jelaskan postulat einstein terkait teori relativitas

Teori relativitas adalah teori yang membahas mengenai kecepatan dan percepatan yang diukur secara berbeda melalui kerangka acuan. Konsep dasar dari teori relativitas disusun oleh Albert Einstein menjadi dua jenis, yaitu teori relativitas khusus dan teori relativitas umum.[1] Kedua teori ini diciptakan untuk menjelaskan bahwa gelombang elektromagnetik tidak sesuai dengan teori gerakan Newton. Gelombang elektromagnetik dibuktikan bergerak pada kecepatan yang konstan, tanpa dipengaruhi gerakan sang pengamat. Inti pemikiran dari kedua teori ini adalah bahwa dua pengamat yang bergerak relatif terhadap masing-masing akan mendapatkan waktu dan interval ruang yang berbeda untuk kejadian yang sama, tetapi isi hukum fisika akan terlihat sama oleh keduanya.

Kedua pengamat mengukur nilai numerik yang sama untuk kecepatan cahaya, meskipun pengamat di sebelah kiri bergerak relatif terhadap sumber cahaya.

Relativitas khusus adalah teori mengenai struktur ruang-waktu. Diperkenalkan oleh Einstein melalui karyanya tahun 1905, Tentang Elektrodinamika Benda Bergerak (untuk kontribusi fisikawan lainnya lihat Sejarah relativitas khusus). Relativitas khusus menunjukkan bahwa jika dua pengamat berada dalam kerangka acuan lembam dan bergerak dengan kecepatan sama relatif terhadap pengamat lain, maka kedua pengamat tersebut tidak dapat melakukan percobaan untuk menentukan apakah mereka bergerak atau diam. Bayangkan ini seperti saat Anda berada dalam sebuah kapal selam yang bergerak dengan kecepatan tetap. Anda tidak akan dapat mengatakan apakah kapal selam tengah bergerak atau diam. Teori relativitas khusus disandarkan pada postulat bahwa kecepatan cahaya akan sama terhadap semua pengamat yang berada dalam kerangka acuan lembam.

Postulat lain yang mendasari teori relativitas khusus adalah bahwa hukum fisika memiliki bentuk matematis yang sama dalam kerangka acuan lembam manapun. Dalam teori relativitas umum, postulat ini diperluas untuk mencakup tidak hanya kerangka acuan lembam, tetapi menjadi semua kerangka acuan.

Teori ini juga menyebabkan banyak kejutan. Beberapa diantaranya adalah:

Relativitas simultanitas: 2 kejadian yang simultan untuk 1 pengamat, mungkin tidak simultan bagi pengamat lainnya jika ia bergerak relatif.
Dilatasi waktu: Jarum jam akan bergerak lebih lambat daripada jam pengamat yang "diam".
Massa relativistik
Kontraksi panjang: Objek akan memendek pada arah saat mereka bergerak dalam kaitannya dari pengamat.
Ekivalensi massa-energi: E = mc2, energi dan massa ekivalen dan dapat berubah satu sama lain.
Kecepatan maksimum terbatas: Tidak ada objek, pesan, atau garis medan dapat bergerak lebih cepat daripada kecepatan cahaya di ruang hampa.
Efek gravitasi hanya dapat berpindah melalui ruang hampa pada kecepatan cahaya, tidak lebih cepat atau seketika.[2]

Relativitas umum adalah teori gravitasi yang dikembangkan oleh Einstein pada tahun 1907-1915. Pengembangan relativitas umum dimulai dengan asas ekivalensi, saat keadaan gerak dipercepat dan diam pada sebuah medan gravitasi (contohnya, ketika berada pada permukaan bumi) yang identik secara fisik. Hasilnya adalah jatuh bebas adalah gerak inersia: objek yang sedang jatuh bebas akan jatuh karena itulah bagaimana objek bergerak ketika tidak ada gaya yang diberikan pada benda tersebut, bukan akibat gaya gravitasi seperti pada kasus mekanika klasik. Maka hal ini tidak cocok dengan mekanika klasik dan relativitas khusus karena pada teori ini objek yang bergerak inersia tidak dapat mempercepat terhadap satu sama lain, tetapi objek yang jatuh bebas dapat. Untuk menyelesaikan masalah ini, Einstein mengajukan bahwa ruang-waktu adalah kelengkungan. Tahun 1915, ia merancang persamaan medan Einstein yang menghubungkan kelengkungan ruang-waktu terhadap massa, energi, dan momentum.

