Waktu dan ruang dapat berubah dan tidak konstan. Teori ini mengembangkan teori dari seorang ilmuwan bernama Sir Isaac Newton bahwa waktu dan ruang itu konstan. Pemahaman baru ini dijelaskan dalam aturan yang dikenal dengan istilah teori relativitas. Ingin tahu lebih lanjut mengenai teori ini? Simak penjelasannya berikut ini.
Pengertian Teori Relativitas
Teori relativitas adalah aturan yang menjelaskan tentang gravitasi yang menggambarkan bahwa ruang dan waktu dapat berubah. Teori ini ditemukan oleh seorang ilmuwan bernama Albert Einstein dan mengembangkan teori tersebut pada tahun 1905.
Pada tahun tersebut, Einstein mengembangkan teori relativitas khusus. Setelah itu, Einstein mengembangkan teori kedua yaitu relativitas umum. Dalam aturan relativitas, dijelaskan bahwa sebuah gelombang elektromagnetik dapat bergerak dengan kecepatan yang konstan.
Kecepatan gelombang elektromagnetik sama dengan kecepatan pergerakan dua orang dengan posisi yang berbeda. Sehingga dalam hukum fisika, kecepatan gelombang terlihat sama. Namun, kecepatan keduanya berbeda dalam waktu dan intervalnya.
Klasifikasi Teori Relativitas
1. Teori Relativitas Khusus
Pada tahun 1903, Albert Einstein menemukan aturan yang dikenal dengan relativitas khusus. Dalam aturan ini Einstein meneliti suatu elektrodinamika dalam benda yang bergerak. Sehingga aturan tersebut dikenal dengan teori elektrodinamika benda bergerak.
Aturan Elektrodinamika tersebut dijelaskan di dalamnya bahwa, jika ada dua orang yang melakukan gerakan, keduanya terlihat sama dalam pandangannya masing-masing. Sehingga tidak ada yang dapat menyatakan bahwa salah satu dari mereka bergerak atau diam di tempatnya.
Dalam aturan relativitas khusus ini menyatakan bahwa pergerakan dua orang atau benda pada posisi yang berbeda tersebut mempunyai kecepatan yang sama, walaupun tidak dapat saling melihat satu sama lain.
2. Teori Relativitas Umum
Dalam satu dekade selanjutnya, Einstein mengembangkan teori relativitas menjadi relativitas umum. Dalam aturan ini dikenal dengan teori gravitasi. Pernyataan yang dikemukakan oleh Newton bahwa benda lain tidak dapat ditarik oleh gravitasi.
Penelitian yang dikemukkaan oleh Newton tersebut berbeda dengan penelitian Einstein pada aturan relativitas umum ini. Karena menurut aturan relativitas umum, gravitasi adalah dimensi ruang dan waktu yang disebabkan karena adanya massa benda atau objek.
Dalam aturan ini menyatakan bahwa semakin besar dimensi ruang dan waktu maka semakin berat massa suatu benda. Dimensi tersebut disebabkan karena adanya waktu. Sehingga semakin besar gravitasi maka waktu akan semakin lambat dalam dimensi tersebut.
Teori relativitas Umum juga menjelaskan pengetahuan mengenai pergerakan benda dalam sebuah medan gravitasi. Dalam aturan ini, dapat menjelaskan beberapa hal, yaitu:
a. Teori Lubang Hitam
Teori lubang hitam mengatakan bahwa dalam alam semesta terdapat lubang yang mempunyai ruang dan waktu. Pergerakan waktu dalam lubang tersebut lebih lambat dibandingkan waktu di bumi dan tidak dipengaruhi oleh apapun.
b. Teori Orbit Planet
Dalam teori ini, menyatakan bahwa planet mengelilingi matahari. Gaya gravitasi matahari lebih besar dibandingkan dengan gaya gravitasi planet termasuk bumi. Sehingga, dalam Teori ini menyatakan bahwa dalam orbit tata surya mempunyai lintasan atau kelengkungan yang berkaitan dengan gravitasi.
c. Teori Gelombang Cahaya
Dalam teori gelombang cahaya menunjukan bahwa gelombang cahaya yang melintasi medan gravitasi akan berbelok dan tidak merambat secara lurus.
Rumus Teori Relativitas
Terdapat dua konsep dalam relativitas yang dijelaskan oleh Einstein, yaitu:
1. Kelajuan Cahaya
Kelajuan cahaya yang ada dalam ruang hampa tidak dipengaruhi oleh gerak dari sumber cahaya. Untuk semua pengamat mempunyai kelajuan cahaya yang sama sebesar 300.000.000 m/s.
