Teori Relativitas : Pengertian – Klasifikasi – Contoh
Teori Relativitas ditemukan oleh Albert Einstein. Seseorang yang awal masa sekolah divonis mengalami keterlambatan atau disleksia tetapi kemudian menjadi ilmuwan terkenal sepanjang masa. Kelas-kelas sains atau ilmu pengetahuan alam cabang ilmu Fisika selalu dihubungkan dengan Albert Einstein. Bapak fisika yang sangat terkenal. Bahkan, bom atom yang mampu membunuh jutaan nyawa sampai beberapa tahun setelahnya, ditemukan karena formula dari Einstein.
Teori Relativitas disebutkan sebagai sebuah teori gelombang elektromagnetik yang arah gerakannya tidak sama dengan teori yang disebutkan Newton. Teori yang mempersepsikan semua benda di atas permukaan bumi akan tertarik ke arah pusat karena adanya gaya gravitasi. Semakin dekat dengan bumi maka kecepatannya semakin bertambah.
Dalam Teori Relativitas, gelombang elektromagnetik bergerak dengan kecepatan konstan. Kecepatan gelombang ini sama dengan kecepatan dua orang pengamat yang bergerak dengan posisi berbeda. Kecepatan keduanya relatif satu sama lain dengan waktu dan interval berbeda. Namun, secara hukum fisika kecepatan keduanya terlihat sama.
Teori Relativitas Khusus
Albert Einstein mengemukakan dua hal dalam Teori Relativitas. Keduanya dikelompokkan ke dalam jenis yang berbeda. Teori Relativitas Khusus dan Teori Relativitas Umum. Teori Relativitas Khusus ditemukan sekitar tahun 1903. Einstein meneliti elektrodinamika benda bergerak, sehingga teori disebut juga Teori Elektrodinamika Benda Bergerak.
Teori ini menyebutkan bahwa jika ada dua orang pengamat melakukan gerak relatif dengan posisi yang berbeda dan mempunyai kecepatan sama terhadap lainnya, tidak ada dari keduanya yang dapat menentukan bahwa pengamat di depannya bergerak atau tidak. Semua terlihat sama dan diam di pandangan masing-masing. Teori ini membuktikan beberapa hal, yaitu:
1. Dilatasi Waktu
Dilatasi waktu memang lahir dari teori relativitas khusus Einstein. Dalam teori ini disebutkan bahwa tidak ada satu benda pun di dunia ini diam atau bergerak secara mutlak. Semuanya tergantung pada dari mana pengamat melihat.
Bagi kita yang sedang diam di pinggir jalan, motor yang lewat dengan kecepatan tertentu dianggap sedang bergerak cepat. Bagaimana dengan orang dari ketinggian tertentu melihatnya? Dari pesawat, misalnya. Semua yang bergerak di bumi dan dilihat dari pesawat akan nampak diam.
Dilatasi waktu ini diyakini menyebabkan perbedaan waktu di beberapa tempat. Di luar angkasa, waktu berjalan lebih lambat dibandingkan di bumi. Mereka yang bisa tinggal di planet tertentu di sana akan lebih muda dibandingkan orang bumi.
2. Kontraksi Panjang
Selain dilatasi waktu, Teori Relativitas Khusus mengenal adanya kontraksi panjang, di mana sebuah objek nampak memendek sesuai arahnya saat bergerak.
3. Ekivalensi
Ekivalensi menurut Einstein, sangat jauh berbeda dengan Newton. Newton menyatakan bahwa massa dan energi merupakan sesuatu yang terpisahkan dan dipengaruhi oleh gravitasi. Sementara, dalam berbagai percobaannya Einstein membuktikan bahwa massa dan energi adalah sesuatu yang saling berhubungan, begitu pula dengan kecepatan cahaya. Akibatnya, dari sini timbullah apa yang disebut rumus Einstein yang terkenal yaitu E = mc².
