Theori of Relativity (Part Two)

sebelumnya saya minta maaf karena sudah lama tidak melanjutkan penulisan theory relativitas pertama yang saya tulis sekitar satu bulanan lebih yang lalu, karena diakibatkan kesibukan pengabdian dan lain sebagainya. disini saya akan melanjutkan dengan membahas

2. Relativitas khusus

Pada tahun 1905, Albert Einstein mempublikasikan (salah satunya) sebuah paper yang disebut “On the Electrodynamics of Moving Bodies” pada jurnal Annalen der Physik. Paper tersebut menyatakan teori relativitas khusus yang mengandung 2 postulat yaitu:

1. Prinsip relativitas : Hukum fisika harus sama untuk semua kerangka inersia.
2. Prinsip konstanta kecepatan cahaya : Kecepatan cahaya di vakum (ruang kosong atau free space) memiliki nilai yang sama c=3 x 10^8 meter/detik di semua kerangka inersia.

Pada dasarnya, paper Einstein ini menyatakan persamaan matematika yang lebih formal. Pada postulat pertama Eintein menyatakan bahwa tidak ada kerangka acuan yang universal, kita tidak dapat membedakan antara kerangka inersia yang satu dengan kerangka acuan inersia yang lain. Jadi semua eksperimen yang dilakukan di kerangka acuan yang diam akan memberikan hasil yang sama jika dibandingkan dengan eksperimen yang dilakukan pada kerangka acuan yang bergerak uniform.

Postlulat kedua Einstein merupakan postulat yang diperlukan untuk menjelaskan postulat pertama, karena, jika cahaya tidak sama untuk semua kerangka acuan inersia maka kita tidak akan bisa membedakan antara kerangka acuan inersia yang satu dengan kerangka yang lain. Akibatnya akan ada kerangka acuan universal yang jelas bertentangan dengan postulat pertama. 

Pada postulat pertama relativitas Einstein sudah cukup masuk akal. Pada postulat kedua merupakan sebuah revolusi dari postulat pertama. Einstein telah menjelaskan didalam paper-nya tentang teori foton cahaya dan effek fotolistrik (yang mana menyumbangkan ketidakperluan eter sebagai pengisi medium ruang hampa). Pada postulat yang kedua juga menyatakan bahwasanya foton tak bermassa bergerak dengan kecepatan c dalam vakum. Maka dari itu eter tidak lagi memiliki peran khusus dalam kerangka inersia vakum. 

Pada paper tersebut, tujuannya adalah untuk menyatukan persama’an Maxwell listrik dan magnet dengan pergerakan partikel yang mendekati kecepatan cahaya. Hasil dari papernya Einstein adalan untuk menjelaskan transformasi koordinat baru (yang disebut  dengan transformasi Lorenz) diantara kerangka acuan inersia. Pada kecepatan rendah, transformasi ini identik dengan model klasik tetapi ketik kecepatannya mendekati kecepatan cahaya maka akan menghasilkan hasil yang sangat berbeda (Proper-time, Proper-length dan Proper-mass)

3. Akibat dari Relativitas 

Relativitas khusus menghasilkan beberapa konsekuensi dari pengguna’an trnasformasi Lorentz pada kecepatan tinggi (mendekati kecepatan cahaya), diantaranya adalah :

• Dilatasi waktu (dimana terkenal dengan peristiwa twin paradox)
• Kontraksi panjang
• Transformasi kecepatan
• Penjumlahan kecepatan relativistik
• Efek doppler relativistik
• Simultan dan Singkronisasi waktu
• Massa relativistik
• Momentum relativistik
• Energi kinetik relativistik
• Total energi relativistik

Selain itu, manipulasi aljabar sederhana pada konsep diatas menghasilkan dua hasil signifikan yang layak disebutkan satu-kesatuan

5. Hubungan Massa-Energi

Albert Einstein telah mampu membuktikan bahwasanya massa dan energi memiliki saling keterkaitan yang mana dinyatakan dengan rumus  E=mc^2. Persamaan dan keterkaitan antara massa dan energi ini memiliki kisah paling dramatis bagi dunia ini tepatnya ketika bom nuklir dijatuhkan di hiroshima dan nagasaki pada akhir perang dunia kedua.

6. Kecepatan Cahaya

Tidak ada satupun objek bermassa yang mampu dipercepat sehingga memiliki kecepatan yang sama dengan kecepatan cahaya. Sebuah objek tak bermassa, seprti foton, dapat bergerak dengan kecepatan cahaya. (sebuah foton pada dasarnya tidaklah dipercepat, akan tetapi selalu bergerak berkecepatan cahaya). Dalam objek kajian fisika, kecepatan cahaya adalah batas maksimal kecepatan dari sebuah objek yang diamati. Energi kinetik untuk objek bermassa yang bergerak dengan kecepatan cahaya akan tidak terbatas, jadi, itu tidak akan pernah tercapai.

Walaupun akhir-akhir ini ada beberapa teori telah menunjukkan bahwa sebuah objek bisa berkecepatan melebihi kecepatan cahaya, tetapi sejauh ini masih belum ada entitas fisik yang membuktikan teori tersebut.

7. Adopsi Relativitas Khusus

Teori relativitas einstein pada awalnya tidaklah diterima oleh fisikiawan secara keseluruhan, karena tampak begitu teoritis dan berlawanan. Ketika Einstein menerima nobel pada tahun 1921, itu dikarenakan kontribusi teoritik dalam menyelesaikan effek fotolistrik. Relativitas Einstein pada waktu itu masih kontroversial sebagai sebuah rujukan dasar.

Seiringnya waktu, prediksi relativitas khusus Einstein terbukti kebenarannya, contohnya, jam yang mengitari dunia tampak melambat dengan durasi yang telah diprediksi oleh teori. Dan partikel muon yang dikisahkan muon tak bisa sampai kebumi karena waktu luruhnya, akan tetapi karena muon bergerak mendekati kecepatan cahaya maka waktu seiring bergerak melambat dan muon terbukti bisa diamati sampai dipermukaaan bumi.

sekian dulu,,, insyaAllah saya akan lanjut ke pengenalan relativitas umum

Share :