Postulat Pertama Einstein (Teori Relativitas Khusus)

Postulat 1 Einstein

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).

Postulat Pertama Einstein (Teori Relativitas Khusus)

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.



Referensi

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.