Home ARTIKEL Einstein dan Teori Relativitasnya

Einstein dan Teori Relativitasnya

Gambar Ilmuan Albert Einstein

Siapa yang tidak mengenal Albert Einstein? Ilmuan yang terkenal sepanjang masa dan mahakarya sangat di kagumi sampai sekarang. Berikut gambaran Hidup dan Karya Einstein yang dituliskan oleh PAUL STRATHERN.

Albert Einstein adalah seorang keturunan Yahudi kelahiran Ulm, disebuah kota kecil di Jerman selatan pada 14 Maret 1897. Ibunya seorang pelajar dari keluarga pedagang jagung dari Stuttgart dan suka bermain Biola, sedangkan ayahnya bernama Herman Einstein yang merupakan pria ramah, suka bergaul, berkumis tebal, suka minum bird an membaca puisi. Pada saat usaha barang-barang pelistrikannya bangkrut, keluarganya pindah ke daerah pinggiran kota Munich dan tinggal di rumah saudara ayahnya yang bernama Jakob. Albert terkenal lamban dan suka berkhayal. Ia menderita karena keluarganya yang kacau (Para psikolog menyebutnya “a fall from grace”, suatu perubahan keadaan yang sebelumnya penuh kejayaan menjadi melarat) dan mempunyai seorang ayah yang gagal. Ayah albert bukan seorang yang religious tetapi menganggap dirinya moderat. Itulah sebabnya ia mengirim Albert ke sebuah sekolah Katolik, di mana Albert merupakan satu-satunya orang Yahudi di kelasnya. Sekolah-sekolah Jerman menerapkan disiplin militer, Gurunya pun demikian. Albert nerasa bosan dengan sekolah dan malas belajar. Dalam hatinya, ia protes terhadap setiap bentuk otoritas, dan ini mewarnai hidupnya kemudian. Albert sangat menyukai bermain Biola. Pada suatu hari, ayahnya menunjukkan kepada Albert sebuah kompas, Albert bertanya mengapa jarumnya selalu menunjukkan arah yang sama. Herman menjawabnya menjawab bahwa itu karena kemagnetan. Tetpi Albert ingin mengetahui bagaimana kemagnetan bias melintasi ruang. Pertanyaan tersebut tidak bias dijawab oleh Herman. Malamnya Albert tidak bisa tidur karena memikirkan persoalan yang belum terjawab itu. Pada saat yang sama, Paman Jakob memperkenalkan aljabar. Tahun 1891, Albert berusia dua belas tahun dan bertemu dengan seorang Guru amatir. Yaitu Max Talmey yang merupakan seorang mahasiswa kedokteran. Max mulai meminjamkan buku-buku ilmiah popular kepada Albert.

