Teori Relativitas Umum dan Khusus BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Manusia adalah spesies yang diciptakan oleh Tuhan dengan keingin-tahuan yang sangat besar, yang kemudian mendorongnya untuk menemukan pengetahuan yang kemudian dikenal dengan istilah ―berfilsafat‖. Namun seiring perkembangan ilmu pengetahuan, filosofi dianggap sudah tidak mengimbangi kemajuan terkini dalam sains, terutama fisika. Para ilmuwan telah menjadi pemegang obor penemuan dalam perjalanan pencarian pengetahuan. Fisika abad ke-20 berbeda dangan fisika klasik. Terdapat dua perkembangan yang paling menyolok. Pertama, relativitas (kenisbian) oleh Albert Einstein pada 1905 dan teori kuantum oleh Max Planck pada 1900. Dua perkembangan ini adalah contoh revolusi ilmiah yang telah mengubah cara pandang manusia mengenai alam semesta secara mendasar. Teori klasik Newton mengenai ruang dan waktu yang sebelumnya telah dipelajari, menyisakan keganjalan-keganjalan yang menggelitik rasa keingin- tahuan para ilmuwan untuk terus mengembangkan ilmu pengetahuan. Memasuki abad ke-19, Sebuah peristiwa yang cukup termahsyur yakni peristiwa dua orang kembar yang terpisah. Seseorang yang ada di bumi setelah berpuluh tahun lamanya mendapati saudara kembaranya yang telah melakukan perjalanan dari luar angkasa memiliki perberdaan umur dengan dirinya. Saudara kembarnya berumur lebih muda dari pada dirinya. Apa yang terjadi? Pertanyaan seperti ini tidak dapat di jawab dengan menggunakan teori ruang dan waktu oleh Newton yang menyatakan bahwa waktu adalah mutlak dimanapun tempatnya. Oleh karena itu diperlukan suatu gagasan baru mengenai konsep ruang dan waktu serta pandangan baru mengenai konsep alam semesta. Untuk lebih memahami mengenai gagasan-gagasan dan pandangan terbaru mengenai alam semesta tersebut maka kita mempelajari teori terbaru di abad 19 yakni teori relativitas Einstein meliputi teori relativitas khusus dan teori relativitas umum. Kedua teori inilah yang memberikan pemahaman yang baru mengenai konsep ruang-waktu 4 dimensi serta bentuk alam semesta yang berhingga tapi tak terbatas.
B. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang di atas, maka rumusan masalah yang akan dibahas dalam makalah ini adalah sebagai berikut: 1. Apakah latar belakang lahirnya teori relativitas Einstein? 2. Bagaimanakah prinsip teori relativitas khusus ? 3. Bagaimanakah prinsip teori relativitas umum ?
C. Tujuan Penulisan Adapun tujuan penulisan makalah ini antara lain: 1. Untuk mengetahui latarbelakang lahirnya teori relativitas Einstein. 2. Untuk memahami konsep teori relativitas khusus yang sebenarnya. 3. Untuk memahami konsep teori relativitas umum yang sebenarnya. BAB II PEMBAHASAN
A. Teori Relativitas Pada intinya teori relativitas adalah teori tentang medan yang melanjutkan perkembangan teori medan Faraday dan Maxwell. Teori medan menekankan kemulusan ruang dan waktu. Dalam teori relativitas, ruang dan waktu tidak melompat-lompat, tetapi mengalir secara malar (continue). Sebaliknya, teori kuantum, justru berbicara tentang ketidakmalaran (discontinue). Sebutir partikel tidak boleh mengubah energinya secara malar, melainkan melompat-lompat. Bisa dikatakan bahwa kedua pendekatan ini bertolak belakang. (Gerry 2004). Teori medan elektromagnetik Faraday yang kemudian dikembangkan oleh Maxwell pada 1865, masih mengganggu para ilmuwan masa itu. Sumber gangguan tersebut adalah eter sebagai zat perantara gelombang elektromagnetik. Eter sebagai medium rambat gelombang elektromagnetik mempunyai sifat yang sulit dibayangkan secara fisika meski secara matematis dapat dijelaskan secara gemilang. Semestinya eter bertabiat sebagai zat padat karena cahaya adalah gelombang transversal. Jenis gelombang ini tidak dapat meramat dalam medium fluida (gas atau cairan). Berdasarkan pengamatan, eter sebegitu halus sampai-sampai tidak menghambat Bumi yang bergerak di dalamnya kendati sosoknya samar-samar, para ilmuwan menerima ide eter. Oleh karena itu, salah satu tantangan utama fisika di penghujung abad ke-19 adalah menjernihkan pemahaman tentang eter sesuai persamaan Maxwell.
Dalam konteks persoalan ini, kecepatan cahaya c jadi perkara. Dalam teori Maxwell, c adalah kecepatan pengamat yang bergeming dalam eter. Pada dasawarsa 1880-an Albert Abraham Michelson dan Edward Williams Morley menyelidiki ketergantungan kecepatan cahaya terhadap kecepatan pengamat.(Gerry, 2004) Gagasan mereka adalah membandingkan kecepatan cahaya di dua arah yang berbeda, pada posisi siku-siku. Jika kecepatan cahaya bernilai tetap relatif terhadap eter, maka pengukuran seharusnya mengungkapkan kecepatan cahaya yang berbeda-beda, tergantung arah gerak cahaya. Tapi Michelson dan Moerley tak mendapat perbedaan. Hasil percobaan Michelson-Morley jelas bertentangan dengan model gelombang elektromagnetik yang bergerak melalui eter, dan seharusnya model eter ditinggalkan. Namun tidak ada yang benar-benar berani menyimpulan bahwa eter tidak ada. (Stephen Hawking & Leonard Mlodinow, 2010) Ahli fisika Belanda Hendrik Antoon Lorentz menawarkan penjelasan untuk penemuan Michelson dengan mengandaikan adanya seutas gaya antar-molekul yang bekerja searah dengan ―hembusan eter‖. Gaya ini, menurut Lotentz, secara fisik dapat memendekkan salah satu kaki alat pengukuran Michelson. Oleh karena itu kecepatan cahaya akan terukur sama ke semua arah terhadap angin eter, walaupun menurut Lorentz sebenarnya berbeda. Walaupun demikian ternyata saran Lorentz masih melanggar mekanika Newton di beberapa hal. Poincare tahu persoalan itu tapi meyakini kebenaran anjuran Lorentz. Ia menekankan perlunya menuju kenisbian murni. Dari sinilah awal lahirnya teori relativitas yang dipopulerkan oleh Albert Einstein. Secara mandiri Einstein mengembangkan penyelesaian seperti yang diusulkan Poincare. Ia berangkat dengan dua asumsi yang bersahaja tapi jernih. Uraiannya menyelamatkan persamaan Maxwell, sementara pengertian Newton tentang ruang-waktu mutlak tersingkir. Walaupun demikian, pada kecepatan rendah, penyelesaian mendekati hasil hitung mekanika klasik Newton. Untuk mendapatkan penyelesaian itu, Einstein tidak memasukkan pembenaran ke dalam system yang lama tapi justru menggubah pengertian ruang, waktu, dan masaa serta membuat segalanya relative terhadap kecepatan kerangka.
B. Teori Relativitas Khusus Pada tahun 1905, Einstein menerbitkan sebuah makalah mengenai elektrodinamika benda bergerak, di dalamya Einstein membuat dua asumsi sederhana.
Asumsi pertama, adalah asas relativitas. Menurut asas ini, tidak mungkin untuk membedakan satu system dari system yang lain jika kedua-duanya bergerak dengan kecepatan tetap (tidak dipercepat). Sebagai contoh, Anda pernah berada dalam gerbong kereta api, dan melihat kereta api lain lewat jendela. Waktu itu Anda tidak yakin mana yang bergerak, kereta Anda atau kereta di sebelah? Tidak ada cara lain untuk mengetahui mana yang bergerak sampai melongok keluar jendela. Semua hukum fisika, baik mekanika ataupun elektromagnetisme, berlaku tanpa perubahan dalam setiap kerangka yang kecepatannya tetap. Asumsi kedua, kecepatan cahaya dalam ruang kosong adalah tetap, bebas dari gerakan sumber cahaya maupun pengamat. (Gerry, 2004). Ternyata gagasan ini menuntut revolusi dalam konsep ruang dan waktu. Untuk mengetahui alasannya, bayangkan dua peristiwa yang terjadi di tempat yang sama tapi pada waktu yang berbeda, dalam pesawat jet. Bagi pengamat dalam pesawat jet, kedua peristiwa itu tak terpisah jarak. Bagi pengamat kedua di darat, kedua peristiwa terpisah jarak yang ditempuh jet pada waktu antara terjadinya kedua peristiwa. Itu menunjukkan bahwa kedua pengamat yang bergerak relatif terhadap satu sama lain tak akan sepakat mengenai jarak antara kedua peristiwa. Berikutnya umpamakan kedua pengamat mengamati seberkas cahaya bergerak dari ekor ke hidung pesawat. Seperti contoh di atas, mereka tak akan sepakat mengenai jarak yang ditempuh cahaya dari kemunculannya di ekor sampai tiba di ujung. Karena kecepatan diperoleh dari jarak yang ditempuh dibagi waktu yang diperlukan, artinya jika mereka sepakat mengenai kecepatan gerak berkas cahaya, kecepatan cahaya, mereka tak akan sepakat mengenai selang waktu antara awal dan akhir pergerakan. Yang membuatnya jadi anehadalah walaupun kedua pengamat mengukur waktu yang beda, mereka menyaksikan proses fisik yang sama. Einstein tidak mencoba membangun penjelasan arifisial untuk itu. Dia menarik kesimpulan yang logis walau mengejutkan bahwa pengukuran waktu, seperti pengukuran jarak, bergantung pada pengamat yang melakukan pengukuran. Efek ini adalah salah satu kunci teori dalam makalah 1905 Einstein, yang disebut relativitas khusus (special relativity). Relativitas khusus menyatakan pemuluran waktu (Time Dilatation) yaitu jam berjalan lebih cepat menurut pengamat yang diam relatif terhadap jam. Bagi pengamat yang tidak diam relative terhadap jam, jam bergerak lebih lambat. Jika kita samakan berkas cahaya yang bergerak dari ekor ke hidung pesawat dengan detak jam, maka kita lihat bahwa bagi pengamat di darat, jam bergerak lebih lambat karena berkas cahaya harus menempuh jarak
lebih besar dalam kerangka rujukan itu. Tapi efeknya tak bergantung kepada mekanisme jam, efek itu berlaku untuk semua jam, termasuk jam biologis kita. Karya Einstein menunjukkan bahwa sebagaimana konsep diam, waktu juga tak bisa mutlak atau absolute seperti dipikirkan Newton. Dengan kata lain, pada setiap peristiwa mustahil menetapkan waktu yang akan disepakati semua pengamat. Sebaliknya, pengamata memiliki pengukuran pengukuran waktu sendiri, dan waktu yang diukur dua pengamat yang bergerak relatif terhadap satu sama lain tak akan sama. Gagasan ini berlawanan dengan intuisi kita karena dampaknya tak bisa diamati pada kecepatan pada kecepatan yang biasa kita temui dalam kehidupan sehari-hari. Tapi gagasan ini telah terbukti benar dalam percobaan. Salah satu percobaan yang telah membuktikan gagasan ini adalah percobaan yang dilakukan pada Oktober 1971, satu jam atom (atomic clock) yang amat akurat diterbangkan mengelilingi dunia searah rotasi bumi, dari barat ke timur. Jadi Anda bisa memperpanjang hidup anda dengan terbang ke timur terus, walaupun efeknya amat kecil, sekitar 1/180 miliar per detik untuk tiap kali keliling dunia (dan juga agak dikurangi efek perbedaan gravitasi). Para ahli fisika menyebut gagasan ini sebagai penyatuan ruang dan waktu (spacetime) dengan waktu disebut sebagai dimensi keempat yang memiliki arah tergantung terhadap kecepatan pengamat. Teori relativitas khusus Einstein mencampakkan konsep waktu mutlak dan diam mutlak (yaitu diam terhadap eter yang bergerak).
