Mengenal Albert Einstein, Sang Penemu Teori Relativitas dan Konsep Ruang-Waktu

Jakarta: Dunia ilmu pengetahuan modern tidak terlepas dari kontribusi besar Albert Einstein dalam merumuskan teori relativitas yang mengubah cara pandang manusia terhadap alam semesta. Teori ini menjadi fondasi penting dalam fisika untuk menjelaskan fenomena alam yang tidak dapat dijangkau oleh mekanika klasik.

Teori relativitas membahas mengenai kecepatan dan percepatan yang diukur secara berbeda melalui kerangka acuan tertentu. Einstein menyusun konsep dasar ini ke dalam dua jenis utama, yakni teori relativitas khusus dan teori relativitas umum.

Kedua teori tersebut diciptakan untuk menjelaskan bahwa gelombang elektromagnetik tidak sesuai dengan teori gerakan Newton yang telah ada sebelumnya. Gelombang elektromagnetik terbukti bergerak pada kecepatan konstan tanpa dipengaruhi oleh gerakan sang pengamat di berbagai kondisi.
 

 

Landasan Teori Relativitas Khusus

Albert Einstein memperkenalkan relativitas khusus melalui karya ilmiahnya pada tahun 1905 yang berjudul Tentang Elektrodinamika Benda Bergerak. Teori ini memaparkan struktur ruang-waktu dan bagaimana pengamat dalam kerangka acuan lembam melihat hukum fisika secara sama.Berikut adalah beberapa konsekuensi atau fenomena yang dihasilkan dari teori relativitas khusus:

1. Relativitas Simultanitas: Dua kejadian yang terlihat bersamaan oleh satu pengamat mungkin tidak terlihat bersamaan oleh pengamat lain yang bergerak relatif terhadapnya.
2. Dilatasi Waktu: Jarum jam akan bergerak lebih lambat pada objek yang bergerak dibandingkan dengan jam milik pengamat yang diam.
3. Massa Relativistik: Massa sebuah benda akan meningkat seiring dengan bertambahnya kecepatan objek tersebut mendekati kecepatan cahaya.
4. Kontraksi Panjang: Objek yang bergerak akan terlihat memendek pada arah gerakannya jika dilihat dari sudut pandang pengamat yang diam.Ekivalensi Massa-Energi: Rumus $E = mc 2 menunjukkan bahwa energi dan massa adalah setara serta dapat berubah satu sama lain.
5. Kecepatan Maksimum Terbatas: Tidak ada objek atau pesan yang dapat bergerak lebih cepat daripada kecepatan cahaya di dalam ruang hampa.
6. Efek Gravitasi: Pengaruh gravitasi hanya dapat berpindah melalui ruang hampa pada kecepatan cahaya dan tidak terjadi secara seketika.

Penerapan teori relativitas khusus ini menyandarkan diri pada postulat bahwa kecepatan cahaya selalu sama bagi semua pengamat dalam kerangka acuan lembam. Hal ini memberikan kejutan besar bagi dunia sains karena meruntuhkan konsep waktu absolut yang dipegang selama berabad-abad.
 

Dinamika Relativitas Umum dan Kelengkungan Ruang-Waktu

Pada perkembangan selanjutnya, Einstein mengajukan teori relativitas umum pada tahun 1915 untuk menyempurnakan masalah gerak inersia pada benda jatuh bebas. Ia merancang persamaan medan yang menghubungkan massa dan energi dengan kelengkungan ruang-waktu di sekitarnya.

Berikut adalah beberapa akibat yang ditimbulkan oleh teori relativitas umum:

1. Dilatasi Waktu Gravitasi: Waktu atau detak jam akan bergerak semakin lambat pada wilayah yang memiliki lubang gravitasi semakin dalam.
2. Presesi Orbit: Pergerakan orbit planet, seperti pada Merkurius, terjadi dengan cara yang berbeda dari perhitungan teori gravitasi Newton.
3. Pembelokan Cahaya: Sinar cahaya akan terlihat berbelok ketika melintasi wilayah yang memiliki medan gravitasi sangat kuat.
4. Frame-Dragging: Massa yang berotasi akan menyeret ruang-waktu di sekitarnya dalam sebuah fenomena yang dikenal sebagai penyeretan kerangka.
5. Meluasnya Alam Semesta: Bagian alam semesta yang jauh dapat bergerak menjauhi kita dengan kecepatan yang bahkan melebihi kecepatan cahaya.

Konsep relativitas umum ini menjelaskan bahwa jatuh bebas adalah sebuah gerak inersia karena objek bergerak mengikuti kelengkungan ruang-waktu. Penemuan ini berhasil menyelesaikan ketidakcocokan antara mekanika klasik dengan perilaku objek yang mempercepat terhadap satu sama lain saat jatuh bebas.
 

Pemahaman mengenai teori relativitas khusus dan umum tersebut hingga kini masih menjadi pilar utama dalam pengembangan teknologi canggih dan eksplorasi ruang angkasa. Penemuan Albert Einstein tetap menjadi salah satu pencapaian intelektual terbesar dalam sejarah peradaban manusia.

Jangan lupa saksikan MTVN Lens lainnya hanya di Metrotvnews.com.

(Daffa Yazid Fadhlan)