4. Kecepatan Maksimal Terbatas
Kecepatan maksimal objek, pesan, atau garis pada medan magnet berkurang geraknya. Namun, kecepatan tersebut dapat jauh lebih besar daripada kecepatan cahaya di ruang hampa.
5. Efek Gravitasi
Gravitasi menurut Einstein merupakan kelengkungan ruang dan waktu. Menurut Newton efek gravitasi benda yang lebih besar akan menarik benda yang lebih kecil, seperti bulan tertarik dan pada akhirnya bergerak mengelilingi bumi. Sementara bagi Einstein, sebuah benda dapat tertarik oleh benda lain karena adanya kelengkungan ruang dan waktu. Benda yang kecil akan selalu mendekati benda lebih besar.
Teori Relativitas Umum
Teori Relativitas Umum mulai diteliti oleh Einstein sekitar tahun 1907 sampai 1915, setelah Teori Relativitas Khusus diperkenalkan pada dunia ilmu pengetahuan. Teori ini merupakan pengembangan dari gerak benda dipercepat dan diam pada sebuah medan gravitasi.
Teori Relativitas Umum merupakan penemuan fisika modern terbaru dan termutakhir yang menyatukan Teori Relativitas Khusus dengan Hukum Newton. Teori banyak membahas penyimpangan yang terjadi pada teori sebelumnya, seperti gerak jatuh bebas, gerak inersia, geometri ruang dan perambatan cahaya. Beberapa hal yang dijelaskan dalam teori ini, antara lain:
1. Adanya Lubang Hitam
Teori ini menunjukkan bahwa di dunia tepatnya di alam semesta terdapat lubang hitam yang ruang dan waktunya sama sekali tidak dipengaruhi oleh apapun atau tidak terdistorsi. Di lubang ini waktu berjalan lebih lambat dari di bumi.
2. Orbit Planet
Orbit planet yang mengelilingi matahari sebelumnya dijelaskan dengan teori gravitasi Newton. Bumi dan planet mengelilingi matahari karena kaya gravitasi matahari lebih besar, sementara bumi dan planet juga mempunyai gaya gravitasi. Begitu pula orbit bulan mengelilingi bumi. Teori Relativitas menyatakan bahwa proses orbit tata surya karena adanya kelengkungan yang berhubungan degan gravitasi.
3. Membeloknya Gelombang Cahaya
Gelombang cahaya tidak merambat lurus saat melewati medan gravitasi tetapi membelok.
Penerapan Teori Relativitas dalam Kehidupan Sehari-hari
Pada awalnya, Teori Relativitas banyak diragukan ilmuwan karena berbeda dengan teori yang pernah ada. Namun, kini setelah dibuktikan, teori diterapkan dalam kehidupan sehari-hari.
- GPS
Global Positioning System merupakan alat terbaru untuk mengetahui jarak dan letak sebuah benda yang bergerak menggunakan teori relativitas dan gravitasi. Alat GPS memancarkan gelombang ke satelit dan ke arah sebaliknya. Berkat teori relativitas, jarak mobil ke suatu tempat di suatu hari akan sama di hari lain.
- Elektromagnetik
Medan magnet yang menghasilkan arus listrik saat kumparan bergerak merupakan salah satu contoh penggunaan Teori Relativitas. Meski kumparan sudah tidak lagi bergerak, magnet dan listrik dalam kumparan tidak otomatis hilang. Ini bukti bahwa gerak dan diamnya suatu benda tidak ada yang bersifat mutlak.
- Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir
Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN) merupakan bukti bahwa energi dan massa saling berhubungan. Ini sesuai dengan Teori Relativitas Khusus. Setelah beratus-ratus tahan dan melewati banyak penelitian, banyak ilmuwan sudah membuktikan bahwa Eintein dan teorinya benar.
Bahkan, Teori Relativitas telah dibuktikan tidak hanya berlaku di bumi dan tata surya kita. Di tata surya yang letaknya sangat jauh dari kita ternyata teori ini sama berlakunya.