2. Hukum Fisika
Dalam konsep relativitas ini menggunakan hukum fisika dalam bentuk persamaan yang selalu sama, mesti dalam keadaan bergerak. Hukum ini berlaku pada setiap benda yang bergerak dengan kecepatan yang tetap.
Di dalam aturan relativitas, menunjukan adanya perubahan yang sedikit menyimpang dari kehidupan sehari-hari.Tidak ada benda yang mempunyai massa dapat menempuh kecepatan cahaya. Aturan Relativitas juga mempunyai beberapa rumus yaitu:
1. Relativitas Kecepatan
v = (v1 + v2) / (1 + (v1v2 / c2))
Keterangan:
v = Kecepatan objek 1 ke objek 2
v1 = Kecepatan objek 3 ke objek 2
v2 = Kecepatan objek 2 ke objek 1
c = Kecepatan cahaya
2. Pemuaian Waktu
Dalam teori relativitas menyebutkan bahwa ruang dan waktu tidak konstan atau dapat berubah. Sehingga, suatu benda yang bergerak dengan kecepatan mempunyai waktu yang berbeda.
∆t = ∆t0 / √ 1 – (v2 / c2)
Keterangan:
∆t = Selang waktu saat pengamat bergerak
∆t0 = Selang waktu saat pengamat diam
v = Kecepatan dari pengamat
c = Kecepatan cahaya
3. Kontraksi Lorentz
Dalam hal ini menunjukan bahwa benda akan semakin pendek jika kecepatan pengamat semakin besar. Karena benda yang mempunyai panjang, saat diamati oleh pengamat yang mempunyai kecepatan dan bergerak sejajar akan terlihat lebih pendek.
L = L0 √ 1 – (v2 / c2)
Keterangan:
L = Panjang benda saat pengamat bergerak
L0 = Panjang benda saat pengamat diam
v = Kecepatan pengamat
4. Relativitas Massa dan Energi
Pengamat yang bergerak dan yang diam dapat mengamati massa benda dengan berbeda. Pengamat yang bergerak pasti mempunyai kecepatan.
m = m0 / √ 1 – (v2 / c2)
Keterangan:
m = Massa benda saat pengamat bergerak
m0 = Massa benda saat pengamat diam
v = Kecepatan pengamatnya
Jika benda yang mempunyai massa m0 mempunyai kecepatan, maka:
Ek = (m0 c2 / 1 – (v2 / c2)) – m0c2
Rumus ini digunakan untuk menentukan energi dari benda tersebut. Energi total yang diperoleh berdasarkan energi saat diam dan saat bergerak, yaitu:
E = E0 + Ek
Untuk nilai energi benda dalam keadaan diam atau E0 yaitu m0c2
Sedangkan untuk energinya yaitu mc2.
Berdasarkan rumus tersebut, dapat disimpulkan bahwa energi dan massa benda mempunyai hubungan yang sama atau setara.
Contoh Soal Teori Relativitas
Untuk memahami lebih dalam lagi mengenai teori relativitas, perhatikan contoh dan soal pembahasan di bawah ini ya.
Contoh Soal 1
Seorang astronot berumur 30 tahun meninggalkan istrinya untuk pergi ke ruang angkasa. Dia pergi ke ruang angkasa menggunakan pesawat khusus yang dapat melaju dengan kecepatan yang sangat tinggi.
Kecepatan pesawat tersebut hampir 85% kecepatan cahaya. Astronot tersebut kembali ke bumi pada umur 40 tahun. Berapa umur astronot saat kembali ke bumi menurut istri astronot tersebut?
Diketahui:
Kecepatan atau v = 0.85 c
Kecepatan cahaya atau c = 300.000.000 m/s
Astronot sebagai benda yang diam dan istrinya sebagai benda yang bergerak.
Sehingga ∆t = 40 – 30 = 10 tahun
Ditanyakan?
Berapa umur astronot yang sebenarnya saat sampai di bumi?
Jawab:
∆t = ∆t0 / √ 1 – (v2 / c2)
10 = ∆t0 / √ 1 – ((0.85c)2 / c2)
10 = ∆t0 / √ 1 – 0.72
10 = ∆t0 / 0.53
∆t0 = 10 x 0.53
= 5.3 tahun
Maka, menurut istri astronot yang tinggal di bumi, umur sang suami yaitu 30 + 5.3 = 35.3 tahun.