C. Teori Relativitas Umum Setelah sukses dengan teori relativitas khusus, tak lama kemudian Einstein menyadari bahwa agar gravitasi sesuai dengan relativitas, diperlukan perubahan lain. Sebelas tahun berikutnya Einstein mengembangkan teori gravitasi baru, yang dia sebut relativitas umum (general relativity). Konsep gravitasi dalam relativitas umum sangat berbeda dengan konsep gravitasi Newton. Konsep gravitasi umum didasarkan kepada usul revolusioner bahwa ruang-waktu bukan datar sebagaimana diduga sebelumnya, melainkan melengkung dan terdistorsi oleh massa dan energy di dalamnya. Menurut hukum gerak Newton, benda seperti peluru meriam, dan planet bergerak menyusur garis luerus kecuali jika terpengaruh gaya seperti gravitasi. Tapi gravitasi dalam teori Einstein bukan gaya sebagaimana gaya lain; gravitasi justru konsekuensi kenyataan bahwa massa mendistorsi ruang-waktu, menciptakan kelengkungan. Dalam teori Einstein, benda bergerak mengikuti geodesika, yang merupakan pendekatan bagi garis lurus dalam ruang melengkung. Garis adalah geodesika dii budang datar, dan lingkaran besar adalah
geodesika pada permukaan bumi. Tanpa adanya zat, geodesika pada ruang-waktu berdimensi empat sepadan dengan garis pada ruang berdimensi tiga. Tapi ketika ada zat yang yang mendistorsi ruang-waktu, jalur gerak benda dalam ruang berdimendi tiga menjadi melengkung karena tarikan gravitasi menurut teori Newton. Ketika ruang-waktu tidak datar, jalur benda tampak berbelok, sehingga memberi kesan ada gaya yang mempengaruhinya. Penerapan teori relativitas umum dalah model alam semesta yang amat berbada, yang memprediksi efek-efek baru seperti gelombang gravitasi dan lubang hitam. Teori relativitas umum menyatakan jagat raya berhingga namun tak terbatas. Sebagaimana teori relativitas khusaus, teori relativitas umum juga telah melalui uji sensitifitas dan semuanya menyatakan sukses. Salah satu penjelasan yang telah teruji sukses adalah penjelasan mengenai perihelion Planet Merkurius.
BAB III PENUTUP A. Kesimpulan Teori Relativitas Einstein muncul dari kesenjangan antara mekanika Newton tentang perilaku zat (eter) dengan electromagnet Maxwell (kecepatan cahaya). Teori relativitas khusus menyatukan ruang dan waktu menjadi ruang-waktu. Teori ini menyatakan adanya pemuluran waktu sehingga waktu dinyatakan sebagai dimensi keempat yang memiliki arah yang bergantung terhadap kecepatan pengamat. Teori relativitas umum menyuguhkan konsep baru tentang gravitasi yang menyatukan antara gravitasi dan relativitas yakni konsep gravitasi Einstein. Konsep gravitasi umum
menyatakan bahwa ruang-waktu bukan datar, melainkan melengkung dan terdistorsi oleh massa dan energy di dalamnya. Gagasan ini melahirkan pandangan bahwa alam semesta atau jagat raya berhingga namun tak terbatas.
B. Saran Diharapkan dengan adanya makalah ini, dapat menambah khasanah pengetahuan pembaca mengenai konsep ruang-waktu, relativitas, serta konsep alam semesta. Dengan memahami konsep relativitas ini sekiranya dapat menambah keyakinan kita pada Sang Pencipta akan adanya jagad raya yang diciptakan-Nya sedemikian rupa.
DAFTAR PUSTAKA
Albert, David Z.______. Philosophy of Physics. Colombia University. Colombia.
Einstein, Albert. 2005. The special and general theory (terjemahan oleh Liek Wilardjo). Grafika Mardi Yuana. Bogor.
Russel, Bertrand. Teori Relativitas Einstein, Penjelasan Populer Untuk Umum. Pustaka Pelajar. Yogyakarta.
Hawking, Stephen & Mlodinow, Leonard. 2010. The Grand Design. PT. Gramedia Pustaka Utama. Jakarta.
Van Kliken, Gerry. 2004. Revolusi Fisika : Dari alam Gaib ke ALam Nyata. Grafika Mardi Yuana. Bogor.
http://listiaviolet.blogspot.com/2012/03/teori-relativitas-umum-dan-khusus.html
Isra Miraj dan teori relativitas
Sejarah Islam mencatat peristiwa unik dan sulit dicerna akal, Isra dan Miraj. Secara istilah, Isra berjalan di waktu malam hari, sedangkan Miraj adalah alat (tangga) untuk naik. Isra mempunyai pengertian perjalanan Nabi Muhammad saw pada waktu malam hari dari Masjid Al Haram Mekkah ke Masjid Al Aqsha Palestina. Miraj adalah kelanjutan perjalanan Nabi Muhammad saw dari Masjid Al Aqsha ke langit sampai di Sidratul Muntaha dan langit tertinggi tenpat Nabi Muhammad saw bertemu dengan Allah swt. Isra‘ Miraj adalah kisah perjalanan Nabi Muhammad ke langit ke tujuh dalam waktu semalam. Prosesi sejarah perjalanan Isra‘ Mi‘raj Nabi Muhammad termaktub dalam QS. 17.Al-Isra‘ :1 yang berbunyi ―Maha suci Allah yang menjalankan hamba-Nya pada suatu malam dari Masjidil Haram ke Majidil Aqsha yang Kami berkahi sekelilingnya agar Kami memperlihatkan kepadanya sebahagian tanda-tanda (kebesaran) Kami. (QS. 17.Al-Isra‘ :1) Dan tentang mi‘raj Allah menjelaskan dalam QS. An-Najm:13-18: ―Dan sesungguhnya dia (Nabi Muhammad SAW) telah melihat Jibril itu (dalam rupanya yang asli) pada waktu yang lain, di Sidratul Muntaha. Di dekat (Sidratul Muntaha) ada syurga tempat tinggal. (Dia melihat Jibril) ketika Sidratul Muntaha diliputi oleh suatu selubung. Penglihatannya tidak berpaling dari yang dilihatnya itu dan tidak (pula) melampauinya. Sesungguhnya dia telah melihat sebahagian tanda-tanda (kekuasaan) Tuhannya yang paling besar.‖ (QS. An-Najm:13-18) Rasulullah SAW melihat secara langsung. Allah ingin memperlihatkan sebagian tanda-tanda kebesaran-Nya kepada Rasulullah SAW. Pada Al Qur‘an surat An Najm ayat 13 diatas, terdapat kata ―Yaro‖ dalam bahasa Arab yang artinya ―menyaksikan langsung‖. Berbeda dengan kata ―Syahida‖, yang berarti menyaksikan tapi tidak musti secara langsung. Allah memperlihatkan sebagian tanda-tanda kebesaran-Nya itu secara langsung. Mengenai pemahaman tentang Isra‘ Mi‘raj banyak kaum muslim yang masih memiliki perbedaan pandangan secara mendasar, yang terbagi dalam:
Pemahaman dgn beranggapan peristiwa isra‘ Mi‘raj hanyalah sekedar perjalanan ruh, spiritual atau metaphor journey Nabi Muhammad SAW tidak dengan jasad fisik. Pemahaman ini berpegang kepada surah Al Quran :
QS. 17 Al-Isra‘ : 60 ―…Tidak lain mimpi yang Kami perlihatkan kepadamu adalah sebagai ujian bagi manusia…‖
Sebaliknya ada yang berpendapat, bahwa isra‘ dari Mekah ke Bait‘l-Maqdis itu dengan jasad atau physical journey. Sedang mi‘raj ke langit adalah dengan ruh atau metaphor journey.
Pemahaman lain menyatakan bahwa Isra‘ Mi‘raj adalah perjalanan dengan jasad (fisik) dan dapat dijelaskan dalam ilmu yang dipahami manusia karena merupakan peristiwa nyata.
