2. Albert Einstein (14 Maret 1879 – 18 April 1955)
adalah fisikawan teoretis kelahiran Jerman.
Einstein membuat konstribusi penting terhadap
pengembangan teori mekanika kuantum. Relativitas
dan mekanika kuantum adalah dua pilar fisika
modern. Karya-karyanya juga dikenal karena
berpengaruh terhadap filsafat ilmu.
Einstein terkenal atas pengembangan teori
relativitas
3. TEORI RELATIVITAS
(theory of relativity)
"Terdapat lengkungan ruang dan waktu (spacetime warp) dalam memandang gravitasi,"
Sederhananya, melalui teori ini menjelaskan bahwa hukum fisika akan selalu sama dan konstan di mana pun,
namun sesuatu yang terjadi pada ruang dan waktulah yang membuatnya berbeda. Teori ini juga diciptakan
untuk menjelaskan gelombang elektromagnetik tidak sesuai dengan teori gerakan Newton.
4. Pertamakali Einstein mendapatkan ide untuk membangun teori relativitas sekitar tahun 1905. Ide
ini berasal dari masalah optik pada benda-benda yang bergerak. Cahaya merambat dalam lautan
ether dan bumi bergerak dalam ether yang sama. Oleh karena itu gerakan ether haruslah dapat
diamati dari bumi, namun tidak pernah menemukan satu bukti pengamatan aliran ether tersebut
di dalam literatur fisika. Einstein sangat terdorong untuk membuktikan aliran ether relatif
terhadap bumi, dengan kata lain gerakan bumi di dalam ether. Pengamatan pada perbedaan
antara kecepatan cahaya yang bergerak searah dengan gerakan bumi dan cahaya yang bergerak
berlawanan (dengan bantuan pantulan cermin).
Dasar Pemikiran Teori Relativitas Khusus
5. Percobaan Teori Relativitas Khusus
Cahaya merambat dalam lautan ether dan bumi bergerak
dalam ether yang sama. Oleh karena itu gerakan ether
haruslah dapat diamati dari bumi, namun tidak pernah
menemukan satu bukti pengamatan aliran ether tersebut di
dalam literatur fisika.
6. Ide tersebut dapat direalisasi dengan menggunakan sepasang termokopel untuk mengukur perbedaan
panas atau energi mereka. Ide ini mirip dengan eksperimen interferensi Albert Michelson, namun saat itu
tidak begitu familiar dengan eksperimen Michelson. Einstein mempelajarai eksperimen Michelson saat
masih mahasiswa dan sejak saat itu sangat terobsesi dengan ide tersebut. Secara intuisi einstein merasakan
bahwa jika kita menerima hasil-nihil tersebut maka ia akan mengantarkan kita pada satu kesimpulan bahwa
pandangan kita tentang bumi yang bergerak di dalam ether adalah salah. Ini adalah langkah pertama yang
menarik einstein ke arah teori relativitas khusus. Sejak saat itu ia mulai yakin bahwa jika bumi bergerak
mengelilingi matahari maka gerakannya tidak pernah dapat dideteksi dengan eksperimen yang
menggunakan cahaya.
Percobaan Teori Relativitas Khusus
7. Einstein tidak terlalu puas dengan teori relativitas khusus karena prinsip relativitas
hanya terbatas pada gerak relatif dengan kecepatan konstan namun tidak dapat
diaplikasikan pada gerak secara umum. Pada tahun 1907, ia diminta oleh Johannes
Stark untuk menulis ulasan tentang pelbagai hasil eksperimen dari teori relativitas
khusus dalam laporan tahunannya Jahrbuch der Radioaktivitaet und Elektronik.
Ketika diminta untuk menulis artikel ini ia sadar bahwa teori relativitas khusus dapat
diterapkan pada semua fenomena alam kecuali gravitasi.
Einstein benar-benar ingin mencari jalan untuk menerapkan teori ini pada kasus
gravitasi, namun ia tidak dapat menyelesaikan hal ini dengan mudah. Satu hal yang
membuatnya frustasi adalah fakta bahwa meski teori relativitas khusus memberikan
relasi yang sempurna antara kelembaman dan energi, sementara relasi antara
kelembaman dan berat (inersia dan sistem gravitasi) tidak tersentuh sama sekali.
Einstein menyimpulkan bahwa masalah ini berada jauh di luar cakupan teori
relativitas khusus.
Dasar Pemikiran Teori Relativitas Umum
8. Pada tahun itu 1912, Einstein menyadari bahwa teori permukaan Karl Friedrich Gauss dapat menjadi dasar yang
baik untuk memecahkan misteri tersebut, ia semakin yakin bahwa sifat-sifat dasar dari geometri haruslah memiliki
arti fisis.
