Einstein Mengubah Persepsi Gravitasi Sains – Albert Einstein membuka mata umat manusia ke alam semesta. Sebelum Einstein, ruang tampak tanpa sifat dan tidak berubah, sebagaimana Isaac Newton telah mendefinisikannya dua abad sebelumnya.

Dan waktu, Newton menyatakan, mengalir dengan kecepatannya sendiri, tidak menyadari jam yang mengukurnya. Tetapi Einstein memandang ruang dan waktu dan melihat satu tahap dinamis – ruangwaktu – di mana materi dan energi bergerak, menghasilkan suara dan kemarahan, menandakan gravitasi. dewa slot

Hukum gravitasi Newton telah menyatukan fisika bumi dari apel yang jatuh dengan tarian kosmik planet dan bintang. Tapi dia tidak bisa menjelaskan caranya, dan dia menolak untuk mencoba. Butuh Einstein untuk mengetahui modus operandi gravitasi yang sebenarnya. Gravitasi, Einstein menunjukkan, tidak hanya membuat apa yang naik selalu turun. Gravitasi membuat alam semesta berputar. https://www.americannamedaycalendar.com/

Rahasia gravitasi menyerah pada teori relativitas umum Einstein, yang diungkapkan dalam serangkaian makalah yang dikirimkan satu abad yang lalu November ini ke Akademi Prusia di Berlin. Satu dekade sebelumnya, teori relativitas khususnya telah menggabungkan materi dengan energi sambil menyiratkan kesatuan ruang dan waktu (segera dibaptis sebagai ruangwaktu). Setelah bertahun-tahun berjuang, Einstein berhasil menunjukkan bahwa materi dan ruangwaktu saling berinteraksi dengan meniru gagasan naif Newton yang massa menarik satu sama lain.

Gravitasi, kata Einstein, sebenarnya memindahkan materi di sepanjang jalur lengkung yang terkandung dalam ruangwaktu – jalur yang tercetak oleh massa dan energi itu sendiri. Seperti diungkapkan beberapa dekade kemudian oleh fisikawan John Archibald Wheeler, massa mencengkeram ruangwaktu, memberi tahu cara melengkung, dan ruangwaktu mencengkeram massa, memberi tahu cara bergerak.

Teori Einstein menjelaskan pengamatan terkenal bahwa gravitasi Newton tidak bisa: kehalusan dalam orbit planet Merkurius. Dan persamaannya menyiratkan sedikit penyimpangan lebih lanjut dari perhitungan Newton. Selama abad terakhir, prediksi relativitas umum telah berulang kali diverifikasi oleh pengukuran presisi modern. Bagi para fisikawan saat ini, relativitas umum dan gravitasi pada dasarnya adalah sinonim.

Tetapi relativitas umum adalah lebih dari sekedar memahami gravitasi. Ini tentang menjelaskan totalitas keberadaan. Relativitas umum mengilhami visi baru dari seluruh jalinan kosmos. Dari relativitas umum mengalir kesadaran bahwa alam semesta mengembang, bahwa ia berisi lubang tak berdasar ruangwaktu yang disebut lubang hitam, bahwa ia dilalui oleh riak-riak di ruang angkasa yang dipicu oleh tabrakan dahsyat.

“Implikasi bagi jangkauan alam semesta lebih jauh lebih mengejutkan daripada yang bahkan Einstein sadari,” tulis fisikawan Stephen Hawking.

Relativitas umum menjelaskan bagaimana alam semesta dapat mematuhi hukum-hukum fisika yang berlaku untuk segala bentuk gerak. Ini adalah inti dari mengidentifikasi dan menyelidiki pertanyaan-pertanyaan penting tentang ruang dan waktu, keberadaan dan kenyataan. Dan implikasinya tidak terbatas pada kekhawatiran esoterik pada skala kosmik – ia memiliki dampak turun-ke-Bumi juga. Tanpa relativitas umum, misalnya, perangkat GPS tidak akan berharga. Sinyal satelit yang dirancang untuk menjaga mobil Anda tetap berada di jalan yang benar akan hilang jika tidak dikoreksi karena efek yang diprediksi oleh matematika Einstein.

• Revolusi gravitasi

Dalam perjalanannya menuju relativitas umum, Einstein sendiri melakukan banyak kesalahan. Dari tahun 1907 hingga 1914 ia berjuang dengan apa yang oleh ahli fisika Abraham Pais disebut sebagai “salah satu masalah tersulit abad ini” – menjelaskan gravitasi dengan cara yang memungkinkan hukum alam sama untuk semua pengamat, tidak peduli bagaimana mereka bergerak. Einstein harus belajar matematika baru dan membuang prasangka umum, seperti kepercayaan universal bahwa geometri Euclidean menggambarkan realitas secara akurat. Dia berjuang dengan gangguan, baik dalam kehidupan pribadinya dan dalam masalah fisika yang ditimbulkan oleh teori kuantum. Dan dia menemukan bahwa alam dengan keras kepala menolak untuk bekerja sama. Pada 1914 ia pada dasarnya menyerah, percaya bahwa upaya yang sebagian berhasil – semacam semangat relativitas umum – adalah yang terbaik yang dimungkinkan oleh alam.

Namun entah bagaimana otak Einstein mem-boot ulang. Teorinya mulai menguat, dan ia dengan cepat menyusun empat makalah, satu minggu, selama November 1915. Pada makalah terakhir ia akhirnya menemukan persamaan yang menentukan yang meluncurkan revolusi gravitasinya.

