Teori Relativitas Einstein

Penjelasan Teori Relativitas Einstein

Oleh : Kanzia Rahman

  Kembali berkutat dengan teori-teori dari Einstein, setelah beberapa post kebelakang saya telah menjelaskan apa itu Dilasi Waktu secara Gravitasi, di post ini saya akan menjelaskan tentang salah satu teori yang juga 'meledak' dari sang ilmuwan terbesar abad ke-20 tersebut. Selain persamaan yang luar biasa tentunya, "E=mc²"

  
 Teori relativitas sendiri, secara keseluruhan, merupakan kumpulan dari dua teori lainnya, yaitu relativitas khusus dan relativitas umum yang diciptakan untuk menjelaskan bahwa gelombang elektromagnetik tidak sesuai dengan teori gerakan Newton, saya akan menge-post tentang itu nanti.

Teori Relativitas khusus terbagi atas dua postulat, yaitu :

I.  Hukum fisika dapat dinyatakan dalam persamaan yang berbentuk sama dalam semua kerangka acuan yang bergerak dengan kecepatan tetap satu sama lain.

II. Cepat rambat cahaya di dalam ruang hampa ke segala arah adalah sama untuk semua pengamat, tidak tergantung pada gerak sumber cahaya maupun pengamat.

  Postulat I memiliki artian bahwa pengamat tidak dapat mengetahui (suatu) objek yang bergerak dan objek mana yang diam karena pertanyaan tersebut berbeda-beda tergantung sudut pandang pengamat dimana pengamat selalu diam dan alam disekitarlah yang mengelilinginya.

  Sebuah thread di kaskus memberikan contoh, jika kita melihat dua buah benda objek dengan titik acuan yaitu dinding, lantai, langit-langit. Maka kita akan dengan mudah melihat benda mana yang bergerak dari satu titik ke titik yang lain, dan mana benda yang diam. Namun, jika tidak ada titik acuan seperti langit, dinding, dan langit-langit, maka sulit membedakan mana yang bergerak dan sebaliknya. 
Itu terjadi karena pengamat tidak memiliki titik pedoman objek yang diamati.

  Contoh lain, pengamat satu dan pengamat dua. Pengamat satu berada didalam pesawat dan pengamat dua berada di permukaan bumi. Sekarang, bayangkan anda berada di posisi pengamat satu. Dari sudut pandang pengamat satu, permukaan bumi yang bergerak mengelilinginya, dan pesawat diam. Namun jika anda menjadi pengamat dua, dari sudut pandang anda, pesawatlah yang bergerak dan bumi diam. Itulah yang disebut pengamat selalu diam dan alam disekitarlah yang mengelilinginya.

  Sementara itu, postulat kedua menyatakan bahwa 

Di alam semesta, hanya ada satu benda yang bergerak dengan kecepatan selalu sama, yaitu cahaya. Dengan kecepatan 300.000.000 m/s.

Dan, bayangkan kembali anda menjadi pengamat satu, didalam pesawat. Bayangkan ada sebuah cermin yang selalu mengikuti kemanapun pesawat anda pergi, lalu anda menembakkan sebuah laser kebawah, kearah cermin itu. Dari sudut pandang anda, cahaya laser tersebut terlihat lurus kebawah dan lurus kembali keatas.

Namun tidak dari sudut pandang kedua, pengamat kedua akan melihat sebuah bentuk cahaya "V" karena titik cahaya laser ditembakkan dan diterima kembali oleh pesawat akan berbeda.

  Terjadi sebuah perbedaan disana, bagi sudut pandang pengamat kedua, laser yang membentuk huruf "V" membutuhkan jalur yang lebih panjang dibanding dari sudut pandang pengamat kedua. Namun bukankah kecepatan cahaya selalu sama seperti yang telah disebutkan diatas ? Karena itu, berarti dari sudut pandang pengamat kedua, cahaya laser membutuhkan waktu lebih lama ketimbang pengamat satu.

  Dan jika pengamat satu dan pengamat kedua sama-sama menggunakan jam untuk melakukan pengukuran waktunya, jam pengamat pertama akan menunjukkan waktu yang lebih singkat daripada pengamat kedua. Berarti, jam pengamat satu bergerak dengan waktu yang lebih lambat dibanding pengamat kedua, meski dari sudut pandang pengamat satu, kecepatannya tetap sama. Inilah yang kemudian disebut dengan Dilasi Waktu.

Sebelas tahun setelah dicetuskannya teori relativitas khusus, Einstein menerbitkan relativitas umum pada tahun 1916. Yang sekaligus menjelaskan apa itu Gravitasi.

  1867, Isaac Newton menjelaskan adanya gaya gravitasi, namun ia tak pernah tahu penyebab adanya gaya tersebut. Einstein melalui relativitas umumnya menjelaskan, (sekaligus mengklarifikasi) bahwa Gravitasi bukanlah gaya tarik menarik antar dua objek yang bermassa, namun gaya yang disebabkan karena adanya kelengkungan antara massa objek terhadap ruang-waktu. 

  Selama ini, kita hanya mengenal 3 dimensi, yaitu maju-mundur, kiri-kanan, dan atas-bawah, yang disebut dengan "Ruang". Namun Einstein mengenalkan satu dimensi lainnya, yaitu waktu, yang terus berjalan selama anda membaca post ini. Itulah mengapa disebut dimensi Ruang-Waktu

  Dalam analogi diatas, kelengkungan disebabkan karena adanya dimensi ruang-waktu dan massa bumi. Lengkungan itu adalah Gravitasi, menurut Einstein.

  Setiap objek yang berada di ruang hampa akan selalu bergerak lurus dengan kecepatan tetap sehingga objek yang berada diwilayah lengkungan gravitasi akan menjadi bergerak mengikuti arah lengkungan.

Gravitasi, dapat mempengaruhi cahaya, dan karena kecepatan cahaya adalah sama, maka itu berarti gravitasi mempengaruhi waktu. Itulah yang disebut dengan Gravitational Time Dilation.

Mengenai Gravitational Time Dilation, saya mempunyai post tersendiri tentang itu. Silahkan baca Disini

Sebuah video di Youtube menjelaskan bagaimana Teori Relativitas Khusus dan Relativitas Umum. Silahkan lihat Disini

Sekian, semoga postingan saya dapat membantu anda dalam menambah pengetahuan anda. 

:)