144 Tahun Kelahiran Einstein, Siapa 'si Pemberontak' Ruang-Waktu ini?

Karya

Warisan Einstein dalam fisika sangat penting. Berikut adalah beberapa karya ilmiah utamanya:

1. Teori relativitas khusus: Einstein menunjukkan bahwa hukum fisika identik untuk semua pengamat, asalkan tidak dalam kondisi percepatan. Namun, kecepatan cahaya dalam ruang hampa selalu sama, berapapun kecepatan yang ditempuh pengamat.

Karya ini membuatnya menyadari bahwa ruang dan waktu terkait dengan apa yang disebut ruang-waktu. Jadi, suatu kejadian yang dilihat oleh seorang pengamat dapat juga dilihat pada waktu yang berbeda oleh pengamat lainnya.

2. Teori relativitas umum: Ini adalah formulasi ulang hukum gravitasi. Pada 1600-an, Isaac Newton merumuskan tiga hukum gerak, di antaranya menguraikan bagaimana gravitasi bekerja di antara dua benda. Gaya di antara mereka bergantung pada seberapa masif masing-masing benda, dan seberapa jauh jarak benda-benda tersebut.

Einstein menetapkan bahwa ketika berpikir tentang ruang-waktu, sebuah benda masif menyebabkan distorsi dalam ruang-waktu (seperti meletakkan bola yang berat di atas trampolin).

Gravitasi diberikan saat objek lain jatuh ke dalam "sumur" yang diciptakan oleh distorsi dalam ruang-waktu, seperti kelereng yang menggelinding ke arah bola besar. Relativitas umum lulus ujian besar pada 2019 dalam percobaan yang melibatkan lubang hitam supermasif di pusat Bima Sakti.

3. Efek fotolistrik: Karya Einstein pada 1905 mengusulkan bahwa cahaya harus dianggap sebagai aliran partikel (foton), bukan hanya gelombang tunggal, seperti yang umumnya dipikirkan pada saat itu.

Karyanya membantu menguraikan hasil aneh yang sebelumnya tidak dapat dijelaskan oleh para ilmuwan.

4. Teori medan terpadu: Einstein menghabiskan sebagian besar tahun-tahun terakhirnya mencoba menggabungkan bidang elektromagnetisme dan gravitasi. Dia tidak berhasil, tetapi mungkin mendahului masanya. Fisikawan lain masih mengerjakan masalah ini.

Aplikasi kekinian

Ada banyak aplikasi dari karya Einstein, tetapi berikut adalah beberapa yang paling menonjol dalam astronomi:

1. Gelombang gravitasi: Pada 2016, Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) mendeteksi riak ruang-waktu - atau dikenal sebagai gelombang gravitasi - yang terjadi setelah lubang hitam bertabrakan sekitar 1,4 miliar tahun cahaya dari Bumi.

LIGO juga melakukan deteksi awal gelombang gravitasi pada 2015, satu abad setelah Einstein memperkirakan riak ini ada. Gelombang adalah bagian dari teori relativitas umum Einstein.

2. Orbit Merkurius: Merkurius adalah planet kecil yang mengorbit dekat dengan objek yang sangat masif relatif terhadap ukurannya, Matahari. Orbitnya tidak dapat dipahami sampai relativitas umum menunjukkan bahwa kelengkungan ruang-waktu memengaruhi gerakan Merkurius dan mengubah orbitnya.

Ada kemungkinan kecil bahwa selama miliaran tahun, Merkurius dapat dikeluarkan dari tata surya kita karena perubahan ini (dengan kemungkinan yang lebih kecil lagi bahwa ia dapat bertabrakan dengan Bumi).

3. Lensa gravitasi: Ini adalah fenomena di mana objek masif (seperti gugusan galaksi atau lubang hitam) membelokkan cahaya di sekelilingnya. Para astronom yang melihat wilayah itu melalui teleskop kemudian dapat melihat objek langsung di belakang objek masif tersebut, karena cahayanya dibelokkan.

Contoh terkenal dari hal ini adalah Salib Einstein, sebuah quasar di konstelasi Pegasus: Sebuah galaksi yang jaraknya kira-kira 400 juta tahun cahaya membelokkan cahaya quasar sehingga muncul empat kali mengelilingi galaksi.

4. Lubang hitam: Pada April 2019, teleskop Event Horizon menunjukkan gambar lubang hitam yang pertama kali.

Foto-foto itu sekali lagi mengkonfirmasi beberapa aspek relativitas umum, termasuk tidak hanya keberadaan lubang hitam, tetapi juga bahwa mereka memiliki cakrawala peristiwa melingkar - titik di mana tidak ada yang dapat lolos, bahkan cahaya sekalipun.