•   Wednesday, 20 Mar, 2019
  • Contact

Teori Relativitas Umum Einstein

JAKARTA, VOI -- Pada tahun 1905, Albert Einstein menetapkan bahwa hukum fisika sama untuk semua pengamat yang tidak mempercepat, dan bahwa kecepatan cahaya dalam ruang hampa tidak bergantung pada gerak semua pengamat. Ini adalah teori relativitas khusus. Ini memperkenalkan kerangka kerja baru untuk semua fisika dan mengusulkan konsep ruang dan waktu baru.

Einstein kemudian menghabiskan 10 tahun mencoba untuk memasukkan percepatan dalam teori dan menerbitkan teorinya tentang relativitas umum pada tahun 1915. Di dalamnya, ia memutuskan bahwa benda-benda besar menyebabkan distorsi dalam ruang-waktu, yang dirasakan sebagai gravitasi.

Tarik gravitasi
Dua benda mengerahkan daya tarik satu sama lain yang dikenal sebagai "gravitasi." Sir Isaac Newton mengukur gravitasi antara dua benda ketika ia merumuskan tiga hukum geraknya. Gaya yang menarik di antara dua tubuh tergantung pada seberapa besar masing-masing dan seberapa jauh kedua kebohongan itu. Bahkan ketika pusat Bumi menarik Anda ke arahnya (membuat Anda tetap berada di atas tanah), pusat massa Anda akan mundur ke Bumi. Tetapi tubuh yang lebih besar hampir tidak merasakan tarikan dari Anda, sementara dengan massa Anda yang jauh lebih kecil, Anda menemukan diri Anda berakar kuat berkat kekuatan yang sama. Namun hukum Newton menganggap bahwa gravitasi adalah kekuatan bawaan dari suatu objek yang dapat bertindak lebih jauh.

Albert Einstein, dalam teorinya tentang relativitas khusus, menetapkan bahwa hukum-hukum fisika adalah sama untuk semua pengamat yang tidak dipercepat, dan dia menunjukkan bahwa kecepatan cahaya dalam ruang hampa adalah sama tidak peduli kecepatan di mana seorang pengamat berpergian. Akibatnya, ia menemukan bahwa ruang dan waktu terjalin ke dalam suatu kontinum tunggal yang dikenal sebagai ruang-waktu. Peristiwa yang terjadi pada saat yang sama untuk satu pengamat bisa terjadi pada waktu yang berbeda untuk yang lain.

Ketika dia mengerjakan persamaan untuk teori relativitas umumnya, Einstein menyadari bahwa benda-benda besar menyebabkan distorsi dalam ruang-waktu. Bayangkan pengaturan tubuh besar di tengah trampolin. Tubuh akan menekan ke dalam kain, menyebabkannya menjadi lesung pipit. Sebuah marmer berguling di sekitar tepi akan bergerak spiral ke arah tubuh, menarik banyak cara yang sama seperti gravitasi dari sebuah planet menarik batuan di angkasa.

Bukti eksperimental
Meskipun instrumen tidak dapat melihat atau mengukur ruang-waktu, beberapa fenomena yang diprediksi oleh warpingnya telah dikonfirmasi.

Pelensaan gravitasi: Cahaya di sekitar objek besar, seperti lubang hitam, dibengkokkan, menyebabkannya bertindak sebagai lensa untuk benda-benda yang berada di belakangnya. Astronom secara rutin menggunakan metode ini untuk mempelajari bintang dan galaksi di belakang benda-benda besar.

Salib Einstein, quasar dalam konstelasi Pegasus, adalah contoh yang sangat baik dari lensa gravitasi. Quasar adalah sekitar 8 miliar tahun cahaya dari Bumi, dan duduk di belakang galaksi yang berjarak 400 juta tahun cahaya. Empat gambar quasar muncul di sekitar galaksi karena gravitasi kuat galaksi membelokkan cahaya yang datang dari quasar.

Pelensaan gravitasi dapat memungkinkan para ilmuwan untuk melihat beberapa hal yang cukup keren, tetapi hingga saat ini, apa yang mereka lihat di sekitar lensa masih cukup statis. Namun, karena cahaya yang bergerak di sekitar lensa mengambil jalur yang berbeda, masing-masing perjalanan selama jumlah waktu yang berbeda, para ilmuwan dapat mengamati supernova terjadi empat waktu yang berbeda seperti yang diperbesar oleh galaksi besar.

Dalam pengamatan menarik lainnya, teleskop Kepler NASA menemukan bintang mati, yang dikenal sebagai katai putih, mengorbit katai merah dalam sistem biner. Meskipun kerdil putih lebih masif, ia memiliki radius yang jauh lebih kecil daripada pendampingnya.

"Teknik ini setara dengan menemukan kutu pada bola lampu 3.000 mil jauhnya, kira-kira jarak dari Los Angeles ke New York City," kata Avi Shporer dari Institut Teknologi California dalam sebuah pernyataan.

