Relativitas umum: Perbedaan antara revisi
Konten dihapus Konten ditambahkan
k Bot: Perubahan kosmetika |
k Mengembalikan suntingan oleh Bebasnama (bicara) ke revisi terakhir oleh Zuleka Adi Putra Tag: Pengembalian |
||
| (33 revisi perantara oleh 18 pengguna tidak ditampilkan) | |||
Baris 1:
[[Berkas:Black Hole Milkyway.jpg|jmpl|260px|Simulasi [[lubang hitam]].]]▼
{{Relativitas umum|expanded=all}}
▲[[Berkas:Black Hole Milkyway.jpg|jmpl|260px|Simulasi [[lubang hitam]].]]
'''Relativitas umum''' (
Banyak prediksi relativitas umum yang berbeda dengan prediksi [[fisika klasik]], utamanya prediksi mengenai berjalannya waktu, geometri ruang, gerak benda pada [[gerak jatuh bebas|jatuh bebas]], dan perambatan [[cahaya]]. Contoh perbedaan ini meliputi [[
Teori Einstein memiliki implikasi astrofisika yang penting. Teori ini memprediksikan adanya keberadaan daerah [[lubang hitam]] yang
Relativitas umum menjadi penting ketika kita memandang sebuah sistem dengan [[jari-jari]] jauh lebih kecil daripada massa
== Sejarah ==
{{Main article|Sejarah relativitas umum|Teori gravitasi klasik}}
{{Main article|Sejarah relativitas umum|Teori gravitasi klasik}}Segera setelah mempublikasikan teori relativitas khusus tahun 1905, Einstein mulai berpikir bagaimana menggabungkan [[gravitasi]] ke dalam kerangka kerja relativistiknya yang baru. Pada tahun 1907, percobaan sederhana dengan pengamatan jatuh bebas memulai pengamatannya selama 8 tahun berikutnya dalam teori gravitasi relativistik. Setelah berulang kali memperbaiki kesalahan, ia mengumumkan hasil kerjanya ke [[Akademi Sains Prusia]] pada bulan November 1915 dan menjadi apa yang kita kenal sekarang sebagai persamaan medan Einstein. Persamaan ini menunjukkan bagaimana geometri ruang dan waktu dipengaruhi kehadiran materi dan radiasi, dan membentuk inti dari teori relativitas umum Einstein.<ref>{{Harvnb|Pais|1982|loc=ch. 9 to 15}}, {{Harvnb|Janssen|2005}}; an up-to-date collection of current research, including reprints of many of the original articles, is {{Harvnb|Renn|2007}}; an accessible overview can be found in {{Harvnb|Renn|2005|pp=110ff}}. Einstein's original papers are found in [http://einsteinpapers.press.princeton.edu/ Digital Einstein], volumes 4 and 6. An early key article is {{Harvnb|Einstein|1907}}, cf. {{Harvnb|Pais|1982|loc=ch. 9}}. The publication featuring the field equations is {{Harvnb|Einstein|1915}}, cf. {{Harvnb|Pais|1982|loc=ch. 11–15}}</ref>▼
▲
Persamaan medan Einstein [[nonlinear]] dan sangat sulit diselesaikan. Einstein menggunakan metode pendekatan dalam mengerjakan prediksi awal teori tersebut. Pada tahun 1916, astrofisikawan [[Karl Schwarzschild]] menemukan persamaan eksak untuk persamaan medan Einstein yang kemudian dikenal sebagai [[metrik Schwarzschild]]. Solusi ini memberikan dasar bagi penjelasan tahap akhir hilangnya gravitasi, dan objek yang kita kenal saat ini sebagai lubang hitam. Pada tahun yang sama, dilakukan langkah untuk menggeneralisasi penyelesaian Schwarzschild terhadap benda bermuatan listrik, yang kemudian dihasilkan [[penyelesaian Reissner–Nordström]], saat ini dihubungkan dengan [[Lubang hitam bermuatan|lubang hitam bermuatan listrik]].<ref>{{Harvnb|Schwarzschild|1916a}}, {{Harvnb|Schwarzschild|1916b}} and {{Harvnb|Reissner|1916}} (later complemented in {{Harvnb|Nordström|1918}})</ref>▼
▲Persamaan medan Einstein [[nonlinear]] dan sangat sulit diselesaikan. Einstein menggunakan metode pendekatan dalam mengerjakan prediksi awal teori tersebut. Pada tahun 1916, astrofisikawan [[Karl Schwarzschild]] menemukan persamaan eksak untuk persamaan medan Einstein yang kemudian dikenal sebagai [[
== Dari mekanika klasik menuju relativitas umum ==
Baris 18 ⟶ 20:
=== Geometri gravitasi Newton ===
Dasar dari [[mekanika klasik]] adalah gagasan bahwa gerak benda dapat dideskripsikan sebagai kombinasi gerak bebas (atau gerak inersia) dengan penyimpangan dari gerak bebas ini. Penyimpangan ini disebabkan oleh gaya-gaya luar yang bekerja pada benda sesuai dengan hukum kedua Newton, yang menyatakan bahwa total keseluruhan [[gaya]] yang bekerja pada sebuah benda adalah sama dengan [[massa]] (inersia) benda tersebut dikalikan dengan [[percepatan]]nya.<ref>See, for instance, {{Harvnb|Arnold|1989|loc=chapter 1}}.</ref> Gerak inersia yang dihasilkan berhubungan dengan geometri [[ruang]] dan waktu, yakni dalam standar [[kerangka acuan]] mekanika klasik, benda yang berada dalam keadaan jatuh bebas bergerak searah garis lurus dengan kecepatan konstan. Dalam bahasa fisika modern, lintasan benda bersifat [[geodesik]], yaitu [[garis dunia]] yang lurus dalam [[ruang waktu]].<ref>See {{Harvnb|Ehlers|1973|loc=pp. 5f.}}.</ref>
Baris 31 ⟶ 32:
[[Berkas:Light cone.svg|jmpl|kiri|[[Kerucut cahaya]]]]
Menggunakan simetri Lorentz, struktur-struktur tambahan mulai berperan penting. Struktur-struktur tambahan ini dijelaskan menggunakan sekumpulan kerucut cahaya. Kerucut cahaya mendefinisikan struktur sebab-akibat: untuk setiap peristiwa A, terdapat sekumpulan peristiwa yang menurut prinsipnya dapat memengaruhi ataupun dipengaruhi oleh A melalui sinyal maupun interaksi yang tidak seperlunya merambat lebih cepat daripada cahaya (misalnya pada peristiwa B pada gambar) beserta sekumpulan peristiwa yang tidak memungkinkan memperngaruhi atau dipengaruhi oleh A (seperti pada peristiwa C pada gambar).
