Di abad teknologi sekarang
ini, tentunya amat sulit dibayangkan, bagaimana jika tidak ada teori
relativitas umum dari Einstein. Tidak ada yang dapat membayangkan skenarionya,
karena segala kemungkinan terbuka.
Skenario paling
mengerikan, mungkin saja perang dunia kedua tidak dimenangkan sekutu tapi oleh
NAZI Jerman. Karena pembuatan bom atom pertama tidak dilakukan di Amerika
Serikat, melainkan di Jerman, karena Einstein ketika itu adalah warga Jerman.
Mungkin tidak ada misi ke bulan atau ke planet lainnya di tata surya. Atau juga
tidak akan ditemukan radio, televisi, komputer dan internet, jika manusia tetap
berpatokan pada hukum fisika klasik.
Albert Einstein yang
ketika itu baru berusia 26 tahun, berturut-turut mempublikasikan lima karya
ilmiahnya yang mengubah dunia. Mula-mula karya Einstein muda, yang ketika itu
bekerja sebagai pegawai jawatan paten di Bern, Swiss dipandang dengan sebelah
mata. Ceramah ilmiah pertamanya, menyangkut teori yang merupakan cikal bakal
teori relativitas umum, hanya dihadiri oleh tiga orang sahabatnya dari jawatan
paten di Bern. Akan tetapi, lima karya ilmiah Einstein yang dipubilkasikan
berturut-turut pada tahun 1905, ternyata mampu membuat tiga kali terobosan
besar dalam ilmu fisika.
Atom, cahaya dan
ruang-waktu
Tiga teori fisika,
mengenai atom, cahaya serta sifat ruang-waktu, secara radikal berubah setelah
Einstein mempublikasikan karya ilmiahnya. Pada tahun 1905, para ahli ilmu
pengetahuan masih terus bersengketa mengenai sifat-sifat atom. Bahkan ada
ilmuwan yang meragukan, bahwa atom itu eksis. Pada awal abad ke 20, para
ilmuwan juga sedang memperdebatkan hasil penelitian ahli botani Skotlandia,
Robert Brown pada tahun 1827, mengenai gerakan dari partikel yang mengambang,
yang diamatinya melalui mikroskop. Einstein menulis teori, bahwa gerakan
partikel yang diamati Brown, adalah sifat dari atom-atom yang tidak kelihatan,
yang bergerak akibat perubahan temperatur. Untuk mudahnya, teori ini disebut
teori kinetika-molekuler.
Teori Einstein mengenai
sifat atom dan kinetika-molekuler, dapat dibuktikan pada tahun 1908 oleh
Jean-Baptiste Perrin ilmuwan terkemuka dari Universitas Sorbonne di Paris.
Dengan begitu, tidak ada keraguan lagi mengenai eksistensi atom serta molekul.
Untuk karyanya menjelaskan gerakan Brown saja, Einstein sudah memantapkan satu
posisi dalam seharah ilmu fisika, demikian kata ilmuwan Roger Penrose dari
Universitas Oxford. Akan tetapi, satu karya yang amat bersejarah, yang
mengukuhkan keberadaan atom, ternyata tidak cukup untuk membuahkan hadiah Nobel
baginya.
Teorinya mengenai dimensi
molekuler, yang merupakan penghitungan besar dan jumlah molekul di dalam benda
cair, berdasarkan sifat, kekentalannya serta kecepatan diffusinya. Dengan
menggunakan teori hidrodinamik klasik serta teori diffusi, Einstein menunjukkan
bahwa dengan pengukuran kekentalan cairan, yang merupakan friksi antar molekul
di dalam cairan, dapat dihitung volume keseluruhan dari molekul yang diuraikan.
Dengan begitu, dapat dihitung konstanta Avogadro maupun besar dari molekulnya.
Teorinya mengenai dimensi molekuler, ditulis dalam makalah ilmiah setebal 18
halaman, yang berisi sekitar 40 rumus matematika, kimia dan fisika.
Teori relativitas
khusus
Karya besar ketiga, yang
dilansir Einstein pada tahun 1905 adalah apa yang disebut teori elektrodinamika
benda yang bergerak, yang kemudian dijuluki sebagai teori relativitas khusus.