Einstein menunjukkan suatu sifat yang khas, yaitu otodidiak; ia tidak selalu memperhatikan guru-gurunya, melainkan lebih berkonsentrasi pada hal-hal yang disukainya dan menekuninya dengan sepenuh hati. Kemudian Max membawakan buku-buku tentang geometri-bidang kepada Einstein dan dengan segera ia mempelajari kalkulus. Tiap minggu Max mengecek kemajuan Albert, sampai akhirnya ia mengakuinya, “Saya tidak bisa menandinginya”. Albert hanya tertarik untuk memahami gagasan-gagasan yang kompleks dan mencari prinsip-prinsip yang mendasarinya. Max kemudian memperkenalkan filsafat Kant yang komplek dan rumit agar Einstein menyerah dan pusing sendiri, dan dengan begitu ia berminat mempelajari biologi dan kedokteran. Sebaliknya, Einstein menemukan bahwa isitem filsafat Kant ternyata sangat menarik karena berisi seluruh sistem filsafat yang terbaik; sebuah bangunan oemikiran yang anggun yang mencari penjelasan tentang segala hal. Pada tahun 1894, ketika Einstein berusia 15 tahun, usaha keluarganya bangkrut, dan pindah ke Italia di mana ayahnya mendirikan pabrik baru dekat kota Milan. Namun Albert tetap tinggal di rumah indekos di Munich untuk menyelesaikan diplomanya di Luitpold Gymnasium sehingga memudahkan masuk keperguruan tinggi jurusan teknik (sesuai keinginan keluarganya). Tidak sampai enam bulam, Einstein mengalami ganguan mental sehingga dikeluarkan dari Gymnasium karena kehadirannya di kelas menggangu murid-murid yang lain. Gangguan mental tersebut barangkali hany kepura-puraan Einstein saja supaya bisa dikirim pulang untuk bergabung dengan keluargannya di Italia. Tetapi Enistein benar-benar dikeluarkan, dari sejak itu Einstein membenci tata tertib, dan dalam memoarnya ia menganggap kurikulum sekolah sebagai pembohongan, sesuatu yang tidak relevan, dan membosankan. Tetapi ia tidak pernah merasa bosan untuk mempelajari filsafat yunani kuno, sejarah, geografi, dan tiba-tiba biologi dan kimia. Albert akhirnya tinggal di italia, ia tidak pergi ke sekolah tetapi manghabiskan waktunya untuk menulis karya tentang salah satu masalah ilmiah yang paling sulit pada saat itu, yaitu mengenai hubungan antara kelistrikan, kemagnetan, dan eter (medium yang tidak kelihatan yang merambatkan gelombang elektromagnetik). Pada akhir tahun ia mengikuti ujian masuk ke Eidgenossiche Technische Hochschule di Zurich. Professor ilmu Fisika, Heinrich Weber, terkejut melihat nilai-nilai Enistein yang sangat baik dalam matematika dan fisika. Tetapi Herman sebaliknya setelah melihat nilai-nilai Einstein dalam mata pelajaran bahasa Prancis, biologi, sejarah dan yang lainnya. Einstein gagal, dan ini merupakan tindakan kesengajaan oleh Eistein sendiri, sejak awal ia memang tidak berminat mengambil jurusan teknik. Herman bangkrut, ia tidak lagi dapat membiayai sekolah Einstein. Herman menghubungi keluarga istrinya untuk setuju membiayai pendidikan Einstein. Kali ini mereka ingi melihat kesuksesan Einstein. Mereka merasa tidak ada gunanya membuang-buang uang tanpa hasil. Herman mengirim Albert ke sekolah di daerah pedesaan di luar kota Zurich, dan megijinkan Albert mengambil jurusan Fisika dan matematika.disekolah tersebut ia tinggal dengan Pak Winteler yang merupakan daerah Swissyang bernama Aurau. Berkat mempelajari biola dari ibunya, akhirnya Einstein menjadi pemain biola yang amatir. Ketika malam rekreasi di rumah keluarga Winteler tiba, ia berusaha menghibur keluarga itu dengan berduet bersama putri mereka yang berusia 18 tahun bernama Marie.