Seorang ahli matematika, Marcel Grossmann membantu nya mencarikan referensi-referensi matematika . Pada
akhirnya ia menemukan satu kesalahan pada perhitungan sebelumnya. Einstein kembali mencoba menurunkan
persamaan gravitasi yang benar berdasarkan teori invarian dan ditemukan jawabannya.
Setelah tahun 1915, ia mulai mengerjakan problem kosmologi. Riset yang dilakukan menyangkut geometri dan
waktu jagad raya. Riset ini didasarkan pada pembahasan syarat batas teori relativitas umum dan argumen
kelembaman Mach. Meski tidak mengetahui sejauh mana dampak ide Mach pada substansi relativitas umum dari
kelembaman, ia yakin bahwa pemikiran besar ini merupakan filosopi dasarnya.
Mula-mula ia mencoba membuat syarat batas persamaan gravitasi menjadi invarian, bahkan dapat menghilangkan
batasan ini dengan asumsi bahwa jagad raya bersifat tertutup. Dengan demikian ia berhasil memecahkan masalah
kosmologi. Sebagai hasilnya diperoleh bahwa kelembaman muncul sebagai satu sifat relatif di antara materi dan
haruslah lenyap jika tidak ada benda lain yang berinteraksi dengannya. Einstein yakin jika sifat penting ini
membuat teori relativitas umum memuaskan kita bahkan dalam pandangan epistemologi sekalipun.
Ini tentang bagaimana Einstein membangun teori relativitas.
Penemuan Teori Relativitas Umum
9. TEORI RELATIVITAS
Teori relativitas (theory of relativity) digaungkan pada tahun 1916. Kemudian menjadi gagasan yang paling revolusioner
dalam sejarah dan menjadi lompatan besar atas hukum gravitasi yang sebelumnya digagas oleh
Sir Isaac Newton pada 1687.
10. Teori relativitas khusus pada tahun 1905 mengacu pada dua konsep:
1. Hukum fisika berlaku untuk setiap objek dalam semua kerangka
acuan yang bergerak dengan kecepatan tetap terhadap yang lain;
artinya bentuk persamaan fisika akan selalu sama walaupun diamati
dalam keadaan bergerak.
2. cahaya dalam ruang hampa selalu sama untuk semua pengamat dan
tidak tergantung pada gerak sumber cahaya maupun pengamatnya
(cahaya melaju secepat c = 300.000.000 m/s).
Dari interpretasi diatas menggunakan hukum-hukum fisika
berlaku invarian dalam semua kerangka acuan inersia, benda
yang bermassa m memiliki energi sebesar:
E = mc2
Teori Relativitas Khusus
11. Teori relativitas umum pada tahun 1907-1915
merupakan teori gravitasi. Pada pernyataan Newton,
gravitasi merupakan gaya yang tidak tampak yang
menarik objek satu sama lain; namun pada relativitas
umum, gravitasi merupakan kelengkungan ruang-waktu
yang diakibatkan oleh massa suatu benda.
Albert Einstein menggabungkan beberapa hasil
percobaan setelah menemukan teori relativitas khusus
dengan teori Newton terkait gravitasi, sehingga muncul
teori relativitas umum.
Teori Relativitas Umum
12. Semakin berat suatu benda, semakin besar lengkungan
ruang-waktu yang ditimbulkan. Kelengkungan ini
berefek pada waktu, semakin besar gravitasi maka
waktu akan berjalan semakin lambat di lengkungan
ruang-waktu tersebut.
Teori Relativitas Umum
18. Sikap Ilmiah dari Albert Einstein:
1. Sikap skeptis ( menyangsikan setiap pernyataan ilmiah yang belum
teruji kebenarannya, sehingga menggali pernyataan ilmiah tersebut hingga ditemukan
kebenarannya atau ditemukan pernyataan ilmiah baru yang lebih sesuai, seperti teori
relativitas umum yang melengkapi teori relativitas khusus )
2. Sikap ingin tahu ( melakukan percobaan berulang kali hingga ditemukan teori relativitas
khusus dan teori relativitas umum dalam satu dekade )
3. Sikap kritis ( mencari informasi dan melakukan percobaan sebanyak mungkin yang
berkaitan dengan teori relativitas )
4. Sikap terbuka ( bekerjasama dengan peneliti yang lain dan menggunakan hukum-hukum
fisika yang sudah ada untuk mendapatkan rumus energi E = mc2 )
5. Sikap rela menghargai karya oranglain ( menggabungkan teori relativitas khususnya
dengan teori Newton menjadi teori relativitas umum)
6. Sikap menjangkau ke depan ( membuktikan hipotesis/teorinya tersebut dapat digunakan
bidang ilmunya bahkan bidang lainnya )
