Dinamika Teori Relativitas Albert Einstein
Blog Iman Prabawa - Musim gugur pada tahun 1915 ALbert Einstein menemukan rumus yang mengatur semesta, menjelaskan ruang waktu sebagai kasur yang sedang melesak di mana materi dan energi menyatu. Seperti orang gemuk yang tidur di atasnya, mengubah geometri dari kosmos untuk menghasilkan efek yang kita sebut gravitasi, yang mewajibkan sorot cahaya juga kelereng serta apel yang jatuh untuk mengikuti alur yang melengkung ketika menembus ruang.
Institute for Advanced Study mengkaji ulang satu abad gravitasi. Bahkan alam pun sepertinya ikut ambil bagian. Musim semi yang lalu, para astronom mengatakan mereka telah menemukan "salib Einstein", dimana gravitasi dari sekelompok galaksi di kejauhan telah membelah cahaya dari suatu supernova di belakangnya menjadi sorotan-sorotan terpisah di dalam mana teleskop dapat berulang kali melihat bintang meledak, di dalam suatu versi kosmik dari film "Groundhog Day".
Tidak ada orang yang akan lebih dikejutkan oleh semua ini daripada Einstein sendiri. Ruang waktu yang telah dikemukakannya ternyata jauh lebih heboh daripada yang ia bayangkan di tahun 1907. Pada saat itu ia mendapat pewahyuan bahwa sebuah tubuh yang jatuh akan terasa tidak berbobot. Pemahaman itu menjuruskannya untuk mencoba meluaskan teori relativitasnya yang baru, dari gerbong kereta yang tergelincir ke sisi alam semesta.
Salah satu konsekuensi, yang segera disadari oleh Einstein, adalah sorot cahaya pun akan melekuk ke bawah dan waktu akan melambat di ladang gravitasi. Gravitasi bukanlah suatu daya yang dipancarkan menembus ruang waktu seperti magnetisme, ia adalah geometri dari ruang waktu itu sendiri yang menahan planet-planet di orbitnya dan membuat apel jatuh.
Pada tahun 1913, ia dan mantan teman kelasnya Jerome Grossmann dengan heboh menerbitkan garis besar dari teori gravitasi yang tidak terlalu relatif dibandingkan harapan mereka. Tetapi teori ini memang benar dalam meramalkan pembelokan cahaya, dan Erwin Freundlich, seorang astronom di Berlin Observatory, mulai mengukur pembelokan cahaya bintang selama suatu gerhana matahari di Crimea.
Ketika Perang Dunia I dimulai, Freundlich dan teman-teman ekspedisinya ditangkap sebagai mata-mata. Lalu Einstein menemukan kekurangan di dalam kalkulasinya. Jadi didirikanlah panggung untuk serangkaian kuliah untuk Prussian Academi yang akan merupakan hitung mundur terakhir dari upaya Einstein untuk memahami gravitasi.
Setelah itu, ia menggunakan teori yang sedang mencuat untuk menghitung suatu anomali yang membingungkan di dalam pergerakan Merkuri, orbitnya yang berbentuk telur berubah sebesar 43 detik-lengkung per abad. Jawabannya sangat tepat, dan jantung Einstein berdebar keras.
Rumus persamaan yang Einstein tulis adalah sama dengan rumus yang pernah ia tulis di buku catatannya dua tahun sebelumnya tetapi telah ia tinggalkan. Di salah satu sisi dari tanda persamaan adalah distribusi materi dan energi di dalam ruang. Di sisi yang lain adalah geometri dari ruang, yang disebut metrik, yang adalah resep untuk cara menghitung jarak di antara dua titik.
Seperti yang kelak dijelaskan oleh fisikawan Princeton, John Wheeler, "Ruang waktu menentukan bagaimana materi bergerak, materi menentukan bagaimana ruang waktu melengkung." Ini mudah untuk dikatakan tetapi sulit untuk dihitung. Bintang-bintang mungkin adalah aktor di panggung, tetapi setiap kali mereka bergerak, seluruh panggung berubah menyusun ulang dirinya sendiri.
