Gambaran Umum Teori Relativitas Einstein

Meskipun Teori Relativitas Einstein sangat terkenal, akan tetapi hanya sedikit yang dapat kita pahami. Pokok utama dari Teori Relativitas Eistein ini merujuk pada dua elemen berbeda yang bersatu ke dalam sebuah teori yang sama yaitu relativitas umum dan relativitas khusus. Sebelum Theori relativtas umum, terlebih dahulu diperkenalkan teori relativitas khusus dan kemudian berdasar atas kasus-kasus yang lebih luas maka diperkenalkanlah teori relativitas umum.

A.  Tentang Relativitas

Galileo Galilei seorang ilmuan yang  pertama kali memperkenalkan Teori Relativitas klasik, kemudian direvisi ulang oleh Sir Isaac Newton. Teori ini mencakup transformasi sederhana diantara benda yang bergerak dan seorang pengamat pada kerangka acuan lain yang diam (inersia). Contohnya ketika seseorang berada di dalam kereta yang melaju sedangkan seorang lagi diam di luar kereta kemudian memperhatikan kereta yang melaju, maka kecepatan yang dialami oleh kereta tersebut adalah kecepatan relatif yang bergantung pada posisi pengamat baik itu seseorang yang berada di dalam kereta maupun yang berada di luar kereta.

Pada tahun 1800an, terjadi permasalahan pada relativitas ketika diaplikasikan pada cahaya. Karena cahaya ketika gelombang merambat melalui alam semesta terdapat substansi eter yang mempunyai kerangka acuan sama. Michelson-Morley melakukan sebuah eksperimen bahwa bagaimanapun juga telah mengalami kegagalan  untuk mendeteksi gerak bumi relatif terhadap eter, dan tidak ada seorangpun yang bisa menjelaskan fenomena ini. Terdapat salah interpretasi klasik dari relativitas jika diaplikasikan pada cahaya kemudian Einstein merevisi ulang sehingga memunculkan pemahaman baru yang lebih matang terhadap fenomena ini.

B.  Pengenalan tentang relativitas khusus

Albert Eintein mempubilkasikan makalah yang berjudul, “On the Electrodynamics of Moving Bodies” bersama makalah lainnya pada Tahun 1905. Makalah ini menyajikan teori relativitas khusus, berdasarkan dua postulat utama:

1.    Postulat Einstein

a.    Postulat pertama mengenai prinsip relativitas

Setiap kerangka acuan pada hukum-hukum fisika adalah sama.

b.   Postulat kedua mengenai prinsip kekonstanan kecepatan cahaya

Kecepatan cahaya dinotasikan dengan c, dan dapat merabat pada vakum sehingga kecepatannya konstan terhadap gerak benda yang memiliki radiasi. Makalah tersebut menyajikan formulasi matematika dari postulat tersebut. Bentuk dari postulat berbeda-beda karena translasi dari bentuk matematika Jerman dengan bentuk Inggris berbeda tidak seperti yang sering kita lihat.

Eintein dalam makalahnya menggabungkan persamaan Maxwell untuk listrik dan magnet dengan gerak elektron bahwa kecepatan mendekati dengan kecepatan cahaya. Kemudian hasil dari makalahnya maka Eintein memperkenalkan transformasi koordinat baru, yang dinamakan transformasi Lorentz. Ketika ecepatan lambat maka kecepatannya mendekati dengan kecepatan cahaya sehingga menghasilkan nilai yang secara radikal berbeda.

Einstein merumuskan teorinya tidak berdasarkan percobaan-percobaan, melainkan atas dasar-dasar kehalusan simetri dan matematik.

Berawal dari kelemahan hukum Newton yang mengaggap bahya ruang dan waktu yang mutlak, dan atas di bantahnya dengan ketidak mampuan untuk menjelaskan lintasan orbit merkurius dan percobaan tenteng kecepatan partikel kemudian sekitar tahun 1950, ada suato konsef yang diberikan oleh Einstein  yang merekonstruksi hukum mekaniaka untuk kasus newton tersebut.

Kemudian Einstein memberi suatu rekonstruksi pada hukun Newton tentang gerak yaitu dengan mengenalkan Teori relativitas khusus. . Inti dari teori relativitas khusus adalah pada kasus kasus gerak suatu benda yang bergerak mendekati kecepatan cahaya maka bentuk persamaan – persamaan geraknya tidak seperti hukum mekanika Newton. Yang pada akhirnya relativitas khusus juga memberi perubahan terhadap paradigm tentang ruang dan waktu.