Perubahan orbit Merkurius: Orbit Merkurius bergeser secara bertahap dari waktu ke waktu, karena kelengkungan ruang-waktu di sekitar matahari yang sangat besar. Dalam beberapa miliar tahun, ia bahkan bisa bertabrakan dengan Bumi.

Bingkai-menyeret ruang-waktu di sekitar badan berputar: Perputaran benda berat, seperti Bumi, harus memutar dan mendistorsi ruang-waktu di sekitarnya. Pada tahun 2004, NASA meluncurkan Gravity Probe B GP-B). Satelit yang dikalibrasi secara tepat menyebabkan sumbu gyroscopes di dalam melayang sangat sedikit dari waktu ke waktu, hasil yang bertepatan dengan teori Einstein.

"Bayangkan Bumi seolah-olah terbenam dalam madu," peneliti utama Gravity Probe-B Francis Everitt, dari Universitas Stanford, mengatakan dalam sebuah pernyataan.

"Ketika planet berputar, madu di sekitarnya akan berputar, dan itu sama dengan ruang dan waktu. GP-B mengkonfirmasi dua prediksi paling mendalam dari alam semesta Einstein, memiliki implikasi yang luas dalam penelitian astrofisika."

Redshift gravitasi: Radiasi elektromagnetik dari suatu objek direntangkan sedikit di dalam medan gravitasi. Pikirkan gelombang suara yang berasal dari sirene pada kendaraan darurat; ketika kendaraan bergerak ke arah pengamat, gelombang suara dikompres, tetapi ketika bergerak menjauh, gelombang-gelombang itu terentang, atau berubah bentuk. Dikenal sebagai Efek Doppler, fenomena yang sama terjadi dengan gelombang cahaya pada semua frekuensi. Pada tahun 1959, dua fisikawan, Robert Pound dan Glen Rebka, menembakkan sinar gamma dari besi radioaktif ke sisi menara di Universitas Harvard dan menemukan mereka menjadi kurang teliti daripada frekuensi alami mereka karena distorsi yang disebabkan oleh gravitasi.

Gelombang gravitasi: Peristiwa yang ganas, seperti tabrakan dua lubang hitam, dianggap mampu menciptakan riak dalam ruang-waktu yang dikenal sebagai gelombang gravitasi. Pada tahun 2016, Laser Interferometer Observatorium Gelombang Gravitasi (LIGO) mengumumkan bahwa mereka menemukan bukti dari indikator cerita ini.

Pada tahun 2014, para ilmuwan mengumumkan bahwa mereka telah mendeteksi gelombang gravitasi yang tersisa dari Big Bang menggunakan Pencitraan Latar Belakang dari teleskop Polarisasi Ekstraksi Kosmik (BICEP2) di Antartika. Diperkirakan bahwa gelombang semacam itu tertanam di latar belakang gelombang mikro kosmik. Namun, penelitian lebih lanjut mengungkapkan bahwa data mereka terkontaminasi oleh debu di garis pandang.

"Pencarian untuk catatan unik dari alam semesta awal ini sesulit yang menarik," Jan Tauber, ilmuwan proyek Badan Antariksa Eropa untuk misi ruang angkasa Planck untuk mencari gelombang kosmik, mengatakan dalam sebuah pernyataan.

LIGO melihat gelombang gravitasi pertama yang dikonfirmasi pada 14 September 2015. Sepasang instrumen, yang berbasis di Louisiana dan Washington, baru-baru ini ditingkatkan, dan sedang dalam proses dikalibrasi sebelum mereka online. Deteksi pertama begitu besar sehingga, menurut juru bicara LIGO, Gabriela Gonzalez, diperlukan tim selama beberapa bulan untuk meyakinkan mereka bahwa itu adalah sinyal nyata dan bukan kesalahan.

"Kami sangat beruntung pada deteksi pertama bahwa itu sangat jelas," katanya pada pertemuan 228 American Astronomical Society pada Juni 2016.

Sinyal kedua terlihat pada 26 Desember di tahun yang sama, dan kandidat ketiga disebutkan bersama dengan itu. Sementara dua sinyal pertama hampir secara pasti bersifat astrofisika — Gonzalez mengatakan ada kurang dari satu bagian dari sejuta di antaranya adalah sesuatu yang lain — kandidat ketiga hanya memiliki kemungkinan 85 persen menjadi gelombang gravitasi.

Bersama-sama, dua detektif perusahaan memberikan bukti bagi pasangan lubang hitam yang berputar ke dalam dan bertabrakan. Seiring berjalannya waktu, Gonzalez mengantisipasi bahwa lebih banyak gelombang gravitasi akan terdeteksi oleh LIGO dan instrumen mendatang lainnya, seperti yang direncanakan oleh India.

"Kami dapat menguji relativitas umum, dan relativitas umum telah lulus ujian," kata Gonzalez. (hcp)

 

Sumber : (https://www.space.com), Video : Youtube (  ScienceTV )

Related News

Comment (0)

Comment as: