Sedikit Menilik Rahasia Alam Semesta: Petualangan Ringan dalam Teori Relativitas Umum
Pengantar
Alam semesta memiliki sejuta rahasia didalamnya. Alam semesta merupakan sebuah laboratorium raksasa yang penuh dengan misteri yang menunggu untuk diungkap, satu demi satu. Dalam upaya manusia untuk memahami dan mengungkap rahasia ataupun misteri alam semesta ini, maka teori relativitas umum telah membukakan jalan baru yang menarik. Â
Teori Relativitas merupakan salah satu teori fisika modern dan merupakan salah satu pencapaian gemilang dalam perkembangan ilmu fisika, teori yang membuka pemahaman lebih tentang alam semesta. Teori yang juga meruntuhkan mekanika klasik terutama Hukum Gravitasi Universal milik Newton. Dalam artikel ini, kami mengajak anda untuk berpetualang ringan dalam teori relativitas umum.
Pembahasan
Mengapa Relativitas Umum Penting?
Sebelum memasuki perjalanan ini, penting untuk memahami mengapa Relativitas Umum memiliki peran yang begitu signifikan dalam fisika modern. Teori ini mengubah pandangan kita tentang gravitasi, merangkul konsep geometri ruang-waktu yang melengkung akibat adanya massa dan energi. Relativitas Umum memberikan fondasi yang kuat untuk menjelaskan fenomena seperti lentingan cahaya, struktur kosmik, dan bahkan keberadaan lubang hitam.
Runtuhnya Hukum Gravitasi Universal Newton
Sebagai bekal dalam perjalanan ini, penting untuk memahami konsep gaya gravitasi yang terdapat dalam Hukum Gravitasi Universal Newton. Gaya adalah besaran fisika yang dapat mengubah keadaan suatu benda, baik dalam hal bentuk maupun posisi. Dalam mekanika klasik Newton, gravitasi dianggap sebagai gaya tarik-menarik antara benda-benda yang sebanding dengan massa dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak di antara mereka. Gaya gravitasi mengubah keadaan suatu benda yang semula berada pada posisi yang lebih tinggi menjadi posisi yang lebih rendah, atau yang lebih dikenal dengan gerak jatuh bebas.
Dalam mekanika klasik, gaya digambarkan sebagai hasil perkalian antara massa suatu benda dengan percepatannya, dan hal yang sama berlaku untuk gravitasi. Ketika semua benda dijatuhkan dari ketinggian yang sama, mereka akan mencapai permukaan bumi pada waktu yang sama. Namun, pernyataan ini hanya berlaku dalam kondisi ruang hampa udara, di mana tidak ada gaya hambatan udara yang mempengaruhi benda.
Dalam kehidupan sehari-hari, benda-benda dengan bentuk dan massa jenis yang berbeda akan mengalami percepatan yang berbeda ketika jatuh, karena adanya gaya hambatan udara. Namun, hal ini tidak mempengaruhi fakta bahwa setiap benda dengan massa akan jatuh ke pusat bumi dengan percepatan yang sama.
Ketika kita berada di dalam sebuah lift yang bergerak ke atas dengan percepatan konstan. Dalam situasi ini, kita merasakan gaya gravitasi yang menarik kita ke bawah. Dalam hal ini, percepatan atau akselerasi memiliki kesamaan dengan gravitasi. Misalnya, jika suatu roket bergerak dengan percepatan konstan dan memancarkan cahaya tegak lurus dengan arah percepatannya terhadap suatu benda, maka berkas cahaya tersebut akan melengkung dari garis lurus. Hal ini merupakan contoh gaya semu yang dialami oleh cahaya.
Namun, Hukum Gravitasi Universal Newton menyatakan bahwa semua benda bermassa di alam semesta saling tarik menarik. Hal ini bertentangan dengan pengamatan bahwa cahaya yang terkena gaya gravitasi akan melengkung, padahal cahaya tidak memiliki massa. Seharusnya, cahaya bergerak lurus tanpa melengkung. Keadaan ini diamati dan dibuktikan oleh astronom Inggris, Arthur Eddington yeng menyimpulkan bahwa cahaya dilengkungkan oleh gaya gravitasi. Hal ini menjadi masalah yang tidak dapat dijelaskan oleh Hukum Gravitasi Universal milik Newton.
