Mengapa Gravitasi Bumi Tidak Membuat Awan Jatuh ke Bumi?

Sebelum ditemukannya teori gravitasi universal oleh newton, sering muncul pertanyaan-pertanyaan dasar mengenai penyebab kecenderungan jatuhnya benda-benda menuju pusat bumi dan keteraturan peredaran planet dan benda-benda langit lainnya dalam tata surya. 

Hingga menjelang berakhirnya abad ke-17, Sir Isaac Newton (1642-1727) seorang ilmuwan inggris, menyatakan bahwa dua buah benda yang terpisah oleh jarak tertentu cendrung akan saling tarik menarik yang merupakan gaya alamiah, besarnya gaya alamiah ini sebanding dengan massa masing-masing benda dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua benda. bila terdapat dua buah benda yang saling mempengaruhi, yaitu bumi dan benda yang jatuh menuju pusat bumi. 

Menurutnya antara bumi dan benda timbul gaya tarik menarik, dimana bumi menarik benda sedangkan benda juga menarik bumi. Gaya tarik bumi terhadap benda disebut gaya berat atau gaya gravitasi. Sebaliknya juga berlaku tarikan yang sama dilakukan benda kepada bumi yang besarnya sama. 

Sehingga dalam bukunya yang berjudul Philosophi Naturalis Principia Mathematica (1687), newton mengemukakan secara resmi Hukum gravitasi universal Newton yang menyatakan bahwa benda di alam semesta saling tarik menarik dengan gaya yang berbanding lurus dengan hasil dari massa dan berbanding terbalik dengan kuadrat dari jarak antara mereka. Oleh karena itulah seluruh benda yang ada di bumi akan cenderung jatuh dan tertarik menuju ke permukaan bumi.

Dari teori gravitasi diatas ternyata masih muncul pertanyaan dibenak masyarakat. Jika semua benda memiliki gravitasi untuk saling tarik menarik, mengapa awan dapat melayang-layang dilangit dan tidak tertarik menuju pusat bumi? sedangkan air hujan selalu jatuh menuju permukaan bumi?.

Awan adalah kumpulan butiran uap air dan kristal es yang sangat kecil atau campuran keduanya dengan konsentrasi berorde 100 per centimeter kubik dan mempunyai radius sekitar 10 mikrometer. (Bayong Tjasyono Hk, 2012). 

Analoginya sama seperti saat kita merebuas air, uap air akan menguap menuju ke atas hal ini terjadi karena massa jenis uap air lebih kecil dibandingkan massa jenis udara yang ada disekitarnya. 

Jadi hal yang menyebabkan uap air menguap ke atas bukan karena kecilnya ukuran partikel, melainkan kecilnya ukuran massa jenis partikel tersebut. 

Pada awan, uap air akan terus naik (mengapung) hingga ke batas ketinggian tertentu di mana massa jenis molekul uap air tersebut sama dengan massa jenis molekul udara di sekitarnya. Jika awan yang melayang-layang dilangit hanya disebabkan oleh massa jenisnya, lalu apa peranan gravitasi?

Ternyata gravitasi juga berperan penting dalam membuat berbagai materi di bumi tersusun sesuai urutan masa jenisnya. Mulai dari massa jenis yang terbesar hingga yang terkecil. Mulai dari udara yang berada di dekat permukaan bumi hingga udara yang berada pada lapisan eksosfer (lapisan terluar atmosfer bumi). 

Oleh karenanya sebenarnya awan tidak melayang-layang dilangit seperti yang kita lihat, melainkan awan berada diatas lapisan udara yang masa jenisnya lebih besar darinya. Sama seperti tumpahan minyak yang mengambang diatas air.