Ilustrasi. Albert Einstein mengungkap teori relativitas ratusan tahun lalu dan menjadi gagasan paling revolusioner dalam sejarah dunia. (Foto: AFP/ALAIN JOCARD)
Jakarta, CNN Indonesia --
Fisikawan terkemuka Albert Einstein mengungkap teori relativitas yang menjadi gagasan paling revolusioner dalam sejarah dunia. Lantas, apa bukti-bukti sekaligus pemanfaatan teori relativitas?
Melalui teori ini, Einstein menjelaskan hukum fisika akan selalu sama dan konstan di mana pun. Akan tetapi, sesuatu yang terjadi pada ruang dan waktu yang membuatnya berbeda.
Melalui pandangan yang berbeda akan menghasilkan ruang dan waktu kejadian secara berbeda pula. Semua hal tersebut bersifat relatif.
ADVERTISEMENT
SCROLL TO CONTINUE WITH CONTENT
Ruang dan waktu terjalin menjadi sebuah kontinum tunggal yang dikenal sebagai ruang-waktu (spacetime). Peristiwa yang terjadi pada saat yang sama untuk satu pengamat dapat terjadi pada waktu yang berbeda untuk yang lain.
Ruang dan waktu saling erat terhubung dan berpaut, ketika ruang membengkok atau meregang maka akan memengaruhi waktu. Sementara, membengkokanya atau meregangnya ruang-waktu menjadi penyebab atas terjadinya gravitasi di alam semesta.
Pada dasarnya, Einsten menganggap ruang dan waktu terjalin bak 'uluran selimut' yang tak terbatas panjanganya. Sebuah objek besar seperti Matahari dapat membengkokkan 'selimut ruang-waktu' dengan gravitasinya, sehingga cahaya tidak lagi bergerak dalam garis lurus saat melewati Matahari.
Untuk memahami lebih lanjut, berikut adalah bukti-bukti dari teori relativitas Einstein:
GPS
GPS ternyata tidak sekadar kartografi digital untuk menunjukkan arah dan tempat. Ada penghitungan besar dan pembuktian teori relativisme Einstein di balik akurasi sistem kerja GPS.
Kerjanya bergantung pada satelit yang mengorbit tinggi di atas Bumi.Gravitasi bumi yang lebih lemah menyebabkan waktu berjalan lebih lambat.
Hal Ini disebabkan oleh lengkungan ruang-waktu yang lebih besar akibat dari massa bumi, sedangkan semakin jauh dari bumi lengkungan ruang-waktu lebih besar dan waktu berjalan lebih cepat.
Jam atom atau atomic clocks yang dipasangkan pada satelit berjalan 45 juta detik lebih cepat setiap harinya daripada waktu di Bumi. Itu bukan karena jam di satelit kurang akurat ketika berada di ruang angkasa, melainkan waktu berlalu dengan kecepatan yang berbeda dengan di Bumi.
Jadi jika GPS tidak memiliki relativitas (penyesuaian perhitungan perbedaan waktu) di dalam teknologinya, maka GPS tidak akan berfungsi sebagaimana mestinya. Meleset sepersatu juta detik saja ketika sinyal satelit disinkronkan, koordinat GPS akan menjauh lebih dari 10 kilometer.
Orbit Merkurius
Menurut NASA, Orbit Merkurius bergeser secara bertahap seiring berjalannya waktu karena kelengkungan ruang-waktu di sekitar matahari masif. Sebagai planet yang paling dekat dengan Matahari, perihelion Merkurius (titik di sepanjang orbitnya yang paling dekat dengan Matahari) diperkirakan akan mengikuti arah yang sedikit berbeda seiring berjalannya waktu.
Jika berdasarkan prediksi Newton, seharusnya gaya gravitasi di tata surya akan mempercepat presesi Merkurius (perubahan orientasi orbitnya) sebesar 5.600 detik busur per abad (1 detik busur sama dengan 1/3600 derajat). Namun faktanya, ada perbedaan sebesar 43 detik busur per abad.
