Teori Relativitas Umum dan Khusus

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Manusia adalah spesies yang diciptakan oleh Tuhan dengan keingin-tahuan yang

sangat besar, yang kemudian mendorongnya untuk menemukan pengetahuan yang kemudian

dikenal dengan istilah ―berfilsafat‖. Namun seiring perkembangan ilmu pengetahuan, filosofi

dianggap sudah tidak mengimbangi kemajuan terkini dalam sains, terutama fisika. Para

ilmuwan telah menjadi pemegang obor penemuan dalam perjalanan pencarian pengetahuan.

Fisika abad ke-20 berbeda dangan fisika klasik. Terdapat dua perkembangan yang

paling menyolok. Pertama, relativitas (kenisbian) oleh Albert Einstein pada 1905 dan teori

kuantum oleh Max Planck pada 1900. Dua perkembangan ini adalah contoh revolusi ilmiah

yang telah mengubah cara pandang manusia mengenai alam semesta secara mendasar.

Teori klasik Newton mengenai ruang dan waktu yang sebelumnya telah dipelajari,

menyisakan keganjalan-keganjalan yang menggelitik rasa keingin- tahuan para ilmuwan

untuk terus mengembangkan ilmu pengetahuan. Memasuki abad ke-19, Sebuah peristiwa

yang cukup termahsyur yakni peristiwa dua orang kembar yang terpisah. Seseorang yang ada

di bumi setelah berpuluh tahun lamanya mendapati saudara kembaranya yang telah

melakukan perjalanan dari luar angkasa memiliki perberdaan umur dengan dirinya. Saudara

kembarnya berumur lebih muda dari pada dirinya. Apa yang terjadi? Pertanyaan seperti ini

tidak dapat di jawab dengan menggunakan teori ruang dan waktu oleh Newton yang

menyatakan bahwa waktu adalah mutlak dimanapun tempatnya.

Oleh karena itu diperlukan suatu gagasan baru mengenai konsep ruang dan waktu

serta pandangan baru mengenai konsep alam semesta. Untuk lebih memahami mengenai

gagasan-gagasan dan pandangan terbaru mengenai alam semesta tersebut maka kita

mempelajari teori terbaru di abad 19 yakni teori relativitas Einstein meliputi teori relativitas

khusus dan teori relativitas umum. Kedua teori inilah yang memberikan pemahaman yang

baru mengenai konsep ruang-waktu 4 dimensi serta bentuk alam semesta yang berhingga tapi

tak terbatas.

B. Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang di atas, maka rumusan masalah yang akan dibahas dalam makalah

ini adalah sebagai berikut:

1. Apakah latar belakang lahirnya teori relativitas Einstein?

2. Bagaimanakah prinsip teori relativitas khusus ?

3. Bagaimanakah prinsip teori relativitas umum ?

C. Tujuan Penulisan

Adapun tujuan penulisan makalah ini antara lain:

1. Untuk mengetahui latarbelakang lahirnya teori relativitas Einstein.

2. Untuk memahami konsep teori relativitas khusus yang sebenarnya.

3. Untuk memahami konsep teori relativitas umum yang sebenarnya.

BAB II

PEMBAHASAN

A. Teori Relativitas

Pada intinya teori relativitas adalah teori tentang medan yang melanjutkan

perkembangan teori medan Faraday dan Maxwell. Teori medan menekankan kemulusan

ruang dan waktu. Dalam teori relativitas, ruang dan waktu tidak melompat-lompat, tetapi

mengalir secara malar (continue). Sebaliknya, teori kuantum, justru berbicara tentang

ketidakmalaran (discontinue). Sebutir partikel tidak boleh mengubah energinya secara malar,

melainkan melompat-lompat. Bisa dikatakan bahwa kedua pendekatan ini bertolak belakang.

(Gerry 2004).

Teori medan elektromagnetik Faraday yang kemudian dikembangkan oleh Maxwell

pada 1865, masih mengganggu para ilmuwan masa itu. Sumber gangguan tersebut adalah eter

sebagai zat perantara gelombang elektromagnetik.

Eter sebagai medium rambat gelombang elektromagnetik mempunyai sifat yang sulit

dibayangkan secara fisika meski secara matematis dapat dijelaskan secara gemilang.

Semestinya eter bertabiat sebagai zat padat karena cahaya adalah gelombang transversal.

Jenis gelombang ini tidak dapat meramat dalam medium fluida (gas atau cairan).

Berdasarkan pengamatan, eter sebegitu halus sampai-sampai tidak menghambat Bumi

yang bergerak di dalamnya kendati sosoknya samar-samar, para ilmuwan menerima ide eter.

Oleh karena itu, salah satu tantangan utama fisika di penghujung abad ke-19 adalah

menjernihkan pemahaman tentang eter sesuai persamaan Maxwell.

Dalam konteks persoalan ini, kecepatan cahaya c jadi perkara. Dalam teori Maxwell,

c adalah kecepatan pengamat yang bergeming dalam eter.

Pada dasawarsa 1880-an Albert Abraham Michelson dan Edward Williams Morley

menyelidiki ketergantungan kecepatan cahaya terhadap kecepatan pengamat.(Gerry, 2004)

Gagasan mereka adalah membandingkan kecepatan cahaya di dua arah yang berbeda,

pada posisi siku-siku. Jika kecepatan cahaya bernilai tetap relatif terhadap eter, maka

pengukuran seharusnya mengungkapkan kecepatan cahaya yang berbeda-beda, tergantung

arah gerak cahaya. Tapi Michelson dan Moerley tak mendapat perbedaan.

Hasil percobaan Michelson-Morley jelas bertentangan dengan model gelombang

elektromagnetik yang bergerak melalui eter, dan seharusnya model eter ditinggalkan. Namun

tidak ada yang benar-benar berani menyimpulan bahwa eter tidak ada. (Stephen Hawking &

Leonard Mlodinow, 2010)

Ahli fisika Belanda Hendrik Antoon Lorentz menawarkan penjelasan untuk

penemuan Michelson dengan mengandaikan adanya seutas gaya antar-molekul yang bekerja

searah dengan ―hembusan eter‖. Gaya ini, menurut Lotentz, secara fisik dapat memendekkan

salah satu kaki alat pengukuran Michelson. Oleh karena itu kecepatan cahaya akan terukur

sama ke semua arah terhadap angin eter, walaupun menurut Lorentz sebenarnya berbeda.

Walaupun demikian ternyata saran Lorentz masih melanggar mekanika Newton di beberapa

hal. Poincare tahu persoalan itu tapi meyakini kebenaran anjuran Lorentz. Ia menekankan

perlunya menuju kenisbian murni.

Dari sinilah awal lahirnya teori relativitas yang dipopulerkan oleh Albert Einstein.

Secara mandiri Einstein mengembangkan penyelesaian seperti yang diusulkan Poincare. Ia

berangkat dengan dua asumsi yang bersahaja tapi jernih. Uraiannya menyelamatkan

persamaan Maxwell, sementara pengertian Newton tentang ruang-waktu mutlak tersingkir.

Walaupun demikian, pada kecepatan rendah, penyelesaian mendekati hasil hitung mekanika

klasik Newton.

Untuk mendapatkan penyelesaian itu, Einstein tidak memasukkan pembenaran ke

dalam system yang lama tapi justru menggubah pengertian ruang, waktu, dan masaa serta

membuat segalanya relative terhadap kecepatan kerangka.

B. Teori Relativitas Khusus

Pada tahun 1905, Einstein menerbitkan sebuah makalah mengenai elektrodinamika

benda bergerak, di dalamya Einstein membuat dua asumsi sederhana.

Asumsi pertama, adalah asas relativitas. Menurut asas ini, tidak mungkin untuk

membedakan satu system dari system yang lain jika kedua-duanya bergerak dengan

kecepatan tetap (tidak dipercepat). Sebagai contoh, Anda pernah berada dalam gerbong

kereta api, dan melihat kereta api lain lewat jendela. Waktu itu Anda tidak yakin mana yang

bergerak, kereta Anda atau kereta di sebelah? Tidak ada cara lain untuk mengetahui mana

yang bergerak sampai melongok keluar jendela. Semua hukum fisika, baik mekanika ataupun

elektromagnetisme, berlaku tanpa perubahan dalam setiap kerangka yang kecepatannya tetap.

Asumsi kedua, kecepatan cahaya dalam ruang kosong adalah tetap, bebas dari

gerakan sumber cahaya maupun pengamat. (Gerry, 2004). Ternyata gagasan ini menuntut

revolusi dalam konsep ruang dan waktu.

Untuk mengetahui alasannya, bayangkan dua peristiwa yang terjadi di tempat yang

sama tapi pada waktu yang berbeda, dalam pesawat jet. Bagi pengamat dalam pesawat jet,

kedua peristiwa itu tak terpisah jarak. Bagi pengamat kedua di darat, kedua peristiwa terpisah

jarak yang ditempuh jet pada waktu antara terjadinya kedua peristiwa. Itu menunjukkan

bahwa kedua pengamat yang bergerak relatif terhadap satu sama lain tak akan sepakat

mengenai jarak antara kedua peristiwa.

Berikutnya umpamakan kedua pengamat mengamati seberkas cahaya bergerak dari

ekor ke hidung pesawat. Seperti contoh di atas, mereka tak akan sepakat mengenai jarak yang

ditempuh cahaya dari kemunculannya di ekor sampai tiba di ujung. Karena kecepatan

diperoleh dari jarak yang ditempuh dibagi waktu yang diperlukan, artinya jika mereka

sepakat mengenai kecepatan gerak berkas cahaya, kecepatan cahaya, mereka tak akan sepakat

mengenai selang waktu antara awal dan akhir pergerakan.

Yang membuatnya jadi anehadalah walaupun kedua pengamat mengukur waktu yang

beda, mereka menyaksikan proses fisik yang sama. Einstein tidak mencoba membangun

penjelasan arifisial untuk itu. Dia menarik kesimpulan yang logis walau mengejutkan bahwa

pengukuran waktu, seperti pengukuran jarak, bergantung pada pengamat yang melakukan

pengukuran. Efek ini adalah salah satu kunci teori dalam makalah 1905 Einstein, yang

disebut relativitas khusus (special relativity).

Relativitas khusus menyatakan pemuluran waktu (Time Dilatation) yaitu jam berjalan

lebih cepat menurut pengamat yang diam relatif terhadap jam. Bagi pengamat yang tidak

diam relative terhadap jam, jam bergerak lebih lambat. Jika kita samakan berkas cahaya yang

bergerak dari ekor ke hidung pesawat dengan detak jam, maka kita lihat bahwa bagi

pengamat di darat, jam bergerak lebih lambat karena berkas cahaya harus menempuh jarak

lebih besar dalam kerangka rujukan itu. Tapi efeknya tak bergantung kepada mekanisme jam,

efek itu berlaku untuk semua jam, termasuk jam biologis kita.

