauh bulan. Dia akrab dengan karya Galileo pada proyektil, dan menyarankan bahwa gerakan bulan di orbit dapat dipahami sebagai perluasan alami dari teori itu. Untuk melihat apa yang dimaksud dengan ini, pertimbangkan pistol menembak proyektil horizontal dari sebuah gunung yang sangat tinggi, dan membayangkan menggunakan bubuk lebih dan lebih dalam tembakan berturut-turut untuk mendorong proyektil lebih cepat dan lebih cepat.
Jalur parabola akan menjadi datar dan datar, dan, jika kita membayangkan bahwa gunung ini begitu tinggi sehingga hambatan udara dapat diabaikan, dan pistol cukup kuat, akhirnya titik pendaratan begitu jauh sehingga kita harus mempertimbangkan kelengkungan bumi dalam mencari di mana tanah.
Bahkan, situasi sebenarnya lebih dramatis-kelengkungan bumi mungkin berarti proyektil tanah tidak pernah sama sekali. Hal ini dibayangkan oleh Newton dalam Principia. Diagram berikut adalah dari populerisasi kemudian, A risalah dari Sistem Dunia, yang ditulis pada 1680 itu:
Puncak gunung di V seharusnya berada di atas atmosfer bumi, dan untuk kecepatan awal yang cocok, proyektil orbit bumi dalam lintasan melingkar. Bahkan, kelengkungan bumi adalah sedemikian rupa sehingga permukaan jatuh jauh di bawah garis horizontal yang benar-benar datar sekitar lima meter di 8.000 meter (lima mil). Ingatlah bahwa hanya lima meter jarak vertikal suatu proyektil awalnya bergerak horizontal akan jatuh dalam kedua pertama gerak. Tapi ini berarti bahwa jika kecepatan moncong (horisontal) adalah 8.000 meter per detik, jatuhnya ke bawah meriam akan hanya dicocokkan dengan permukaan bumi jatuh jauh, dan tidak pernah akan memukul tanah! Ini hanya gerakan, akrab bagi kita sekarang, dari sebuah satelit di orbit rendah, yang bergerak pada sekitar 8.000 meter (lima mil) beberapa mil kedua, atau 18.000 per jam. (Sebenarnya, Newton menarik gunung ini sangat tinggi, tidak ragu lagi untuk kejelasan ilustrasi Sebuah satelit diluncurkan secara horizontal dari atas akan jauh di atas orbit antar-jemput yang biasa, dan pergi jauh lebih lambat dari 18.000 mil per jam..)
Bulan Jatuh
Newton menyadari bahwa lintasan melingkar bulan mengelilingi bumi bisa terjadi dengan cara ini oleh gaya gravitasi yang sama yang akan memegang seperti meriam di orbit rendah, dengan kata lain, kekuatan yang sama yang menyebabkan tubuh jatuh.
Untuk berpikir tentang ide ini, mari kita perhatikan gerak bulan, dimulai pada beberapa saat tertentu, telah menyimpang ke bawah-jatuh-dari beberapa garis awal "horisontal", seperti untuk tembakan meriam horizontal dari sebuah gunung yang tinggi. Pertanyaan yang jelas pertama adalah: apakah jatuhnya bulan lima meter di bawah garis horisontal, yaitu, ke bumi, pada detik pertama? Hal ini tidak sulit untuk Newton untuk memeriksa, karena jalan bulan justru dikenal oleh waktu ini. Orbit bulan adalah sekitar lingkaran dari radius sekitar 384.000 kilometer (240.000 mil), yang terjadi di dalam satu bulan (tepatnya, dalam 27,3 hari), sehingga jarak yang ditempuh dalam satu kedua adalah, nyaman, sangat dekat dengan satu kilometer . Hal ini kemudian masalah geometri untuk mengetahui seberapa jauh jalan yang melengkung turun di bawah "horisontal" garis dalam satu detik penerbangan, dan jawabannya ternyata tidak lima meter, tetapi hanya sedikit lebih dari satu milimeter! (Sebenarnya sekitar 1,37 milimeter.)
Ini benar-benar tidak mungkin untuk menggambar diagram yang menunjukkan seberapa jauh itu jatuh dalam satu detik, tapi geometri adalah sama jika kita melihat seberapa jauh itu jatuh dalam satu hari, jadi inilah:
Untuk satu detik, AB akan menjadi hanya satu kilometer, sehingga sejak AC 384.000 km, segitiga ABC benar-benar tipis., Tapi kita masih dapat menggunakan teorema Pythagoras '!
Jadi "akselerasi alami" dari bulan ke bumi, diukur dengan seberapa jauh gerak jatuh di bawah garis lurus dalam satu detik, kurang dari itu dari sebuah apel di atas bumi dengan rasio lima meter ke 1,37 milimeter, yang bekerja keluar menjadi sekitar 3.600.
Apa yang bisa menjadi tingkat signifikansi ini jauh lebih kecil dari jatuh? Jawaban Newton adalah bahwa percepatan alami dari bulan jauh lebih kecil daripada meriam karena mereka berdua disebabkan oleh gaya tarik-sebuah gravitasi ke bumi, dan bahwa gaya gravitasi menjadi lebih lemah pada akan pergi dari bumi.
Bahkan, tokoh-tokoh kita telah diberikan tentang orbit bulan memungkinkan kita untuk menghitung seberapa cepat tarik gravitasi mati pergi dengan jarak. Jarak dari pusat bumi ke permukaan bumi adalah sekitar 6.350 kilometer (4.000 mil), sehingga bulan adalah sekitar 60 kali lebih jauh dari pusat bumi dibandingkan kami dan meriam tersebut.
Dari diskusi kita tentang seberapa cepat bulan turun di bawah garis lurus dalam satu detik dalam orbitnya, kami menemukan bahwa percepatan gravitasi untuk bulan ini turun dengan faktor 3.600 dari meriam (atau apel itu).
Puting kedua fakta bersama-sama, dan mencatat bahwa 3.600 = 60 x 60, yang dipimpin Newton dengan hukum yang terkenal persegi terbalik: gaya tarik gravitasi antara dua benda menurun dengan jarak meningkat di antara mereka sebagai invers kuadrat dari jarak yang, jadi jika jarak dua kali lipat, gaya adalah turun dengan faktor empat.
sumber informasi : galileo.phys.virginia.edu
