Perjalanan Einstein Menemukan Teori Relativitas

0

Mengutip situs Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI), kisah Albert Einstein dalam mengembangkan teori relativitas terungkap saat ia memberikan kuliah umum kepada mahasiswa di Kyoto Imperial University pada 14 Desember 1922.


Dia berbicara tentang ide-ide di balik kelahiran relativitas khusus dan umum. Catatan kuliah ini diterbitkan oleh majalah bulanan Jepang bernama Kaizo.

Lalu Prof. Masahiro Morikawa dari Universitas Ochanomizu menerjemahkan artikel tersebut ke dalam bahasa Inggris untuk buletin Asosiasi Fisikawan Asia-Pasifik. Yang paling menonjol dari cerita Einstein adalah kondisi Einstein yang juga nyaris menyerah karena sulitnya masalah relativitas.

Namun berkat kegigihan, kerja keras, kejeniusan, hubungan baik dengan ilmuwan dan keberuntungan, akhirnya bisa menentukan keberhasilan Einstein dalam melahirkan dua teori relativitas.

Dapatkan ide untuk pertama kalinya
Dalam cerita sebaliknya, Einstein mengungkapkan bahwa ia pertama kali memiliki ide untuk mengembangkan teori relativitas sekitar tahun 1905, atau 17 tahun sebelum kuliahnya di Jepang.

"Saya tidak bisa mengatakan dengan pasti dari mana ide seperti itu berasal, tetapi saya yakin ide itu berasal dari masalah optik objek bergerak. Cahaya bergerak di lautan eter, dan Bumi bergerak di eter yang sama," katanya kepada hadirin. . ceramah kepada mahasiswa Kyoto, seperti kutipan dari situs LIPI. "Oleh karena itu, pergerakan eter harus dapat diamati dari Bumi. Namun, saya tidak pernah menemukan bukti pengamatan aliran eterik dalam literatur fisik. Saya sangat termotivasi untuk mendemonstrasikan aliran ether dalam hubungannya dengan bumi, jadi kata nya, pergerakan bumi dalam ether," tambahnya.

Belakangan diklaim bahwa gagasan utama Einstein untuk memecahkan masalah itu berkaitan dengan konsep waktu. Menurut Einstein, waktu tidak boleh didefinisikan secara apriori sebagai realitas absolut. Waktu harus bergantung pada kecepatan sinyal. Masalah besar ini dapat diselesaikan dengan konsep waktu yang baru.

“Hanya dalam waktu lima minggu saya dapat memahami prinsip relativitas khusus setelah penemuannya. Dari sudut pandang filosofis, saya tidak meragukan keabsahan prinsip ini. Lagi pula, prinsip ini setidaknya sesuai dengan prinsip Mach. dibandingkan dengan prinsip Mach. untuk keberhasilan relativitas umum. Beginilah cara saya membangun relativitas khusus saya," kata fisikawan Jerman itu.

Munculnya teori relativitas umum
Dua tahun kemudian, tepatnya pada tahun 1907, Einstein bergerak lebih jauh menuju relativitas umum dengan cara yang berbeda.

Pada saat itu, dia tidak terlalu senang dengan relativitas khusus karena prinsip relativitas terbatas pada gerak relatif kecepatan konstan tetapi tidak dapat diterapkan pada gerak secara umum.

Pada tahun 1907, Johannes Stark meminta Einstein untuk menulis ikhtisar berbagai hasil percobaan teori relativitas untuk laporan tahunannya, Buku Tahunan Radioaktivitas dan Elektronika.

“Ketika saya diminta untuk menulis karya ini, saya menyadari bahwa relativitas khusus dapat diterapkan pada semua fenomena alam kecuali gravitasi. Saya sangat ingin menemukan cara untuk menerapkan teori ini pada kasus gravitasi," jelasnya.

Karena pemikiran tersebut, Einstein tidak dapat dengan mudah menyelesaikannya. Bahkan, dia mengaku frustrasi karena menyadari fakta bahwa sementara relativitas khusus memberikan hubungan yang sempurna antara kelembaman dan energi, hubungan antara kelembaman dan berat (sistem kelembaman dan gravitasi) tidak dibahas sama sekali.

"Saya menduga masalah ini jauh dari relativitas khusus," katanya. 

Perhitungan persamaan gravitasi untuk masalah kosmologis
Pada tahun 1912, Einstein menyadari bahwa teori permukaan Karl Friedrich Gauss dapat memberikan dasar yang baik untuk memecahkan teka-teki gravitasi. Menurutnya, koordinat permukaan Gaussian adalah alat yang sangat penting.

Kemudian, pada tahun 1913, persamaan gravitasi diselidiki lebih lanjut menggunakan teori Riemann dan menghasilkan banyak kesimpulan yang bertentangan dengan harapan Einstein.

Dua tahun kemudian dia hanya menemukan satu kesalahan dalam perhitungan sebelumnya. Kemudian dia kembali mencoba menurunkan persamaan gravitasi yang benar berdasarkan teori invarian. Setelah tahun 1915, Einstein mulai mengerjakan masalah kosmologis, melakukan penelitian tentang geometri dan waktu alam semesta.

Penelitian ini didasarkan pada pemeriksaan kondisi batas relativitas umum dan argumen inersia Mach.

Einstein awalnya membuat kondisi batas persamaan gravitasi menjadi invarian. Namun kemudian dia menghilangkan batasan ini dengan mengasumsikan bahwa alam semesta tertutup.

“Itulah mengapa saya berhasil memecahkan masalah kosmologis. Akibatnya, ditemukan bahwa kelembaman ada sebagai sifat relatif antara materi dan harus hilang ketika tidak ada materi lain yang berinteraksi dengannya. Saya yakin fitur penting ini membuat relativitas umum memuaskan bahkan dari sudut pandang epistemologis,” katanya.

“Beginilah saya ingin mengakhiri cerita pendek saya tentang bagaimana saya membangun teori relativitas. Terima kasih banyak,” kata Einstein di akhir kuliah umum di Kyoto Imperial University. 

====================================================
Untuk Materi Teori Rekativitas bisa dipelajari di: Teori Relativitas Einstein

Posting Komentar

0Komentar
Posting Komentar (0)