Beberapa akibat relativitas umum adalah:

Jam akan bergerak semakin lambat pada lubang gravitasi yang makin dalam.[3] Hal ini disebut dilatasi waktu gravitasi.
Presesi orbit dengan cara yang tidak sama dengan teori gravitasi Newton. (Hal ini telah diamati pada orbit Merkurius dan binary pulsar).
Sinar cahaya berbelok dengan adanya medan gravitasi.
Massa berotasi "menyeret" sepanjang ruang-waktu di sekitarnya, fenomena yang dikenal dengan "frame-dragging".
Meluasnya alam semesta, dan bagian yang jauh bergerak dari kita lebih cepat dari kecepatan cahaya.

Daftar penerbitan dalam fisika
Relativitas khusus
Relativitas umum

^ Putra, V. G. V. (2017). Pengantar Fisika Dasar (PDF). Sleman: CV. Mulia Jaya Publisher. hlm. 64. ISBN 978-602-72713-6-4. Parameter |url-status= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)
^ Greene, Brian. "The Theory of Relativity, Then and Now". Diakses tanggal 2015-09-26.
^ Feynman, Richard Phillips; Morínigo, Fernando B.; Wagner, William; Pines, David; Hatfield, Brian (2002). Feynman Lectures on Gravitation. West view Press. hlm. 68. ISBN 0-8133-4038-1. , Lecture 5

Wikimedia Commons memiliki media mengenai Theory of relativity.

(Inggris) Probe set to test theory of Relativity - Aug. 07, 2004
(Inggris) Living Reviews in Relativity Diarsipkan 2016-12-27 di Wayback Machine. — An open access, peer-refereed, solely online physics journal publishing invited reviews covering all areas of relativity research.
(Inggris) Reflections on Relativity — A complete online course on Relativity.
(Inggris) Relativity explained in words of four letters or less
(Inggris) Briefing on Einstein's Theory of Relativity — A terse dose of insight on the subject.
(Inggris) Evaluation of Manyfold spacetime short cuts from Relativity[pranala nonaktif permanen]
(Indonesia) Teori Gravitasi Kuantum Diskusi Teori Gravitasi Kuantum

Diperoleh dari "https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Teori_relativitas&oldid=19979099"

Postulat pertama Einstein dikenal sebagai prinsip relativitas. Pada postulat ini dinyatakan bahwa: hukum-hukum fisika adalah sama dalam tiap-tiap kerangka acuan inersia. Jika hukum-hukum itu dibedakan maka perbedaan tersebut dapat membedakan satu kerangka inersia dengan kerangka lainnya atau dapat membuat satu kerangka yang bagaimanapun lebih benar dibandingkan kerangka lainnya. Contoh pertama adalah kita mengamati dua anak yang bermain menangkap bola dalam kereta yang bergerak dengan bergerak. Hal ini disebabkan hukum mekanika klasik (Newtonian) adalah sama dalam tiap-tiap sistem inersia (Young dan Freedman, 2003: 649).

Prinsip relativitas Galileo berbunyi bahwa hukum-hukum mekanika seperti hukumhukum yang mengatur benda jatuh yang sahih menurut sebuah kerangka acuan maka juga sahih dalam semua kerangka acuan yang bergerak dengan kelajuan konstan. Dengan kata lain mustahil melalui eksperimen-eksperimen yang yang melibatkan hukum-hukum mekanika, apakah kerangka acuan kita bergerak atau diam terhadap kerangka acuan lainnya yang di dalamnya juga berlaku hukum-hukum mekanika. Einstein memperluas prinsip relativitas Galileo sehingga mencakup semua hukum fisika bukan hanya hukum-hukum mekanika klasik saja tetapi juga mencakup hukum-hukum yang mengatur radiasi gelombang elektromagnetik. Prinsip relativitas Einstein yang telah diperbaharui menyatakan bahwa semua hukum alam sesungguhnya identik dalam semua kerangka acuan yang bergerak secara beraturan terhadap satu sama lain dan oleh karenanya tidak ada cara untuk membedakan gerak beraturan absolut atau diam absolut.

Contoh kedua adalah gaya gerak listrik yang diinduksikan dalam sebuah kumparan oleh magnet batang permanen yang digerakkan keluar masuk kumparan. Dalam kerangka acuan ini kumparan dalam keadaan diam, magnet yang bergerak menyebabkan perubahan fluks magnetik yang melalui kumparan tersebut dan timbul gaya gerak listrik (ggl) induksi pada kumparan. Dalam kerangka acuan yang berbeda dapat dibuat dengan cara magnet dalam keadaan diam, sementara kumparan yang digerakkan dalam medan magnet akan menimbulkan ggl induksi. Menurut prinsip relativitas, kedua sudut pandang tersebut berlaku sama, keduanya harus meramalkan ggl induksi yang sama. Hukum induksi Faraday dapat diterapkan untuk kedua deskripsi tersebut. Jika magnet batang yang digerakkan dan kumparan yang digerakkan tidak memberikan hasil yang sama maka kita dapat menggunakan percobaan ini untuk membedakan satu kerangka inersia dari kerangka inersia lainnya. Tentu saja hal ini bertentangan dengan prinsip relativitas.