Karya Einstein menunjukkan bahwa sebagaimana konsep diam, waktu juga tak bisa

mutlak atau absolute seperti dipikirkan Newton. Dengan kata lain, pada setiap peristiwa

mustahil menetapkan waktu yang akan disepakati semua pengamat. Sebaliknya, pengamata

memiliki pengukuran pengukuran waktu sendiri, dan waktu yang diukur dua pengamat yang

bergerak relatif terhadap satu sama lain tak akan sama. Gagasan ini berlawanan dengan

intuisi kita karena dampaknya tak bisa diamati pada kecepatan pada kecepatan yang biasa

kita temui dalam kehidupan sehari-hari. Tapi gagasan ini telah terbukti benar dalam

percobaan. Salah satu percobaan yang telah membuktikan gagasan ini adalah percobaan yang

dilakukan pada Oktober 1971, satu jam atom (atomic clock) yang amat akurat diterbangkan

mengelilingi dunia searah rotasi bumi, dari barat ke timur. Jadi Anda bisa memperpanjang

hidup anda dengan terbang ke timur terus, walaupun efeknya amat kecil, sekitar 1/180 miliar

per detik untuk tiap kali keliling dunia (dan juga agak dikurangi efek perbedaan gravitasi).

Para ahli fisika menyebut gagasan ini sebagai penyatuan ruang dan waktu (space-

time) dengan waktu disebut sebagai dimensi keempat yang memiliki arah tergantung terhadap

kecepatan pengamat. Teori relativitas khusus Einstein mencampakkan konsep waktu mutlak

dan diam mutlak (yaitu diam terhadap eter yang bergerak).

C. Teori Relativitas Umum

Setelah sukses dengan teori relativitas khusus, tak lama kemudian Einstein menyadari

bahwa agar gravitasi sesuai dengan relativitas, diperlukan perubahan lain.

Sebelas tahun berikutnya Einstein mengembangkan teori gravitasi baru, yang dia

sebut relativitas umum (general relativity). Konsep gravitasi dalam relativitas umum sangat

berbeda dengan konsep gravitasi Newton. Konsep gravitasi umum didasarkan kepada usul

revolusioner bahwa ruang-waktu bukan datar sebagaimana diduga sebelumnya, melainkan

melengkung dan terdistorsi oleh massa dan energy di dalamnya.

Menurut hukum gerak Newton, benda seperti peluru meriam, dan planet bergerak

menyusur garis luerus kecuali jika terpengaruh gaya seperti gravitasi. Tapi gravitasi dalam

teori Einstein bukan gaya sebagaimana gaya lain; gravitasi justru konsekuensi kenyataan

bahwa massa mendistorsi ruang-waktu, menciptakan kelengkungan. Dalam teori Einstein,

benda bergerak mengikuti geodesika, yang merupakan pendekatan bagi garis lurus dalam

ruang melengkung. Garis adalah geodesika dii budang datar, dan lingkaran besar adalah

geodesika pada permukaan bumi. Tanpa adanya zat, geodesika pada ruang-waktu berdimensi

empat sepadan dengan garis pada ruang berdimensi tiga. Tapi ketika ada zat yang yang

mendistorsi ruang-waktu, jalur gerak benda dalam ruang berdimendi tiga menjadi

melengkung karena tarikan gravitasi menurut teori Newton. Ketika ruang-waktu tidak datar,

jalur benda tampak berbelok, sehingga memberi kesan ada gaya yang mempengaruhinya.

Penerapan teori relativitas umum dalah model alam semesta yang amat berbada, yang

memprediksi efek-efek baru seperti gelombang gravitasi dan lubang hitam. Teori relativitas

umum menyatakan jagat raya berhingga namun tak terbatas. Sebagaimana teori relativitas

khusaus, teori relativitas umum juga telah melalui uji sensitifitas dan semuanya menyatakan

sukses. Salah satu penjelasan yang telah teruji sukses adalah penjelasan mengenai perihelion

Planet Merkurius.

BAB III

P E N U T U P

A. Kesimpulan

Teori Relativitas Einstein muncul dari kesenjangan antara mekanika Newton tentang

perilaku zat (eter) dengan electromagnet Maxwell (kecepatan cahaya).

Teori relativitas khusus menyatukan ruang dan waktu menjadi ruang-waktu. Teori ini

menyatakan adanya pemuluran waktu sehingga waktu dinyatakan sebagai dimensi keempat

yang memiliki arah yang bergantung terhadap kecepatan pengamat.

Teori relativitas umum menyuguhkan konsep baru tentang gravitasi yang menyatukan

antara gravitasi dan relativitas yakni konsep gravitasi Einstein. Konsep gravitasi umum

menyatakan bahwa ruang-waktu bukan datar, melainkan melengkung dan terdistorsi oleh

massa dan energy di dalamnya.

Gagasan ini melahirkan pandangan bahwa alam semesta atau jagat raya berhingga namun tak

terbatas.

B. Saran

Diharapkan dengan adanya makalah ini, dapat menambah khasanah pengetahuan

pembaca mengenai konsep ruang-waktu, relativitas, serta konsep alam semesta. Dengan

memahami konsep relativitas ini sekiranya dapat menambah keyakinan kita pada Sang

Pencipta akan adanya jagad raya yang diciptakan-Nya sedemikian rupa.

DAFTAR PUSTAKA

Albert, David Z.______. Philosophy of Physics. Colombia University. Colombia.

Einstein, Albert. 2005. The special and general theory (terjemahan oleh Liek Wilardjo). Grafika

Mardi Yuana. Bogor.

Russel, Bertrand. Teori Relativitas Einstein, Penjelasan Populer Untuk Umum. Pustaka Pelajar.

Yogyakarta.

Hawking, Stephen & Mlodinow, Leonard. 2010. The Grand Design. PT. Gramedia Pustaka Utama.

Jakarta.

Van Kliken, Gerry. 2004. Revolusi Fisika : Dari alam Gaib ke ALam Nyata. Grafika Mardi Yuana.

Bogor.

http://listiaviolet.blogspot.com/2012/03/teori-relativitas-umum-dan-khusus.html

Isra Miraj dan teori relativitas

Sejarah Islam mencatat peristiwa unik dan sulit dicerna akal, Isra dan Miraj. Secara istilah,

Isra berjalan di waktu malam hari, sedangkan Miraj adalah alat (tangga) untuk naik. Isra

mempunyai pengertian perjalanan Nabi Muhammad saw pada waktu malam hari dari Masjid

Al Haram Mekkah ke Masjid Al Aqsha Palestina. Miraj adalah kelanjutan perjalanan Nabi

Muhammad saw dari Masjid Al Aqsha ke langit sampai di Sidratul Muntaha dan langit

tertinggi tenpat Nabi Muhammad saw bertemu dengan Allah swt. Isra‘ Miraj adalah kisah

perjalanan Nabi Muhammad ke langit ke tujuh dalam waktu semalam. Prosesi sejarah

perjalanan Isra‘ Mi‘raj Nabi Muhammad termaktub dalam QS. 17.Al-Isra‘ :1 yang berbunyi

―Maha suci Allah yang menjalankan hamba-Nya pada suatu malam dari Masjidil Haram ke

Majidil Aqsha yang Kami berkahi sekelilingnya agar Kami memperlihatkan kepadanya

sebahagian tanda-tanda (kebesaran) Kami. (QS. 17.Al-Isra‘ :1)

Dan tentang mi‘raj Allah menjelaskan dalam QS. An-Najm:13-18:

―Dan sesungguhnya dia (Nabi Muhammad SAW) telah melihat Jibril itu (dalam rupanya

yang asli) pada waktu yang lain, di Sidratul Muntaha. Di dekat (Sidratul Muntaha) ada syurga

tempat tinggal. (Dia melihat Jibril) ketika Sidratul Muntaha diliputi oleh suatu selubung.

Penglihatannya tidak berpaling dari yang dilihatnya itu dan tidak (pula) melampauinya.

Sesungguhnya dia telah melihat sebahagian tanda-tanda (kekuasaan) Tuhannya yang paling

besar.‖ (QS. An-Najm:13-18)

Rasulullah SAW melihat secara langsung.

Allah ingin memperlihatkan sebagian tanda-tanda kebesaran-Nya kepada Rasulullah SAW.

Pada Al Qur‘an surat An Najm ayat 13 diatas, terdapat kata ―Yaro‖ dalam bahasa Arab yang

artinya ―menyaksikan langsung‖. Berbeda dengan kata ―Syahida‖, yang berarti menyaksikan

tapi tidak musti secara langsung. Allah memperlihatkan sebagian tanda-tanda kebesaran-Nya

itu secara langsung.

Mengenai pemahaman tentang Isra‘ Mi‘raj banyak kaum muslim yang masih memiliki

perbedaan pandangan secara mendasar, yang terbagi dalam:

Pemahaman dgn beranggapan peristiwa isra‘ Mi‘raj hanyalah sekedar perjalanan ruh,

spiritual atau metaphor journey Nabi Muhammad SAW tidak dengan jasad fisik.

Pemahaman ini berpegang kepada surah Al Quran :

QS. 17 Al-Isra‘ : 60 ―…Tidak lain mimpi yang Kami perlihatkan kepadamu adalah sebagai

ujian bagi manusia…‖

Sebaliknya ada yang berpendapat, bahwa isra‘ dari Mekah ke Bait‘l-Maqdis itu

dengan jasad atau physical journey. Sedang mi‘raj ke langit adalah dengan ruh atau

metaphor journey.

Pemahaman lain menyatakan bahwa Isra‘ Mi‘raj adalah perjalanan dengan jasad

(fisik) dan dapat dijelaskan dalam ilmu yang dipahami manusia karena merupakan

peristiwa nyata.

Pemahaman secara fisik (physical journey).

ISRA`MI`RAJ, sebagai sebuah peristiwa metafisika (gaib), barangkali bukan sesuatu yang

istimewa. Kebenarannya bukanlah sesuatu yang luarbiasa. Kebenaran metafisika adalah

kebenaran naqliyah (: dogmatis) yang tidak harus dibuktikan secara akal, namun lebih

bersifat imani. Valid tidaknya kebenaran peristiwa metafisika—secara akal, bukanlah soal

selagi ia diimani.

Didalam pemahan secara fisika banyak orang mempertanyakan ke-shahih-an Isra` Mi`raj; ―

apakah mungkin manusia melakukan perjalanan sejauh itu hanya dalam waktu kurang dari

semalam?‖ . Kaum kafirpun telah menantang Rasulullah seperti diberitakan dalam Al Quran

dalam surat Al-Israa: 93.