Pemahaman secara fisik (physical journey). ISRA`MI`RAJ, sebagai sebuah peristiwa metafisika (gaib), barangkali bukan sesuatu yang istimewa. Kebenarannya bukanlah sesuatu yang luarbiasa. Kebenaran metafisika adalah kebenaran naqliyah (: dogmatis) yang tidak harus dibuktikan secara akal, namun lebih bersifat imani. Valid tidaknya kebenaran peristiwa metafisika—secara akal, bukanlah soal selagi ia diimani. Didalam pemahan secara fisika banyak orang mempertanyakan ke-shahih-an Isra` Mi`raj; ― apakah mungkin manusia melakukan perjalanan sejauh itu hanya dalam waktu kurang dari semalam?‖ . Kaum kafirpun telah menantang Rasulullah seperti diberitakan dalam Al Quran dalam surat Al-Israa: 93. ―Atau kamu mempunyai sebuah rumah dari emas, atau kamu naik ke langit. Dan kami sekalikali tidak akan mempercayai kenaikanmu itu hingga kamu turunkan atas kami sebuah kitab yang kami baca‖. Katakanlah: ―Maha Suci Tuhanku, bukankah aku ini hanya seorang manusia yang menjadi rasul?‖ Dan didalam Hadith ―Ketika orang-orang Quraisy tak mempercayai saya (kata Nabi SAW), saya berdiri di Hijr (menjawab berbagai pertanyaan mereka). Lalu Allah menampakkan kepada saya Baitul Maqdis, saya dapatkan apa yang saya inginkan dan saya jelaskan kepada mereka tandatandanya, saya memperhatikannya….‖ (HR. Bukhari, Muslim, dan lainnya). dan banyak Hadith hadith lainnya. Hubungan antara peristiwa perjalanan Isra’ Mi’raj dengan teori relativitas. Diantara keduanya terdapat faktor persamaan dan perbedaan didalam proses kejadian, persamaan kedua kisah antara lain: • Keduanya membahas perihal perjalanan atau journey dari Bumi ke luar angkasa lalu kembali ke Bumi. • Keduanya membahas penggunaan faktor ―Speed‖ atau ―kecepatan‖ tinggi didalam pemberitaannya • Konsep mengenai perpisahan antara dua manusia (atau lebih) digunakan sebagai bahan pokok atau object pembahasan didalam kedua cerita. Dalam Isra Miraj, Rasulullah meninggalkan kaumnya di bumi untuk bepergian ke ke Majidil Aqsha lalu ke Langit ketujuh, dalam kasus teori relativitas menceritakan tentang dua saudara kembar A dan B, dimana saudara kembar B bepergian keluar angkasa.
Sampai disini dari hal hal tersebut diatas, kita sudah dapat mengambil kesimpulan secara gamblang, bahwa peristiwa Isra Miraj adalah benar. Bagaimana mungkin seorang manusia yang ummi 14 Abad yang silam dapat membuat sebuah cerita atau teori yang dapat dibuktikan didalam abad ke 20 dengan sedemikian detailnya. Dengan kata lain tidak mungkin Rasulullah SAW mencontoh teori Albert Einstein yang lahir sesudahnya (?). Teori Relativitas. Theori Relativitas membahas mengenai Struktur Ruang dan Waktu serta mengenai hal hal yang berhubungan dengan Gravitasi. Theori relativtas terdiri dari dua teori fisika, relativitas umum dan relativitas khusus. Theori relativitas khusus menggambarkan perilaku ruang dan waktu dari perspektif pengamat yang bergerak relatif terhadap satu sama lain, dan fenomena terkait. Sala artikel ini hanya dibahas theori relativitas khusus dan Efek yg disebut dilatasi waktu (dari bahasa Latin: dilatare ―tersebar‖, ―delay‖). Einstein merumuskan teorinya dalam sebuah persamaan mathematik:
t‘ = waktu benda yang bergerak t = waktu benda yang diam v = kecepatan benda c = kecepatan cahaya Diterangkan bahwa perbandingan nilai kecepatan suatu benda dengan kecepatan cahaya, akan berpengaruh pada keadaan benda tersebut. Semakin dekat nilai kecepatan suatu benda (v) dengan kecepatan cahaya (c), semakin besar pula efek yang dialaminya (t`): perlambatan waktu. Hingga ketika kecepatan benda menyamai kecepatan cahaya (v=c), benda itu pun sampai pada satu keadaan nol. Demikian, namun jika kecepatan benda dapat melampaui kecepatan cahaya (v>c), keadaan pun berubah. Efek yang dialami bukan lagi perlambatan waktu, namun sebaliknya waktu menjadi mundur (-t‘). Kisah perjalanan Si Kembar atau dilatasi waktu. Twin Paradox adalah suatu theori hasil pemikiran (Gedankenexperiment atau thought experiment) oleh Albert Einstein berbasis theori relativitas khusus yang sampai saat ini masih menjadi perdebatan para pakar fisika. Theori tersebut secara keseluruhan menggambarkan kisah perjalanan dua saudara kembar yang berpisah. Salah seorang dari saudara kembar (A) tersebut tinggal di Bumi dan saudara kembar lainnya (si traveler(B)) terbang keluar angkasa kesebuah planet di tata surya yang jauh dengan kecepatan cahaya dan kembali kebumi dengan kecepatan yang sama. Setelah mereka bertemu kembali dibumi mereka menemukan
fakta bahwa umur si kembar yang mengadakan perjalanan (si traveler) lebih muda daripada umur saudaranya (A) yang tetap tinggal dibumi, disebabkan si traveler mengalami phenomenon time dilation atau fenomena dilatasi waktu dalam perjalanannya. Time dilation (dilatasi waktu) adalah fenomena, dimana seorang Observer disatu titik melihat, bahwa jam dari orang yang bergerak dengan cepat menjadi lebih lambat (atau cepat), sebenarnya hal tersebut tergantung dari frame of reference dimana dia berada. Time dilation dapat di ketahui hanya apabila kecepatan mengarah kepada kecepatan cahaya dan sudah dibuktin secara akurat dengan unstable subatomic particle dan precise timing of atomic clocks. Pembuktian teori relativitas. Studi tentang sinar kosmis merupakan satu pembuktian teori ini. Didapati bahwa di antara partikel-partikel yang dihasilkan dari persingungan partikel-partikel sinar kosmis yang utama dengan inti-inti atom Nitrogen dan Oksigen di lapisan Atmosfer atas, jauh ribuan meter di atas permukaan bumi, yaitu partikel Mu Meson (Muon), itu dapat mencapai permukaan bumi. Padahal partikel Muon ini mempunyai paruh waktu (half-life) sebesar dua mikro detik yang artinya dalam dua perjuta detik, setengah dari massa Muon tersebut akan meleleh menjadi elektron. Dan dalam jangka waktu dua perjuta detik, satu partikel yang bergerak dengan kecepatan cahaya (± 300.000 km/dt) sekalipun paling-paling hanya dapat mencapai jarak 600 m. padahal jarak ketinggian Atmosfer di mana Muon terbentuk, dari permukaan bumi, adalah 20.000 m yang mana dengan kecepatan cahaya hanya dapat dicapai dalam jangka minimal 66 mikro-detik. Lalu, bagaimana Muon dapat melewati kemustahilan itu? Ternyata, selama bergerak dengan kecepatannya yang tinggi—mendekati kecepatan cahaya, partikel Muon mengalami efek sebagaimana diterangkan teori Relativitas, yaitu perlambatan waktu. Pembuktian selanjutnya terjadi pada tahun 1971, perbedaan waktu (time dilation) di twin paradox theori tersebut telah dibuktikan melalui ―Hafele-Keating-Experiment‖ dengan menggunakan 2 buah jam yang berketepatan tinggi (High precision Cesium Atom clocks) yang di set awal pada waktu yang sama. Experiment tersebut menghasilkan perbedaan waktu pada kedua jam tersebut, antara jam yang diletakkan di pesawat Intercontinental yang bergerak terbang kearah timur / barat dengan jam referensi yang diletakkan di U.S. Naval Observatory di Washington, waktu jam di pesawat berkurang/bertambah tergantung dari arah penerbangan.
Relativ terhadap jam di Naval Observatory, jam dipesawat berkurang waktu 59+/-10 nanoseconds dalam penerbangan ketimur, dan mengalami pertambahan waktu 273+/-7 nanosecond pada penerbangan ke barat. Hasil empiris tersebut membuktikan theori twin paradox dalam tingkatan jam macroskopik.
Dengan adanya pembuktian pembukatian tersebut, berarti Albert Einstein dengan teori relativitasnya secara langsung atau tidak langsung telah membuktikan bahwa kisah Al Quran tentang kisah ―perjalanan Rasulullah SAW kelangit ketujuh dan kembali dalam satu malam‖ adalah benar. Terutama dalam segi dimensi WAKTU, dalam perhitungannya memungkinkan. Pertanyaan selanjutnya bagaimana dengan Nabi Isa AS, ummat Islam mempercayai bahwa Nabi Isa, yang diakui sebagai Yesus oleh penganut Kristen, memang tidak dibunuh oleh orang-orang yang mengejarnya ketika itu. Bahkan beliau belum wafat. Nabi Isa akan kembali diakhir jaman, Apakah Nabi Isa juga mengalami perjalanan dan dilatasi waktu serupa? Wallahu ‗alam bish shawwab. Applikasi Teori Relativitas. Salah satu aplikasi teori tersebut adalah alat GPS – Global Postioning System di Handphone anda merupakan applikasi hasil dari theory relativitas umum dan relativitas khusus. Dalam hal ini jam satellite di orbit di bandingkan dengan jam di darat sebagai faktor koreksi pengiriman signal. Akhirul kalam, saya menganggap bahwa pengetahuan akan adanya dilatasi waktu antar galaksi adalah suatu fenomena menarik bagi kaum muslimin. Fenomena inipun banyak terjadi pada peristiwa sehari-hari dan bahkan dipelajari oleh ilmuwan barat untuk mempelajari peristiwa di alam raya. Dan mestinya bukanlah sesuatu yang dilarang atau berlebihan untuk lebih memahami fenomena di alam. Untuk selanjutnya yang kita tunggu adalah adanya kemajuan dalam bidang ilmu pengetahuan untuk dapat mengungkapkan desain dari black hole dan wormhole yang gabungan keduanya mirip bentuk teratai (Sidrah atau Sidratul, dan bentuk otak pada tubuh manusia. Sehingga semua ini mudah-mudahan dapat meningkatkan ketakwaan kita dihadapan sang Pencipta. Pustaka:
A New Astronomical Quranic Method for The Determination of The Greatest Speed C). Die Spezielle Relativitätstheorie.
http://bambies.wordpress.com/isra-miraj-dan-theori-relativitas/
Subhanallah, Inilah Kemukjizatan Alquran Tentang Teori Relativitas
Albert Einstein
REPUBLIKA.CO.ID, Oleh: Heri Ruslan Dunia sains modern di awal abad ke-20 M dibuat takjub oleh penemuan seorang ilmuwan Jerman bernama Albert Einstein. Fisikawan berkebangsaan Jerman itu pada tahun 1905 memublikasikan teori relativitas khusus (special relativity theory). Satu dasawarsa kemudian, Einstein yang didaulat Majalah Time sebagai tokoh abad XX itu mencetuskan teori relativitas umum (general relativity theory). Teori relativitas itu dirumuskannya sebagai E= mc2. Rumus teori relativitasyang begitu populer itu menyatakan kecepatan cahaya adalah konstan. Teori relativitas khusus yang dilontarkan Einstein berkaitan dengan materi dan cahaya yang bergerak dengan kecepatan sangat tinggi. Sedangkan, teori relativitas umum menyatakan, setiap benda bermassa menyebabkan ruangwaktu di sekitarnya melengkung (efek geodetic wrap). Melalui kedua teori relativitas itu Einstein menjelaskan bahwa gelombang elektromagnetis tidak sesuai dengan teori gerakan Newton. Gelombang elektromagnetis dibuktikan bergerak pada kecepatan yang konstan, tanpa dipengaruhi gerakan sang pengamat. Inti pemikiran kedua teori tersebut menyatakan dua pengamat yang bergerak relatif terhadap masing-masing akan mendapatkan waktu dan interval ruang yang berbeda untuk kejadian yang sama. Meski begitu,isi hukum fisik akan terlihat sama oleh keduanya. Dengan ditemukannya teori relativitas, manusia bisa menjelaskan sifat-sifat materi dan struktur alam semesta.