Pada bulan Desember 1915, ia menerima telegram dari Karl Schwarzchild, seorang astrofisikawan yang sedang melayani di medan perang, yang telah memecahkan rumus persamaan Einstein untuk menjelaskan ladang gravitasi di seputar satu bintang tunggal.
Ada yang ganjil dari karyanya bahwa pada suatu jarak tertentu dari bintang, kelak dikenal sebagai radius Schwarzchild, rumus persamaan itu akan runtuh. Ini adalah awal dari lubang hitam. Einstein bingung bahwa rumus persamaannya dapat dipecahkan untuk satu bintang tunggal. Salah satu terang yang menuntunnya adalah fisikawan dan filsuf Austria, Ernst Mach, yang menganggap segala sesuatu di semesta adalah relatif. Einstein memaknai Prinsip Mach, sebagaimana ia menyebutnya, bahwa seharusnya mustahil untuk memecahkan rumus persamaannya untuk kasus satu benda tunggal.
Seperti sebagian besar rekan-rekannya di masa itu, Einstein menganggap semesta terdiri dari gugusan awan bintang-bintang, Bima Sakti, dikelilingi oleh ruang yang sangat luas. Pada tahun 1971 Einstein mulai merancang suatu semesta tanpa batas. Di dalam modelnya ini, ruang melengkung untuk bertemu dengan dirinya sendiri, seperti sisi dari kaleng susu. Tetapi model semesta ini tidak stabil, dan silinder bisa runtuh jika tidak ada sesuatu yang menahan sisi-sisinya.
Sesuatu itu adalah sebuah faktor tetap yang ditambahkan ke persamaan yang oleh Einstein disebut sebagai konstanta kosmologikal. Secara fisik, istilah yang baru ini, yang disimbolkan oleh huruf Yunani lambda, mewakili suatu daya tolak kisaran panjang.
Sebuah semesta yang statis seperti yang, menurut anggapan hampir semua orang, dihuni oleh mereka dan di mana geometri hanya ditentukan oleh materi. Namun Willem de Sitter, seorang astronom Belanda, memunculkan bahwa semesta sama sekali tidak memiliki materi dan sedang terbang menjauh.
Lalu, Edwin Hubble menemukan bahwa semesta memang benar-benar sedang mengembang. Pada tahun 1998 para astronom menemukan bahwa energi gelap, yang bertindak persis seperti konstanta kosmologikal, sepertinya meniup ruang waktu menjauh, persis seperti di semestanya de Sitter.
Malah sebenarnya, sekarang ini sebagian besar kosmolog setuju bahwa tidak semua gerakan itu relatif dan bahwa ruang waktu memang memiliki eksistensi terlepas dari materi, meskipun ia tidak statis dan absolut. Contoh yang paling bagus adalah gelombang gravitasional, riak kompresi dan peregangan yang melesat menembus ruang kosong dengan kecepatan cahaya.
Pada relativitas umum, panggung bangkit beraksi. Ruang waktu dapat melengkung, melipat, membungkus dirinya di sekeliling bintang yang mati dan menghilang ke dalam lubang hitam. Ia dapat memantul-mantul seperti perut Sinterklas, memancarkan gelombang kompresi gravitasional, atau memutar seperti adonan di dalam mixer. Ia bahkan bisa robek atau patah. Ia dapat meregang dan tumbuh, atau runtuh ke dalam sebuah titik kepadatan abadi di akhir atau awal waktu.
Artikel ini diambil dari majalah Media Kawasan edisi Maret 2016
Baca juga :
Teori Relativitas Albert Einstein
Teori yang sering kita dengar sebagai relativitas. Sejak terbitnya revolusi ilmiah dan masa-masa Isaac Newton, penemu teori gravitasi, saintis dan filsuf telah menganggap ruang waktu sebagai semacam panggung di mana kita, materi dan energi sebagai aktor, berjalan dan beraksi.Institute for Advanced Study mengkaji ulang satu abad gravitasi. Bahkan alam pun sepertinya ikut ambil bagian. Musim semi yang lalu, para astronom mengatakan mereka telah menemukan "salib Einstein", dimana gravitasi dari sekelompok galaksi di kejauhan telah membelah cahaya dari suatu supernova di belakangnya menjadi sorotan-sorotan terpisah di dalam mana teleskop dapat berulang kali melihat bintang meledak, di dalam suatu versi kosmik dari film "Groundhog Day".