―Atau kamu mempunyai sebuah rumah dari emas, atau kamu naik ke langit. Dan kami sekali-

kali tidak akan mempercayai kenaikanmu itu hingga kamu turunkan atas kami sebuah kitab

yang kami baca‖. Katakanlah: ―Maha Suci Tuhanku, bukankah aku ini hanya seorang

manusia yang menjadi rasul?‖

Dan didalam Hadith

―Ketika orang-orang Quraisy tak mempercayai saya (kata Nabi SAW), saya berdiri di Hijr

(menjawab berbagai pertanyaan mereka). Lalu Allah menampakkan kepada saya Baitul

Maqdis, saya dapatkan apa yang saya inginkan dan saya jelaskan kepada mereka tanda-

tandanya, saya memperhatikannya….‖ (HR. Bukhari, Muslim, dan lainnya).

dan banyak Hadith hadith lainnya.

Hubungan antara peristiwa perjalanan Isra’ Mi’raj dengan teori relativitas.

Diantara keduanya terdapat faktor persamaan dan perbedaan didalam proses kejadian,

persamaan kedua kisah antara lain:

• Keduanya membahas perihal perjalanan atau journey dari Bumi ke luar angkasa lalu

kembali ke Bumi.

• Keduanya membahas penggunaan faktor ―Speed‖ atau ―kecepatan‖ tinggi didalam

pemberitaannya

• Konsep mengenai perpisahan antara dua manusia (atau lebih) digunakan sebagai bahan

pokok atau object pembahasan didalam kedua cerita.

Dalam Isra Miraj, Rasulullah meninggalkan kaumnya di bumi untuk bepergian ke ke Majidil

Aqsha lalu ke Langit ketujuh, dalam kasus teori relativitas menceritakan tentang dua saudara

kembar A dan B, dimana saudara kembar B bepergian keluar angkasa.

Sampai disini dari hal hal tersebut diatas, kita sudah dapat mengambil kesimpulan secara

gamblang, bahwa peristiwa Isra Miraj adalah benar. Bagaimana mungkin seorang manusia

yang ummi 14 Abad yang silam dapat membuat sebuah cerita atau teori yang dapat

dibuktikan didalam abad ke 20 dengan sedemikian detailnya. Dengan kata lain tidak mungkin

Rasulullah SAW mencontoh teori Albert Einstein yang lahir sesudahnya (?).

Teori Relativitas.

Theori Relativitas membahas mengenai Struktur Ruang dan Waktu serta mengenai hal hal

yang berhubungan dengan Gravitasi. Theori relativtas terdiri dari dua teori fisika, relativitas

umum dan relativitas khusus. Theori relativitas khusus menggambarkan perilaku ruang dan

waktu dari perspektif pengamat yang bergerak relatif terhadap satu sama lain, dan fenomena

terkait. Sala artikel ini hanya dibahas theori relativitas khusus dan Efek yg disebut dilatasi

waktu (dari bahasa Latin: dilatare ―tersebar‖, ―delay‖).

Einstein merumuskan teorinya dalam sebuah persamaan mathematik:

t‘ = waktu benda yang bergerak

t = waktu benda yang diam

v = kecepatan benda

c = kecepatan cahaya

Diterangkan bahwa perbandingan nilai kecepatan suatu benda dengan kecepatan cahaya, akan

berpengaruh pada keadaan benda tersebut. Semakin dekat nilai kecepatan suatu benda (v)

dengan kecepatan cahaya (c), semakin besar pula efek yang dialaminya (t`): perlambatan

waktu. Hingga ketika kecepatan benda menyamai kecepatan cahaya (v=c), benda itu pun

sampai pada satu keadaan nol. Demikian, namun jika kecepatan benda dapat melampaui

kecepatan cahaya (v>c), keadaan pun berubah. Efek yang dialami bukan lagi perlambatan

waktu, namun sebaliknya waktu menjadi mundur (-t‘).

Kisah perjalanan Si Kembar atau dilatasi waktu.

Twin Paradox adalah suatu theori hasil pemikiran (Gedankenexperiment atau thought

experiment) oleh Albert Einstein berbasis theori relativitas khusus yang sampai saat ini masih

menjadi perdebatan para pakar fisika. Theori tersebut secara keseluruhan menggambarkan

kisah perjalanan dua saudara kembar yang berpisah. Salah seorang dari saudara kembar (A)

tersebut tinggal di Bumi dan saudara kembar lainnya (si traveler(B)) terbang keluar angkasa

kesebuah planet di tata surya yang jauh dengan kecepatan cahaya dan kembali kebumi

dengan kecepatan yang sama. Setelah mereka bertemu kembali dibumi mereka menemukan

fakta bahwa umur si kembar yang mengadakan perjalanan (si traveler) lebih muda daripada

umur saudaranya (A) yang tetap tinggal dibumi, disebabkan si traveler mengalami

phenomenon time dilation atau fenomena dilatasi waktu dalam perjalanannya.

Time dilation (dilatasi waktu) adalah fenomena, dimana seorang Observer disatu titik

melihat, bahwa jam dari orang yang bergerak dengan cepat menjadi lebih lambat (atau cepat),

sebenarnya hal tersebut tergantung dari frame of reference dimana dia berada. Time dilation

dapat di ketahui hanya apabila kecepatan mengarah kepada kecepatan cahaya dan sudah

dibuktin secara akurat dengan unstable subatomic particle dan precise timing of atomic

clocks.

Pembuktian teori relativitas.

Studi tentang sinar kosmis merupakan satu pembuktian teori ini. Didapati bahwa di antara

partikel-partikel yang dihasilkan dari persingungan partikel-partikel sinar kosmis yang utama

dengan inti-inti atom Nitrogen dan Oksigen di lapisan Atmosfer atas, jauh ribuan meter di

atas permukaan bumi, yaitu partikel Mu Meson (Muon), itu dapat mencapai permukaan bumi.

Padahal partikel Muon ini mempunyai paruh waktu (half-life) sebesar dua mikro detik yang

artinya dalam dua perjuta detik, setengah dari massa Muon tersebut akan meleleh menjadi

elektron. Dan dalam jangka waktu dua perjuta detik, satu partikel yang bergerak dengan

kecepatan cahaya (± 300.000 km/dt) sekalipun paling-paling hanya dapat mencapai jarak 600

m. padahal jarak ketinggian Atmosfer di mana Muon terbentuk, dari permukaan bumi, adalah

20.000 m yang mana dengan kecepatan cahaya hanya dapat dicapai dalam jangka minimal 66

mikro-detik. Lalu, bagaimana Muon dapat melewati kemustahilan itu? Ternyata, selama

bergerak dengan kecepatannya yang tinggi—mendekati kecepatan cahaya, partikel Muon

mengalami efek sebagaimana diterangkan teori Relativitas, yaitu perlambatan waktu.

Pembuktian selanjutnya terjadi pada tahun 1971, perbedaan waktu (time dilation) di twin

paradox theori tersebut telah dibuktikan melalui ―Hafele-Keating-Experiment‖ dengan

menggunakan 2 buah jam yang berketepatan tinggi (High precision Cesium Atom clocks)

yang di set awal pada waktu yang sama.

Experiment tersebut menghasilkan perbedaan waktu pada kedua jam tersebut, antara jam

yang diletakkan di pesawat Intercontinental yang bergerak terbang kearah timur / barat

dengan jam referensi yang diletakkan di U.S. Naval Observatory di Washington, waktu jam

di pesawat berkurang/bertambah tergantung dari arah penerbangan.

Relativ terhadap jam di Naval Observatory, jam dipesawat berkurang waktu 59+/-10

nanoseconds dalam penerbangan ketimur, dan mengalami pertambahan waktu 273+/-7

nanosecond pada penerbangan ke barat. Hasil empiris tersebut membuktikan theori twin

paradox dalam tingkatan jam macroskopik.

Dengan adanya pembuktian pembukatian tersebut, berarti Albert Einstein dengan teori

relativitasnya secara langsung atau tidak langsung telah membuktikan bahwa kisah Al Quran

tentang kisah ―perjalanan Rasulullah SAW kelangit ketujuh dan kembali dalam satu malam‖

adalah benar. Terutama dalam segi dimensi WAKTU, dalam perhitungannya

memungkinkan.

Pertanyaan selanjutnya bagaimana dengan Nabi Isa AS, ummat Islam mempercayai bahwa

Nabi Isa, yang diakui sebagai Yesus oleh penganut Kristen, memang tidak dibunuh oleh

orang-orang yang mengejarnya ketika itu. Bahkan beliau belum wafat. Nabi Isa akan kembali

diakhir jaman, Apakah Nabi Isa juga mengalami perjalanan dan dilatasi waktu serupa?

Wallahu ‗alam bish shawwab.

Applikasi Teori Relativitas.

Salah satu aplikasi teori tersebut adalah alat GPS – Global Postioning System di Handphone

anda merupakan applikasi hasil dari theory relativitas umum dan relativitas khusus. Dalam

hal ini jam satellite di orbit di bandingkan dengan jam di darat sebagai faktor koreksi

pengiriman signal.

Akhirul kalam, saya menganggap bahwa pengetahuan akan adanya dilatasi waktu antar

galaksi adalah suatu fenomena menarik bagi kaum muslimin. Fenomena inipun banyak

terjadi pada peristiwa sehari-hari dan bahkan dipelajari oleh ilmuwan barat untuk

mempelajari peristiwa di alam raya. Dan mestinya bukanlah sesuatu yang dilarang atau

berlebihan untuk lebih memahami fenomena di alam. Untuk selanjutnya yang kita tunggu

adalah adanya kemajuan dalam bidang ilmu pengetahuan untuk dapat mengungkapkan desain

dari black hole dan wormhole yang gabungan keduanya mirip bentuk teratai (Sidrah atau

Sidratul, dan bentuk otak pada tubuh manusia. Sehingga semua ini mudah-mudahan dapat

meningkatkan ketakwaan kita dihadapan sang Pencipta.

Pustaka:

A New Astronomical Quranic Method for The Determination of The Greatest Speed

C).

Die Spezielle Relativitätstheorie.

http://bambies.wordpress.com/isra-miraj-dan-theori-relativitas/

Subhanallah, Inilah Kemukjizatan Alquran

Tentang Teori Relativitas

Albert Einstein

REPUBLIKA.CO.ID, Oleh: Heri Ruslan

Dunia sains modern di awal abad ke-20 M dibuat takjub oleh penemuan seorang ilmuwan

Jerman bernama Albert Einstein. Fisikawan berkebangsaan Jerman itu pada tahun 1905

memublikasikan teori relativitas khusus (special relativity theory). Satu dasawarsa kemudian,

Einstein yang didaulat Majalah Time sebagai tokoh abad XX itu mencetuskan teori relativitas

umum (general relativity theory).

Teori relativitas itu dirumuskannya sebagai E= mc2. Rumus teori relativitasyang begitu

populer itu menyatakan kecepatan cahaya adalah konstan. Teori relativitas khusus yang

dilontarkan Einstein berkaitan dengan materi dan cahaya yang bergerak dengan kecepatan

sangat tinggi.