Konsep yang tak kalah penting adalah ramalan tentang laju radiasi gelombang elektromagnetik yang diturunkan dari persaman Maxwell, dinyatakan bahwa cahaya dan semua gelombang elektromagnetik bergerak dalam ruang hampa dengan laju konstan c = 299.792.458 m/s atau dibulatkan menjadi 3.108 m/s. Kelajuan cahaya c ini memiliki peran penting dalam relativitas.

Teori relativitas khusus pertama menyebutkan bahwa karena eter tidak dapat dideteksi, dan oleh karenanya tidak bermanfaat maka tidak ada alasan untuk terus menelitinya. Eter tidak dapat dideteksi karena setiap upaya untuk mengukurnya atau mengetahui sifatnya yang berpuncak pada eksperimen Michelson-Morley, sama sekali gagal sekalipun hanya untuk menunjukkan keberadaanya. Eter tidak bermanfaat, karena menurut persamaan-persamaan medan elektromagnetik Maxwell, perambatan cahaya dapat dianggap sebagai perambatan energi melalui ruang hampa sekaligus sebagai pengganggu media eter. Menurut Einstein, medan-medan elektromagnetik bukan merupakan media eter dan tidak terikat dengan media apa pun tetapi merupakan realitas-realitas yang independen dan tidak dapat direduksi menjadi sesuatu lainnya. Penegasan ini dikuatkan oleh ketidakmampuan para fisikawan untuk mendeteksi eter (Zukaf, 2003: 160).

Dengan pernyataan itu Einstein mengakhiri sejarah mekanika yang terkenal itu dengan idenya bahwa peristiwa-peristiwa fisik dapat dijelaskan sebagai objek. Mekanika klasik merupakan cerita tentang objek-objek dan gaya-gaya yang bekerja diantara objek-objek tersebut. Hal ini merupakan pemutusan dari sebuah tradisi yang sudah berusia tiga abad lamanya. Medan elektromagnetik tidak memerlukan objek apapun, medan elektromagnetik bukan media eter, tetapi merupakan realitas-realitas puncak yang tidak dapat dipecah-pecah lagi. Sejak saat itu dalam mekanika kuantum tidak ada perumpamaan konkret yang diasosiasikan dengan teori fisika.

Teori relativitas dan kuantum mengabarkan keterlepasannya dari pengalaman yang mencirikan teori fisika selama ini. Kenyataannya gejala ini terus berlanjut. Sekalipun ada keniscayaan hukum yang mengaturnya, fisika menjadi semakin abstrak ketika merambah ranah-ranah pengalaman yang semakin luas. Hanya waktu yang dapat menjelaskan apakah gejala ini akan berputar balik atau tidak.

Permasalahan kedua adalah ketiadaan kerangka diam absolut. Mengapa kita harus membuat kerangka acuan yang mempunyai hak-hak istimewa terhadap semua kerangka lainnya, kerangka acuan tunggal yang sama sekali tidak bergerak? Secara teoritis kerangka acuan semacam ini dimungkinkan, tetapi karena tidak bias menjadi bagian dari pengalaman kita maka kerangka acuan tersebut ditolak kehadirannya. Tidaklah mungkin meletakkan di dalam struktur teoritis suatu karakteristik yang tidak sesuai dengan pengalaman kita. Einstein telah berhasil dua tembok fisika dan filsafat yang kokoh dan membangun sebuah cara yang benar-benar baru untuk memahami realitas. Tanpa eter dan konsep gerak absolut yang membingungkan, realitas dapat dipahami lebih sederhana.

Demikian artikel penjelasan singkat tentang Postulat Pertama Einstein (Teori Relativitas Khusus) semoga bermanfaat bagi pembaca baik itu kalangan akademisi yang menggeluti bidang ilmu fisika maupun kalangan masyarakat umum untuk menambah wawasan akan bidang ilmu lain.

Young and Freedman. 2003. Trans: P. Silaban. Fisika Universitas. Edisi 10 Jilid 2. Jakarta: Erlangga.

Yusma Wiyatno. Relativitas. Fisika FMIPA UNY. http: // staff . uny. ac.id / sites / default / files / pendidikan / yusman-wiyatmo-drs-msi / relativitas .pdf

Zukav, G. 2003. Trans: Agung Prihantoro dan Fuad Arif Fudiyatarto. Dancing Wu Li Masters An Overview of The New Physics. Yogyakarta: Kreasi Wacana.