Tidak ada orang yang akan lebih dikejutkan oleh semua ini daripada Einstein sendiri. Ruang waktu yang telah dikemukakannya ternyata jauh lebih heboh daripada yang ia bayangkan di tahun 1907. Pada saat itu ia mendapat pewahyuan bahwa sebuah tubuh yang jatuh akan terasa tidak berbobot. Pemahaman itu menjuruskannya untuk mencoba meluaskan teori relativitasnya yang baru, dari gerbong kereta yang tergelincir ke sisi alam semesta.
Teori Relativitas Khusus
Menurut teori yang fundamental itu, yang sekarang dikenal sebagai relativitas khusus, hukum-hukum fisika tidak peduli pada seberapa cepat kita bergerak, hukum-hukum fisika dan kecepatan cahaya adalah sama. Einstein menemukan bahwa hukum-hukum fisika harus tampak sama, terlepas dari bagaimana kita bergerak, jatuh, memutar, jungkir-balik atau tertekan ke dalam kursi dari mobil yang sedang tancap gas.Salah satu konsekuensi, yang segera disadari oleh Einstein, adalah sorot cahaya pun akan melekuk ke bawah dan waktu akan melambat di ladang gravitasi. Gravitasi bukanlah suatu daya yang dipancarkan menembus ruang waktu seperti magnetisme, ia adalah geometri dari ruang waktu itu sendiri yang menahan planet-planet di orbitnya dan membuat apel jatuh.
Perjalanan Einstein Menemukan Teori Relativitas
Einstein memerlukan delapan tahun yang sulit berikutnya untuk menemukan bagaimana cara kerja ruang waktu yang lentur ini, selama berpindah-pindah dari Bern, Praguw, dan Zurich lalu ke posisi yang bergengsi di Berlin.Pada tahun 1913, ia dan mantan teman kelasnya Jerome Grossmann dengan heboh menerbitkan garis besar dari teori gravitasi yang tidak terlalu relatif dibandingkan harapan mereka. Tetapi teori ini memang benar dalam meramalkan pembelokan cahaya, dan Erwin Freundlich, seorang astronom di Berlin Observatory, mulai mengukur pembelokan cahaya bintang selama suatu gerhana matahari di Crimea.
Ketika Perang Dunia I dimulai, Freundlich dan teman-teman ekspedisinya ditangkap sebagai mata-mata. Lalu Einstein menemukan kekurangan di dalam kalkulasinya. Jadi didirikanlah panggung untuk serangkaian kuliah untuk Prussian Academi yang akan merupakan hitung mundur terakhir dari upaya Einstein untuk memahami gravitasi.
Setelah itu, ia menggunakan teori yang sedang mencuat untuk menghitung suatu anomali yang membingungkan di dalam pergerakan Merkuri, orbitnya yang berbentuk telur berubah sebesar 43 detik-lengkung per abad. Jawabannya sangat tepat, dan jantung Einstein berdebar keras.
Rumus persamaan yang Einstein tulis adalah sama dengan rumus yang pernah ia tulis di buku catatannya dua tahun sebelumnya tetapi telah ia tinggalkan. Di salah satu sisi dari tanda persamaan adalah distribusi materi dan energi di dalam ruang. Di sisi yang lain adalah geometri dari ruang, yang disebut metrik, yang adalah resep untuk cara menghitung jarak di antara dua titik.
Seperti yang kelak dijelaskan oleh fisikawan Princeton, John Wheeler, "Ruang waktu menentukan bagaimana materi bergerak, materi menentukan bagaimana ruang waktu melengkung." Ini mudah untuk dikatakan tetapi sulit untuk dihitung. Bintang-bintang mungkin adalah aktor di panggung, tetapi setiap kali mereka bergerak, seluruh panggung berubah menyusun ulang dirinya sendiri.