REKOMENDASI
- Kritik Seni: Pengertian, Fungsi, Jenis, Bentuk, Contoh Kritik seni - Seni adalah ekspresi atau penerapan keterampilan dan imajinasi kreatif manusia, biasanya dalam bentuk visual seperti lukisan atau patung, menghasilkan karya yang dihargai terutama karena keindahan atau kekuatan…
- Memahami Materi Statistik Inferensial Dengan Lebih Mudah… Statistik Inferensial - Sebenarnya, statistika ada dua macam yaitu statistika deskriptif dan statistika inferensial. Nah, sebelum mengetahui lebih lanjut lagi tentang statistika iferensial, apakah kamu sudah mengerti apa sebenarnya statistika…
- Mengenal Lebih Jauh tentang Zat Cair Zat cair adalah salah satu dari empat kondisi utama materi selain padat, gas, dan plasma. Zat/benda cair adalah segala sesuatu yang berbentuk cairan. Tidak seperti zat padat, molekul dalam benda…
- Hukum Kekekalan Energi Sesuatu yang sifatnya tidak berubah dapat disebut dengan kekal, sehingga apabila terdapat suatu hukum yang menyatakan bahwa energi tidak dapat mengalami perubahan serta kekal disebut dengan hukum kekekalan energi. Sehingga…
- Perbedaan Pertumbuhan dan Perkembangan Semua makhluk hidup pasti akan melalui fase pertumbuhan dan perkembangan dalam hidupnya. Meskipun terkesan serupa, namun ada beberapa perbedaan mendasar antara pertumbuhan dan perkembangan. Berikut ini akan dijelaskan secara singkat…
- Usaha dan Energi Bagi kamu yang menyukai pelajaran fisika tentu sudah tidak asing lagi dengan istilah usaha dan energi kan? Sebuah energi yang disalurkan untuk dapat membuat suatu benda bergerak karena adanya gaya…
- Efek Fotolistrik Tahukah Kamu pada abad ke 19 terdapat suatu eksperimen untuk mengamati sebuah fenomena radiasi? Yaps, dari eksperimen tersebut ditemukan sebuah energi yang timbul akibat elektron saat cahaya menabrak permukaan benda…
- Perbedaan Efektif dan Efisien Seringkali Kita mendengar tentang istilah efektif dan efisien, tetapi sebenarnya tidak memahami betul tentang kedua istilah ini. Sebenarnya, apa perbedaan efektif dan efisien ini ya? ya, keduanya sekilas tampak sama…
- Globalisasi : Pengertian, Teori, Dampak Positif dan Negatif Apa itu globalisasi? Anda mungkin sering mendengar orang bicara tentang era globalisasi yang sedang terjadi di dunia, tapi apakah Anda sudah paham arti sebenarnya dari istilah tersebut? Jangan-jangan hanya sekedar…
- Gelombang Elektromagnetik Tahukah Kamu jika di kehidupan ini terdapat gelombang yang tidak memerlukan media rambat?. Sehingga tidak dapat diketahui oleh kasat mata. Gelombang tersebut dikenal dengan Gelombang Elektromagnetik atau Radiasi Elektromagnetik. Biasanya…
- Besaran dan Satuan Fisika Fisika itu seperti halnya ilmu lain, melakukan pengamatan dan mengajukan pertanyaan mendasar. Misalnya, seberapa besar objek? Berapa massa yang dimilikinya? Seberapa jauh perjalanannya? Untuk menjawab pertanyaan ini, para ilmuwan fisika…
- Kebutuhan Manusia Dalam menjalankan kehidupan, manusia memerlukan beberapa hal untuk dapat melangsungkan kehidupannya. Hal–hal inilah yang biasanya disebut sebagai kebutuhan manusia. Kebutuhan dari satu manusia dengan yang lainnya cenderung berbeda satu sama…
- Mengenal Lebih Jauh tentang Zat Gas Zat gas merupakan salah satu dari empat keadaan mendasar materi bersama dengan zat padat, cair, dan plasma. Dalam kondisi biasa, keadaan gas adalah antara keadaan cair dan plasma. Suatu gas…
- 10 Cara Membuat Makalah Yang Baik dan Benar Cara membuat makalah yang baik dan benar - Bagi kamu seorang mahasiswa, pastinya sudah sering membuat makalah untuk tugas kuliah. Namun seringkali kamu menghadapi stres berat dalam menulis makalah yang…
- Kelompok Sosial: Pengertian, Macam, Klasifikasi, Syarat,… Kelompok Sosial - Jangan pernah lupa bahwa sebagai manusia, kita ini merupakan makhluk sosial. Apa itu? Hehe sudah lupa ya? Makhluk sosial berarti kita membutuhkan makhluk hidup lain untuk bisa…
