Teori Relativitas Khusus Einstein

SRIDIANTI.COM

Pada kali ini sridianti.com akan membahas tentang topik Teori Relativitas Khusus Einstein untuk para pembaha sekalian.

Dunia belum berubah, tapi teori tentang cara dunia bekerja telah berubah dari waktu ke waktu. Perhitungan kami mendapatkan lebih banyak dan lebih akurat, dan kami dapat mempertimbangkan hal-hal seperti kecepatan cahaya. Ini semua berkat teori khusus relativitas Einstein, yang memberitahu kita bagaimana benda-benda tampak berperilaku ketika mereka mendekati kecepatan cahaya dan juga bagaimana massa dan energi terkait satu sama lain.

Lama Sebelum Einstein, Galileo telah meletakkan landasan prinsip relativitas. Pada tahun 1905, Albert Einstein mempublikasikan teori relativitas khusus, yang menjelaskan bagaimana  menginterpretasi gerak antara kerangka acuan inersial yang berbeda. Kerangka acuan inersial secara simpel adalah sesuatu yang bergerak dengan kecepatan tetap relativ terhadap sesuatu yang lain.

Einstein menjelaskan bahwa dua objek yang bergerak dengan kecepatan tetap, dipandang sebagai gerak relatif antara dua objek, dengan tidak merujuk pada ether yang didefinisikan sebagai kerangka acuan absolut yang dapat mendefinisikan apa yang sebenarnya sedang terjadi. Sebagai contoh : jika ada dua astronot A dan B berada dalam pesawat yang berbeda dengan kecepatan yang tidak sama kemudian ingin membandingkan sebuah hasil pengamatan, maka yang diperhitungkan hanya seberapa cepat A dan B bergerak relatif satu sama lain.

Relativitas khusus menjelaskan kasus khusus dimana  gerak yang ditinjau memiliki kecepatan konstan. Gerak yang bisa dijelaskan dengan teori relativitas khusus adalah gerak lurus pada kecepatan konstan. Jika gerak yang ditinjau dipercepat atau berbelok, maka relativitas khusus tidak dapat menjelaskan. Karena itulah kenapa relativitas umum Einstein tercipta, karena dapat menjelaskan semua jenis gerak.

Teori relativitas khusus Einstein berlandaskan pada dua prinsip :

  • Prinsip relativitas : Hukum fisika tidak berubah untuk semua objek yang bergerak kerangka acuan inersial (kecepatan tetap)
  • prinsip kecepatan cahaya : Kecepatan cahaya adalah sama untuk semua pengamat, tidak bergantung pada kecepatan gerak pengamat relatif terhadap sumber cahaya.

Pada akhir abad ke-19, Para fisikawan tengah mencari sesuatu yang misterius yang disebut ether, sebuah medium yang dipercaya sebagai medium perambatan cahaya. Einstein menghilangkan seluruh konsep keberadaan ether.

Menyatukan Ruang dan Waktu

Teori relativitas khusus Einstein menciptakan hubungan fundamental antara ruang dan waktu. Alam semesta dapat dipandang memiliki tiga dimeni ruang dansatu dimensi waktu. Empat deimensi ini diebut kontinum ruang-waktu.

Jika anda bergerak cukup cepat, pengamatan yang  anda lakukan terhadap ruang dan waktu bisa berbeda dengan hasil pengamatan orang lain yang bergerak dengan kecepatan berbeda. Bayangkan anda berada dalam sebuah pesawat luar angkasa dan memegang sebuah laser yang sinarnya diarahkan pada cermin yang berada diatas, sinar laser tersebut akan dipantulkan oleh cermin dan mengenai detektor.

Jika pesawat bergerak dengan kecepatan setengah kali kecepatan cahaya (0,5 c), menurut einstein hal tersebut tidak berpengaruh pada pengamat yang ada di dalam pesawat. Namun jika ada pengamat lain yang mengamati dari pesawat lain, seperti telihat pada gambar dibagian bawah, ceritanya akan berbeda.

Pengamat di pesawat lain akan melihat cahaya menempuh lintasan diagonal keatas menuju kearah cermin dan diagonal ke bawah menuju detektor. Dengan kata lain anda yang dan pengamat di luar pesawat anda akan melihat lintasan cahaya yang berbeda dimana cahaya menempuh jarak yang berbeda juga. Sehingga waktu yang dibutuhkan oleh cahaya untuk sampai kedetektor juga berbeda.

Fenomena ini dikenal sebagan dilasi waktu ( yang sering dikatakan dilatasi waktu), dimana watu yang berjalan dalam pesawat yang bergerak dengan sangat cepat menjadi lebih lambat menurut pengamat yang berada di bumi.

Contoh tersebut mendemonstrasikan bahwa dalam teori relativitas Einstein, ruang dan waktu terkait. Jika anda menggunakan persamaan tranformasi lorentz, anda akan mendapati bahwa kecepatan cahaya konsisten secara sempurna untuk kedua pengamat.

Perilaku yang tidak umum dari ruang dan waktu hanya dapat berlaku ketika anda bergerak dengan kecepatan mendekati kecepatan cahaya, jadi belum ada yang pernah mengamati sebelumnya. Eksperimen-eksperimen yang pernah dilakukan sejak penemuan Einstein telah terkonfirmasi bahwa ruang dan waktu berperilaku berbeda untuk objek yang bergerak dengan kecepatan mendekati kecepatan cahaya, persis seperti yang Einstein deskripsikan.