Sedangkan, teori relativitas umum menyatakan, setiap benda bermassa menyebabkan ruang-

waktu di sekitarnya melengkung (efek geodetic wrap). Melalui kedua teori relativitas itu

Einstein menjelaskan bahwa gelombang elektromagnetis tidak sesuai dengan teori gerakan

Newton. Gelombang elektromagnetis dibuktikan bergerak pada kecepatan yang konstan,

tanpa dipengaruhi gerakan sang pengamat.

Inti pemikiran kedua teori tersebut menyatakan dua pengamat yang bergerak relatif terhadap

masing-masing akan mendapatkan waktu dan interval ruang yang berbeda untuk kejadian

yang sama. Meski begitu,isi hukum fisik akan terlihat sama oleh keduanya. Dengan

ditemukannya teori relativitas, manusia bisa menjelaskan sifat-sifat materi dan struktur alam

semesta.

―Pertamakali saya mendapatkan ide untuk membangun teori relativitas sekitar tahun lalu

1905. Saya tidak dapat mengatakan secara eksak dari mana ide semacam ini muncul, namun

saya yakin ide ini berasal dari masalah optik pada benda-benda yang bergerak,‖ ungkap

Einstein saat menyampaikan kuliah umum di depan mahasiswa Kyoto Imperial University

pada 4 Desember 1922.

Benarkah Einstein pencetus teori relativitas pertama? Di Barat sendiri ada yang meragukan

bahwa teori relativitas pertama kali ditemukan Einstein. Sebab, Ada yang berpendapat

bahwa Teori relativitas pertama kali diungkapkan oleh Galileo Galilei dalam karyanya

bertajuk Dialogue Concerning the World's Two Chief Systems pada tahun 1632.

***

Teori relativitas merupakan revolusi dari ilmu matematika dan fisika. Sejatinya, 1.100 tahun

sebelum Einstein mencetuskan teori relativitas, ilmuwan Muslim di abad ke-9 M telah

meletakkan dasar-dasar teori relativitas. Adalah saintis dan filosof legendaris bernama Al-

Kindi yang mencetuskan teori itu.

Sesungguhnya tak mengejutkan jika ilmuwan besar sekaliber Al-Kindi telah mencetuskan

teori itu pada abad ke-9 M. Apalagi, ilmuwan kelahiran Kufah tahun 801 M itu pasti sangat

menguasai kitab suci Alquran. Sebab, tak diragukan lagi jika ayat-ayat Alquran

mengandung pengetahuan yang absolut dan selalu menjadi kunci tabir misteri yang meliputi

alam semesta raya ini.

Aya-ayat Alquran yang begitu menakjubkan inilah yang mendorong para saintis Muslim di

era keemasan mampu meletakkan dasar-dasar sains modern. Sayangnya, karya-karya serta

pemikiran para saintis Muslim dalam bidang ilmu pengetahuan dan teknologi telah ditutup-

tutpi dengan cara-cara yang sangat jahat.

Dalam Al-Falsafa al-Ula, ilmuwan bernama lengkap Yusuf Ibnu Ishaq Al-Kindi itu telah

mengungkapkan dasar-dasar teori relativitas. Sayangnya, sangat sedikit umat Islam yang

mengetahuinya. Sehingga, hasil pemikiran yang brilian dari era kekhalifahan Islam itu seperti

tenggelam ditelan zaman.

***

Menurut Al-Kindi, fisik bumi dan seluruh fenomena fisik adalah relatif. Relativitas, kata dia,

adalah esensi dari hukum eksistensi. ―Waktu, ruang, gerakan, benda semuanya relatif dan tak

absolut,‖ cetus Al-Kindi. Namun, ilmuwan Barat seperti Galileo, Descartes dan Newton

menganggap semua fenomena itu sebagai sesuatu yang absolut. Hanya Einstein yang

sepaham dengan Al-Kindi.

"Waktu hanya eksis dengan gerakan; benda, dengan gerakan; gerakan, dengan benda,‖ papar

Al-Kindi. Selanjutnya, Al-Kindi berkata,‖ ... jika ada gerakan, di sana perlu benda; jika ada

sebuah benda, di sana perlu gerakan.‖ Pernyataan Al-Kindi itu menegaskan bahwa seluruh

fenomena fisik adalah relatif satu sama lain. Mereka tak independen dan tak juga absolut.

Gagasan yang dilontarkan Al-Kindi itu sangat sama dengan apa yang diungkapkan Einstein

dalam teori relativitas umum. "Sebelum teori relativitas dicetuskan, fisika klasik selalu

menganggap bahwa waktu adalah absolute,‖ papar Einstein dalam La Relativite. Menurut

Einstein, kenyataannya pendapat yang dilontarkan oleh Galileo, Descartes dan Newton itu

tak sesuai dengan definisi waktu yang sebenarnya.

Menurut Al-Kindi, benda, waktu, gerakan dan ruang tak hanya relatif terhadap satu sama

lain, namun juga ke obyek lainnya dan pengamat yang memantau mereka. Pendapat Al-

Kindi itu sama dengan apa yang diungkapkan Einstein.

Dalam Al-Falsafa al-Ula, Al-Kindi mencontohkan seseorang yang melihat sebuah obyek

yang ukurannya lebih kecil atau lebih besar menurut pergerakan vertikal antara bumi dan

langit. Jika orang itu naik ke atas langit , dia melihat pohon-pohon lebih kecil, jika dia

bergerak ke bumi, dia melihat pohon-pohon itu jadi lebih besar.

―Kita tak dapat mengatakan bahwa sesuatu itu kecil atau besar secara absolut. Tetapi kita

dapat mengatakan itu lebih kecil atau lebih besar dalam hubungan kepada obyek yang lain,‖

tutur Al-Kindi. Kesimpulan yang sama diungkapkan Einsten sekitar 11 abad setelah Al-

Kindi wafat.

***

Menurut Einstein, tak ada hukum yang absolut dalam pengertian hukum tak terikat pada

pengamat. Sebuah hukum, papar dia, harus dibuktikan melalui pengukuran. Al-Kindi

menyatakan, seluruh fenomena fisik, seperti manusia menjadi dirinya adalah relatif dan

terbatas.

Meski setiap individu manusia tak terbatas dalam jumlah dan keberlangsungan, mereka

terbatas; waktu, gerakan, benda, ruang juga terbatas. Einstein lagi-lagi mengamini pernyataan

Al-Kindi yang dilontarkannya pada abad ke-11 M. "Eksistensi dunia ini terbatas, meskipun

eksistensi tak terbatas,‖ papar Einstein.

Dengan teori itu, Al-Kindi tak hanya mencoba menjelaskan seluruh fenomena fisik. Namun,

juga dia membuktikan eksistensi Tuhan, karena itu adalah konsekuensi logis dari teorinya. Di

akhir hayatnya, Einsten pun mengakui eksistensi Tuhan. Teori relativitas yang diungkapkan

kedua ilmuwan berbeda zaman itu itu pada dasarnya sama. Hanya saja, penjelasan Einstein

telah dibuktikan dengan sangat teliti.

Bahkan, teori relativitasnya telah digunakan untuk pengembangan energi, bom atom dan

senjata nuklir pemusnah massal. Sedangkan, Al-Kindi mengungkapkan teorinya itu untuk

membuktikan eksistensi Tuhan dan Keesaannya. Sayangnya, pemikiran cemerlang sang

saintis Muslim tentang teori relativitas itu itu tak banyak diketahui.

***

Relativitas dalam Alquran

Alam semesta raya ini selalu diselimuti misteri. Kitab suci Alquran yang diturunkan kepada

umat manusia merupakan kuncinya. Allah SWT telah menjanjikan bahwa Alquran

merupakan petunjuk hidup bagi orang-orang yang bertakqwa. Untuk membuka selimut

misteri alam semesta itu, Sang Khalik memerintahkan agar manusia berpikir.

Inilah beberapa ayat Alquran yang membuktikan teori relativitas itu:

".... Sesungguhnya sehari di sisi Tuhanmu adalah seperti seribu tahun dari tahun-tahun yang

kamu hitung.‖ (QS: Al-Hajj:47).

"Dia mengatur urusan dari langit ke bumi, kemudian (urusan) itu naik kepadanya-Nya dalam

satu hari yang kadarnya (lamanya) adalah seribu tahun menurut perhitunganmu.‖ (Qs: As-

Sajdah:5).

"Yang datang dari Allah, yang mempunyai tempat-tempat naik. Malaikat-malaikat dan Jibril

naik (menghadap) kepada Tuhan dalam sehari yang kadarnya limapuluh ribu tahun.‖

(QS:70:3-4).

―Dan kamu lihat gunung-gunung itu, kamu sangka dia tetap di tempatnya. Padahal ia berjalan

sebagaimana jalannya awan. (Begitulah) perbuatan Allah yang membuat dengan kokoh tiap-

tiap sesuatu; sesungguhnya Allah Maha Mengetahui apa yang kamu kerjakan.‖ (QS: An-

Naml:88).

"Allah bertanya: 'Berapa tahunkah lamanya kamu tinggal di bumi?' Mereka menjawab: 'Kami

tinggal (di bumi) sehari atau setengah hari, maka tanyakanlah kepada orang-orang yang

menghitung.' Allah berfirman: 'Kamu tidak tinggal (di bumi) melainkan sebentar saja, kalau

kamu sesungguhnya mengetahui'." (QS: 23:122-114)

Karena kebenaran Alquran itu, konon diakhir hayatnya Einsten secara diam-diam juga telah

memeluk agama Islam. Dalam sebuah tulisan, Einstein mengakui kebenaran Alquran.

―Alquran bukanlah buku seperti aljabar atau geometri. Namun, Alquran adalah kumpulan

aturan yang menuntun umat manusia ke jalan yang benar. Jalan yang tak dapat ditolak para

filosof besar,‖ ungkap Einstein. Wallahualam...

Redaktur: Heri Ruslan

Sumber: berbagai sumber

http://www.republika.co.id/berita/dunia-islam/khazanah/12/03/09/m0lv5f-subhanallah-inilah-

kemukjizatan-alquran-tentang-teori-relativitas

Jauh sebelum Albert Einstein populer dengan Teori Relativitasnya, Al-Kindi telah

mengungkapkan dasar-dasar teori relativitas dalam karyanya Al-Falsafa al-ula. Sayangnya,

sangat sedikit umat Islam yang mengetahuinya. Sehingga hasil pemikiran yang brillian dari

era kejayaan kekhalifahan Islam itu seperti tenggelam ditelan zaman. Sepotong tulisannya

yang mengagumkan menunjukkan bahwa Al-Kindi bahkan telah memikirkan tentang waktu,

ruangan dan pergerakan relatif (Ia juga menggunakan kata ‗relativitas‘ dalam bahasa Arab).