Mengutip Space, hal tersebut mampu dijelaskan oleh teori relativitas umum yang dikemukakan Einstein, di mana presesi perihelion Merkurius meningkat sedikit dibandingkan prediksi Newton karena planet tersebut tidak mengorbit matahari dalam orbit elips statis.
Foto: Basith Subastian/CNNIndonesia Tinggi Lompatan Manusia di Berbagai Planet
Teori Big Bang dan black hole di halaman berikutnya...
Teori Big Bang
Relativitas mengatakan ketika ruang-waktu membentang di sekitar objek besar, cahaya yang menjelajah ruang-waktu juga meregang dan bergeser warnanya.
Pergeseran warna ini disebut pergeseran merah kosmologis (merah adalah warna dengan panjang gelombang terpanjang) dan tingkat pergeseran merah dalam cahayanya memungkinkan kita mengukur seberapa jauh galaksi lain berada.
Bahkan ada seorang pendeta Belgia yang juga ahli astrofisika bernama Georges Lemaitre mampu melacak galaksi-galaksi yang mengembang itu berpusat ke satu titik asal alam semesta. Gagasan inilah yang kemudian dikenal sebagai teori Big Bang.
Einstein pernah meramalkan bahwa di akhir kehidupan nanti bintang-bintang akan runtuh karena gravitasi mereka sendiri. Lapisan luar bintang (circumstellar envelope) akan meledak dalam supernova, sementara bagian inti akan membentuk benda yang sangat padat yang dikenal sebagai bintang neutron atau pulsar yang berputar.
Belum lama ini, para pakar astronomi akhirnya berhasil membuktikan teori relativitas yang dikemukakan fisikawan Albert Einstein mengenai area black hole atau lubang hitam.
"Teori Einstein meramalkan bahwa penurunan terakhir ini akan terjadi, namun ini adalah pertama kalinya kami mampu menunjukkan hal itu terjadi," kata penulis utama Andrew Mummery, fisikawan di Universitas Oxford, melansir Live Science.
Para astronom menggunakan pengamatan sinar-X dengan teleskop luar angkasa NuSTAR dan NICER milik NASA melakukan pengamatan terhadap area lubang hitam.
Ini dilakukan dengan menjatuhkan materi ke dalam lubang hitam untuk memastikan bahwa apa yang disebut 'wilayah terjun' dari lubang hitam ini memang ada.
Dan hasilnya, seperti yang dipublikasikan pada di jurnal Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Para astronom mengklaim bahwa 'wilayah terjun' memang ada karena tarikan gravitasi yang besar.
Matahari hambat sinyal radio
Pesawat ruang angkasa yang mengeksplorasi planet juga menunjukkan Einstein benar mengenai teori relativitas umumnya. Pasalnya, pesawat ruang angkasa berkomunikasi dengan Bumi menggunakan cahaya dalam bentuk gelombang radio, berpeluang lebih besar untuk membuktikan apakah gravitasi Matahari mampu mengubah jalur cahaya.
Pada 1970, Jet Propulsion Laboratory NASA mengumumkan bahwa Mariner VI dan VII telah melakukan percobaan menggunakan sinyal radio. Menggunakan Deep Space Network (DSN) NASA, peneliti mengukur waktu yang dibutuhkan untuk mentransmisikan sinyal radio dari antena DSN di Goldstone, California, ke pesawat ruang angkasa kemudian mengembalikannya lagi.
Tepat seperti perkiraan Einstein, ada keterlambatan (delay) dalam total waktu transmisi pulang-pergi akibat gravitasi Matahari. Untuk Mariner VI, keterlambatan maksimum adalah 204 mikrodetik. Meskipun kurang dari satu detik, namun hampir persis dengan yang diantisipasi oleh teori Einstein.
Dengan teori relativitas itulah memungkinkan kita membuat prediksi tentang alam semesta dan mengubah konsep tentang kosmos menjadi sains.