- Kesetimbangan Benda Tegar Apakah Kamu merupakan seorang yang gemar dengan fisika? Apabila iya mungkin Kamu sudah tidak asing lagi dengan istilah kesetimbangan benda tegar. Kesetimbangan yang dimaksud di sini adalah sebuah kondisi ketika…
- Perbedaan Pertumbuhan Primer dan Sekunder Proses pertumbuhan pada tanaman kayu dapat terjadi secara primer maupun sekunder. Tentu saja, perbedaan pertumbuhan primer dan sekunder itu akan terlihat cukup jelas, sebab pada dasarnya pertumbuhan primer dan sekunder…
- Hak dan Kewajiban Daerah Otonom Hak dan Kewajiban Daerah Otonom - Sepanjang mengenyam pendidikan, tentu kita semua sudah tidak asing dengan istilah daerah otonom. Sebuah daerah selalu memiliki kesempatan untuk tinggal di daerah yang mampu…
- Gaya Gesek Tentu sebagian besar orang sudah tidak asing lagi ketika mendengar kata gaya gesek termasuk Kamu, iya kan? Apalagi bagi Kamu yang sewaktu SMA masuk di jurusan IPA, bagi yang belum…
- Hukum Kepler 1 2 3 Dalam ilmu fisika terdapat salah satu hukum yang mengembangkan bidang matematika, astronomi dan astrologi. Hukum tersebut dikenal dengan hukum Kepler 1 2 3. Hukum tersebut berasal dari ilmuwan Jerman yaitu…
- Pengertian Akuntansi Akuntansi diperlukan hampir dalam berbagai bidang. Tidak hanya perusahaan dan organisasi saja yang perlu menerapkan ilmu ini. Namun, rumah tangga dan juga individu perlu menerapkannya. Oleh sebab itu, semua orang…
- Barisan dan Deret : Pengertian, Rumus dan Contoh Soal Serta… Barisan dan Deret - Pernahkah kamu mendengar baris atau barisan? Mungkin yang lebih sering didenger adalah berbaris ya? Ketika mendengar perintah berbaris, apa yang akan kamu lakukan? Pasti berdiri tegak…
- Klasifikasi Makhluk Hidup Alam semesta yang luas ini memiliki banyak spesies makhluk hidup yang beraneka ragam. Termasuk manusia, ada banyak spesies lain yang tak terhitung jumlahnya. Untuk membedakannya, dibutuhkan klasifikasi makhluk hidup sebagai…
- Contoh Sikap Taat Hukum : Keluarga, Sekolah, Masyarakat,… Contoh Sikap Taat Hukum - Hukum yang berlaku di dalam kehidupan tentu akan membantu masyarakat memiliki kehidupan dengan tujuan yang lebih baik. Selain itu, hukum mampu menjaga ketertiban serta memelihara…
- Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB) Jika kamu menemui suatu benda bergerak dengan gerakan yang lurus namun kecepatannya tidak konstan dalam menempuh jarak dan dalam interval waktu yang sama, maka kamu telah melihat gerak lurus berubah…
- Cara Membuat Proposal Usaha Yang Baik dan Benar Cara membuat proposal usaha - Penulisan proposal usaha sangatlah penting bagi kamu yang ingin mengembangkan bisnis. Hal ini karena dengan menggunakan proposal tersebut, kamu bisa mendapatkan bantuan dari pihak ketiga.…
- Hukum Gravitasi Newton dalam Ilmu Fisika Salah satu bahasan dalam ilmu fisika yang sangat wajib untuk Kamu pelajari adalah bahasan hukum gravitasi newton dalam ilmu fisika. Karena rumus tersebut dapat menjadi sebuah rumus yang terdapat pada…
- Ideologi Komunisme Ideologi Komunisme - Ideologi adalah suatu sistem berpikir, pandangan dan juga pedoman hidup yang dianut dan diaplikasikan pada perilaku yang dikerjakan. Dari berbagai macam jenis ideologi, Anda mungkin pernah mendengar…
- Gelombang Cahaya Kamu pasti pernah berpikir mengapa cahaya lampu dapat menyebar hingga ke seluruh ruangan, sehingga seluruh ruangan menjadi terang oleh cahaya. Seperti saat kamu berfoto akan sering mencari angle terdapat cahaya,…
- Hukum Hooke Dalam ilmu fisika terdapat berbagai hukum yang dapat Kamu pelajari untuk mendukung pemahaman fisika Kamu, salah satu hukum dalam ilmu fisika yang akan dibahas dalam uraian berikut yaitu terkait hukum…