Einstein padaa saat itu digambarkan sebagai pemuda yang tampan, berambut ikal hitam, berkumis tebal dan berpakaian rapi ditambah lagi sikapnya yang sopan sehinga tak heran Marie jatuh cinta padanya. Setelah memperdalam pengetahuannya di Aurau, Albert sekali lagi mengikuti ujian masuk ke sekolah Politeknik Zurich. Kali ini ia lulus. Tepat pada musim gugur tahun 1895 Albert memulai kuliahnya disana. Sekolah Piliteknik Zurich merupakan sekolah teknik terbaik di Eropa tengah pada waktu itu, meskipun demikian Einstein jarang masuk. Seorang dosennya, ahli matematika keturunan Jerman-Rusia, Herman Minkowski, menyebutnya “Anjing Malas”. Eisnstein menghabiskan sebagian waktunya untuk membaca-bekerja dengan caranya sendiri dengan mengikuti kemajuan terbaru dalam ilmu fisika. Di lain pihak keraguan mulai muncul, semua hal yang telah diyakini mulai dipertanyakan lagi yang mengarah pada uatu kecurigaan bahwa fisika klasik tidak memadai lagi. Untuk menjelaskan kenyataaan dunia fisik ang semakin kompleks ini. Di sela-sela kegiatan mebaca dan meneliti, Einstein bertemu dengan kawan-kawan sekuliahnya di Café Metropole, suatu tempat popular yang sering menjadi tempat berkumpulnya mahasiswa. Einstein memilki beberapa teman dekat, Marcel Grossman mungkin adalah teman Einstein yang paling pertama mengakui kecerdasannya yang luar biasa. Michelangelo Besso, seorang mahasiswa teknik yang ramah, sering berdiskusi filsafat bersama Einstein. Bessolah yang memperkenalkan karya Mach pada Einstein. Ernest Mach adalah seorang ahli filsafat sains yang namanya diabadikan sebagai satuan kecepatan atau batas suara (sound barrier). Teman dekatnya yang ketiga adalah Fritz Adler, putra pendiri partai Demokratik Austria (Austrian Social Democratik Party). Einstein mengagumi Adlerkarena idealismenya yang tinggi. Mileva Maric adalah orang Serbia dari Novisad, yang kemudian menjadi bagian dari kekaisaran Hungaria. Ayahnya seorang pegawai negeri yang kemudian mengirimnya ke sekolah Politeknik Zurich. Ia merupakan wanita pertama yang bisa membuat Eintein mendiskusikan kegelisahannya yang terdalam. Tahun 1900, Einstein meminjam catatan kuliah Grossman untuk mengikuti ujian akhirnya. Hasil ujiannya agak aneh dan hamper tidak sesuai dengan tingkat kecerdasannya. Hasil ujiann ya yang tidak memuaskan, dikombinasikan dengan penolakannya untuk mendengar saran para dosennya, membuat ia sulit berkarir di bidang akademis yang diinginkannya. Ia melamar ke beberapa universitas dengan caranya sendiri. Tahun 1900 Einstein menjadi warga negara Swiss, selain karena betah tinggal di Swiss, juga untuk menghindari wajib militer Jerman. Einstein pernah menjadi pengajar sementara di sekolah teknik di Winterthur, sepuluh mil sebelah utara Zurich. Setelah beberapa bulan kontrak mengajarnya berakhir, kawannya Grossman meminta ayahnya untuk merekomendasikan Einstein bisa menempati suatu jabatan di kantor Urusan Paten Swiss di Berne, namun usaha itu sis-sia. Dan pada saat itu juga Mileva telah hamil. Pada usia 21 tahun, Einstein masih menganggur, sedangkam Mileva kembali ke Novisad dan telah melahirkan seorang anak perempuan yang bernama “Lieserl”. Tahun 1902, Einstein hijrah ke Berne setelah memastikan adanya lowongan di kantor urusan paten. Ia bertugas sebagai penguji teknis, yaitu menyortir berbagai penemuan untuk mendapatkan pengesahan dari kantor tersebut. Einstein menguji setiap peralatan yang memasuk ke kantor tersebut dengan membaca secara tuntas teori-teorinya. Tugas Einstein adalah memastikan bahwa kedua elemen yang terpisah ini (teori dan peralatan) memilimki hubungan satu sama lain dan bahwa sekurang-kurangnya salah satu diantaranya dapat dipahami. Mileva dan bayi kecilnya Lieserl masih tinggal di Novisad, orang tua Mileva membujuknya supaya Liesrl diadopsi orang lain. Tahun 1903, Albert dan Mileva menikah, meeka tinggal di apartemen Eisntein yang kecil di 49 Kramgassse. Saat usia Einstein 23 tahun, ia benar-benar miskin. Untuk menhhindari kenyataan ini, ia menyibukkan diri untuk melakaukan penelitian ilmiah. Ia menghasilkan beberapa karya ilmiah, beberapa diantaranya dimuat dalam Annalen der Physik. Eisnetei tertarik pada termodinamika, dan mengembangkan metode statistic tertentu untuk mengkaji pergerakan molekul molekul dalam cairan atau gas yang bervulume relatif kecil. Tahun 1904, Mileva melahirkan putra pertamanya, Hanz Albert. Sahabat Einstein, Besso mendapat pekerjaan di kantor urusan paten. Eintein mendapat teman untuk mendiskusikan hasil penelitian ilmiahnya yang sering didiskusikan dirumahnya atau pada saat perjalan pulang dari kantor. Pada saat itu ia mulai menyadari bahwa fisika klasik telah berakhir. Ruang, waktu dan cahaya tiddak lagi sesuai dengan penjelasan-penjelasan Newton. Tahun 1905 merupakan tahun yang mukjizat (annus mirabilis) bagi Eisntein. Selama tahun ini, ia mengirim empat karya ilmiah ke Annalen der Physik, karya-karya inilah yang mengubah dunia. Karya ilmiah yang pertama yang di kirim Annalen der Physik berjudul “ On a heuristic Viewvoint Concerning the production and Transformation of Light” (uber einen die Erzeugung und Verwandlung des Lichtes betreffenden heuristischen Gesichtspunkt), Einstein sendiri menganggap karya ilmiah tujuh belas halaman ini sebagai karya yang “sangat revolusioner”, yang mengubah pemahaman kita mengenai hakikat cahaya, dengan demikian fisika pun berubah. Sejarah ilmiah tentang cahaya, sejak jaman Ynani kuno, para filosof dan ilmuwan menganggap percaya bahwa cahaya tersusun atas materi-materi yang sangat kecil, tetapi mulai diragukan setelah abad ke ketujuh belas ditemukan teleskop. Tahun 1678, ahli fisika dan astronomi asal Belanda, Cristian Huygens menyatakan bahwa cahaya tersusun atas gelombang. Tahun 1704, Isaac Newton menerbitkan sebuah karya besar tentang cahaya yang berjudul Optiks. Karya ini menjelaskan secara lengkap semua bentuk prilaku dan sifat cahaya. Teori gelombang cahaya mendapat dukungan ynag luar biasa pada abad berikutnya melalui karya fisikawan Skotlandia James Clerk Maxwell. Maxwell menemukan bahwa baik gaya listrik maupun gaya magnet bergerak melintasi ruang dengan kecepatan cahaya. Ia menyimpulkan bahwa cahaya merupakan suatu bentuk radiasi gelomvang elektromagnetik yang dirambatkan dalam bentuk gelombang dengan medium eter. Tahu 1888 fisikawan Jerman Heinrich Herts menemukan gelombang radio yang memiliki cara kerja persis sama dengan energy kalor dan cahaya yang diperlihatkan mirip dengan gelombang. Fisikawan Italia-Irlandia Guglielmo Marconi mengembangkan penerapan praktis dari penemuan Hertz.