Menurut teori relativitas khusus ruang dan waktu itu relatif tidak multak dan besar kecepatan cahaya itu sama dilihat dari semua kerangka yang inersia. Akan tetapi menurut teori relativitas khusus dalam setiap kerangka yang inersia baik yang bergerak dengan kecepatan jauh lebih kecil dari cahaya maupun kerangka inersia yang bergerak dengan kecepatan yang mendekati kecepatan cahaya tetap semua hukum – hukum fisika masih tetap berlaku. Meskipun  pada waktu itu teori ini belum bisa diakui kebenarannya, tetapi pada akhirnya sekarang telah diketahui bahwa teori relativitas khusus memang benar adanya.

Pada dasarnya teoro relativitas memiliki dua teori yang berhubungan satu sama lain (bertautan), Yaitu Teori khusus ‘Relativitas’ yang d rumuskan serjak tahun 1905 dan Teori umum ‘Relativitas’ yang d rumuskan pula pada tahun 1915. yang lebih popular dengan sebutan Hukum Gaya Berat Einstein. Kedua teori ini memiliki tingkat kerumitan yang sama. Pepatah bilang, "semuanya adalah relatif." Teori Einstein bukanlah sekedar mengunyah-ngunyah ungkapan yang nyaris menjemukan dan tidak d pahami. Akan tetapai pada maksudnya adalah suatu pendapat matematik yang pasti mengenai kaidah-kaidah ilmiah yang pada dasrnya relatif. Contohnya Einstein dapat menggambarkan betapa radikal teorinya, betapa tegas merombak pendapat kita tentang ruang dan waktu.

Salah satu kesimpulan "teori relativitas" Einstein adalah benda dan energi berada dalam arti yang berimbangan dan hubungan antara keduanya dirumuskan sebagai E = mc². Dimana E menunjukkan energy, m menunjukkan massa benda, sedangkan c merupakan kecepatan cahaya. Karena c adalah sama dengan 180.000 kilometer per detik (artinya merupakan jumlah angka amat besar) dengan sendirinya c² (yang artinya c x c). Sehingga dengan demikian dapat dirarti, meskipun pengubahan sebagian kecil dari benda mampu mengeluarkan jumlah energi luar biasa besarnya.

Ada banyak pendapat yang muncul menegenai "Teori relativitas khusus" walaupun dalam satu segi semua sepakat. Teori relativitas merupakan pemikiran yang paling meragukan yang pernah dirumuskan manusia. Akan tetapi, setiap orang ternyata terkecoh karena "teori relativitas umum" Einstein merupakan titik tolak pikiran lain yang menyatakan bahwa pengaruh gaya berat bukanlah lantaran kekuatan fisik dalam makna arti yang biasa, melainkan akibat dari bentuk lengkung angkasa luar sendiri, yang menjadi pendapat paling mengagetkan dan mencengangkan.

Teori umum tentang relativitas berdiri  dalam beberapa hal dengan semua hukum-hukum ilmiah. Pertama,Einstein merumuskan teorinya tidak atas berdasar percobaan-percobaan, melainkan atas dasar-dasar kehalusan simetri dan matematik. Singkatnya berpijak diatas dasar rasional seperti pada umumnya kebiasaan para filosof Yunani dan para cendekiawan abad tengah perbuat. Salah satu hasil dari pendekatan Einstein adalah bahwa teori umum relativitasnya dianggap suatu yang amat indah, bergaya, teguh dan secara intelektual memuaskan semua teori ilmiah.

DAFTAR PUSTAKA

Kurniawan Setyoko, Dedy .2009.Gambaran Umun Teori Relativitas Einstein. Tersedia di: http://kurniafisika.wordpress.com/2009/10/03/gambaran-umum-teori-relativitas-einstein/ [Oktober 2012]

Media Isnet.2011. Seratus Tokoh yang Paling Berpengaruh dalam Sejarah(ALBERT EINSTEIN 1879-1955). Tersedia di : http://media.isnet.org/iptek/100/  [Oktober 2012]

Wordpress.2009. Sejarah Teori Relativitas. Tersedia di : Sumber: http://alrouf89.wordpress.com/2009/09/11/sejarah-teori-relativitas/ [Oktober 2012]