Pada bulan Desember 1915, ia menerima telegram dari Karl Schwarzchild, seorang astrofisikawan yang sedang melayani di medan perang, yang telah memecahkan rumus persamaan Einstein untuk menjelaskan ladang gravitasi di seputar satu bintang tunggal.
Ada yang ganjil dari karyanya bahwa pada suatu jarak tertentu dari bintang, kelak dikenal sebagai radius Schwarzchild, rumus persamaan itu akan runtuh. Ini adalah awal dari lubang hitam. Einstein bingung bahwa rumus persamaannya dapat dipecahkan untuk satu bintang tunggal. Salah satu terang yang menuntunnya adalah fisikawan dan filsuf Austria, Ernst Mach, yang menganggap segala sesuatu di semesta adalah relatif. Einstein memaknai Prinsip Mach, sebagaimana ia menyebutnya, bahwa seharusnya mustahil untuk memecahkan rumus persamaannya untuk kasus satu benda tunggal.
Seperti sebagian besar rekan-rekannya di masa itu, Einstein menganggap semesta terdiri dari gugusan awan bintang-bintang, Bima Sakti, dikelilingi oleh ruang yang sangat luas. Pada tahun 1971 Einstein mulai merancang suatu semesta tanpa batas. Di dalam modelnya ini, ruang melengkung untuk bertemu dengan dirinya sendiri, seperti sisi dari kaleng susu. Tetapi model semesta ini tidak stabil, dan silinder bisa runtuh jika tidak ada sesuatu yang menahan sisi-sisinya.
Sesuatu itu adalah sebuah faktor tetap yang ditambahkan ke persamaan yang oleh Einstein disebut sebagai konstanta kosmologikal. Secara fisik, istilah yang baru ini, yang disimbolkan oleh huruf Yunani lambda, mewakili suatu daya tolak kisaran panjang.
Sebuah semesta yang statis seperti yang, menurut anggapan hampir semua orang, dihuni oleh mereka dan di mana geometri hanya ditentukan oleh materi. Namun Willem de Sitter, seorang astronom Belanda, memunculkan bahwa semesta sama sekali tidak memiliki materi dan sedang terbang menjauh.
Lalu, Edwin Hubble menemukan bahwa semesta memang benar-benar sedang mengembang. Pada tahun 1998 para astronom menemukan bahwa energi gelap, yang bertindak persis seperti konstanta kosmologikal, sepertinya meniup ruang waktu menjauh, persis seperti di semestanya de Sitter.
Malah sebenarnya, sekarang ini sebagian besar kosmolog setuju bahwa tidak semua gerakan itu relatif dan bahwa ruang waktu memang memiliki eksistensi terlepas dari materi, meskipun ia tidak statis dan absolut. Contoh yang paling bagus adalah gelombang gravitasional, riak kompresi dan peregangan yang melesat menembus ruang kosong dengan kecepatan cahaya.
Sukses Terbesar Albert Einstein
Sukses terbesar Einstein muncul di tahun 1919, ketika Arthur Eddington melakukan eksperimen yang telah dimulai oleh Freundlich, dan memastikan bahwa semua cahaya dari surga/langit membengkok selama gerhana, dibengkokkan oleh gravitasi gelap matahari, persis seperti yang telah diramalkan oleh Einstein.Pada relativitas umum, panggung bangkit beraksi. Ruang waktu dapat melengkung, melipat, membungkus dirinya di sekeliling bintang yang mati dan menghilang ke dalam lubang hitam. Ia dapat memantul-mantul seperti perut Sinterklas, memancarkan gelombang kompresi gravitasional, atau memutar seperti adonan di dalam mixer. Ia bahkan bisa robek atau patah. Ia dapat meregang dan tumbuh, atau runtuh ke dalam sebuah titik kepadatan abadi di akhir atau awal waktu.
Artikel ini diambil dari majalah Media Kawasan edisi Maret 2016
Baca juga :
0 Response to "Dinamika Teori Relativitas Albert Einstein"
Post a Comment