―Pertamakali saya mendapatkan ide untuk membangun teori relativitas sekitar tahun lalu 1905. Saya tidak dapat mengatakan secara eksak dari mana ide semacam ini muncul, namun saya yakin ide ini berasal dari masalah optik pada benda-benda yang bergerak,‖ ungkap Einstein saat menyampaikan kuliah umum di depan mahasiswa Kyoto Imperial University pada 4 Desember 1922. Benarkah Einstein pencetus teori relativitas pertama? Di Barat sendiri ada yang meragukan bahwa teori relativitas pertama kali ditemukan Einstein. Sebab, Ada yang berpendapat bahwa Teori relativitas pertama kali diungkapkan oleh Galileo Galilei dalam karyanya bertajuk Dialogue Concerning the World's Two Chief Systems pada tahun 1632. *** Teori relativitas merupakan revolusi dari ilmu matematika dan fisika. Sejatinya, 1.100 tahun sebelum Einstein mencetuskan teori relativitas, ilmuwan Muslim di abad ke-9 M telah meletakkan dasar-dasar teori relativitas. Adalah saintis dan filosof legendaris bernama AlKindi yang mencetuskan teori itu. Sesungguhnya tak mengejutkan jika ilmuwan besar sekaliber Al-Kindi telah mencetuskan teori itu pada abad ke-9 M. Apalagi, ilmuwan kelahiran Kufah tahun 801 M itu pasti sangat menguasai kitab suci Alquran. Sebab, tak diragukan lagi jika ayat-ayat Alquran mengandung pengetahuan yang absolut dan selalu menjadi kunci tabir misteri yang meliputi alam semesta raya ini. Aya-ayat Alquran yang begitu menakjubkan inilah yang mendorong para saintis Muslim di era keemasan mampu meletakkan dasar-dasar sains modern. Sayangnya, karya-karya serta pemikiran para saintis Muslim dalam bidang ilmu pengetahuan dan teknologi telah ditutuptutpi dengan cara-cara yang sangat jahat. Dalam Al-Falsafa al-Ula, ilmuwan bernama lengkap Yusuf Ibnu Ishaq Al-Kindi itu telah mengungkapkan dasar-dasar teori relativitas. Sayangnya, sangat sedikit umat Islam yang mengetahuinya. Sehingga, hasil pemikiran yang brilian dari era kekhalifahan Islam itu seperti tenggelam ditelan zaman. *** Menurut Al-Kindi, fisik bumi dan seluruh fenomena fisik adalah relatif. Relativitas, kata dia, adalah esensi dari hukum eksistensi. ―Waktu, ruang, gerakan, benda semuanya relatif dan tak absolut,‖ cetus Al-Kindi. Namun, ilmuwan Barat seperti Galileo, Descartes dan Newton menganggap semua fenomena itu sebagai sesuatu yang absolut. Hanya Einstein yang sepaham dengan Al-Kindi. "Waktu hanya eksis dengan gerakan; benda, dengan gerakan; gerakan, dengan benda,‖ papar Al-Kindi. Selanjutnya, Al-Kindi berkata,‖ ... jika ada gerakan, di sana perlu benda; jika ada sebuah benda, di sana perlu gerakan.‖ Pernyataan Al-Kindi itu menegaskan bahwa seluruh fenomena fisik adalah relatif satu sama lain. Mereka tak independen dan tak juga absolut. Gagasan yang dilontarkan Al-Kindi itu sangat sama dengan apa yang diungkapkan Einstein dalam teori relativitas umum. "Sebelum teori relativitas dicetuskan, fisika klasik selalu menganggap bahwa waktu adalah absolute,‖ papar Einstein dalam La Relativite. Menurut
Einstein, kenyataannya pendapat yang dilontarkan oleh Galileo, Descartes dan Newton itu tak sesuai dengan definisi waktu yang sebenarnya. Menurut Al-Kindi, benda, waktu, gerakan dan ruang tak hanya relatif terhadap satu sama lain, namun juga ke obyek lainnya dan pengamat yang memantau mereka. Pendapat AlKindi itu sama dengan apa yang diungkapkan Einstein. Dalam Al-Falsafa al-Ula, Al-Kindi mencontohkan seseorang yang melihat sebuah obyek yang ukurannya lebih kecil atau lebih besar menurut pergerakan vertikal antara bumi dan langit. Jika orang itu naik ke atas langit , dia melihat pohon-pohon lebih kecil, jika dia bergerak ke bumi, dia melihat pohon-pohon itu jadi lebih besar. ―Kita tak dapat mengatakan bahwa sesuatu itu kecil atau besar secara absolut. Tetapi kita dapat mengatakan itu lebih kecil atau lebih besar dalam hubungan kepada obyek yang lain,‖ tutur Al-Kindi. Kesimpulan yang sama diungkapkan Einsten sekitar 11 abad setelah AlKindi wafat. *** Menurut Einstein, tak ada hukum yang absolut dalam pengertian hukum tak terikat pada pengamat. Sebuah hukum, papar dia, harus dibuktikan melalui pengukuran. Al-Kindi menyatakan, seluruh fenomena fisik, seperti manusia menjadi dirinya adalah relatif dan terbatas. Meski setiap individu manusia tak terbatas dalam jumlah dan keberlangsungan, mereka terbatas; waktu, gerakan, benda, ruang juga terbatas. Einstein lagi-lagi mengamini pernyataan Al-Kindi yang dilontarkannya pada abad ke-11 M. "Eksistensi dunia ini terbatas, meskipun eksistensi tak terbatas,‖ papar Einstein. Dengan teori itu, Al-Kindi tak hanya mencoba menjelaskan seluruh fenomena fisik. Namun, juga dia membuktikan eksistensi Tuhan, karena itu adalah konsekuensi logis dari teorinya. Di akhir hayatnya, Einsten pun mengakui eksistensi Tuhan. Teori relativitas yang diungkapkan kedua ilmuwan berbeda zaman itu itu pada dasarnya sama. Hanya saja, penjelasan Einstein telah dibuktikan dengan sangat teliti. Bahkan, teori relativitasnya telah digunakan untuk pengembangan energi, bom atom dan senjata nuklir pemusnah massal. Sedangkan, Al-Kindi mengungkapkan teorinya itu untuk membuktikan eksistensi Tuhan dan Keesaannya. Sayangnya, pemikiran cemerlang sang saintis Muslim tentang teori relativitas itu itu tak banyak diketahui. *** Relativitas dalam Alquran Alam semesta raya ini selalu diselimuti misteri. Kitab suci Alquran yang diturunkan kepada umat manusia merupakan kuncinya. Allah SWT telah menjanjikan bahwa Alquran merupakan petunjuk hidup bagi orang-orang yang bertakqwa. Untuk membuka selimut misteri alam semesta itu, Sang Khalik memerintahkan agar manusia berpikir. Inilah beberapa ayat Alquran yang membuktikan teori relativitas itu:
".... Sesungguhnya sehari di sisi Tuhanmu adalah seperti seribu tahun dari tahun-tahun yang kamu hitung.‖ (QS: Al-Hajj:47). "Dia mengatur urusan dari langit ke bumi, kemudian (urusan) itu naik kepadanya-Nya dalam satu hari yang kadarnya (lamanya) adalah seribu tahun menurut perhitunganmu.‖ (Qs: AsSajdah:5). "Yang datang dari Allah, yang mempunyai tempat-tempat naik. Malaikat-malaikat dan Jibril naik (menghadap) kepada Tuhan dalam sehari yang kadarnya limapuluh ribu tahun.‖ (QS:70:3-4). ―Dan kamu lihat gunung-gunung itu, kamu sangka dia tetap di tempatnya. Padahal ia berjalan sebagaimana jalannya awan. (Begitulah) perbuatan Allah yang membuat dengan kokoh tiaptiap sesuatu; sesungguhnya Allah Maha Mengetahui apa yang kamu kerjakan.‖ (QS: AnNaml:88).
"Allah bertanya: 'Berapa tahunkah lamanya kamu tinggal di bumi?' Mereka menjawab: 'Kami tinggal (di bumi) sehari atau setengah hari, maka tanyakanlah kepada orang-orang yang menghitung.' Allah berfirman: 'Kamu tidak tinggal (di bumi) melainkan sebentar saja, kalau kamu sesungguhnya mengetahui'." (QS: 23:122-114) Karena kebenaran Alquran itu, konon diakhir hayatnya Einsten secara diam-diam juga telah memeluk agama Islam. Dalam sebuah tulisan, Einstein mengakui kebenaran Alquran. ―Alquran bukanlah buku seperti aljabar atau geometri. Namun, Alquran adalah kumpulan aturan yang menuntun umat manusia ke jalan yang benar. Jalan yang tak dapat ditolak para filosof besar,‖ ungkap Einstein. Wallahualam... Redaktur: Heri Ruslan Sumber: berbagai sumber http://www.republika.co.id/berita/dunia-islam/khazanah/12/03/09/m0lv5f-subhanallah-inilahkemukjizatan-alquran-tentang-teori-relativitas
Jauh sebelum Albert Einstein populer dengan Teori Relativitasnya, Al-Kindi telah mengungkapkan dasar-dasar teori relativitas dalam karyanya Al-Falsafa al-ula. Sayangnya, sangat sedikit umat Islam yang mengetahuinya. Sehingga hasil pemikiran yang brillian dari era kejayaan kekhalifahan Islam itu seperti tenggelam ditelan zaman. Sepotong tulisannya yang mengagumkan menunjukkan bahwa Al-Kindi bahkan telah memikirkan tentang waktu, ruangan dan pergerakan relatif (Ia juga menggunakan kata ‗relativitas‘ dalam bahasa Arab).
Your browser does not support iframes.
