Teori
relativitas
Teori relativitas Albert Einstein adalah
sebutan untuk kumpulan dua teori fisika: relativitas umum dan relativitas
khusus. Kedua teori ini diciptakan untuk menjelaskan bahwagelombang
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, namun isi hukum fisika
akan terlihat sama oleh keduanya.
Relativitas khusus
Tulisan
Einstein tahun 1905, "Tentang Elektrodinamika Benda
Bergerak", memperkenalkan teori
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 di 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 cahayaakan 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, namun menjadi semua kerangka acuan.
Relativitas umum
Relativitas umum diterbitkan
oleh Einstein pada 1916 (disampaikan sebagai satu seri pengajaran di hadapan "Prussian Academy
of Science"25 November 1915). Akan tetapi, matematikawan Jerman David Hilbert menulis
dan menyebarluaskan persamaan sejenis sebelum Einstein. Ini tidak menyebabkan
tuduhan pemalsuan oleh Einstein, tetapi kemungkinan mereka merupakan para
pencipta relativitas umum.
Teori
relativitas umum menggantikan hukum gravitasi Newton.
Teori ini menggunakan matematika geometri diferensial dan tensor untuk
menjelaskan gravitasi. Teori ini memiliki bentuk yang
sama bagi seluruh pengamat, baik bagi pengamat yang bergerak dalam kerangka acuan lembam ataupun bagi pengamat yang bergerak dalam kerangka acuan yang dipercepat.
Dalam relativitas umum, gravitasi bukan lagi sebuah gaya (seperti dalam Hukum gravitasi Newton) tetapi merupakan konsekuensi dari kelengkungan
(curvature) ruang-waktu. Relativitas umum menunjukkan bahwa kelengkungan
ruang-waktu ini terjadi akibat kehadiran massa.