<p>Your browser does not support iframes.</p>

Teori Relativitas Khusus Einstein yang dipopulerkan pada tahun 1905, menggantikan

pendapat Newton tentang ruang dan waktu dan memasukan elektromagnetisme sebagaimana

tertulis oleh persamaan Maxwell. Mengapa teori ini disebut ―khusus‖ karena dia berlaku

terhadap prinsip relativitas pada kasus ―tertentu‖ atau ―khusus‖ dari rangka referensi inertial

dalam ruang waktu datar, di mana efek gravitasi dapat diabaikan. Sebelas tahun kemudian

(1916) Einstein menerbitkan Teori Relativitas umum yang memasukan efek tersebut.

Sekitar seribu tahun sebelumnya, Al-Kindi telah menuliskan:

―Waktu hanya muncul ketika ada gerakan, benda dengan gerakan, gerakan dengan benda.

Jika ada gerakan maka pasti ada benda; jika ada benda pasti ada gerakan.‖ Menurut Al-Kindi,

fisik bumi dan seluruh fenomena fisik adalah relatif. Relativitas, menurutnya, adalah esensi

dari hukum eksistensi. Waktu, ruang, gerakan, benda semuanya relative dan tak absolute‖

Banyak prediksi relativitas umum yang berbeda dengan prediksi fisika klasik, utamanya

prediksi mengenai berjalannya waktu, geometri ruang, gerak benda pada jatuh bebas, dan

perambatan cahaya. Contoh perbedaan ini meliputi dilasi waktu gravitasional, geseran merah

gravitasional cahaya, dan tunda waktu gravitasional. Prediksi-prediksi relativitas umum telah

dikonfirmasikan dalam semua percobaan dan pengamatan fisika. Keberadaan gelombang ini

telah diukur secara tidak langsung, dan terdapat pula beberapa usaha yang dilakukan untuk

mengukurnya secara langsung. Relativitas umum juga merupakan dasar dari model

kosmologis untuk alam semesta yang terus berkembang.

Teori ini merupakan penjelasan gravitasi termutakhir dalam fisika modern. Ia

menyatukan teori Einstein sebelumnya, relativitas khusus, dengan hukum gravitasi Newton.

Hal ini dilakukan dengan melihat gravitasi bukan sebagai gaya, tetapi lebih sebagai

manifestasi dari kelengkungan ruang dan waktu. Utamanya, kelengkungan ruang waktu

berhubungan langsung dengan momentum empat (energi massa dan momentum linear) dari

materi atau radiasi apa saja yang ada. Hubungan ini digambarkan oleh persamaan medan

Einstein.

Teori Einstein ini memiliki implikasi astrofisika yang penting, karena memprediksikan

adanya keberadaan daerah lubang hitam yang mana ruang dan waktu terdistorsi

sedemikiannya tiada satu pun, bahkan cahaya pun, yang dapat lolos darinya. Terdapat bukti

bahwa lubang hitam bintang dan jenis-jenis lubang hitam lainnya yang lebih besar

bertanggungjawab terhadap radiasi kuat yang dipancarkan oleh objek-objek astronomi

tertentu, seperti inti galaksi aktif dan miktrokuasar. Melengkungnya cahaya oleh gravitasi

dapat menyebabkan fenomena pelensaan gravitasi. Sayangnya, para ilmuwan Barat

pendahulu Einstein seperti Galileo, Descartes dan Newton menganggap semua fenomena itu

sebagai sesuatu yang absolute. Hanya Al-Kindi saja yang telah memiliki persamaan

pemikiran dengan Einstein.

[Kiriman: Asqarini Hasbi]

http://infomasjidkita.com/al-kindi-teori-relativitas.html

Mungkin anda pernah mendengar istilah ―Relativitas‖, bagi anda yang pernah belajar Fisika

pasti tau akan hal tersebut, bahkan pelajar-pelajar sekolah tingkat menengah pun mayoritas

mengetahuinya atau paling tidak pernah mendengar istilah ini. Apa sebenarnya ‗kehebohan‘

istilah ini sampai-sampai kita butuh sedikit waktu untuk membahasnya? Tulisan ini saya buat

terkait dengan tulisan saya sebelumnya yang bertajuk “Teori Relativitas Einstein Dalam Al

Qur’an?” yang saya upload 08-08-08 silam. Ada seorang teman yang bertanya, bukannya

teori ini pernah ada sebelum Einstein? Olehnya itu kita perlu sedikit melihat ada fakta apa di

balik teori relativitas ini?

Pada awal abad ke-20 M dunia sains modern dibuat takjub oleh sebuah penemuan seorang

ilmuwan bernama Albert Einstein. Tepatnya tahun 1905 Fisikawan berkebangsaan Jerman itu

mempublikasikan sebuah teori yang dikenal dengan istilah special relativity theory atau teori

relativitas khusus. Satu dasawarsa kemudian, Einstein yang didaulat Majalah Time sebagai

tokoh abad XX itu mencetuskan teori relativitas umum yang dikenal dengan general

relativity theory.

Teori relativitas itu dirumuskannya sebagai E= mc2. Rumus teori relativitas yang begitu

populer ini menyatakan kecepatan cahaya adalah konstan. Teori relativitas khusus yang

dilontarkan Einstein berkaitan dengan materi dan cahaya yang bergerak dengan kecepatan

sangat tinggi. Sedangkan, teori relativitas umum menyatakan, setiap benda bermassa

menyebabkan ruang-waktu di sekitarnya melengkung (efek geodetic wrap). Melalui kedua

teori relativitas itu Einstein menjelaskan bahwa gelombang elektromagnetis tidak sesuai

dengan teori gerakan Newton. Gelombang elektromagnetis dibuktikan bergerak pada

kecepatan yang konstan, tanpa dipengaruhi gerakan sang pengamat, sehingga akhirnya teori

ini dipercaya telah menggantikan pendapat Newton tentang ruang dan waktu

kemudian memasukan elektromagnetisme sebagaimana tertulis oleh Persamaan Maxwell.

Inti pemikiran kedua teori tersebut menyatakan dua pengamat yang bergerak relatif terhadap

masing-masing akan mendapatkan waktu dan interval ruang yang berbeda untuk kejadian

yang sama. Meski begitu, isi hukum fisik akan terlihat sama oleh keduanya. Dengan

ditemukannya teori relativitas, manusia bisa menjelaskan sifat-sifat materi dan struktur alam

semesta.

Pada tanggal 4 Desember 1922 Einstein pernah menyampaikan kuliah umum di Kyoto

Imperial University, dia mengatakan bahwa pertama kali mendapatkan ide untuk membangun

teori relativitas sekitar tahun lalu 1905, dia tidak dapat mengatakan secara eksak dari mana

ide semacam ini muncul, namun yakin bahwa ide ini berasal dari masalah optik pada benda-

benda yang bergerak.

Siapa Sebenarnya Pencetus Teori Relativitas?

Teori relativitas merupakan revolusi dari ilmu matematika dan fisika. Benarkah Einstein

pencetus teori ini? Di dunia Barat sendiri ada yang meragukan kalau teori relativitas pertama

kali ditemukan Einstein. Sebab, Ada yang berpendapat bahwa Teori relativitas pertama kali

diungkapkan oleh Galileo Galilei dalam karyanya bertajuk Dialogue Concerning the World’s

Two Chief Systems pada tahun 1632.

Namun faktanya, 1100 tahun sebelum Einstein mencetuskan teori relativitas, Teori ini

ternyata telah lama dicetuskan oleh saintis dan filosof legendaris Muslim di abad ke 9

Masehi. Dialah Abu Yusuf bin Ashaq al-Kindi atau di kenal dengan nama Al Kindus di dunia

Barat.

Sesungguhnya tak mengejutkan jika ilmuwan besar sekaliber Al-Kindi telah mencetuskan

teori itu pada abad ke-9 M. Apalagi, ilmuwan keturunan Yaman yang lahir di Kufah tahun

185 H/796 M itu pasti sangat menguasai kitab suci Al Qur‘an. Sebab, tak diragukan lagi jika

ayat-ayat Al Qur‘an mengandung pengetahuan yang absolut dan selalu menjadi kunci tabir

misteri yang meliputi alam semesta raya ini.

Teori yang di gagas Einstein juga hampir sama. Ia menyatakan bahwa ―Eksistensi-eksistensi

dalam dunia ini terbatas, walaupun eksistensi itu sendiri tidak terbatas‖. Tentu saja karena

kedua ilmuwan ini hidup dan berkarya di zaman yang berbeda, maka temuan dari Einstein

akan lebih mendetail dan dijelaskan dengan dukungan penelitian dan pengujian ilmiah.

Bahkan telah terbukti dengan adanya ledakan bom atom di Nagasaki dan Hiroshima. Namun

yang jelas, ternyata teori relativitas yang di gagas oleh Albert Einstein pada abad ke 20 telah

lebih dulu di temukan oleh Abu Yusuf bin Ashaq al-Kindi sekitar seribu seratus tahun

sebelumnya.

Aya-ayat Al Qur‘an yang begitu menakjubkan inilah yang mendorong para saintis Muslim di

era keemasan mampu meletakkan dasar-dasar sains modern. Sayangnya, karya-karya serta

pemikiran para saintis Muslim dalam bidang ilmu pengetahuan dan teknologi telah ditutup-

tutpi dengan cara-cara yang sangat jahat.

Dalam Al-Falsafa al-Ula, Al-Kindi telah mengungkapkan dasar-dasar teori relativitas.

Sayangnya, sangat sedikit umat Islam yang mengetahuinya. Sehingga, hasil pemikiran yang

brilian dari era kekhalifahan Islam itu seperti tenggelam ditelan zaman begitu saja.

Menurut Al-Kindi, fisik bumi dan seluruh fenomena fisik adalah relatif. Relativitas adalah

esensi dari hukum eksistensi. ―Waktu, ruang, gerakan, benda semuanya relatif dan tak

absolut,‖ Namun, ilmuwan Barat seperti Galileo, Descartes dan Newton menganggap semua

fenomena itu sebagai sesuatu yang absolut. Hanya Einstein yang sepaham dengan Al-Kindi.

―Waktu hanya eksis dengan gerakan, benda dengan gerakan, gerakan dengan benda,‖ papar

Al-Kindi. Selanjutnya, Al-Kindi berkata: ‖jika ada gerakan, di sana perlu benda. Jika ada

sebuah benda, di sana perlu gerakan.‖ Pernyataan Al-Kindi itu menegaskan bahwa seluruh

fenomena fisik adalah relatif satu sama lain. Mereka tak independen dan tak juga absolut.

Gagasan yang dilontarkan Al-Kindi itu sangat sama dengan apa yang diungkapkan Einstein

dalam teori relativitas umum. ‖Sebelum teori relativitas dicetuskan, fisika klasik selalu

menganggap bahwa waktu adalah absolute,‖ papar Einstein dalam La Relativite. Menurut

Einstein, kenyataannya pendapat yang dilontarkan oleh Galileo, Descartes dan Newton itu

tak sesuai dengan definisi waktu yang sebenarnya.