Teori Relativitas Khusus Einstein yang dipopulerkan pada tahun 1905, menggantikan pendapat Newton tentang ruang dan waktu dan memasukan elektromagnetisme sebagaimana tertulis oleh persamaan Maxwell. Mengapa teori ini disebut ―khusus‖ karena dia berlaku terhadap prinsip relativitas pada kasus ―tertentu‖ atau ―khusus‖ dari rangka referensi inertial dalam ruang waktu datar, di mana efek gravitasi dapat diabaikan. Sebelas tahun kemudian (1916) Einstein menerbitkan Teori Relativitas umum yang memasukan efek tersebut. Sekitar seribu tahun sebelumnya, Al-Kindi telah menuliskan: ―Waktu hanya muncul ketika ada gerakan, benda dengan gerakan, gerakan dengan benda. Jika ada gerakan maka pasti ada benda; jika ada benda pasti ada gerakan.‖ Menurut Al-Kindi, fisik bumi dan seluruh fenomena fisik adalah relatif. Relativitas, menurutnya, adalah esensi dari hukum eksistensi. Waktu, ruang, gerakan, benda semuanya relative dan tak absolute‖ Banyak prediksi relativitas umum yang berbeda dengan prediksi fisika klasik, utamanya prediksi mengenai berjalannya waktu, geometri ruang, gerak benda pada jatuh bebas, dan perambatan cahaya. Contoh perbedaan ini meliputi dilasi waktu gravitasional, geseran merah gravitasional cahaya, dan tunda waktu gravitasional. Prediksi-prediksi relativitas umum telah dikonfirmasikan dalam semua percobaan dan pengamatan fisika. Keberadaan gelombang ini telah diukur secara tidak langsung, dan terdapat pula beberapa usaha yang dilakukan untuk mengukurnya secara langsung. Relativitas umum juga merupakan dasar dari model kosmologis untuk alam semesta yang terus berkembang. Teori ini merupakan penjelasan gravitasi termutakhir dalam fisika modern. Ia menyatukan teori Einstein sebelumnya, relativitas khusus, dengan hukum gravitasi Newton. Hal ini dilakukan dengan melihat gravitasi bukan sebagai gaya, tetapi lebih sebagai manifestasi dari kelengkungan ruang dan waktu. Utamanya, kelengkungan ruang waktu berhubungan langsung dengan momentum empat (energi massa dan momentum linear) dari materi atau radiasi apa saja yang ada. Hubungan ini digambarkan oleh persamaan medan Einstein. Teori Einstein ini memiliki implikasi astrofisika yang penting, karena memprediksikan adanya keberadaan daerah lubang hitam yang mana ruang dan waktu terdistorsi sedemikiannya tiada satu pun, bahkan cahaya pun, yang dapat lolos darinya. Terdapat bukti bahwa lubang hitam bintang dan jenis-jenis lubang hitam lainnya yang lebih besar bertanggungjawab terhadap radiasi kuat yang dipancarkan oleh objek-objek astronomi tertentu, seperti inti galaksi aktif dan miktrokuasar. Melengkungnya cahaya oleh gravitasi dapat menyebabkan fenomena pelensaan gravitasi. Sayangnya, para ilmuwan Barat pendahulu Einstein seperti Galileo, Descartes dan Newton menganggap semua fenomena itu sebagai sesuatu yang absolute. Hanya Al-Kindi saja yang telah memiliki persamaan pemikiran dengan Einstein.
[Kiriman: Asqarini Hasbi] http://infomasjidkita.com/al-kindi-teori-relativitas.html
Mungkin anda pernah mendengar istilah ―Relativitas‖, bagi anda yang pernah belajar Fisika pasti tau akan hal tersebut, bahkan pelajar-pelajar sekolah tingkat menengah pun mayoritas mengetahuinya atau paling tidak pernah mendengar istilah ini. Apa sebenarnya ‗kehebohan‘ istilah ini sampai-sampai kita butuh sedikit waktu untuk membahasnya? Tulisan ini saya buat terkait dengan tulisan saya sebelumnya yang bertajuk “Teori Relativitas Einstein Dalam Al Qur’an?” yang saya upload 08-08-08 silam. Ada seorang teman yang bertanya, bukannya teori ini pernah ada sebelum Einstein? Olehnya itu kita perlu sedikit melihat ada fakta apa di balik teori relativitas ini? Pada awal abad ke-20 M dunia sains modern dibuat takjub oleh sebuah penemuan seorang ilmuwan bernama Albert Einstein. Tepatnya tahun 1905 Fisikawan berkebangsaan Jerman itu mempublikasikan sebuah teori yang dikenal dengan istilah special relativity theory atau teori relativitas khusus. Satu dasawarsa kemudian, Einstein yang didaulat Majalah Time sebagai tokoh abad XX itu mencetuskan teori relativitas umum yang dikenal dengan general relativity theory. Teori relativitas itu dirumuskannya sebagai E= mc2. Rumus teori relativitas yang begitu populer ini menyatakan kecepatan cahaya adalah konstan. Teori relativitas khusus yang dilontarkan Einstein berkaitan dengan materi dan cahaya yang bergerak dengan kecepatan sangat tinggi. Sedangkan, teori relativitas umum menyatakan, setiap benda bermassa menyebabkan ruang-waktu di sekitarnya melengkung (efek geodetic wrap). Melalui kedua teori relativitas itu Einstein menjelaskan bahwa gelombang elektromagnetis tidak sesuai dengan teori gerakan Newton. Gelombang elektromagnetis dibuktikan bergerak pada kecepatan yang konstan, tanpa dipengaruhi gerakan sang pengamat, sehingga akhirnya teori ini dipercaya telah menggantikan pendapat Newton tentang ruang dan waktu kemudian memasukan elektromagnetisme sebagaimana tertulis oleh Persamaan Maxwell. Inti pemikiran kedua teori tersebut menyatakan dua pengamat yang bergerak relatif terhadap masing-masing akan mendapatkan waktu dan interval ruang yang berbeda untuk kejadian yang sama. Meski begitu, isi hukum fisik akan terlihat sama oleh keduanya. Dengan ditemukannya teori relativitas, manusia bisa menjelaskan sifat-sifat materi dan struktur alam semesta. Pada tanggal 4 Desember 1922 Einstein pernah menyampaikan kuliah umum di Kyoto Imperial University, dia mengatakan bahwa pertama kali mendapatkan ide untuk membangun teori relativitas sekitar tahun lalu 1905, dia tidak dapat mengatakan secara eksak dari mana ide semacam ini muncul, namun yakin bahwa ide ini berasal dari masalah optik pada bendabenda yang bergerak.
Siapa Sebenarnya Pencetus Teori Relativitas? Teori relativitas merupakan revolusi dari ilmu matematika dan fisika. Benarkah Einstein pencetus teori ini? Di dunia Barat sendiri ada yang meragukan kalau teori relativitas pertama kali ditemukan Einstein. Sebab, Ada yang berpendapat bahwa Teori relativitas pertama kali diungkapkan oleh Galileo Galilei dalam karyanya bertajuk Dialogue Concerning the World’s Two Chief Systems pada tahun 1632. Namun faktanya, 1100 tahun sebelum Einstein mencetuskan teori relativitas, Teori ini ternyata telah lama dicetuskan oleh saintis dan filosof legendaris Muslim di abad ke 9
Masehi. Dialah Abu Yusuf bin Ashaq al-Kindi atau di kenal dengan nama Al Kindus di dunia Barat. Sesungguhnya tak mengejutkan jika ilmuwan besar sekaliber Al-Kindi telah mencetuskan teori itu pada abad ke-9 M. Apalagi, ilmuwan keturunan Yaman yang lahir di Kufah tahun 185 H/796 M itu pasti sangat menguasai kitab suci Al Qur‘an. Sebab, tak diragukan lagi jika ayat-ayat Al Qur‘an mengandung pengetahuan yang absolut dan selalu menjadi kunci tabir misteri yang meliputi alam semesta raya ini. Teori yang di gagas Einstein juga hampir sama. Ia menyatakan bahwa ―Eksistensi-eksistensi dalam dunia ini terbatas, walaupun eksistensi itu sendiri tidak terbatas‖. Tentu saja karena kedua ilmuwan ini hidup dan berkarya di zaman yang berbeda, maka temuan dari Einstein akan lebih mendetail dan dijelaskan dengan dukungan penelitian dan pengujian ilmiah. Bahkan telah terbukti dengan adanya ledakan bom atom di Nagasaki dan Hiroshima. Namun yang jelas, ternyata teori relativitas yang di gagas oleh Albert Einstein pada abad ke 20 telah lebih dulu di temukan oleh Abu Yusuf bin Ashaq al-Kindi sekitar seribu seratus tahun sebelumnya. Aya-ayat Al Qur‘an yang begitu menakjubkan inilah yang mendorong para saintis Muslim di era keemasan mampu meletakkan dasar-dasar sains modern. Sayangnya, karya-karya serta pemikiran para saintis Muslim dalam bidang ilmu pengetahuan dan teknologi telah ditutuptutpi dengan cara-cara yang sangat jahat. Dalam Al-Falsafa al-Ula, Al-Kindi telah mengungkapkan dasar-dasar teori relativitas. Sayangnya, sangat sedikit umat Islam yang mengetahuinya. Sehingga, hasil pemikiran yang brilian dari era kekhalifahan Islam itu seperti tenggelam ditelan zaman begitu saja. Menurut Al-Kindi, fisik bumi dan seluruh fenomena fisik adalah relatif. Relativitas adalah esensi dari hukum eksistensi. ―Waktu, ruang, gerakan, benda semuanya relatif dan tak absolut,‖ Namun, ilmuwan Barat seperti Galileo, Descartes dan Newton menganggap semua fenomena itu sebagai sesuatu yang absolut. Hanya Einstein yang sepaham dengan Al-Kindi. ―Waktu hanya eksis dengan gerakan, benda dengan gerakan, gerakan dengan benda,‖ papar Al-Kindi. Selanjutnya, Al-Kindi berkata: ‖jika ada gerakan, di sana perlu benda. Jika ada sebuah benda, di sana perlu gerakan.‖ Pernyataan Al-Kindi itu menegaskan bahwa seluruh fenomena fisik adalah relatif satu sama lain. Mereka tak independen dan tak juga absolut. Gagasan yang dilontarkan Al-Kindi itu sangat sama dengan apa yang diungkapkan Einstein dalam teori relativitas umum. ‖Sebelum teori relativitas dicetuskan, fisika klasik selalu menganggap bahwa waktu adalah absolute,‖ papar Einstein dalam La Relativite. Menurut Einstein, kenyataannya pendapat yang dilontarkan oleh Galileo, Descartes dan Newton itu tak sesuai dengan definisi waktu yang sebenarnya. Menurut Al-Kindi, benda, waktu, gerakan dan ruang tak hanya relatif terhadap satu sama lain, namun juga ke obyek lainnya dan pengamat yang memantau mereka. Pendapat AlKindi itu sama dengan apa yang diungkapkan Einstein. Dalam Al-Falsafa al-Ula, Al-Kindi mencontohkan seseorang yang melihat sebuah obyek yang ukurannya lebih kecil atau lebih besar menurut pergerakan vertikal antara bumi dan
langit. Jika orang itu naik ke atas langit , dia melihat pohon-pohon lebih kecil, jika dia bergerak ke bumi, dia melihat pohon-pohon itu jadi lebih besar. ―Kita tak dapat mengatakan bahwa sesuatu itu kecil atau besar secara absolut. Tetapi kita dapat mengatakan itu lebih kecil atau lebih besar dalam hubungan kepada obyek yang lain,‖ tutur Al-Kindi. Kesimpulan yang sama diungkapkan Einsten sekitar 11 abad setelah AlKindi wafat. Menurut Einstein, tak ada hukum yang absolut dalam pengertian hukum tak terikat pada pengamat. Sebuah hukum, harus dibuktikan melalui pengukuran. Al-Kindi menyatakan, seluruh fenomena fisik, seperti manusia menjadi dirinya adalah relatif dan terbatas. Meski setiap individu manusia tak terbatas dalam jumlah dan keberlangsungan, mereka terbatas; waktu, gerakan, benda, ruang juga terbatas. Einstein lagi-lagi mengamini pernyataan Al-Kindi yang dilontarkannya pada abad ke-11 M. ―Eksistensi dunia ini terbatas, meskipun eksistensi tak terbatas,‖ papar Einstein. Dengan teori itu, Al-Kindi tak hanya mencoba menjelaskan seluruh fenomena fisik. Namun, juga dia membuktikan eksistensi Tuhan, karena itu adalah konsekuensi logis dari teorinya. Di akhir hayatnya, Einsten pun mengakui eksistensi Tuhan. Teori relativitas yang diungkapkan kedua ilmuwan berbeda zaman itu itu pada dasarnya sama. Hanya saja, penjelasan Einstein telah dibuktikan dengan sangat teliti. Bahkan, teori relativitasnya telah digunakan untuk pengembangan energi, bom atom dan senjata nuklir pemusnah massal. Sedangkan, Al-Kindi mengungkapkan teorinya itu untuk membuktikan eksistensi Tuhan dan Keesaan-Nya. Sayangnya, pemikiran cemerlang sang saintis Muslim tentang teori relativitas itu itu tidak dipopulerkan, bahkan di kalangan kaum muslimin sendiri hanya sedikit yang mengetahuinya.