Tahun 1887, seorang ilmuwan dari angkatan laut Amerika, Albert Michelson dan Edward Morley membuat sebuah eksperimen untuk mengukur kecepatan bumi untuk menunjukkan efek gerak bumi terhadap eter yang statis. Namun mereka tidak menemukan efek tersebut, maka orang-orang pun meragukan keberadaan eter. Ada bukti yang bertentangan dengan gelombang cahaya, sebuah efek foto listrik teramati ketika suatu benda padat disinari cahaya yang disebabkan oleh electron. Terutama ketika sinar ultraviolet menumbuk sebuah benda logam sehingga menyebabkan terpancarnya electron. Fisikawan Jerman, Phillipp Lenard, menjelaskan hal ini dengan mengemukakan bahwa fotoelektron-fotoelektron ini dipindahkan dari logam oleh cahaya. Bial demikian halnya, maka peningkatan kecepatan pancaran electron. Namun, hal itu tidak terjadi. Meskipun sejumlah electron dipancarkan, kecepatannya tetap sama. Kemudian Lenard bahkan menemukan sesuatu yang lebih aneh. Ketika ia mengubah warna cahaya (frekuensi gelombang) ternyata mempengaruhi pancaran electron. Ketika frekuensi meningkat, kecepatan pancaran electron pun meningkat. Fenomena-fenome terkait yang menunjukkan ketidaksesuaian denganteori gelombang, diselidiki oleh seorang fisikawan Jerman, Max Plank di Berlin. 14 Desember 1900, Plank membuat suatu kesimpulan, cahaya itu tidak diserapa atau dipancarkan secara terus menerus, sebagaimana dijelaskan oleh teori cahaya dan partikel cahaya. Cahaya dipancarkan atau diserap lewat pancaran energy yang diskret ini disebutnya quanta, ukuran quanta ini terkait dengan frekuensi gelombang cahaya. Einsteinlah yang akhirnya memberikan jalan keluar untuk masalah ini. Menurut Einstein, quanta memang menjelaskan cahaya dalam hubungannya dengan materi, tetapi lebih dari itu quantajuga menjelaskan hakikat cahaya. Einstein menjelaskan cahaya dengan argument fisika matematis yang sangat detil dalam karya ilmiahnya pada tahun 1905 yang sangat terkenal berjudul “On a Heuristic Viewpoint Concerning the Production and Transformation of Light”. Einstein sendiri mungkin menganggap karya ini sangat revolusioner tetapi anehnya ia tetap ragu-ragu. Menurut Einstein, dalam bebrapa hal cahaya sebaiknya diperlukan hanya sebagai partikel yang sama seperti gas, tetapi tidak bermasa dan dalam keadaan diam. Cahaya dalam kasus ini tersusun atas quanta, namun dalam kasus lain cahaya bisa juga memperlihatkan perilaku seperti gelombang., sehingga harus diperlakukan seolah-olah cahaya itu murni tersusun atas gelombang. Pandangan Einstein ini memperjelas fenomena efek foto listrik dan juga membantu mengatasi kesulitan para ilmuwan dalam menjelaskan misteri eter. Cara bergerak sebagai quanta yang berperilaku seperti partikel-partikel.keraguan-keraguan orang terhadap eter pun terpecahkan. Eter yang sulit dimengerti nkemudian di tinggalkan para ilmuwan. Tahun 1915, teori Einstein tentang cahaya mulai diterima karena bukti-bukti eksperimen yang mendukungnya semakin tak terbantahkan. Pada tahun 1920-an, teori kuantum muncul sebagai salah satu terobosan penting dari sekian macam terobosan abad dua puluh. Plank mendapatkan Hadiah Nobel pada tahun 1919. Dua tahun kemudian Hadiah Nobel ini diberikan kepada Einstein. Bidang praktis, teori cahaya Einstein memainkan peran penting dalam perkembangan televisi. “A New Determination of the size OF Molecules” (Eine neue Bestimmung der Molekuldimensionen) adalah karangan ilmiah kedua Einstein yang dimuat dalam Annalen der Physik volume 17. Karya berikutnya berjudul “On the Motion of Small Particle Suspended in a Stantionary Liquid, according to the Molecular Kinetic Theory of Heat “ (Uber die von der Molekularkinetischen Theorie der Warme geforderte Bewegung von in ruhenden Flussigkeiten suspendierten Teilchen). Pada tahun 1828 seorang pecinta alam dari Skotlandia, Robet Brown mengamati serbuk sari yang dibiarkan tersebar dalam cairan ternyata tidak larut di dalamnya (suspended). Ia mendapati masing-masing partikel serbuk sari memperlihatkan gerakan Zig-zag terus menerus secara acak, kemudian gerak ini disebut gerak Brown.

