Pada artikel sebelumnya kita ketahui bahwa sistem Inersia berlaku juga
pada kerangka Non Inersia. Coba tinjau kembali kasus pengamat dalam elevator
pada artikel sebelumnya. Ketika pengamat dalam elevator melepaskan bola dari
genggamannya, ternyata bola tersebut tetap diam relatif terhadap pengamat dan
dinding elevator. Sehingga kita simpulkan sesuai dengan pernyataan Albert
Einstein bahwa hukum Inersia juga berlaku dalam kerangka Non Inersia seperti
apa yang dibuktikan oleh pengamat dalam elevator yang dipercepat itu. Pertanyaan
yang muncul kemudian adalah jika hukum Inersia berlaku juga untuk kerangka Non
Inersia seperti kasus elevator di atas, maka setiap gaya yang bekerja pada
benda didalam elevator tersebut haruslah saling meniadakan. Sedangkan kita
lihat hanya terdapat satu gaya yang bekerja pada elevator, yaitu
gaya berat semata yang menimbulkan elevator jatuh bebas. Lalu gaya apakah yang
meniadakan pengaruh gaya berat dalam elevator jatuh bebas tersebut? Bukankan
disini ada yang hilang?
Kalau kita
tinjau kembali perumpamaan pertama pada artikel sebelumnya tentang pengamat
dalam kapal, ketika nakhoda mempercepat kapalnya bola bergerak kearah pengamat,
namun disisi lain pengamat juga merasakan dorongan (gaya khayal) yang arahnya berlawanan
dengan arah kecepatan kapal. Gaya khayal ini kemudian disebut gaya Inersia. Dengan
kata lain bahwa didalam kerangka Non Inersia akan muncul gaya Inersia yang
arahnya berlawanan menentang arah kecepatan kerangkanya. Kembali lagi ke kasus elevator,
kita tahu bahwa elevator yang jatuh bebas merupakan kerangka Non Inersia,
sehingga pasti ada gaya Inersia yang arahnya ke atas menentang percepatan elevator.
Sekarang jelaslah bahwa sebenarnya dalam elevator bekerja dua buah gaya yang
saling meniadakan pengaruh yaitu gaya berat yang arahnya kebawah menuju bumi
dan gaya Inersia yang arahnya ke atas menentang pengaruh gaya berat.
Kesimpulan hasil
percobaan khayal dengan elevator di atas mendorong Einstein untuk mengemukakan
asas kesetaraan di tahun 1911 yang berbunyi :
“Dalam sistem
pengamat yang jatuh bebas dalam medan gaya berat (sistem Non Inersia), hukum fisika
berlaku seperti halnya dalam sistem pengamatan tanpa medan gaya berat (sistem Inersia)
dan bahwa gaya Inersia (gaya khayal) setara dengan gaya berat.”
Asas
kesetaraa Einstein ini mempertegas pernyataan Galileo mengenai peristiwa jatuh
bebas, bahwa semua benda bergerak dengan percepatan yang sama di bawah pengaruh
gaya berat yaitu percepatan gaya berat dan tidak bergantung pada massa benda
masing-masing. Kenyataan ini mirip dengan penafsiran fisika mengenai geometri
ruang-waktu lengkung, sehingga dapat disimpulkan bahwa gerak benda yang secara
geometri dinyatakan oleh geodesik ruang waktu lengkung, padanan fisikanya
adalah gerak benda di bawah pengaruh medan gaya berat. Melalui penalaran ini, maka
pada tahun 1916 Albert Einstein menyatakan dalam Teori Relativitas Umumnya
bahwa :
“Hadirnya medan
gaya berat di alam ini sebagai akibat melengkungnya ruang-waktu.”
Jika didalam
fisika Newton gaya berat dinyatakan dengan gaya berat Newton, maka dalam teori
Relativitas Umum medan gaya berat dinyatakan dalam bentuk tensor matrik dari
kuadrat matrik ds. Kebergantungan tensor ini pada titik-titik dalam ruang-waktu
tidak dipilih seenaknya saja, namun harus memenuhi suatu aturan yang disebut
Persamaan Medan Einstein. Persamaan ini adalah suatu persamaan tensor yang
menyatakan hubungan antara penyebaran materi di satu pihak dan kelengkungan
ruang waktu yang dinyatakan melalui Tensor Riemann di pihak lainnya. Hal ini
memberikan penafsiran secara fisis bahwa setiap benda yang memiliki massa
mengakibatkan kelengkungan ruang-waktu disekitarnya yang menyebabkan munculnya
medan gaya berat atau gravitasi.
0 komentar:
Posting Komentar