Relativitas Dalam Al Qur’an Sesungguhnya, konsep tentang relativitas ruang dan waktu ini sudah tidak asing lagi bagi kalangan ilmuwan Islam terdahulu. Karena di dalam Al Qur‘an telah disebutkan berbagai ayat yang mengisyaratkan relatifnya ruang dan waktu. Alam semesta raya ini selalu diselimuti misteri. Kitab suci Al Qur‘an yang diturunkan kepada umat manusia merupakan kuncinya. Allah Subhanahu wa Ta’ala telah menjanjikan bahwa Al Qur‘an merupakan petunjuk hidup bagi orang-orang yang bertakqwa. Untuk membuka selimut misteri alam semesta itu, Sang Khalik memerintahkan agar manusia berpikir. Inilah beberapa keajaiban ayat Al Qur‘an yang membuktikan teori relativitas itu: ―…. Sesungguhnya sehari di sisi Tuhanmu adalah seperti seribu tahun dari tahun-tahun yang kamu hitung.‖ (QS: Al-Hajj: 47). ―Dia mengatur urusan dari langit ke bumi, kemudian (urusan) itu naik kepadanya-Nya dalam satu hari yang kadarnya (lamanya) adalah seribu tahun menurut perhitunganmu.‖ (Qs: AsSajdah: 5). ―Yang datang dari Allah, yang mempunyai tempat-tempat naik. Malaikat-malaikat dan Jibril naik (menghadap) kepada Tuhan dalam sehari yang kadarnya limapuluh ribu tahun.‖ (QS. Al Ma‘aarij: 3-4).
―Dan kamu lihat gunung-gunung itu, kamu sangka dia tetap di tempatnya. Padahal ia berjalan sebagaimana jalannya awan. (Begitulah) perbuatan Allah yang membuat dengan kokoh tiaptiap sesuatu; sesungguhnya Allah Maha Mengetahui apa yang kamu kerjakan.‖ (QS: AnNaml:88). ―Allah bertanya: ‗Berapa tahunkah lamanya kamu tinggal di bumi?‘ Mereka menjawab: ‗Kami tinggal (di bumi) sehari atau setengah hari, maka tanyakanlah kepada orang-orang yang menghitung.‘ Allah berfirman: ‗Kamu tidak tinggal (di bumi) melainkan sebentar saja, kalau kamu sesungguhnya mengetahui‘.‖ (QS. Al Mu‘minuun: 112-114). Sangat banyak ilmuan-ilmuan muslim dengan segala penemuan pentingnya yang mewarnai dunia ilmu pengetahuan hari ini, penemuan itu tentunya tak terlepas dari pemahaman mereka terhadap Al Qur‘an yang memperkuat teori mereka. Tapi sayangnya fakta akan kecerdasan para ilmuan muslim melalui teorinya ‗dicontek‘ oleh para ‗ilmuan‘ barat. Sehingga sedikit demi sedikit nama ilmuan muslim tertelan oleh zaman modern, seiring munculnya ‗teori baru‘ yang ‗katanya‘ dipopolerkan oleh para orang-orang barat. Sehingga tanpa disadari kitapun menjadi pengagum dan penganut teorinya mereka. Karena keajaiban Al Qur‘an itu, Einstein pernah mengungkapkan kebenaran Al Qur‘an dalam sebuah tulisannya: ―Al Qur‘an bukanlah buku seperti aljabar atau geometri. Namun, Al Qur‘an adalah kumpulan aturan yang menuntun umat manusia ke jalan yang benar. Jalan yang tak dapat ditolak para filosof besar,‖ ungkap Einstein. Oleh karena itu sudah sepantasnya kita menjadikan Al Qur‘an sebagai pedoman hidup, siapapun kita, apapun profesi kita dan dimanapun kita berada, karena Al Qur‘an adalah sumber dari segala sumber ilmu pengetahuan yang akan berlaku sampai akhir zaman. Wallahu a’lam. http://achmadfirdaus.wordpress.com/tag/teori-relativitas-khusus/
Teori Relativitas Einstein adalah teori yang sangat terkenal, tetapi sangat sedikit yang kita pahami. Utamanya, teori relativitas ini merujuk pada dua elemen berbeda yang bersatu ke dalam sebuah teori yang sama: relativitas umum dan relativitas khusus. Theori relativtas khusus telah diperkenalkan dulu, dan kemudian berdasar atas kasus-kasus yang lebih luas diperkenalkan teori relativitas umum. Konsep teori relativitas
Teori relativitas khusus Einstein-tingkah laku benda yang terlokalisasi dalam kerangka acuan inersia, umumnya hanya berlaku pada kecepatan yang mendekati kecepatan cahaya. Transforasi Lorentz-persamaan transformasi yang digunakan untuk menghitung perubahan koordinat benda pada kasus relativitas khusus. Teori relativitas umum Einstein-Teori yang lebih luas, dengan memasukkan graviti sebagai fenomena geometris dalam sistem koordinat ruang dan waktu yang melengkung, juga dimasukkan kerangka acuan non inersia (misalnya, percepatan). Prinsip relativitas fundamental.