Ketika Einstein mempelajari gerak Brown, menurut teori kinetic molecular mengenai kalor, dalam molekul itu terdapat molekul yang tidak kelihatan yang bergerak. Gerakan ini semakin cepat ketika temperature tinggi. Dalam pandangan Einstein, gerak zig-zag yang acak dari partikel-partikel itu ternyata disebabkan oleh molekul-molekul tak kelihatan yang menyusun cairan. Karya ilmiah Einstein tidak hanya membuktikan keberadaan molekul, tetapi juga menunjukkan kerapatan dan perilakunya. Peragaan Einstein ini dibuktikan tiga tahun kemudian dalam ekperimen yang dilakukan oleh seorang ahli kimia-fisika Perancis, Jean Perrin. Ekperimen yang dilakukan Perrin mengenai gerak Brown pada gamboges dalam air merupakan peragaan peraktis pertama mengenai keberadaan fisik atom. Ekperimen tersebut juga menunjukkan akurasi yang luar biasa dari perhitungan teoritis yang dibuat Einstein sebelumnya. Einstein baru berusia dua puluh enam, selama tahun-tahun itu ia hanyalah seorang pegawai rendahan yang miskin di kantor urusan paten di Berne. Sampai saat itu, Einstein terus memikirkan bagaimana mencapai rumusan-rumusan fisika yang akurat. Pada musim semi tahu 1905, Einstein mengalami gangguan mental paling berat dalam hidupnya. Sepanjang musim semi tahun 1905, usaha yang terus menerus ini membuatnya mengalami kelelahan mental dan fisik. Pola makan yang tidak teratur, demikian pula istirahatnya. Malam itu ia menuju tidur dengan putus asa dan gelisah. Namu ketika ia bangun, ia mendapatkan suatu pemikiran yang sangat luar biasa. Ringkasan sederhana ini barangkali lebih mudah dipahami (apabila kita merenungkannya secara mendalam), tetapi tidak halnya argument fisika-matematis dan rumus-rumus yang dipakai untuk membuktikannya. Semuanya ditulis Eisntein dalam karya ilmiah 31 halaman yang berjudul “ On the Electrodynamics of Moving Bodies “. Untuk memahami teori Einstein tentang Relativitas khusus, kita harus mengingat kembali ssitem Newton yang digantikan oleh teori ini. Menurut Newton, semua hal mulaidari planet yang mengorbit sampai apel yang jatuh tunduk pada hokum yang sama, yaitu gaya gravitasi. Seperti yang dinyatakan dengan sangat yakin oleh Newton dalam Principia, “waktu yang absolute, nyata, dan matematis mengalir secara seragam sesuai dengan hakikatnya., tanpa dipengaruhi oleh apapun yang berasal dari luar, atau dengan kata lain disebut durasi. Demikian juga ruang absolute, pada hakikatnya selalu tetap sama dan tidak bisa digerakkan tanpa pengaruh eksternal yang menyertainya. Dengan kata lain ruang dan waktu adalah absolute. Tahun 1860-an muncul keraguan yang serius mengenai penemuan Newton ini dengan adanya teori gelombang elektromagnetik mengenai cahaya dari Maxwell (yang memainkan peran paling penting dalam karya ilmiah Einstein mengenai cahaya. Selain itu ekperimen terkenal Michelson-Morley pada tahun 1887 yang mengukur kecepatan bumi melintasi eter. Pada saat yang sama, Mach menanyakan gagasan Newton tentang ruang absolute dan waktu absolute. Tekanan Mach pada bukti dan fakta-fakta yang didasarkan pada eksperimen menganggap teori Newton ini sebagai konsep-konsep murni bersifat mental dan tidak bisa diwujudkan. Sebelum pergantian abad, seorang ahli matematika terbesar pada abad itu, seorang Perancis bernama Julea-Henri Poincare juga meragukan gagasan mengenai ruang absolute dan waktu absolute. Einsteinlah yang pada akhirnya menemukan jalan keluar terhadap anomaly-anomali yang ada dalam fisika klasik. Prestasi Einstein adalah menemukan teori yang tidak hanya memberikan penjelasan yang memuaskan terhadap anomaly-anomali ini, melainkan juga memberikan suatu penjelasan tentang alam semesta yang sama sekali baru dalam prosesnya. Ia melakuakn hal ini dengan menunjukkan bahwa kecepatan cahaya melintasi ruang itu bersifat konstan tanpa perhitungan apakah sumber cahaya atau pengamat sedang bergerak.