Menurut Al-Kindi, benda, waktu, gerakan dan ruang tak hanya relatif terhadap satu sama

lain, namun juga ke obyek lainnya dan pengamat yang memantau mereka. Pendapat Al-

Kindi itu sama dengan apa yang diungkapkan Einstein.

Dalam Al-Falsafa al-Ula, Al-Kindi mencontohkan seseorang yang melihat sebuah obyek

yang ukurannya lebih kecil atau lebih besar menurut pergerakan vertikal antara bumi dan

langit. Jika orang itu naik ke atas langit , dia melihat pohon-pohon lebih kecil, jika dia

bergerak ke bumi, dia melihat pohon-pohon itu jadi lebih besar.

―Kita tak dapat mengatakan bahwa sesuatu itu kecil atau besar secara absolut. Tetapi kita

dapat mengatakan itu lebih kecil atau lebih besar dalam hubungan kepada obyek yang lain,‖

tutur Al-Kindi. Kesimpulan yang sama diungkapkan Einsten sekitar 11 abad setelah Al-

Kindi wafat.

Menurut Einstein, tak ada hukum yang absolut dalam pengertian hukum tak terikat pada

pengamat. Sebuah hukum, harus dibuktikan melalui pengukuran. Al-Kindi menyatakan,

seluruh fenomena fisik, seperti manusia menjadi dirinya adalah relatif dan terbatas.

Meski setiap individu manusia tak terbatas dalam jumlah dan keberlangsungan, mereka

terbatas; waktu, gerakan, benda, ruang juga terbatas. Einstein lagi-lagi mengamini pernyataan

Al-Kindi yang dilontarkannya pada abad ke-11 M. ―Eksistensi dunia ini terbatas, meskipun

eksistensi tak terbatas,‖ papar Einstein.

Dengan teori itu, Al-Kindi tak hanya mencoba menjelaskan seluruh fenomena fisik. Namun,

juga dia membuktikan eksistensi Tuhan, karena itu adalah konsekuensi logis dari teorinya. Di

akhir hayatnya, Einsten pun mengakui eksistensi Tuhan. Teori relativitas yang diungkapkan

kedua ilmuwan berbeda zaman itu itu pada dasarnya sama. Hanya saja, penjelasan Einstein

telah dibuktikan dengan sangat teliti.

Bahkan, teori relativitasnya telah digunakan untuk pengembangan energi, bom atom dan

senjata nuklir pemusnah massal. Sedangkan, Al-Kindi mengungkapkan teorinya itu untuk

membuktikan eksistensi Tuhan dan Keesaan-Nya. Sayangnya, pemikiran cemerlang sang

saintis Muslim tentang teori relativitas itu itu tidak dipopulerkan, bahkan di kalangan kaum

muslimin sendiri hanya sedikit yang mengetahuinya.

Relativitas Dalam Al Qur’an

Sesungguhnya, konsep tentang relativitas ruang dan waktu ini sudah tidak asing lagi bagi

kalangan ilmuwan Islam terdahulu. Karena di dalam Al Qur‘an telah disebutkan berbagai

ayat yang mengisyaratkan relatifnya ruang dan waktu. Alam semesta raya ini selalu

diselimuti misteri. Kitab suci Al Qur‘an yang diturunkan kepada umat manusia merupakan

kuncinya. Allah Subhanahu wa Ta’ala telah menjanjikan bahwa Al Qur‘an merupakan

petunjuk hidup bagi orang-orang yang bertakqwa. Untuk membuka selimut misteri alam

semesta itu, Sang Khalik memerintahkan agar manusia berpikir.

Inilah beberapa keajaiban ayat Al Qur‘an yang membuktikan teori relativitas itu: ―….

Sesungguhnya sehari di sisi Tuhanmu adalah seperti seribu tahun dari tahun-tahun yang kamu

hitung.‖ (QS: Al-Hajj: 47).

―Dia mengatur urusan dari langit ke bumi, kemudian (urusan) itu naik kepadanya-Nya dalam

satu hari yang kadarnya (lamanya) adalah seribu tahun menurut perhitunganmu.‖ (Qs: As-

Sajdah: 5).

―Yang datang dari Allah, yang mempunyai tempat-tempat naik. Malaikat-malaikat dan Jibril

naik (menghadap) kepada Tuhan dalam sehari yang kadarnya limapuluh ribu tahun.‖ (QS. Al

Ma‘aarij: 3-4).

―Dan kamu lihat gunung-gunung itu, kamu sangka dia tetap di tempatnya. Padahal ia berjalan

sebagaimana jalannya awan. (Begitulah) perbuatan Allah yang membuat dengan kokoh tiap-

tiap sesuatu; sesungguhnya Allah Maha Mengetahui apa yang kamu kerjakan.‖ (QS: An-

Naml:88).

―Allah bertanya: ‗Berapa tahunkah lamanya kamu tinggal di bumi?‘ Mereka menjawab:

‗Kami tinggal (di bumi) sehari atau setengah hari, maka tanyakanlah kepada orang-orang

yang menghitung.‘ Allah berfirman: ‗Kamu tidak tinggal (di bumi) melainkan sebentar saja,

kalau kamu sesungguhnya mengetahui‘.‖ (QS. Al Mu‘minuun: 112-114).

Sangat banyak ilmuan-ilmuan muslim dengan segala penemuan pentingnya yang mewarnai

dunia ilmu pengetahuan hari ini, penemuan itu tentunya tak terlepas dari pemahaman mereka

terhadap Al Qur‘an yang memperkuat teori mereka. Tapi sayangnya fakta akan kecerdasan

para ilmuan muslim melalui teorinya ‗dicontek‘ oleh para ‗ilmuan‘ barat. Sehingga sedikit

demi sedikit nama ilmuan muslim tertelan oleh zaman modern, seiring munculnya ‗teori

baru‘ yang ‗katanya‘ dipopolerkan oleh para orang-orang barat. Sehingga tanpa disadari

kitapun menjadi pengagum dan penganut teorinya mereka.

Karena keajaiban Al Qur‘an itu, Einstein pernah mengungkapkan kebenaran Al Qur‘an dalam

sebuah tulisannya: ―Al Qur‘an bukanlah buku seperti aljabar atau geometri. Namun, Al

Qur‘an adalah kumpulan aturan yang menuntun umat manusia ke jalan yang benar. Jalan

yang tak dapat ditolak para filosof besar,‖ ungkap Einstein.

Oleh karena itu sudah sepantasnya kita menjadikan Al Qur‘an sebagai pedoman hidup,

siapapun kita, apapun profesi kita dan dimanapun kita berada, karena Al Qur‘an adalah

sumber dari segala sumber ilmu pengetahuan yang akan berlaku sampai akhir zaman.

Wallahu a’lam.

http://achmadfirdaus.wordpress.com/tag/teori-relativitas-khusus/

Teori Relativitas Einstein adalah teori yang sangat terkenal, tetapi sangat sedikit yang kita

pahami. Utamanya, teori relativitas ini merujuk pada dua elemen berbeda yang bersatu ke

dalam sebuah teori yang sama: relativitas umum dan relativitas khusus. Theori relativtas

khusus telah diperkenalkan dulu, dan kemudian berdasar atas kasus-kasus yang lebih luas

diperkenalkan teori relativitas umum.

Konsep teori relativitas

Teori relativitas khusus Einstein-tingkah laku benda yang terlokalisasi dalam

kerangka acuan inersia, umumnya hanya berlaku pada kecepatan yang mendekati

kecepatan cahaya.

Transforasi Lorentz-persamaan transformasi yang digunakan untuk menghitung

perubahan koordinat benda pada kasus relativitas khusus.

Teori relativitas umum Einstein-Teori yang lebih luas, dengan memasukkan graviti

sebagai fenomena geometris dalam sistem koordinat ruang dan waktu yang

melengkung, juga dimasukkan kerangka acuan non inersia (misalnya, percepatan).

Prinsip relativitas fundamental.

Apakah relativitas itu?

Relativitas klasik (yang diperkenalkan pertama kali oleh Galileo Galilei dan didefinisikan

ulang oleh Sir Isaac Newton) mencakup transformasi sederhana diantara benda yang bergerak

dan seorang pengamat pada kerangka acuan lain yang diam (inersia). Jika kamu berjalan di

dalam sebuah kereta yang bergerak, dan seseorang yang diam diatas tanah (di luar kereta)

memperhatikanmu, kecepatanmu relatif terhadap pengamat adalah total dari kecepatanmu

bergerak relatif terhadap kereta dengan kecepatan kereta relatif terhadap pengamat. Jika

kamu berada dalam kerangka acuan diam, dan kereta (dan seseorang yang duduk dalam

kereta) berada dalam kerangka acuan lain, maka pengamat adalah orang yang duduk dalam

kereta tersebut.

Permasalahan dengan relatifitas ini terjadi ketika diaplikasikan pada cahaya, pada akhir 1800-

an, untuk merambatkan gelombang melalui alam semesta terdapat substansi yang dikenal

dengan eter, yang mempunyai kerangka acuan(sama seperti pada kereta pada contoh di atas).

Eksperimen Michelson-Morley, bagaimanapun juga telah gagal untuk mendeteksi gerak bumi

relatif terhadap eter, dan tak ada seorangpun yang bisa menjelaskan fenomena ini. Ada

sesuatu yang salah dalam interpretasi klasik dari relatifitas jika diaplikasikan pada

cahaya…dan kemudian muncullah pemahaman baru yang lebih matang setelah Einstein

datang untuk menjelaskan fenomena ini.

Pengenalan tentang relativitas khusus

Pada tahun 1905, albert eintein mempubilkasikan (bersama dengan makalah lainnya)

makalah yang berjudul, ―On the Electrodynamics of Moving Bodies‖ atau dalam bahasa

indonesianya kurang lebih demikian,‖Elektrodinamika benda bergerak‖ dalam jurnal

Annalen der physik. Makalah yang menyajikan teori relativitas khusus, berdasarkan dua

postulat utama:

Postulat Einstein

Prinsip relativtas (pestulat pertama): Hukum-hukum fisika adalah sma untuk setiap

kerangka acuan

Prinsip kekonstanan kecepatan cahaya (postulat kedua): Cahaya dapat merambat dalam

vakum (misalnya, ruang vakum, atau ―ruang bebas‖), kecepatan cahaya dinotasikan dengan c,

yang konstan terhadap gerak benda yang meiliki radiasi.

sebenarnya, makalah tersebut menyajikan lebih formal, formulasi matematika dari postulat

tersebut. Bentuk dari postulat mungkin sedikit berbeda dari buku teks yang satu dengan yang

lain karena translasi dari bentuk matematika Jerman dengan bentuk Inggris yang selama ini

sering kita lihat.

Postulat kedua sering ditulis sembarangan dengan memasukkan bahwa kecepatan cahaya

dalam ruang hampa adalah c untuk setiap kerangka acuan. Sebenarnya postulat ini adalah

berasal dari dua postulat, bukan dari postulat kedua itu sendiri.