Apakah relativitas itu? Relativitas klasik (yang diperkenalkan pertama kali oleh Galileo Galilei dan didefinisikan ulang oleh Sir Isaac Newton) mencakup transformasi sederhana diantara benda yang bergerak dan seorang pengamat pada kerangka acuan lain yang diam (inersia). Jika kamu berjalan di dalam sebuah kereta yang bergerak, dan seseorang yang diam diatas tanah (di luar kereta) memperhatikanmu, kecepatanmu relatif terhadap pengamat adalah total dari kecepatanmu bergerak relatif terhadap kereta dengan kecepatan kereta relatif terhadap pengamat. Jika kamu berada dalam kerangka acuan diam, dan kereta (dan seseorang yang duduk dalam kereta) berada dalam kerangka acuan lain, maka pengamat adalah orang yang duduk dalam kereta tersebut. Permasalahan dengan relatifitas ini terjadi ketika diaplikasikan pada cahaya, pada akhir 1800an, untuk merambatkan gelombang melalui alam semesta terdapat substansi yang dikenal dengan eter, yang mempunyai kerangka acuan(sama seperti pada kereta pada contoh di atas). Eksperimen Michelson-Morley, bagaimanapun juga telah gagal untuk mendeteksi gerak bumi relatif terhadap eter, dan tak ada seorangpun yang bisa menjelaskan fenomena ini. Ada sesuatu yang salah dalam interpretasi klasik dari relatifitas jika diaplikasikan pada cahaya…dan kemudian muncullah pemahaman baru yang lebih matang setelah Einstein datang untuk menjelaskan fenomena ini. Pengenalan tentang relativitas khusus Pada tahun 1905, albert eintein mempubilkasikan (bersama dengan makalah lainnya) makalah yang berjudul, ―On the Electrodynamics of Moving Bodies‖ atau dalam bahasa indonesianya kurang lebih demikian,‖Elektrodinamika benda bergerak‖ dalam jurnal Annalen der physik. Makalah yang menyajikan teori relativitas khusus, berdasarkan dua postulat utama: Postulat Einstein
Prinsip relativtas (pestulat pertama): Hukum-hukum fisika adalah sma untuk setiap kerangka acuan Prinsip kekonstanan kecepatan cahaya (postulat kedua): Cahaya dapat merambat dalam vakum (misalnya, ruang vakum, atau ―ruang bebas‖), kecepatan cahaya dinotasikan dengan c, yang konstan terhadap gerak benda yang meiliki radiasi. sebenarnya, makalah tersebut menyajikan lebih formal, formulasi matematika dari postulat tersebut. Bentuk dari postulat mungkin sedikit berbeda dari buku teks yang satu dengan yang lain karena translasi dari bentuk matematika Jerman dengan bentuk Inggris yang selama ini sering kita lihat. Postulat kedua sering ditulis sembarangan dengan memasukkan bahwa kecepatan cahaya dalam ruang hampa adalah c untuk setiap kerangka acuan. Sebenarnya postulat ini adalah berasal dari dua postulat, bukan dari postulat kedua itu sendiri. Postulat pertama kelihatan lebih masuk akal, tetapi bagaimanapun juga postulat kedua merupakan revolusi besar dalam ilmu fisika. Einstein sudah memperkenalkan teori foton cahaya dalam makalahnya pada efek fotolistrik (yang menghasilkan kesimpulan ketidakperluan eter). Postulat kedua, adalah sebuah konsekuensi dari foton yang tak bermassa bergerak dengan kecepatan c pada ruang hampa. Eter tidak lagi memiliki peran khusus sebagai kerangka acuan inersia ―mutlak‖ alam semesta, jadi bukan hanya tidak perlu, tetapi juga secara kualitatif tidak berguna di dalam relativitas khusus. Adapun makalah tersebut adalah untuk menggabungkan persamaan Maxwell untuk listrik dan magnet dengan gerak elektron dengan kecepatan mendekati kecepatan cahaya. Hasil dari makalah Einstein adalah memperkenalkan transformasi koordinat baru, dinamakan transformasi Lorentz, antara kerangka acuan inersia. Pada kecepatan lambat, transformasi ini pada dasarnya identik dengan moel klasik, untuk kecepetan yang mendekati kecepatan cahaya, menghasilkan nilai yang berbeda secara radikal. Efek dari Relativitas Khusus
Relativitas khusus menghasilkan beberapa konsekuensi dari penggunaan transformasi Lorentz pada kecepatan tinggi (mendekati kecepatan cahaya). Diantaranya adalah : Dilatasi waktu (termasuk ―paradok kembar‖ yang terkenal) Konstraksi panjang Transformasi kecepatan Efek doppler relativistk Simultanitas dan sinkronisasi waktu Momentum relativistik Energi kinetik relativistik Massa relativistik Energi total relativistik
Selain itu, manipulasi aljabar sederhana dari konsep-konsep di atas menghasilkan dua hasil signifikan yang pantas dijelaskan sendiri. Hubungan Massa-Energi
Enstein mampu menunjukkan bahwa terdapat hubungan antara massa dan energi, melalui rumus yang sangat terkenal E=mc2. Hubungan ini telah dibuktikan dengan peristiwa yang sangat dramatis di dunia, ketika bom nuklir melepaskan energi dari massa di Hiroshima dan Nagasaki pada akhir perang dunia kedua. Kecepatan Cahaya Tak ada objek bermassa yang dapat bergerak dipercepat menuju kecepatan cahaya. Hanya objek tak bermassa, seperti foton, yang dapat bergerak dengan kecepatan cahaya. (foton tidak bergerak dipercepat menuju kecepatan cahaya, tetapi foton selalu bergerak dengan kecapatan cahaya). Tetapi bagi objek fisis, kecepatan cahaya adalah terbatas. Energi kinetik pada kecepatan cahaya menjadi tak terbatas, jadi tidak pernah dapat dicapai dengan percepatan. Beberapa telah menunjukkan bahwa sebuah objek secara teori dapat bergerak melebihi kecepatan cahaya, tetapi sejauh ini tidak ada entitas fisik yang dapat menujukkan itu. Adopsi Relativitas Khusus Pada 1908, Max Plank mengaplikasikan bentuk ―teori relativitas‖ untuk menjelaskan konsep relativitas khusus, karena aturan kunci dari relativitas memainkan peran dalam konsep tersebut. Pada waktu itu, tentunya bentuk yang diaplikasikan hanya pada relativitas khusus, karena memang belum terdapat relativitas umum. Relativitas Einstein tidak segera diterima oleh fisikawan secara keseluruhan, karena kelihatan sangat teoretis dan conterintuitif. Kemudian Einstein menerima penghargaan Nobel pada 1921, khususnya penyelesaiannya untuk efek fotolistrik dan kontribusinya pada fisika teori. Tetapi Relativitas masih menjadi kontroversi untuk menjadi referensi spesifik. Seiring berjalannya waktu, bagaimanapun juga, presiksinya terhadap relativitas khusus akhirya menjadi kenyataan. Misalkan, jam terbang di selruh dunia telah menunjukkan adanya perlambatan dengan durasi yang diprediksi oleh teori relativitas. Albert Einstein tidak menciptakan sendiri transformasi koordinat yang dibutuhkan untuk relativitas khusus. Dia tidak harus melakukannya, karena transformasi yang dibutukan telah ada sebelumnya. Einstein menjadi seorang yang ahli dalam pekerjaannya yang terdahulu dan menyesuaikan diri pada situasi yang baru, dan juga dengan transformasi Lorentz seperti yang telah Planck gunakan pada 1900 untuk menyelesaikan permasalahan bencana ultraviolet pada radiasi benda hitam, Einstein merancang solusi untuk efek fotolistrik, dan dengan demikian dia telah mengembangkan teori foton untuk cahaya. Asal Mula Transformasi Lorentz Transformasi Lorentz sebenarnya pertama kali telah diperkenalkan oleh Joseph Larmor pada 1897. Versi yang sedikit berbeda telah diperkenalkan pada beberapa dekade sebelumnya oleh Woldemar Voigt, tetapi versinya memiliki bentuk kuadrat pada persamaan dilatasi waktu. Tetapi, persamaan dilatasi waktu kedua versi tersebut dapat ditunjukkan sebagai invarian dalam persamaan Maxwell.
Seorang Matematikawan dan fisikawan Hendrik Antoon Lorentz mengusulkan gagasan ―waktu lokal‖ untuk menjelaskan relatif simultanitas pada 1895, walaupun dia juga bekerja secara terpisah pada transformasi yang sama untuk menjelaskan hasil ―nol‖ pada percobaan Michelson dan Morley. Dia mengenalkan transformasi koordinatnya pada 1899, dan menambahkan dilatasi waktu pada 1904. Pada 1905, Henri Poincare memodifikasi formulasi aljabar dan menyumbangkannya kepada Lorentz dengan nama ―Transformasi Lorentz,‖ formulasi Poincare pada transformasi tersebut pada dasarnya identik dengan apa yang digunakan Einstein. Transformasi Lorentz tersebut menggunakan sistem koordinat empat dimensi, yaitu tiga koordinat ruang (x, y, dan z) dan satu koordinat waktu (t). Koordinat baru ditandai dengan tanda apostrof diucapkan ―abstain,‖ seperti x‘ dibaca ―x-abstain.‖ Pada contoh dibawah ini, kecepatan adalah dalam arah x‘, dengan besar u: x‘=(x-ut)/√(1-u2/c2 ) y‘=y z‘=z t‘={t-(u/c^2 )x}/√(1-u2/c2) Transformasi tersebut hanya untuk demonstrasi. Aplikasi dari persamaan tersebut akan ditangani secara terpisah. Bentuk √((1-u2/c2) sering muncul dalam relativitas sehingga dilambangkan dengan simbol yunani γ (dibaca gamma) dalam beberapa penyajian. Perlu diingat bahwa pada kasus u << c (u jauh lebih kecil dibandingkan c), maka u 2/c2 akan menjadi sangat kecil sehingga di dalam bentuk akar akan menghasilkan nilai satu, maka nilai γ akan menjadi satu. Oleh karena itu, dilatasi ruang dan waktu menjadi sangat tidak berpengaruh untuk benda yang bergerak jauh dibawah kecepatan cahaya. Konsekuensi dari Transformasi Lorentz Relativitas khusus menghasilkan beberapa konsekuensi dari penggunaan Transformasi Lorentz pada kecepatan tinggi (mendekati kecepatan cahaya). Diantaranya adalah :
Dilatasi waktu (termasuk ―paradok kembar‖ yang terkenal) Konstraksi panjang Transformasi kecepatan Efek doppler relativistk Simultanitas dan sinkronisasi waktu Momentum relativistik Energi kinetik relativistik Massa relativistik Energi total relativistik
Kontroversi Lorenz dan Einstein
Beberapa orang mengatakan bahwa sebenarnya sebagian besar pekerjaan dari relativitas khusus yang telah dikerjakan einstein telah ada dalam transformasi Lorentz. Konsep dilatasi dan simultanitas untuk pergerakan benda telah disebutkan dan secara matematis telah dikembangkan oleh Lorentz dan Poincare. Beberapa orang mengganggap bahwa Einstein adalah seorang plagiator. Tentunya terdapat validitas untuk tuduhan tersebut. Tentu saja, revolusi besar Einstein dibangun berdasarkan pekerjaan-pekerjaan orang lain, dan Einstein mendapatkan banyak hasil atas apa yang telah mereka hasilkan secara kasar. Pada waktu yang sama, tetapi harus dipertimbankan bahwa Einstein mengambi konsepkonsep dasar ini dan memebangunnya menjadi sebuah kerangka teori yang menjadikan konsep-konsep tersebut untuk bukan hanya sekedar trik matematis untuk menyelamatkan dying teori (teori sekarat) seperti teori eter, melainkan menggunakan aspek-aspek fundamental alam pada tempatnya. Terdapat ketidakjelasan bahwa Larmor, Lorentz, atau Poincare yang dimaksudkan agar berani bergerak, namun sejaraha telah memberikan penghargaan kepada Einstein atas wawasan dan keberainannya. Pada 1905, Teori Einstein (relativitas khusus), dia menunujukkan bahwa diantara kerangka acuan inersia tidak terdapat kerangka acuan ―utama.‖ Perkembangan dari relativitas umum terjadi, sebagian sebagai upaya untuk menunjukkan bahwa ini benar di antara non-inersia (yaitu mempercepat) kerangka acuan juga. Evolusi Relativitas Umum Pada 1907, Einstein mempublikasikan artikelnya yang pertama pada Efek gravitasi pada cahaya dibawah relativitas khusus. Pada makalah tesebut, Einstein menguraikan ―prinsip ekuivalensi,‖ yang menyatakan bahwa pengamatan pada percobaan di bumi (dengan percepatan gravitasi g) akan identik dengan pengamatan pada percobaan dalam roket yang bergerak dengan kecepatan g. Prinsip ekuivalensi tersebut diformulasikan sebagai: we [...] assume the complete physical equivalence of a gravitational field and a corresponding acceleration of the reference system. Yang artinya kurang lebih demikian : Kami [...] mengasumsikan kesetaraan fisis lengkap dari medan gravitasi dan hubungannya dengan percepatan dari sistem kerangka acuan. Seperti yang dikatakan Einstein atau pada buku Fisika Modern: There is no local experiment that can be done to distinguish between the effects of a uniform gravitational field in a nonaccelerating inertial frame and the effects of a uniformly accelerating (noninertial) reference frame. Atau dalam bahasa indonesia kurang lebih demikian : Tidak ada percobaaan lokal yang dapat dilakukan untuk membedakan antara efek dari medan gravitasi seragam dalam kerangka acuan yang tidak dipercepat dan efek dari percepatan seragam (tidak inersia) kerangka acuan.
