Teori relativitas merupakan teori yang membahas mengenai kecepatan dan percepatan yang diukur secara berbeda melalui kerangka acuan. Konsep dasar dari teori relativitas disusun oleh Albert Einstein menjadi dua jenis, yaitu teori relativitas khusus dan teori relativitas umum. Kedua teori ini diciptakan untuk menjelaskan bahwa gelombang elektromagnetik tidak sesuai dengan teori gerakan Newton. Gelombang elektromagnetik dibuktikan bergerak pada kecepatan yang konstan, tanpa dipengaruhi gerakan sang pengamat. Inti pemikiran dari kedua teori ini adalah bahwa dua pengamat yang bergerak relatif terhadap masing-masing akan mendapatkan waktu dan interval ruang yang berbeda untuk kejadian yang sama, tetapi isi hukum fisika akan terlihat sama oleh keduanya.
Relativitas khusus sunting
Relativitas khusus adalah teori mengenai struktur ruang-waktu. Diperkenalkan oleh Einstein melalui karyanya tahun 1905, Tentang Elektrodinamika Benda Bergerak (untuk kontribusi fisikawan lainnya lihat Sejarah relativitas khusus). Relativitas khusus menunjukkan bahwa jika dua pengamat berada dalam kerangka acuan lembam dan bergerak dengan kecepatan sama relatif terhadap pengamat lain, maka kedua pengamat tersebut tidak dapat melakukan percobaan untuk menentukan apakah mereka bergerak atau diam. Bayangkan ini seperti saat Anda berada dalam sebuah kapal selam yang bergerak dengan kecepatan tetap. Anda tidak akan dapat mengatakan apakah kapal selam tengah bergerak atau diam. Teori relativitas khusus disandarkan pada postulat bahwa kecepatan cahaya akan sama terhadap semua pengamat yang berada dalam kerangka acuan lembam.
Postulat lain yang mendasari teori relativitas khusus adalah bahwa hukum fisika memiliki bentuk matematis yang sama dalam kerangka acuan lembam manapun. Dalam teori relativitas umum, postulat ini diperluas untuk mencakup tidak hanya kerangka acuan lembam, tetapi menjadi semua kerangka acuan.
Teori ini juga menyebabkan banyak kejutan. Beberapa diantaranya adalah:
- Relativitas simultanitas: 2 kejadian yang simultan untuk 1 pengamat, mungkin tidak simultan bagi pengamat lainnya jika ia bergerak relatif.
- Dilatasi waktu: Jarum jam akan bergerak lebih lambat daripada jam pengamat yang "diam".
- Massa relativistik
- Kontraksi panjang: Objek akan memendek pada arah saat mereka bergerak dalam kaitannya dari pengamat.
- Ekivalensi massa-energi: E = mc2, energi dan massa ekivalen dan dapat berubah satu sama lain.
- Kecepatan maksimum terbatas: Tidak ada objek, pesan, atau garis medan dapat bergerak lebih cepat daripada kecepatan cahaya di ruang hampa.
- Efek gravitasi hanya dapat berpindah melalui ruang hampa pada kecepatan cahaya, tidak lebih cepat atau seketika.
Relativitas umum sunting
Hasilnya adalah jatuh bebas adalah gerak inersia: objek yang sedang jatuh bebas akan jatuh karena itulah bagaimana objek bergerak ketika tidak ada gaya yang diberikan pada benda tersebut, bukan akibat gaya gravitasi seperti pada kasus mekanika klasik. Maka hal ini tidak cocok dengan mekanika klasik dan relativitas khusus karena pada teori ini objek yang bergerak inersia tidak dapat mempercepat terhadap satu sama lain, tetapi objek yang jatuh bebas dapat. Untuk menyelesaikan masalah ini, Einstein mengajukan bahwa ruang-waktu adalah kelengkungan. Tahun 1915, ia merancang persamaan medan Einstein yang menghubungkan kelengkungan ruang-waktu terhadap massa, energi, dan momentum.
Beberapa akibat relativitas umum adalah:
- Jam akan bergerak semakin lambat pada lubang gravitasi yang makin dalam. Hal ini disebut dilatasi waktu gravitasi.
- Presesi orbit dengan cara yang tidak sama dengan teori gravitasi Newton. (Hal ini telah diamati pada orbit Merkurius dan binary pulsar).
- Sinar cahaya berbelok dengan adanya medan gravitasi.
- Massa berotasi "menyeret" sepanjang ruang-waktu di sekitarnya, fenomena yang dikenal dengan "frame-dragging".
- Meluasnya alam semesta, dan bagian yang jauh bergerak dari kita lebih cepat dari kecepatan cahaya.
Lihat pula sunting
- Daftar penerbitan dalam fisika
- Relativitas khusus
- Relativitas umum
Referensi sunting
- Putra, V. G. V. (2017). Pengantar Fisika Dasar (PDF). Sleman: CV. Mulia Jaya Publisher. hlm. 64. ISBN 978-602-72713-6-4.
- Greene, Brian. "The Theory of Relativity, Then and Now". Diakses tanggal 2015-09-26.
- Feynman, Richard Phillips; Morínigo, Fernando B.; Wagner, William; Pines, David; Hatfield, Brian (2002). Feynman Lectures on Gravitation. West view Press. hlm. 68. ISBN 0-8133-4038-1.[pranala nonaktif permanen], Lecture 5
Pranala luar sunting
- (Inggris) Probe set to test theory of Relativity - Aug. 07, 2004
- (Inggris) Living Reviews in Relativity 2016-12-27 di Wayback Machine. — An open access, peer-refereed, solely online physics journal publishing invited reviews covering all areas of relativity research.
- (Inggris) Reflections on Relativity — A complete online course on Relativity.
- (Inggris) Relativity explained in words of four letters or less
- (Inggris) Briefing on Einstein's Theory of Relativity 2007-02-20 di Wayback Machine. — A terse dose of insight on the subject.
- (Inggris) Evaluation of Manyfold spacetime short cuts from Relativity[pranala nonaktif permanen]
- (Indonesia) Teori Gravitasi Kuantum Diskusi Teori Gravitasi Kuantum