Pada waktu yang sama, ia menunjukkan bahwa tidak ada yang absolute. Ini berarti bahwa tidak ada keadaan diam yang absolute. Dalam hal ini, semua kecepatan itu relatif terhadap kerangka acuan tertentu (meskipun kecepatan cahaya, yang tetap konstan akan selalu sama apapun kerangka acuannya). Pikiran Einstein semakin panas. Ada satu cara di mana kedua usulan itu bisa benar, yaitu jika ruang dan waktu sama-sama bersifat relatif. Poincare telah menunjukkan bagaimana ruang itu relatif dan dala contohnya mengenai alam semesta, implicit dinyatakan bahwa waktu pun relatif. Einstein membuktikan kebenaran akan hal ini dan mnghadapi implikasi-implikasi yang mengagumkan. Einstein selalu lebih suka teori daripada eksperimen. Ia juga lebih suka pada penalaran daripada matematika. Seperempat dari bagian pertama dari karya ilmiahnya tentang teori relativitas khusus tidak mengandung rumus-rumus matematika. Salah satu kekuatan terbesar Einstein adalah kemampuannya menggambarkan dengan cara yang sangat sederhana situasi-situasi matematis yang rumit/kompleks. Salah satu konsekuensi dari teori Einstein adalah ketika kecepatan mendekati kecepatan cahaya, waktu akan berjalan dengan lebih perlahan dan menjadi nol saat mencapai kecepatan cahaya. Waktu tidak sama untuk setiap pengamat pada saat kecepatan mendekati kecepatan cahaya.

Setelah menyelesaikan karya ilmiah mengenai teori relativitas khusus, Einstein mulai menyusun implikasi matematisnya. Implikasi ini menunjukkan beberapa hasil yang behkan lebih mengagumkan terutama ketika prinsip relativitas diterapkan pada persamaan-persamaan yang telah dibuat oleh Maxwell untuk teori elektromagnetik tentang cahaya. Einstein menunjukkan bahwa ketika sebuah partikel bergerak pada jecepatan yang mendekati kecepatan cahaya, massanya menjadi meningkat, sehingga membutuhkan energy dalam jumlah besar untuk menggerakkannya. Sekitar tahun 1906, Einstein mencapai pemahaman yang oenting, di mana ia tidak hanya memberikan pemahaman lebih lanjut mengenai hakikat quanta, tetapi mengacu pada perkembangannya yang lebih sensasional. Tampak bahwa cahaya itu tidak lain merupakan partikel-partikel yang telah membuang massanya dan menjadi semacam energy yang bergerak pada kecepatan cahaya. Bagaimanapun juga, massa, energy, dan kecepatan cahaya saling berhubungan. Einsteinakhirnya menyusun rumusnya yang sangat terkenal yaitu: E = mc², dimana E adalah energy, m adalah massa, dan c adalah kecepatan cahaya. Rumus ini mengandung arti bahwa materi adalah energy yang memadat dan apabila mass adapt diubah menjadi energy, maka sejumlah kecil massa akan melepaskan energy dalam jumlah besar. Kecepatan cahaya kira-kira 300.000 km/detik. Jadi apabila kita ubah rumus Einstein menjadi m = E/c², itu berarti bahwa satu satuan massa akan melepaskan 90.000.000.000 satuan energy. Eksperimen-eksperimen yang dilakukan ahli fisika Polandia-Perancis, Marie Curie, tahun 1898 telah menemukan bahwa satun ons radium memberikan 4.000 kalori per jam secara teru menerus. Radium merupakan elemen radioaktif, sifatnya tidak stabil dan melurh menjadi radon sambil melepaskan energy.