Artikel kedua pada subjek muncul pada tahun 1911, dan 1912 Einstein secara aktif bekerja untuk memahami sebuah teori relativitas umum yang bisa menjelaskan relativitas khusus, tetapi juga akan menjelaskan gravitasi sebagai fenomena geometris. Pada tahun 1915, Einstein menerbitkan serangkaian persamaan diferensial yang dikenal sebagai persamaan medan Einstein. Relativitas umum Einstein menggambarkan alam semesta sebagai suatu sistem geometris tiga ruang dan satu dimensi waktu. Kehadiran massa, energi, dan momentum (kuantutasi secara kolektif sebagai kepadatan massa-energi atau tekananenergi) yang dihasilkan dalam tekukan sistem koordinat ruang-waktu. Gravitasi, oleh karena itu, merupakan sebuah pergerakan sepanjang ―sederhana‖ atau paling tidak rute energetik sepanjang lengkungan ruang-waktu. Bentuk Matematika Dari Relativitas Umum Pada bentuk yang sederhana, dan menghilangan matematika yang kompleks, Einstein menemukan hubungan antara kelengkungan ruang-waktu dengan kerapatan massa-energi: (Kelengkungan ruang-waktu) = (kerapatan massa-energi)*8µG/c4 Persamaan tersebut menunjukkan hubungan secara langsung, proporsional terhadap kontanta. Kontanta gravitasi G, berasal dari hukum Newton untuk gravitasi, sementara ketergantungan terhadap kecepatan cahaya, c, adalah berasal dari teori relativitas khusus. Dalam kasus nol (atau mendekati nol) (yaitu ruang hampa), ruang-waktu berbentuk datar. Gravitasi klasik adalah kasus khusus untuk manifestasi gravitasi pada medan gravitasi lemah, dimana bentuk c4 (denominator yang sangat besar) dan G (nilai yang sangat kecil) membuat koreksi kelengkungan kecil. Sekali lagi, Einstein tidak tidak keluar dari topik. Dia bekerja keras dengan geometri Riemannian (geometri non Euclidean yang dikembangkan oleh matematikawan Bernhard Riemann beberapa tahun sebelumnya), meskipun ruang yang dihasilkan adalah 4 dimensi Lorentzian bermacam-macam daripada geometri Riemann ketat. Namun, karya Riemann sangat penting bagi persamaan medan Einstein. Apakah sebenarnya Relativitas Umum? Untuk analogi relativitas umum, pertimbangkan bahwa kamu membentangkan sebuah seprai atau suatu lembaran yang datar dan elastik. Sekarang kamu meletakkan sesuatu dengan berat yang bervariasi pada lembaran tersebut. Jika kita menempatkan sesuatu yang sangat ringan maka bentuk seprai akan sedikit lebih turun sesuai dengan berat benda tersebut. Tetaoi jika kamu meletakkan sesuatu yang berat, maka akan terjadi kelengkungan yang lebih besar. Asumsikan terdapat benda yang berat berada pada lembaran tersebut, dan kamu meletakkan benda lain yang lebih ringan di dekatnya. Kelengkungan yang diciptakan oleh benda yang lebih berat akan menyebabkan benda yang lebih ringan ―terpeleset‖ disepanjang kurva ke arah kurva tersebut, karena benda yang lebih ringan mencoba untuk mencapai keseimbangan sampai pada akhirnya benda tersebut tidak bergerak lagi (dalam kasus ini, tentu saja terdapat pertimbangan lain, misalnya bentuk dari benda tersebut, sebuah bola akan menggelinding, sedangkan kubus akan terperosot, karena pengaruh gesekan atau semacamnya).
Hal ini serupa dengan bagaimana relativitas umum menjelaskan gravitasi. Kelengkungan dari cahaya bukan karena beratnya, tetapi kelengkungan yang diciptakan oleh benda berat lain yang membuat kita tetap melayang di luar angkasa. Kelengkungan yang diciptakan oleh bumi membuat bulan tetap bergerak sesuai dengan orbitnya, tetapi pada waktu yang sama, kelengkungan yang diciptakan bulan cukup untuk mempengaruhi pasang surut air laut. Pembuktian Relativitas Umum Semua temuan-temuan relativitas khusus juga mendukung relativitas umum, karena teoriteori ini adalah konsisten. Relativitas umum juga menjelaskan semua fenomena-fenomena mekanika klasik, yang juga konsisten. Selain itu, beberapa temuan mendukung prediksi unik dari relaivitas umum:
Presisi dari perihelion Merkurius Pembelokan gravitasi cahaya bintang Pelebaran alam semesta (dalam bentuk konstanta kosmologis) Delay dari gema radar Radiasi Hawking dari black hole
Prinsip-Prinsip Fundamental dari Relativitas
Prinsip umum relativitas: Hukum-hukum fisika harus sama untuk setiap pengamat, terlepas dari mereka dipercepat atau tidak. Prinsip kovarian umum: hukum-hukum fisika harus memiliki bentuk yang sama dalam semua sistem koordinat. Gerak Inersia adalah gerak geodesik: Garis dunia dari partikel yang tidak terpengarus oleh gaya-gaya (yaitu gerak inersia) adalah bakal waktu atau null geodesik dari ruang waktu. (ini berarti tangen vektornya negatif atau nol.) Invarian lokal Lorentz: aturan-aturan dari relativitas khusus diaplikasikan secara lokal untuk semua pengamat inersia. Lengkungan ruang-waktu: seperti yang dijelaskan oleh persamaan medan Einstein, lengkungan ruang dan waktu, sebagai responnya terhadap massa, energi, dan momentum menghasilkan pengaruh gravitasional yang dilihat sebagai bentuk gerak inersia.
Prinsip ekuivalensi, di mana Albert Einstein menggunakannya sebagai titik awal untuk relativitas umum, membuktikan konsekuensinya terhadap prinsip-prinsip tersebut. Relativitas Umum dan Konstanta Kosmologis Pada 1922, para ilmuwan menemukan bahwa aplikasi dari persamaan medan Einstein pada bidang kosmologi menghasilkan perluasan alam semesta. Einstein percaya bahwa alam semesta itu statis (dan karena itu pemikiran persamaannya menjadi salah), penambahan konstanta kosmologis pada persamaan medan, yang memungkinkan hasil statis. Edwin Hubble, pada 1929, menemukan bahwa terdapat pergesaranmerah dari bintangbintang jauh, yang menyiratkan bahwa bintang-bintang itu bergerak terhadap bumi. Alam semesta tampaknya berkembang. Einstein menghilangkan kontanta kosmologis dari persamaannya dan menyebutnya sebagai kesalahan terbesar dalam karirnya.
Pada 1990, ketertarikan pada konstanta kosmologis kembali ada dalam bentuk dark energy. Solusi untuk teori medan kuantum telah menghasilkan sejumlah besar energi dalam ruang hampa kuantum yang berakibat pada percepatan perluasan alam semesta. Relativitas Umum dan Mekanika Kuantum Ketika para fisikawan berupaya untuk menerapkan teori medan kuantum pada medan gravitasi, hal-hal menjadi sangat kacau. Pada betuk matematis, kuantitas fisis terjadi penyimpangan, atau hasil yang tak terhingga. Medan gravitasi di bawah relativitas umum memerlukan koreksi angka tak terhingga atau ―renormalisasi‖, konstanta-kontanta untuk penyesaiannya ke dalam persamaan yang terpecahkan. Upaya untuk memecahkan ―masalah renormalization‖ terletak di jantung teori kuantum gravitasi. Teori-teori gravitasi kuantum biasanya bekerja mundur, meramalkan sebuah teori dan kemudian mengujinya dan bukan benar-benar mencoba untuk menentukan konstanta yang tak terbatas diperlukan. Ini trik lama dalam fisika, tapi sejauh ini tidak ada teori telah cukup terbukti. Beberapa Kontrovesi Lainnya. Masalah utama dengan relativitas umum, yang telah sebaliknya sangat sukses, adalah keseluruhan ketidaksesuaian dengan mekanika kuantum. Potongan besar teori fisika ditujukan ke arah mencoba untuk menyamakan dua konsep: pertama yang memprediksi fenomena makroskopik melintasi ruang dan kedua yang memprediksi fenomena mikroskopik, sering kali dalam ruang yang lebih kecil daripada sebuah atom. Selain itu, ada beberapa kekawatiran Einstein yang sangat diperhatikan terhadap ruangwaktu. Apa itu ruang-waktu? Apakah hal tesebut ada secara fisik? Beberapa telah memperkirakan ―busa kuantum‖ yang menyebar ke seluruh alam semesta. Usaha baru pada teori string (dan pada teori anakannya) menggunakan ini atau penggambaran kuantum lain dari ruang-waktu. Sebuah artikel dari majalah New Scientist meperkirakan bahwa ruangwaktu mungkin adalah sebuah superfluida kuantum dan bahwa seluruh alam semesta dapat berputas pada sumbu. Beberapa orang telah menunjukkan bahwa jika ruang-waktu sebagai substansi fisik, itu akan bertindak sebagai kerangka acuan universal, seperti eter. Penganut Anti-relativitas sangat gembira mendengar ini, sementara yang lain melihatnya sebagai upaya non ilmiah untuk mendiskreditkan Enstein dengan membangkitkan sebuah konsep abad-mati. Isu-isu tertentu dengan singularitas black hole, di mana lengkung ruang-waktu mendekati pada tak terhingga, juga telah menimbulkan keraguan apakah relativitas umum secara akurat dapat menggambarkan alam semesta. Sangat sulit untuk diketahui secara pasti, bagaimanapun juga, selama black hole hanya dapat dipelajari seperti saat ini. Sampai ia berdiri sekarang, relativitas umum adalah teori yang sangat sukses tetapi sangat sulit dibayangkan dan akan merugikan banyak orang karena ketidakkonsistennya dan kontroversi sampai mucul fenomena yang sangat bertentangan dengan prediksi dari teori. Kutipan Mengenai Relativitas
“Spacetime grips mass, telling it how to move, and mass grips spacetime, telling it how to curve” — John Archibald Wheeler. “The theory appeared to me then, and still does, the greatest feat of human thinking about nature, the most amazing combination of philosophical penetration, physical intuition, and mathematical skill. But its connections with experience were slender. It appealed to me like a great work of art, to be enjoyed and admired from a distance.” — Max Born
http://kurniafisika.wordpress.com/2009/10/03/gambaran-umum-teori-relativitas-einstein/
