Sunday, May 22, 2005

TEORI RELATIVITAS DAN TEORI NEWTON

Sebenarnya, dalam sebuah semesta yang tak-hingga (infinete), setiap titik dapat dianggap sebagai pusat karena di setiap sisi titik tersebut terdapat sejumlah tak-hingga bintang. Pendekatan yang benar semestinya menyimak keadaan yang berhingga (finete), dan kemudian mengamati apa yang berhingga seandainya ditambahkan bintang-bintang lain yang kurang lebih terdistribusi secara seragam (uniform) diluar daerah yang berhingga ini. Menurut hukum Newton, penambahan bintang-bintang ini secara rerata tidak akan mengubah keadaan mula-mula, dan bintang-bintang tersebut tetap akan jatuh ke suatu pusat. Belakangan disadari bahwa tidak mungkin terdapat model semesta yang statik tak-hingga dengan gravitasi yang bersifat selalu bertarikan. Sehingga hukum Newton dalam hal ini terdapat kesesuaian dengan fakta yang disampaikan.

Dalam teori Newton, jika sebuah pulsa cahaya dipancarkan dari satu ke tempat lain, pengamat yang berbeda akan mengamati lama waktu tempuh yang sama (karena waktu adalah mutlak), namun tidak selalu melihat jarak tempuh yang sama (karena ruang tidak mutlak). Karena laju cahaya hanya merupakan jarak yang ditempuh cahaya dibagi waktu tempuh, maka pengamat yang berbeda akan mendapatkan laju cahaya hanya merupakan jarak yang ditempuh cahaya dibagi waktu tempuh, maka pengamat yang berbeda akan mendapatkan laju cahaya yang berbeda.

Sebaliknya, di dalam teori relativitas, semua pengamat harus setuju dengan laju cahaya yang selalu tetap. Karena para pengamat itu tidak sependapat dengan jarak yang telah ditempuh cahaya, maka mereka juga harus tidak setuju dengan lama waktu tempuh cahaya. Ya, relativitas menolak ide tentang waktu yang mutlak.
Teori relativitas telah menunjukkan bahwa kita harus mengubah ide kita tentang ruang dan waktu. Waktu sama sekali tidak terpisah dari ruang, namun waktu bersama ruang membentuk obyek yang disebut ruang-waktu. Dalam relativitas, tak ada perbedaan nyata antara koordinat ruang dan waktu.

Yang dinamakan peristiwa adalah sesuatu yang terjadi di suatu titik tertentu dalam ruang dan pada suatu saat yang tertentu. Dapat di lukiskan dalam 3 koordinat ruang dan 1 koordinat waktu. Seringkali membayangkan empat koordinat sebuah peristiwa dengan menentukan posisinya dalam ruang empat dimensi yang disebut ruang-waktu akan sangat membantu. Namun membayangkan ruang empat dimensi adalah tidak mungkin. Tetapi menggambar diagram ruang dua dimensi (seperti permukaan bumi di mana posisi sesuatu hanya ditentukan oleh garis bujur dan lintang) merupakan pekerjaan yang mudah.

Diagram di mana sumbu vertikalnya menggambarkan waktu dan sumbu horisontalnya menunjukkan ruang kan sering kita gunakan untuk penyerdehanaan. Dalam gambar ini, waktu (dalam tahun) ditunjukkan sb y dan alpha centuri pada sumbu x. Lintasan matahari dan Alpha Centauri melalui ruang-waktu ditunjukkan oleh garis-garis vertikal di kiri dan kanan diagram. Cahaya dari matahari mengikuti garis diagonal, dan membutuhkan waktu empat tahun untuk mencapai Alpha Centauri.

Teori relativitas khusus tidak cocok dengan teori gravitasi Newton yang menyatakan bahwa benda-benda tertarik satu sama lain dengan gaya yang bergantung pada jarak benda-benda itu. Artinya, jika kita menggerakkan salah satu benda, maka seketika itu pula gaya yang bekerja akan berubah. Hal ini juga mengandung makna bahwa efek gravitasi bergerak dengan kecepatan tak-hingga (infinite), tidak seperti yang diprakirakan oleh teori relativitas khusus yang menyatakan tak ada sesuatu yang bergerak lebih pesat dari laju dan cahaya. Dan Einstein menyempurnakan teorinya sehingga menghasilkan teori relativitas umum pada tahun 1915

Dalam teorinya yang baru ini, Einstein mengatakan bahwa gravitasi bukanlah merupakan gaya seperti gaya-gaya yang lain, namun dia menggambarkan gravitasi sebagai konsekuensi ruang-waktu yang tidak datar (flat). Distribusi massa dan energi membuat ruang-waktu terpilin atau melengkung. Benda-benda seperti bumi tidak bergerak dalam orbit melengkung yang disebut geodesik. Geodesik pada bumi merupakan lingkaran (sehinngga penghubung terpendek antara dua titik di permukaannnya merupakan busur lingkaran) – dalam hal ini bumi dianggap sebagai bola sempurna.

Massa matahari melengkungkan ruang-waktu sehingga sekalipun bumi mengikuti lintasan lurus dalam ruang-waktu empat dimensi, bumi tampak bergerak melintasi orbit melingkar dalam ruang tiga dimensi. Hal ini dapat dianalogikan dengan pesawat yang melayang menempuh lintasan lurus dalam ruang tiga dimensi, namun bayangannya akan mengikuti lintasan melengkung di tanah yang merupakan luasan dua dimensi. Orbit-orbit planet yang diprakirakan oleh teri gravitasi Newton. Namun planet Merkurius yang merupakan planet terdekat dengan matahari (sehingga mendapat pengaruh gravitasi matahari yang paling kuat dibandingkan planet-planet lainnya). Mempunyai orbit yang ” terpilin”.