Postulat pertama kelihatan lebih masuk akal, tetapi bagaimanapun juga postulat kedua

merupakan revolusi besar dalam ilmu fisika. Einstein sudah memperkenalkan teori foton

cahaya dalam makalahnya pada efek fotolistrik (yang menghasilkan kesimpulan

ketidakperluan eter). Postulat kedua, adalah sebuah konsekuensi dari foton yang tak bermassa

bergerak dengan kecepatan c pada ruang hampa. Eter tidak lagi memiliki peran khusus

sebagai kerangka acuan inersia ―mutlak‖ alam semesta, jadi bukan hanya tidak perlu, tetapi

juga secara kualitatif tidak berguna di dalam relativitas khusus.

Adapun makalah tersebut adalah untuk menggabungkan persamaan Maxwell untuk listrik dan

magnet dengan gerak elektron dengan kecepatan mendekati kecepatan cahaya. Hasil dari

makalah Einstein adalah memperkenalkan transformasi koordinat baru, dinamakan

transformasi Lorentz, antara kerangka acuan inersia. Pada kecepatan lambat, transformasi ini

pada dasarnya identik dengan moel klasik, untuk kecepetan yang mendekati kecepatan

cahaya, menghasilkan nilai yang berbeda secara radikal.

Efek dari Relativitas Khusus

Relativitas khusus menghasilkan beberapa konsekuensi dari penggunaan transformasi

Lorentz pada kecepatan tinggi (mendekati kecepatan cahaya). Diantaranya adalah :

Dilatasi waktu (termasuk ―paradok kembar‖ yang terkenal)

Konstraksi panjang

Transformasi kecepatan

Efek doppler relativistk

Simultanitas dan sinkronisasi waktu

Momentum relativistik

Energi kinetik relativistik

Massa relativistik

Energi total relativistik

Selain itu, manipulasi aljabar sederhana dari konsep-konsep di atas menghasilkan dua hasil

signifikan yang pantas dijelaskan sendiri.

Hubungan Massa-Energi

Enstein mampu menunjukkan bahwa terdapat hubungan antara massa dan energi, melalui

rumus yang sangat terkenal E=mc2. Hubungan ini telah dibuktikan dengan peristiwa yang

sangat dramatis di dunia, ketika bom nuklir melepaskan energi dari massa di Hiroshima dan

Nagasaki pada akhir perang dunia kedua.

Kecepatan Cahaya

Tak ada objek bermassa yang dapat bergerak dipercepat menuju kecepatan cahaya. Hanya

objek tak bermassa, seperti foton, yang dapat bergerak dengan kecepatan cahaya. (foton tidak

bergerak dipercepat menuju kecepatan cahaya, tetapi foton selalu bergerak dengan kecapatan

cahaya).

Tetapi bagi objek fisis, kecepatan cahaya adalah terbatas. Energi kinetik pada kecepatan

cahaya menjadi tak terbatas, jadi tidak pernah dapat dicapai dengan percepatan.

Beberapa telah menunjukkan bahwa sebuah objek secara teori dapat bergerak melebihi

kecepatan cahaya, tetapi sejauh ini tidak ada entitas fisik yang dapat menujukkan itu.

Adopsi Relativitas Khusus

Pada 1908, Max Plank mengaplikasikan bentuk ―teori relativitas‖ untuk menjelaskan konsep

relativitas khusus, karena aturan kunci dari relativitas memainkan peran dalam konsep

tersebut. Pada waktu itu, tentunya bentuk yang diaplikasikan hanya pada relativitas khusus,

karena memang belum terdapat relativitas umum.

Relativitas Einstein tidak segera diterima oleh fisikawan secara keseluruhan, karena kelihatan

sangat teoretis dan conterintuitif. Kemudian Einstein menerima penghargaan Nobel pada

1921, khususnya penyelesaiannya untuk efek fotolistrik dan kontribusinya pada fisika teori.

Tetapi Relativitas masih menjadi kontroversi untuk menjadi referensi spesifik.

Seiring berjalannya waktu, bagaimanapun juga, presiksinya terhadap relativitas khusus

akhirya menjadi kenyataan. Misalkan, jam terbang di selruh dunia telah menunjukkan adanya

perlambatan dengan durasi yang diprediksi oleh teori relativitas.

Albert Einstein tidak menciptakan sendiri transformasi koordinat yang dibutuhkan untuk

relativitas khusus. Dia tidak harus melakukannya, karena transformasi yang dibutukan telah

ada sebelumnya. Einstein menjadi seorang yang ahli dalam pekerjaannya yang terdahulu dan

menyesuaikan diri pada situasi yang baru, dan juga dengan transformasi Lorentz seperti yang

telah Planck gunakan pada 1900 untuk menyelesaikan permasalahan bencana ultraviolet pada

radiasi benda hitam, Einstein merancang solusi untuk efek fotolistrik, dan dengan demikian

dia telah mengembangkan teori foton untuk cahaya.

Asal Mula Transformasi Lorentz

Transformasi Lorentz sebenarnya pertama kali telah diperkenalkan oleh Joseph Larmor pada

1897. Versi yang sedikit berbeda telah diperkenalkan pada beberapa dekade sebelumnya oleh

Woldemar Voigt, tetapi versinya memiliki bentuk kuadrat pada persamaan dilatasi waktu.

Tetapi, persamaan dilatasi waktu kedua versi tersebut dapat ditunjukkan sebagai invarian

dalam persamaan Maxwell.

Seorang Matematikawan dan fisikawan Hendrik Antoon Lorentz mengusulkan gagasan

―waktu lokal‖ untuk menjelaskan relatif simultanitas pada 1895, walaupun dia juga bekerja

secara terpisah pada transformasi yang sama untuk menjelaskan hasil ―nol‖ pada percobaan

Michelson dan Morley. Dia mengenalkan transformasi koordinatnya pada 1899, dan

menambahkan dilatasi waktu pada 1904.

Pada 1905, Henri Poincare memodifikasi formulasi aljabar dan menyumbangkannya kepada

Lorentz dengan nama ―Transformasi Lorentz,‖ formulasi Poincare pada transformasi tersebut

pada dasarnya identik dengan apa yang digunakan Einstein.

Transformasi Lorentz tersebut menggunakan sistem koordinat empat dimensi, yaitu tiga

koordinat ruang (x, y, dan z) dan satu koordinat waktu (t). Koordinat baru ditandai dengan

tanda apostrof diucapkan ―abstain,‖ seperti x‘ dibaca ―x-abstain.‖ Pada contoh dibawah ini,

kecepatan adalah dalam arah x‘, dengan besar u:

x‘=(x-ut)/√(1-u2/c

2 )

y‘=y

z‘=z

t‘={t-(u/c^2 )x}/√(1-u2/c

2)

Transformasi tersebut hanya untuk demonstrasi. Aplikasi dari persamaan tersebut akan

ditangani secara terpisah. Bentuk √((1-u2/c

2) sering muncul dalam relativitas sehingga

dilambangkan dengan simbol yunani γ (dibaca gamma) dalam beberapa penyajian.

Perlu diingat bahwa pada kasus u << c (u jauh lebih kecil dibandingkan c), maka u2/c

2 akan

menjadi sangat kecil sehingga di dalam bentuk akar akan menghasilkan nilai satu, maka nilai

γ akan menjadi satu. Oleh karena itu, dilatasi ruang dan waktu menjadi sangat tidak

berpengaruh untuk benda yang bergerak jauh dibawah kecepatan cahaya.

Konsekuensi dari Transformasi Lorentz

Relativitas khusus menghasilkan beberapa konsekuensi dari penggunaan Transformasi

Lorentz pada kecepatan tinggi (mendekati kecepatan cahaya). Diantaranya adalah :

Dilatasi waktu (termasuk ―paradok kembar‖ yang terkenal)

Konstraksi panjang

Transformasi kecepatan

Efek doppler relativistk

Simultanitas dan sinkronisasi waktu

Momentum relativistik

Energi kinetik relativistik

Massa relativistik

Energi total relativistik

Kontroversi Lorenz dan Einstein

Beberapa orang mengatakan bahwa sebenarnya sebagian besar pekerjaan dari relativitas

khusus yang telah dikerjakan einstein telah ada dalam transformasi Lorentz. Konsep dilatasi

dan simultanitas untuk pergerakan benda telah disebutkan dan secara matematis telah

dikembangkan oleh Lorentz dan Poincare. Beberapa orang mengganggap bahwa Einstein

adalah seorang plagiator.

Tentunya terdapat validitas untuk tuduhan tersebut. Tentu saja, revolusi besar Einstein

dibangun berdasarkan pekerjaan-pekerjaan orang lain, dan Einstein mendapatkan banyak

hasil atas apa yang telah mereka hasilkan secara kasar.

Pada waktu yang sama, tetapi harus dipertimbankan bahwa Einstein mengambi konsep-

konsep dasar ini dan memebangunnya menjadi sebuah kerangka teori yang menjadikan

konsep-konsep tersebut untuk bukan hanya sekedar trik matematis untuk menyelamatkan

dying teori (teori sekarat) seperti teori eter, melainkan menggunakan aspek-aspek

fundamental alam pada tempatnya. Terdapat ketidakjelasan bahwa Larmor, Lorentz, atau

Poincare yang dimaksudkan agar berani bergerak, namun sejaraha telah memberikan

penghargaan kepada Einstein atas wawasan dan keberainannya.

Pada 1905, Teori Einstein (relativitas khusus), dia menunujukkan bahwa diantara kerangka

acuan inersia tidak terdapat kerangka acuan ―utama.‖ Perkembangan dari relativitas umum

terjadi, sebagian sebagai upaya untuk menunjukkan bahwa ini benar di antara non-inersia

(yaitu mempercepat) kerangka acuan juga.

Evolusi Relativitas Umum

Pada 1907, Einstein mempublikasikan artikelnya yang pertama pada Efek gravitasi pada

cahaya dibawah relativitas khusus. Pada makalah tesebut, Einstein menguraikan ―prinsip

ekuivalensi,‖ yang menyatakan bahwa pengamatan pada percobaan di bumi (dengan

percepatan gravitasi g) akan identik dengan pengamatan pada percobaan dalam roket yang

bergerak dengan kecepatan g. Prinsip ekuivalensi tersebut diformulasikan sebagai:

we [...] assume the complete physical equivalence of a gravitational field and a

corresponding acceleration of the reference system.

Yang artinya kurang lebih demikian :

Kami [...] mengasumsikan kesetaraan fisis lengkap dari medan gravitasi dan hubungannya

dengan percepatan dari sistem kerangka acuan.

Seperti yang dikatakan Einstein atau pada buku Fisika Modern:

There is no local experiment that can be done to distinguish between the effects of a uniform

gravitational field in a nonaccelerating inertial frame and the effects of a uniformly

accelerating (noninertial) reference frame.