Jakarta, CNN Indonesia --
Fisikawan terkemuka Albert Einstein mengungkap teori relativitas yang menjadi gagasan paling revolusioner dalam sejarah dunia. Lantas, apa bukti-bukti sekaligus pemanfaatan teori relativitas?
Melalui teori ini, Einstein menjelaskan hukum fisika akan selalu sama dan konstan di mana pun. Akan tetapi, sesuatu yang terjadi pada ruang dan waktu yang membuatnya berbeda.
Melalui pandangan yang berbeda akan menghasilkan ruang dan waktu kejadian secara berbeda pula. Semua hal tersebut bersifat relatif.
ADVERTISEMENT
SCROLL TO CONTINUE WITH CONTENT
Ruang dan waktu terjalin menjadi sebuah kontinum tunggal yang dikenal sebagai ruang-waktu (spacetime). Peristiwa yang terjadi pada saat yang sama untuk satu pengamat dapat terjadi pada waktu yang berbeda untuk yang lain.
Ruang dan waktu saling erat terhubung dan berpaut, ketika ruang membengkok atau meregang maka akan memengaruhi waktu. Sementara, membengkokanya atau meregangnya ruang-waktu menjadi penyebab atas terjadinya gravitasi di alam semesta.
Pada dasarnya, Einsten menganggap ruang dan waktu terjalin bak 'uluran selimut' yang tak terbatas panjanganya. Sebuah objek besar seperti Matahari dapat membengkokkan 'selimut ruang-waktu' dengan gravitasinya, sehingga cahaya tidak lagi bergerak dalam garis lurus saat melewati Matahari.
Untuk memahami lebih lanjut, berikut adalah bukti-bukti dari teori relativitas Einstein:
GPS
GPS ternyata tidak sekadar kartografi digital untuk menunjukkan arah dan tempat. Ada penghitungan besar dan pembuktian teori relativisme Einstein di balik akurasi sistem kerja GPS.
Kerjanya bergantung pada satelit yang mengorbit tinggi di atas Bumi.Gravitasi bumi yang lebih lemah menyebabkan waktu berjalan lebih lambat.
Hal Ini disebabkan oleh lengkungan ruang-waktu yang lebih besar akibat dari massa bumi, sedangkan semakin jauh dari bumi lengkungan ruang-waktu lebih besar dan waktu berjalan lebih cepat.
Jam atom atau atomic clocks yang dipasangkan pada satelit berjalan 45 juta detik lebih cepat setiap harinya daripada waktu di Bumi. Itu bukan karena jam di satelit kurang akurat ketika berada di ruang angkasa, melainkan waktu berlalu dengan kecepatan yang berbeda dengan di Bumi.
Jadi jika GPS tidak memiliki relativitas (penyesuaian perhitungan perbedaan waktu) di dalam teknologinya, maka GPS tidak akan berfungsi sebagaimana mestinya. Meleset sepersatu juta detik saja ketika sinyal satelit disinkronkan, koordinat GPS akan menjauh lebih dari 10 kilometer.
Orbit Merkurius
Menurut NASA, Orbit Merkurius bergeser secara bertahap seiring berjalannya waktu karena kelengkungan ruang-waktu di sekitar matahari masif. Sebagai planet yang paling dekat dengan Matahari, perihelion Merkurius (titik di sepanjang orbitnya yang paling dekat dengan Matahari) diperkirakan akan mengikuti arah yang sedikit berbeda seiring berjalannya waktu.
Jika berdasarkan prediksi Newton, seharusnya gaya gravitasi di tata surya akan mempercepat presesi Merkurius (perubahan orientasi orbitnya) sebesar 5.600 detik busur per abad (1 detik busur sama dengan 1/3600 derajat). Namun faktanya, ada perbedaan sebesar 43 detik busur per abad.
Mengutip Space, hal tersebut mampu dijelaskan oleh teori relativitas umum yang dikemukakan Einstein, di mana presesi perihelion Merkurius meningkat sedikit dibandingkan prediksi Newton karena planet tersebut tidak mengorbit matahari dalam orbit elips statis.
Foto: Basith Subastian/CNNIndonesia Tinggi Lompatan Manusia di Berbagai Planet
Teori Big Bang dan black hole di halaman berikutnya...
Teori Big Bang hingga Lubang Hitam
Ilustrasi. Albert Einstein mengungkap teori relativitas ratusan tahun lalu dan menjadi gagasan paling revolusioner dalam sejarah dunia. (Foto: iStockphoto/Cappan)
Teori Big Bang
Relativitas mengatakan ketika ruang-waktu membentang di sekitar objek besar, cahaya yang menjelajah ruang-waktu juga meregang dan bergeser warnanya.
Pergeseran warna ini disebut pergeseran merah kosmologis (merah adalah warna dengan panjang gelombang terpanjang) dan tingkat pergeseran merah dalam cahayanya memungkinkan kita mengukur seberapa jauh galaksi lain berada.
Bahkan ada seorang pendeta Belgia yang juga ahli astrofisika bernama Georges Lemaitre mampu melacak galaksi-galaksi yang mengembang itu berpusat ke satu titik asal alam semesta. Gagasan inilah yang kemudian dikenal sebagai teori Big Bang.
Einstein pernah meramalkan bahwa di akhir kehidupan nanti bintang-bintang akan runtuh karena gravitasi mereka sendiri. Lapisan luar bintang (circumstellar envelope) akan meledak dalam supernova, sementara bagian inti akan membentuk benda yang sangat padat yang dikenal sebagai bintang neutron atau pulsar yang berputar.
Belum lama ini, para pakar astronomi akhirnya berhasil membuktikan teori relativitas yang dikemukakan fisikawan Albert Einstein mengenai area black hole atau lubang hitam.
"Teori Einstein meramalkan bahwa penurunan terakhir ini akan terjadi, namun ini adalah pertama kalinya kami mampu menunjukkan hal itu terjadi," kata penulis utama Andrew Mummery, fisikawan di Universitas Oxford, melansir Live Science.
Para astronom menggunakan pengamatan sinar-X dengan teleskop luar angkasa NuSTAR dan NICER milik NASA melakukan pengamatan terhadap area lubang hitam.
Ini dilakukan dengan menjatuhkan materi ke dalam lubang hitam untuk memastikan bahwa apa yang disebut 'wilayah terjun' dari lubang hitam ini memang ada.
Dan hasilnya, seperti yang dipublikasikan pada di jurnal Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Para astronom mengklaim bahwa 'wilayah terjun' memang ada karena tarikan gravitasi yang besar.
Matahari hambat sinyal radio
Pesawat ruang angkasa yang mengeksplorasi planet juga menunjukkan Einstein benar mengenai teori relativitas umumnya. Pasalnya, pesawat ruang angkasa berkomunikasi dengan Bumi menggunakan cahaya dalam bentuk gelombang radio, berpeluang lebih besar untuk membuktikan apakah gravitasi Matahari mampu mengubah jalur cahaya.
Pada 1970, Jet Propulsion Laboratory NASA mengumumkan bahwa Mariner VI dan VII telah melakukan percobaan menggunakan sinyal radio. Menggunakan Deep Space Network (DSN) NASA, peneliti mengukur waktu yang dibutuhkan untuk mentransmisikan sinyal radio dari antena DSN di Goldstone, California, ke pesawat ruang angkasa kemudian mengembalikannya lagi.
Tepat seperti perkiraan Einstein, ada keterlambatan (delay) dalam total waktu transmisi pulang-pergi akibat gravitasi Matahari. Untuk Mariner VI, keterlambatan maksimum adalah 204 mikrodetik. Meskipun kurang dari satu detik, namun hampir persis dengan yang diantisipasi oleh teori Einstein.
Dengan teori relativitas itulah memungkinkan kita membuat prediksi tentang alam semesta dan mengubah konsep tentang kosmos menjadi sains.
Foto: Basith Subastian/CNNIndonesia