Relativitas Umum memperkirakan bahwa sumbu panjang elips orbit planet ini berotasi (terpilin) engan laju sekitar satu derajat busur dalam waktu sepuluh ribu tahun. Sekalipun sangat kecil, efek ini telah teramati sebelum tahun 1915 dan merupakan konfirmasi pertama dari teori Einstein.

Selain itu, cahaya juga harus mengikuti eodesik dalam ruang waktu. Ruang yang melengkung membuat cahaya tidak kelihatan menempuh garis lurus dalam ruang. Ralativitas umum memprakirakan bahwa cahaya terbelokan oleh medan gravitasi. Teori ini memprakirakan bahwa kerucut cahaya titik-titik yang berada di dekat massa matahari. Karena itu cahaya yang datang dari bintang-bintang jauh dan lewat dekat mahahari akan mengalami sedikit defleksi yang menyebabkan bintang-bintang tersebut tampak di posisiyang berbeda bagi pengamat di bumi (lihat Gambar 1-5a dan 1-5b). Karena bumi bergerak mengorbit matahari, maka bintang-bintang yang berbeda akan berada di belakang matahari., dan cahayanya akan terdefleksi sehingga posisinya tampak berubah relatif terhadap bintang-bintang lain.

Bintang
Efek ini sangat sulit untuk dideteksi karena cahaya matahari yang sangat cem,erlang. Efek ini hanya bisa diaamti pada saat terjadi gerhana matahari ( dimana pada saat ini cahaya matahari terhalang oleh bulan).
Relativitas umum juga memprakirakan terjadinya waktu yang berjalan lebih lambat di permukaan sebuah benda masif karena seperti bumi. Hal ini terjadi karena hubungan antara energi cahaya dan frekuensinya semakin besar energi, semakin tinggi frekuensi. Cahaya yang bergerak ke atas ke dalam medan gravitasi bumi akan kehilangan energi sehingga frekuensi berkurang. Bagi seorang pengamat yang berada jauh di atas permukaan bumi, segala sesuatu yang terjadi di bawah sana tampak berlangsung dalam waktu yang lebih lama. Prakiraan ini telah diuji pada tahun 1962 dengan menggunakan sepasang lonceng sangat akurat yang berada di dasar dan puncak menara air. Lonceng yang terletak di dasar menara (sehingga lebih dekat denagn bumi dibandingan pasangannya) didapati berjalan lebih lambat, sesuai dengan yang diprakirakan oleh relativitas umum.
Kalau hukum-hukum Newton tentang gerak mengakhiri ide posisi mutlak dalam ruang, maka teori relativitas menolak ide mngenai waktu mutlak. Sxebelum tahun 1915 ruang dan waktu merupakan suatu wadah terjadinya peristiwa, dan apa yang terjadinya didalamnya tida mempengaruhinya. Hal ini masih berlaku dalam teori relativitas khusus. Benda-benda bergerak, gaya-gayabertarikan dan bertolakan namun ruang dan waktu sama sekali tidak terpengaruh dan tetap ada selamanya.

Dalam teori relativitas umum, ruang dan waktu merupakan besaran dinamik: bila sebuah benda bergrak, suatu gaya bekerja, maka hal ini akan mempengaruhi kelengkungan ruang dan waktu. Dan kemudian ruang-waktu mempengaruhi kelengkungan ruang dan waktu. Dan kemudian ruang-waktu mempengaruhi gerak benda serta gaya yang bekerja. Ruang dan waktu tidak hanya mempengaruhi namun juga dipengaruhi oleh segala sesuatu yang terjadi di dalam semesta Dalam relativitas umum., berbicara tentang ruang dan waktu di luar semesta tidaklah memiuliki makna. Roger Penrose dan stephen W. Hawking juga telah menunjukan bahwa semesta harus mempunyai suatu awal dan mungkin suatu akhir.


TANGGAPAN DAN PEMBAHASAN
Didalam perbincangan antara adanya keterbatasan ruang dan waktu dalam berbagai sudut tetap aktual untuk dibahas. Adanya persamaan dan perbedaan dalam pengamatan suatu peristiwa kerangka pandangan teori relativitas dan teori Newton merupakan hal biasa. Teori Relativitas cenderung mengalami perubahan, dengan menyempurnakan teori relativitas ini menjadi teori relativitas umum dan khusus.

Dahulu perdebatan tentang bentuk dan asal muasal alam semesta menjadi sangat explosif, ketika teori Newton dan teori Relativitas mencuat ke permukaan. Pasalnya kalangan ilmuwan yang menganut paham gereja, yang menyebutkan bahwa grafitasi yang menghubungkan sisitem bumi cenderung flat (datar), kurang begitu mengakui adannya bahwa alam semesta atau lebih spsifik lagi bumi berbentuk bola. Teori Relativitas ini menyebutkan bahwa bumi cenderung berbentuk bola karena garis grafitasi yang menhbungkan kedua titik persatuannya cenderung melengkung dan membentuk suatu bola.
Garis grafitasi yang cenderung melengkung ini

1 Comments:

Blogger DESI ALDILASARI- said...

desialdilasari@apps.ipb.ac.id
http://desialdilasari.student.ipb.ac.id
http://ipb.ac.id

11:31 PM  

Post a Comment

<< Home