Empat tahun kemudian, relativitas umum menjadikan Einstein dirinya seorang selebritas. Jika gravitasi melengkung ke angkasa, ia telah menyadarinya sejak awal, sebuah berkas cahaya yang lewat di dekat benda besar (katakanlah, matahari) akan dibelokkan dari arahnya. Lendutan itu akan menggeser posisi sumber cahaya yang tampak (katakanlah, bintang yang jauh). Selama gerhana matahari, pergeseran semacam itu dapat difoto dan diukur. Pengukuran semacam itu, dilakukan selama ekspedisi gerhana pada tahun 1919, mengkonfirmasi perhitungan Einstein. Bahkan tanpa Twitter untuk menyebarkan berita, kemenangan Einstein memicu sensasi media.

“Cahaya semua miring di langit, orang-orang sains kurang lebih agog,” kata salah satu berita utama surat kabar paling terkenal dalam sejarah sains, di New York Times, 10 November. Dan dari Times of London pada 7 November: “Revolusi dalam Sains, Teori Baru Alam Semesta, Gagasan Newtonian Digulingkan.”

Einstein menjadi legenda, namanya selamanya identik dengan jenius.

Ternyata, beberapa tekukan cahaya akan diharapkan bahkan dengan gravitasi Newton, seperti yang telah dihitung Johann von Soldner (tidak diketahui Einstein) lebih dari seabad sebelumnya. Tapi Einstein memperkirakan dua kali lipat lentur yang dimiliki von Soldner. Dan meskipun pengukuran awal adalah mentah, mereka jauh lebih dekat dengan prediksi Einstein daripada Newton. Dalam gerhana berikutnya, perhitungan Einstein telah berulang kali dikonfirmasi. Gravitasi membelokkan cahaya seperti yang dibutuhkan relativitas umum.

Efek lentur umum relativitas terbukti bermanfaat lebih dari sekadar menguatkan teori Einstein. Dengan menekuk cahaya, massa bertindak seperti lensa; “pelensaan gravitasi” seperti itu mengubah posisi nyata dari objek yang jauh, membuat beberapa gambar darinya, atau (jika gambar saling tumpang tindih) yang tampak mencerahkannya. Efek tersebut dapat digunakan untuk menyelidiki distribusi materi di ruang angkasa atau mendeteksi keberadaan massa yang tak terlihat.

“Sejak penemuan lensa gravitasi pertama, fenomena tersebut telah dieksploitasi untuk memetakan distribusi massa di sekitar galaksi dan kluster, dan untuk mencari materi gelap, energi gelap, benda padat, dan planet ekstrasurya,” fisikawan Clifford Will mencatat dalam sebuah makalah terbaru.

Lensing gravitasi pertama kali diamati pada tahun 1979, tetapi Einstein menduga kemungkinannya pada tahun 1912, bahkan sebelum teorinya selesai. Baru pada tahun 1936 ia menerbitkan sebuah makalah tentang itu, Will mencatat, “terutama, tampaknya, untuk membuat insinyur listrik Ceko bernama Rudi Mandl untuk berhenti mengganggu dia tentang hal itu.” Will, dari University of Florida di Gainesville, tidak menyebutkan bahwa Mandl pertama kali mendekati Science News Letter (pendahulunya Science News) dengan gagasan lensa gravitasi; majalah membayar pengeluarannya untuk mengunjungi Einstein, yang kemudian setuju untuk melakukan perhitungan yang disarankan Mandl (SNL: 12/19/36, hlm. 388). Makalah Einstein, yang diterbitkan dalam Science, menyarankan bahwa efeknya tidak akan pernah diperhatikan. Tetapi eksplorasi astronomi modern membuktikan sebaliknya.

Einstein juga ambivalen tentang konsekuensi lain dari relativitas umum. Pada tahun 1916, misalnya, ia mengangkat kemungkinan radiasi gravitasi – gelombang berdesir melalui ruangwaktu setelah tubuh masif tiba-tiba mengubah gerakannya, seperti ketika bertabrakan dengan massa lain. Gelombang semacam itu seharusnya ada, Einstein beralasan, karena relativitas umum membutuhkan pengaruh gravitasi untuk menyebar dengan kecepatan cahaya (sedangkan gravitasi Newton mentransmisikan dirinya secara instan). Namun kemudian Einstein berubah pikiran. Pada tahun 1936, ia dan Nathan Rosen mengajukan sebuah makalah yang menyatakan bahwa gelombang seperti itu tidak ada sama sekali. Tetapi kertas mereka mengandung kesalahan. Saat ini, realitas gelombang gravitasi telah ditetapkan secara meyakinkan dengan metode tidak langsung, dan percobaan untuk mendeteksi mereka secara langsung sedang berlangsung (lihat “Memperbesar Kosmos”).

Para astronom telah mendeteksi keturunan lain dari relativitas umum, lubang hitam, di seluruh kosmos. Tapi Einstein juga tidak percaya mereka akan ada.

Keberadaan lubang hitam telah diramalkan hanya beberapa minggu setelah Einstein menyerahkan makalah relativitas umum ke Akademi Prusia. Karl Schwarzschild, seorang astronom Jerman yang bertugas dalam Perang Dunia I di front Rusia, menyusun solusi untuk persamaan rumit Einstein untuk geometri ruangwaktu di sekitar bola besar. Itu adalah langkah matematika pertama untuk menggambarkan lubang hitam di ruang angkasa. Tetapi Schwarzschild tidak mengejar topik tersebut; dia meninggal beberapa bulan kemudian karena penyakit kulit. Tidak sampai akhir 1960-an lubang hitam muncul sebagai iklan relativitas umum yang paling menonjol, merangsang sains dan imajinasi populer. Mereka menjadi produk paling glamor dari sebuah teori yang disusun oleh imaginer terbaik sains.

Demikian pengetahuan yang bisa kami informasikan! Terimakasih sudah membaca!…