Atau dalam bahasa indonesia kurang lebih demikian :

Tidak ada percobaaan lokal yang dapat dilakukan untuk membedakan antara efek dari

medan gravitasi seragam dalam kerangka acuan yang tidak dipercepat dan efek dari

percepatan seragam (tidak inersia) kerangka acuan.

Artikel kedua pada subjek muncul pada tahun 1911, dan 1912 Einstein secara aktif bekerja

untuk memahami sebuah teori relativitas umum yang bisa menjelaskan relativitas khusus,

tetapi juga akan menjelaskan gravitasi sebagai fenomena geometris.

Pada tahun 1915, Einstein menerbitkan serangkaian persamaan diferensial yang dikenal

sebagai persamaan medan Einstein. Relativitas umum Einstein menggambarkan alam semesta

sebagai suatu sistem geometris tiga ruang dan satu dimensi waktu. Kehadiran massa, energi,

dan momentum (kuantutasi secara kolektif sebagai kepadatan massa-energi atau tekanan-

energi) yang dihasilkan dalam tekukan sistem koordinat ruang-waktu. Gravitasi, oleh karena

itu, merupakan sebuah pergerakan sepanjang ―sederhana‖ atau paling tidak rute energetik

sepanjang lengkungan ruang-waktu.

Bentuk Matematika Dari Relativitas Umum

Pada bentuk yang sederhana, dan menghilangan matematika yang kompleks, Einstein

menemukan hubungan antara kelengkungan ruang-waktu dengan kerapatan massa-energi:

(Kelengkungan ruang-waktu) = (kerapatan massa-energi)*8µG/c4

Persamaan tersebut menunjukkan hubungan secara langsung, proporsional terhadap kontanta.

Kontanta gravitasi G, berasal dari hukum Newton untuk gravitasi, sementara ketergantungan

terhadap kecepatan cahaya, c, adalah berasal dari teori relativitas khusus. Dalam kasus nol

(atau mendekati nol) (yaitu ruang hampa), ruang-waktu berbentuk datar. Gravitasi klasik

adalah kasus khusus untuk manifestasi gravitasi pada medan gravitasi lemah, dimana bentuk

c4 (denominator yang sangat besar) dan G (nilai yang sangat kecil) membuat koreksi

kelengkungan kecil.

Sekali lagi, Einstein tidak tidak keluar dari topik. Dia bekerja keras dengan geometri

Riemannian (geometri non Euclidean yang dikembangkan oleh matematikawan Bernhard

Riemann beberapa tahun sebelumnya), meskipun ruang yang dihasilkan adalah 4 dimensi

Lorentzian bermacam-macam daripada geometri Riemann ketat. Namun, karya Riemann

sangat penting bagi persamaan medan Einstein.

Apakah sebenarnya Relativitas Umum?

Untuk analogi relativitas umum, pertimbangkan bahwa kamu membentangkan sebuah seprai

atau suatu lembaran yang datar dan elastik. Sekarang kamu meletakkan sesuatu dengan berat

yang bervariasi pada lembaran tersebut. Jika kita menempatkan sesuatu yang sangat ringan

maka bentuk seprai akan sedikit lebih turun sesuai dengan berat benda tersebut. Tetaoi jika

kamu meletakkan sesuatu yang berat, maka akan terjadi kelengkungan yang lebih besar.

Asumsikan terdapat benda yang berat berada pada lembaran tersebut, dan kamu meletakkan

benda lain yang lebih ringan di dekatnya. Kelengkungan yang diciptakan oleh benda yang

lebih berat akan menyebabkan benda yang lebih ringan ―terpeleset‖ disepanjang kurva ke

arah kurva tersebut, karena benda yang lebih ringan mencoba untuk mencapai keseimbangan

sampai pada akhirnya benda tersebut tidak bergerak lagi (dalam kasus ini, tentu saja terdapat

pertimbangan lain, misalnya bentuk dari benda tersebut, sebuah bola akan menggelinding,

sedangkan kubus akan terperosot, karena pengaruh gesekan atau semacamnya).

Hal ini serupa dengan bagaimana relativitas umum menjelaskan gravitasi. Kelengkungan dari

cahaya bukan karena beratnya, tetapi kelengkungan yang diciptakan oleh benda berat lain

yang membuat kita tetap melayang di luar angkasa. Kelengkungan yang diciptakan oleh bumi

membuat bulan tetap bergerak sesuai dengan orbitnya, tetapi pada waktu yang sama,

kelengkungan yang diciptakan bulan cukup untuk mempengaruhi pasang surut air laut.

Pembuktian Relativitas Umum

Semua temuan-temuan relativitas khusus juga mendukung relativitas umum, karena teori-

teori ini adalah konsisten. Relativitas umum juga menjelaskan semua fenomena-fenomena

mekanika klasik, yang juga konsisten. Selain itu, beberapa temuan mendukung prediksi unik

dari relaivitas umum:

Presisi dari perihelion Merkurius

Pembelokan gravitasi cahaya bintang

Pelebaran alam semesta (dalam bentuk konstanta kosmologis)

Delay dari gema radar

Radiasi Hawking dari black hole

Prinsip-Prinsip Fundamental dari Relativitas

Prinsip umum relativitas: Hukum-hukum fisika harus sama untuk setiap pengamat,

terlepas dari mereka dipercepat atau tidak.

Prinsip kovarian umum: hukum-hukum fisika harus memiliki bentuk yang sama

dalam semua sistem koordinat.

Gerak Inersia adalah gerak geodesik: Garis dunia dari partikel yang tidak terpengarus

oleh gaya-gaya (yaitu gerak inersia) adalah bakal waktu atau null geodesik dari ruang

waktu. (ini berarti tangen vektornya negatif atau nol.)

Invarian lokal Lorentz: aturan-aturan dari relativitas khusus diaplikasikan secara lokal

untuk semua pengamat inersia.

Lengkungan ruang-waktu: seperti yang dijelaskan oleh persamaan medan Einstein,

lengkungan ruang dan waktu, sebagai responnya terhadap massa, energi, dan

momentum menghasilkan pengaruh gravitasional yang dilihat sebagai bentuk gerak

inersia.

Prinsip ekuivalensi, di mana Albert Einstein menggunakannya sebagai titik awal untuk

relativitas umum, membuktikan konsekuensinya terhadap prinsip-prinsip tersebut.

Relativitas Umum dan Konstanta Kosmologis

Pada 1922, para ilmuwan menemukan bahwa aplikasi dari persamaan medan Einstein pada

bidang kosmologi menghasilkan perluasan alam semesta. Einstein percaya bahwa alam

semesta itu statis (dan karena itu pemikiran persamaannya menjadi salah), penambahan

konstanta kosmologis pada persamaan medan, yang memungkinkan hasil statis.

Edwin Hubble, pada 1929, menemukan bahwa terdapat pergesaranmerah dari bintang-

bintang jauh, yang menyiratkan bahwa bintang-bintang itu bergerak terhadap bumi. Alam

semesta tampaknya berkembang. Einstein menghilangkan kontanta kosmologis dari

persamaannya dan menyebutnya sebagai kesalahan terbesar dalam karirnya.

Pada 1990, ketertarikan pada konstanta kosmologis kembali ada dalam bentuk dark energy.

Solusi untuk teori medan kuantum telah menghasilkan sejumlah besar energi dalam ruang

hampa kuantum yang berakibat pada percepatan perluasan alam semesta.

Relativitas Umum dan Mekanika Kuantum

Ketika para fisikawan berupaya untuk menerapkan teori medan kuantum pada medan

gravitasi, hal-hal menjadi sangat kacau. Pada betuk matematis, kuantitas fisis terjadi

penyimpangan, atau hasil yang tak terhingga. Medan gravitasi di bawah relativitas umum

memerlukan koreksi angka tak terhingga atau ―renormalisasi‖, konstanta-kontanta untuk

penyesaiannya ke dalam persamaan yang terpecahkan.

Upaya untuk memecahkan ―masalah renormalization‖ terletak di jantung teori kuantum

gravitasi. Teori-teori gravitasi kuantum biasanya bekerja mundur, meramalkan sebuah teori

dan kemudian mengujinya dan bukan benar-benar mencoba untuk menentukan konstanta

yang tak terbatas diperlukan. Ini trik lama dalam fisika, tapi sejauh ini tidak ada teori telah

cukup terbukti.

Beberapa Kontrovesi Lainnya.

Masalah utama dengan relativitas umum, yang telah sebaliknya sangat sukses, adalah

keseluruhan ketidaksesuaian dengan mekanika kuantum. Potongan besar teori fisika

ditujukan ke arah mencoba untuk menyamakan dua konsep: pertama yang memprediksi

fenomena makroskopik melintasi ruang dan kedua yang memprediksi fenomena mikroskopik,

sering kali dalam ruang yang lebih kecil daripada sebuah atom.

Selain itu, ada beberapa kekawatiran Einstein yang sangat diperhatikan terhadap ruang-

waktu. Apa itu ruang-waktu? Apakah hal tesebut ada secara fisik? Beberapa telah

memperkirakan ―busa kuantum‖ yang menyebar ke seluruh alam semesta. Usaha baru pada

teori string (dan pada teori anakannya) menggunakan ini atau penggambaran kuantum lain

dari ruang-waktu. Sebuah artikel dari majalah New Scientist meperkirakan bahwa ruang-

waktu mungkin adalah sebuah superfluida kuantum dan bahwa seluruh alam semesta dapat

berputas pada sumbu.

Beberapa orang telah menunjukkan bahwa jika ruang-waktu sebagai substansi fisik, itu akan

bertindak sebagai kerangka acuan universal, seperti eter. Penganut Anti-relativitas sangat

gembira mendengar ini, sementara yang lain melihatnya sebagai upaya non ilmiah untuk

mendiskreditkan Enstein dengan membangkitkan sebuah konsep abad-mati.

Isu-isu tertentu dengan singularitas black hole, di mana lengkung ruang-waktu mendekati

pada tak terhingga, juga telah menimbulkan keraguan apakah relativitas umum secara akurat

dapat menggambarkan alam semesta. Sangat sulit untuk diketahui secara pasti, bagaimanapun

juga, selama black hole hanya dapat dipelajari seperti saat ini.

Sampai ia berdiri sekarang, relativitas umum adalah teori yang sangat sukses tetapi sangat

sulit dibayangkan dan akan merugikan banyak orang karena ketidakkonsistennya dan

kontroversi sampai mucul fenomena yang sangat bertentangan dengan prediksi dari teori.

Kutipan Mengenai Relativitas

“Spacetime grips mass, telling it how to move, and mass grips spacetime, telling it how to

curve” — John Archibald Wheeler.

“The theory appeared to me then, and still does, the greatest feat of human thinking about

nature, the most amazing combination of philosophical penetration, physical intuition, and

mathematical skill. But its connections with experience were slender. It appealed to me like a

great work of art, to be enjoyed and admired from a distance.” — Max Born

http://kurniafisika.wordpress.com/2009/10/03/gambaran-umum-teori-relativitas-einstein/