Mengenal Teori Relativitas Einstein beserta Pembuktiannya

Ilustrasi teori relativitas Einstein beserta pembuktiannya. Sumber: Pixabay/Dlsdkcgl

Teori relativitas Einstein merupakan teori yang menunjukkan bahwa gravitasi muncul sebagai bagian dari ruang dan waktu. Teori ini diungkapkan oleh ilmuwan Fisika teoretis jenius, yaitu Albert Einstein pada pada tahun 1905.

Gagasan dalam teori ini berkontribusi besar dalam perkembangan hukum gravitasi yang sebelumnya dicetuskan oleh Sir Isaac Newton pada tahun 1687.

Mengenal Teori Relativitas Einstein

Ilustrasi teori relativitas Einstein. Sumber: Pixabay/WikiImages

Teori relativitas Einstein hadir untuk menutupi kegagalan teori relativitas Newton melalui postulat batas kecepatan suatu partikel. Teori ini secara garis besar mencoba melihat hukum alam seolah-olah merupakan hukum geometri yang diterapkan di dunia fisik.

Dalam Buku Fisika Modern Teori, Soal, dan Pembahasan oleh Indrawati Wilujeng, S.Pd., M.Si. (2021:8 9) teori relativitas Einstein terdiri dari dua jenis, yaitu relativitas khusus, yang dipublikasikan oleh Einstein pada tahun 1905, dan relativitas umum yang dipublikasikan Ensiten 10 tahun berikutnya. Berikut penjelasannya.

1. Teori Khusus

Teori khusus relativitas mengakomodasi seluruh permasalahan yang berkaitan dengan kerangka acuan inersial. Teori ini mengacu pada fakta atau teori tidak absolut, gerakan, kecepatan, massa, serta saling ketergantungan antara materi, ruang, dan waktu.

Dalam teori khusus, terdapat dua postulat yang disampaikan Einstein. Postulat pertama, yaitu "hukum-hukum fisika berlaku pada semua kerangka acuan inersial". Postulat ini sebagai imbas dari ketiadaan kerangka acuan universal.

Sedangkan postulat yang kedua didasari dari hasil ekperimen, yaitu "cahaya merambat melalui ruang hampa udara dengan kecepatan 3 x 10^8 m/s pada semua kerangkan acuan inersial".

2. Teori Umum

Teori relativitas umum merupakan perluasan dari teori relativitas khusus dengan pemahamam teori gravitasi. Teori ini berhasil mendeskripsikan hubungan antara gravitasi dan struktur geometri antara ruang dan waktu.

Dalam teori ini, menurut Einstein gravitasi merupakan bagian dari ruang dan waktu yang disebabkan oleh besaran massa sehingga membuatnya berbentuk lengkungan termasuk benda-benda disekitarnya.

Contohnya ketika seseorang meletakkan selembar kain di lantai, lalu simpan bola di tengah kain tersebut. Kain akan membentuk lengkungan yang disebabkan oleh bola di tengah.

Pembuktian Teori Relativitas Einstein dalam Ilmu Fisika

Ilustrasi pembuktian teori relativitas Einstein. Sumber: Pixabay/AlexAntropov86

Teori yang dicetuskan Einstein ini juga telah terbukti dengan adanya penemuan baru, yaitu sebagai berikut.

1. Global Positioning System (GPS)

Teori relativitas berdampak pada pengembangan GPS yang akurat untuk menunjukkan jarak dan perkiraan waktu. Teknologi ini bekerja berdasarkan data dan informasi yang ditransfer satelit ke stasiun penangkap sinyal di bumi, dan kemudian dikirimkan ke GPS.

Dengan begitu, seseorang dapat memperkirakan waktu untuk menuju suatu lokasi menggunakan transportasi tertentu. Jika GPS tidak memiliki relativitas di dalam teknologinya, GPS akan berfungsi tidak sebagaimana mestinya.

Hal ini bisa menyebabkan GPS memandu seseorang berkilometer-kilometer jauhnya. Meleset sepersatu juta detik saja ketika sinyal satelit disinkronkan, koordinat GPS akan menjauh lebih dari 10 kilometer.

2. Orbit Merkurius

Orbit Merkurius sedikit agak aneh dan tidak seperti planet lain. Namun, teori relativitas umum akhirnya dapat menjelaskan dengan sempurna bahwa gerakan-gerakan Merkurius terganggu oleh massa objek yang lebih besar, yakni Matahari.

3. Lubang Hitam (Black Hole)

Einstein pernah meramalkan bahwa di akhir kehidupan nanti bintang akan runtuh karena gravitasi mereka sendiri. Lapisan luar bintang akan meledak, bagian inti membentuk bintang neutron, bahkan bisa berubah menjadi lubang hitam (black hole).

Lubang hitam adalah ruang dengan daya gravitasi yang sangat kuat bahkan kecepatan cahaya pun tak bisa menghindarinya dan merusak ruang-waktu.

Sayangnya, lubang hitam hanya terlihat seperti sesuatu yang hitam dan tidak memantulkan cahaya. Temperatur lubang hitam berkisar miliaran kelvin untuk sehingga mustahil untuk diamati.

4. Matahari Menghambat Sinyal Radio

Pesawat ruang angkasa yang mengeksplorasi planet juga menunjukkan bahwa Einstein benar mengenai relativitas umumnya. Karena pesawat ruang angkasa berkomunikasi dengan bumi menggunakan cahaya dalam bentuk gelombang radio.

Ini dibuktikan dari hasil ekperimen Jet Propulsion Laboratory NASA mengumumkan ada keterlambatan (delay) dalam total waktu transmisi pulang-pergi akibat gravitasi Matahari.

Baca juga: Isi Teori Atom Rutherford dan Perbedaannya dengan Teori Bohr

Einstein telah menyumbangkan begitu banyak peninggalan ilmiah berupa teori-teori dalam ilmu pendidikan Fisika dan Kimia. Salah satu teori yang paling berpengaruh adalah teori relativitas Einstein. (MRZ)