Kembali ke tahun 1905. Einstein menyelesaikan karya ilmiahnya tentang relativitas khusus dan mengrimkannya ke Annalen der Physik. Tanggal 26 September 1905 karyanya terbit. Kemudian tahun berikutnya ia menerima sepucuk surat dari Max Plank yang meminta penjelasan tentang beberapa kalkulasi dalam karya ilmiahnya tentang relativitas. Satu orang cepat tanggap terhadap penemuan Einstein adalah Minkowski, professor matematika di sekolah Politeknik Zurich (yang dulu mneyebut Einstein “Anjing Malas”).rencana Eintein untuk menjelaskan gravitasi, pertama-tama sudah jelas bahwa geometri tiga dimensi tidak bisa lagi menjelaskan alam semesta. Tahun 1907, Miinkowski menulis sebuah buku yang berjudul Space and Time. Dalam bukunya, ia menjelaskan bahwa waktu seharusnya diperlakukan sebagai dimensi keempat. Ia menunjukkan bahwa baik waktu maupun ruang tidak bisa dipandang memiliki eksistensi yang terpisah. Waktu tidak bisa terpisah dari ruang , demikian juga sebaliknya. Alam semesta harus dilihat sebagai gabungan ruang-waktu. Tidak lama setelah itu, ia menemukan cara untuk menggabungkan gravitasi ke dalam relativitas. Newton melihat gravitasi sebagai gaya tarik menarik antara dua benda. Tetapi bagaimana jika obyek itu bergerak dalam medan gravitasi?. Materi bisa saja menyebabkan ruang gravitasi melengkung. Teori relativitas umum telah lahir. Einsteinakhirnya mendapatkan jabatan akademis, yaitu sebagi asisten professor di university of Zurich. Tahun 1909 Einstein kembali ke Zurich dan setahun kemudian putra keduanya Edouard lahir. Tahun 1911, Einstein ditawari menjadi dosen tetap di German University di Praha. Tahun 1912 di Berlin, Einstein bertemu dengan saudara sepupunya, Elsa Lowenthal. Tahun 1914, Einstein menjadi direktur bagian fisika pada Kaiser Wilhwlm Institute di Berlin. Pada waktu nitu ia berusia tiga puluh liama. Einstein pun menjadi terkenal secara akademis. Pada bulan Agustus 1914 perang Dunia I pecah. Teori relativitas khusus yang membuat Einstein sebelumnya telah diterapkan pada benda-benda yang bergerak dalam kaitannya satu sama lain dalam gerak yang seragam. Teori relativitas umum diperluas hingga mencakup benda-benda yang bergerak relatif dipercepat, seprti gravitasi. Untuk melakukan hal ini, pertama-tama Einstein harus mengesampingkan gagasan klasik Newton mengenai gravitasi yaitu gerak tarik menarik antara dua benda. Sebaliknya, ia memandang gravitasi sebagai suatu medan energy yang berasal dari materi itu sendiri. Semakin besar jumlah materi, semakin besar pula pengaruh energy gravitasi yang dihantarkannya.

Menurut teori relativitas khusus, tidak ada ssesuatupun yang dapat bergerak lebih cepat daripada kecepatan cahaya. Sejak tahun 1905, Einstein juga memperluas teorinya mengenai cahaya, mengembangkan gagasan bahwa cahaya itu harus dipandang sebagai partikel maupun sebagai gelombang. Namun apabila cahaya terdiri dari partikel-partikel, maka cahaya dapat terpengaruh ketika melintasi medan gravitasi. Dengan kata lain, apabila cahaya melintasi medan gravitasi yang kuat, maka cahaya pasti melengkung. Hasilnya, geometri Euclid klasik tidak memadai untuk menjelaskan alam semesta. Untung bagi Einstein, sebuah karya yang tidak menggunakan geometri Euclid telah dibuat pada abad ke-19 oleh seorang Jerman, George Riemann. Matematika Reimann mengenai permukaan melengkung dianggap sangat cemerlang, tetapi sama sekali tidak praktis. Reiman telah menunjukkan bahwa dalam geometri lengkung dimungkinkan untuk untuk menarik sejumlah garis lurus melalui dua titik. Reimann menunjukkan bahwa dalam geometri lengkung, tidak ada garis lurus yang panjangnya tak terhingga. Einstein menyadari bahwa apabila ruang dapt dilengkungkan, ini juga bisa berlaku pada alam semesta. Konsep baru Einstein ini mendaptkan dukungan dari Minkowski mengenai ruang dan waktu. Gagasan Minkowski menhubungkan teori relativitas umum serta mengatasi jalan buntu yang ditinggalkan oleh pengaruh cahaya lengkung pada ruang dan waktu. Einstein menerbitkan hasil penelitiannya pada bulan Maret 1916 dalam Annalen der Physik dengan judul artikel “The Foundation of the General Theory of Re;ativity”. Gagasannya sangat bagu, tetapi semuanya hanyalah teori. Einstein mengemukkan suatu pengujian nyata. Menurut teorinya, cahaya dari bintang yang jauh pasti di belokkan padasaat melintasi medan gravitasi matahari yang kuat. Setelah beberapa lama tinggal di Jerman, Einstein akhirnya mengunjungi Swiss. Ia menyadari bahwa perkawinanya dengan Mileva telah berakhir. Tekanan demi tekanan, terutama yang disebabkan karena terlalu terkonsentrasi pada karya intelektual, juga membuat Einstein terkuras habis. Melihat kondisi kesehatan Einstein yang semakin memburuk, Elsa membawanya pulang. Setelah proses perceraiannya dengan Mileva selesai, pada bulan Juni 1919 Einstein menikah dengan Elsa. Pada awal tahun itu, seorang ahli astrofisika Inggris, Arthur Eddington memimpin sebuah ekspidisi ke sebuah pulau di Afrika milik Portugal, Principe yang terletak di teluk Guinea, di mana ia berhasil memotret gerhana matahari. Bintang-bintang yang sebelumnya tidak tampak karena pancaran sinar matahari, sekarang bisa diamati. Foto itu juga menunjukkan bahwa ketika cahaya bintang-bintang melintas dekat dengan matahari, cahaya tersebut dilengkungkan.pengamatan Eddington sesuai dengan prediksi Einstein bahwa cahaya dari bintang yang jauh akan dilengkungkan oleh matahari.

Professor fisika dari berlin yang sebelumnya tidak dikenal semua orang, kini dinyatakan sebagai seorang yang jenius terbesar di dunia. Pada waktu itu Einstein berubah menjadi tokoh masyarakat yang keliling seantoro eropa. Tahun 1921, Einstein mendapatkan Nobel dan memberikan uang hadiahnya kepada Mileva dan anaknya. Karena tidak puas dengan hasil karyanya. Eistein ingin membuat hubungan matematis antara gaya-gaya elektromagnetik dengan gravitasi, yang terhubung ke dalam teori medan tunggal, Niels Bhor yang mendalangi perkembangan kuantum di Copenhagen. Percaya bahwa keyakinan Einstein akan alam semestatersebut keliru. Dengan begitu teori kuantum merupakan prinsip mutlak. Ditengah0tengah kepopulerannya, ini merupakan masa-masa sulit bagiEinstein. Setelah Nazi mengambil kekuasaan di Jerman, Einstein pindah ke Amerika, Einstein mendapat jabatan tetap di Institute for Advanced Study di Princeton, New Jersey. Tahun 1936 Elsa meningggal. Tahun 1939, seorang fisikawan berkebangsann Denmark, Niels Bhor menghubungi Einstein di Princeton dan menyatakan bahwa rumusnya, E = mc², telah dibuktikan secara dramatis. Para ilmuwan Jerman telah membelah-belah atom dan bakal segera membuat bom berkekuatan besar. Einstein lalu menulis surat kepada presiden Roosevelt perihal masalah ini. Tanpa sepengetahuan Einsatein, Roosevelt membangun proyek Manhattan untuk membuat bom atom lebih dahulu daripada Jerman. Bom atom pertama kali meledak di Hirosima dan Nagasaki di Jepang tahun 1945. Segera setelah melihat hasil dari perbuatannya, Einstein berkampanye ke seluruh dunia untuk menentang penggunaan senjata nuklir. Karena masalah ini, Einstein di interogasi oleh FBI. Einstein merupakan seorang keturunan Yahudi yang paling terkenal di dunia tahun 1952, ia ditawari posisi sebagai presiden di negara Israel. Pada tahun 1950 Einstein mempublikasikan versi baru teori medan tunggal. Kampanye FBI yang terus menentangnya dan kegagalannya menyusun teori medan tunggal membuatnya semakin lelah. Pada musim semi tahun 1955, dalam usiannya ke tujuh puluh enam, ia pingsan. Empat hari kemudian, tanggal 18 April 1955, ia meninggal dalam tidur di Rumah Sakit Princeton. Diatas tempat tidurnya tergeletak satu halaman kertas yang penuh dengan hitungan teori medan tunggal.

Pages

Einstein dan Teori Relativitasnya

ABout The Author

Related Post

0 komentar :

Post a Comment