Relativitas khusus dideskripsikan tanpa keberadaan percepatan, sehingganya ia hanya cocok dijadikan sebagai model fisika di mana percepatan dapat di abaikan, dalam hal ini percepatan gravitasi. Ketika gravitasi terlibat di dalamnya, dengan berasumsi pada universalitas jatuh bebas, maka tiada [[kerangka inersia]] global apapun. Yang ada adalah kerangka inersia hampiran yang bergerak sepanjang partikel yang jatuh bebas. Menggunakan bahasa ruang waktu: garis lurus bak-waktu yang menentukan kerangka inersial tanpa gravitasi dideformasi menjadi garis yang melengkung relatif terhadap satu sama lainnya, mensugestikan bahwa pemasukan gravitasi memerlukan perubahan pada geometri ruang waktu.<ref>{{Harvnb|Ehlers|1973|loc=sec. 1.4}}, {{Harvnb|Schutz|1985|loc=sec. 5.1}}</ref>
Baris 37 ⟶ 38:
Secara ''a apriori'', tidaklah jelas apakah kerangka lokal baru dalam peristiwa jatuh bebas bertepatan dengan kerangka acuan di mana hukum-hukum relativitas khusus berlaku. Teori relativitas khusus didasarkan pada perambatan cahaya (sehingganya berkaitan dengan [[elektromagnetisme]]) dan dapat memiliki sekumpulan kerangka acuan yang berbeda. Namun menggunakan bermacam-macam asumsi mengenai kerangka relativitas khusus (misalnya dalam keadaan jatuh bebas), kita dapat menurunkan prediksi yang berbeda mengenai [[geseran merah gravitasional]], yakni bagaimana frekuensi cahaya dapat bergeser seiring dengan merambatnya cahaya melalui medan gravitasi. Berdasarkan hasil pengukuran aktual, kerangka acuan jatuh bebas tersebut adalah kerangka yang mana cahaya merambat sebagaimana yang ada dalam teori relativitas khusus.<ref>{{Harvnb|Ehlers|1973|pp=17ff}}; penurunan ini dapat ditemukan di {{Harvnb|Mermin|2005|loc=ch. 12}}.</ref> Generalisasi pernyataan bahwa hukum-hukum relativitas khusus berlaku sebagai pendekatan yang cukup baik dalam kerangka acuan yang sedang jatuh bebas (dan tidak berotasi), dikenal sebagai [[Prinsip Kesetaraan|Prinsip kesetaraan Einstein]]. Prinsip ini sangat krusial dalam pengeneralisasian hukum-hukum fisika relativitas khusus agar gravitasi dapat dilibatkan.<ref>{{Harvnb|Rindler|2001|loc=sec. 1.13}}; {{Harvnb|Wheeler|1990|loc=ch. 2}}; Terdapat beberapa perbedaan antara konsep awal Einstein dengan konesep modern yang digunakan dalam penurunan relativitas umum, lihat {{Harvnb|Norton|1985}}</ref>
Hasil data percobaan yang sama juga menunjukkan bahwa waktu yang diukur oleh jam yang berada dalam medan gravitasi ([[waktu wajar]]) tidak mengikuti hukum-hukum relativitas khusus. Dalam bahasa geometri ruang-waktu, waktu wajar tidak terukur oleh [[metrik Minkowski]]. Dalam skala kecil, semua kerangka acuan yang berada dalam keadaan jatuh bebas adalah setara dan mendekati metrik Minkowski. [[Tensor metrik]] yang menentukan geometri, yakni bagaimana panjang dan sudut ukur, bukanlah metrik Minkowski relativitas khusus, melainkan generalisasi yang dikenal sebagai metrik semi- atau [[pseudo-Riemann]]. Lebih jauh lagi, tiap-tiap metrik Riemann secara alaminya memiliki satu jenis koneksi khusus, yaitu [[koneksi Levi-Civita]]. Koneksi inilah yang memenuhi prinsip kesetaraan dan membuat ruang secara lokal bermetrik Minkowski.<ref>{{Harvnb|Ehlers|1973|loc=sec
== Referensi ==
Baris 43 ⟶ 44:
{{wikibooks|Soal-Soal Fisika|Relativitas}}
{{Cabang-fisika}}
{{Authority control}}
[[Kategori:Relativitas]]
[[Kategori:Kosmologi]]
[[Kategori:Teori oleh Albert Einstein]]
| |||