Karya ilmiahnya, terutama hendak menjawab pertanyaan, apakah prinsip
relativitas dalam mekanika, yang dicetuskan Galileo Galilei dapat diberlakukan
secara umum pada seluruh hukum fisika? Untuk menjawab pertanyaan ini, Einstein
memanfaatkan teori elektro-dinamika dari Maxwell, untuk menemukan batasan dari
mekanika Newton. Dengan itu Einstein membenturkan kedua teori, yakni mekanika
klasik dengan teori elektro-magnetisme.
Dengan itu, Einstein
hendak menunjukkan, bahwa kerangka fisika dan mekanika klasik yang berbasis
ruang dan waktu absolut, yang secara matematik dituliskan sebagai transformasi
Galilei, tidak berlaku dalam kecepatan amat tinggi. Dengan itu, Einstein juga
sekaligus membantah teori dari Heinrich Hertz mengenai medium yang disebut
ether pembawa cahaya, dimana gaya listrik dan gaya magnet tidak dapat melampaui
batasan ruang. Dengan teori relativitas khusus, Einstein menunjukkan teori ini
tidak lagi berlaku. Sebab dengan teori barunya, Einstein menunjukkan tidak ada
waktu absolut, akan tetapi hanya ada ruang- waktu yang tergantung dari
relasi-sistem.
Dengan kata lain, dalam
ruang-waktu yang memuai secara cepat, pengukur waktu yang bedetik cepat-pun
akan berjalan lebih lambat. Effek yang diramalkan Einstein dalam teori
elektro-dinamika benda bergerak itu, kemudian terbukti dalam percobaan di
laboratorium menggunakan jam atom, serta dalam pengamatan waktu paruh dari
partikel yang bergerak dengan kecepatan mendekati kecepatan cahaya.
Teori relativitas umum
Sebagai lanjutan dari
teori ini, pada tahun 1915 Einstein mempublikasikan karya yang keempat, yakni
kaitan antara materi dan energi. Dalam teorinya yang amat terkenal, Einstein
memformulasikan, bahwa massa sebuah benda merupakan ukuran dari energi yang
dikandungnya.
Dalam karya ilmiah yang
hanya terdiri dari tiga halaman cetak, Einstein menyimpulkan konsekuensi paling
penting dari seluruh teori relativitas. Apa yang disebut teori relativitas umum
Einstein, dirumuskannya dalam formulasi, energi dari sebuah benda adalah
beratnya dikalikan kecepatan cahaya pangkat dua atau disederhanakan menjadi E
sama dengan M dikalikan C kuadrat. Dimana E adalah simbol untuk energi, M untuk
massa dan C untuk kecepatan cahaya. Teori reletivitas umum Einstein dapat
dibuktikan 15 tahun kemudian, yakni tahun 1930 dengan ditemukannya energi
ikatan antara Proton dan Neutron di dalam inti atom.
Berlandaskan teori
relativitas umum Einstein, juga dapat direkayasa fusi inti atom, yang
melahirkan energi atom sekaligus bom atom yang amat mengerikan. Sejauh itu,
ternyata keempat karya paling hebat yang mengubah ilmu fisika secara mendasar
itu, tidak dihargai secara layak oleh komite Nobel. Barulah karya kelima
Einstein, mengenai penciptaan dan perubahan sifat cahaya, yang merupakan
landasan teori fisika quantum, dihadiahi Nobel untuk fisika pada tahun 1921.
Dengan teorinya ini, Einstein memberikan jawaban atas pertanyaan, apakah energi
cahaya atau medan elektro-magnet betul-betul terbagi secara merata di alam
semesta. Teori fisika quantum dari Einstein membuka landasan penting
berikutnya, dalam penelitian alam semesta dan astro-fisika. Dengan berbagai
landasan terpenting ilmu fisika sepanjang abad, memang tidak berlebihan, jika
tahun 2005 di Jerman dicanangkan sebagai tahun Einstein.
Sumber: Deutsch
Welle
Tidak ada komentar:
Posting Komentar