Relativitas umum: Perbedaan antara revisi

{{Relativitas umum|expanded=all}}

 

 

Teori Einstein memiliki implikasi astrofisika yang penting. Teori ini memprediksikan adanya keberadaan daerah [[lubang hitam]] yang ruang dan waktunya sama sekali tidak terdistorsi, bahkan cahaya pun tidak dapat lolos darinya. Terdapat bukti bahwa [[lubang hitam bintang]] dan jenis-jenis lubang hitam lainnya yang lebih besar bertanggung jawab terhadap [[radiasi]] kuat yang dipancarkan oleh objek-objek astronomi tertentu, seperti [[inti galaksi aktif]] dan [[mikrokuasar]]. Melengkungnya cahaya oleh gravitasi dapat menyebabkan fenomena [[lensa gravitasi|pelensaan gravitasi]]. Relativitas umum juga memprediksikan keberadaan [[gelombang gravitasi]]. Keberadaan gelombang ini telah diukur secara tidak langsung, dan terdapat pula beberapa usaha yang dilakukan untuk mengukurnya secara langsung. Selain itu, relativitas umum adalah dasar dari model kosmologis untuk alam semesta yang terus berkembang.

 

 

== Sejarah ==

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>

 

 

== Dari mekanika klasik menuju relativitas umum ==

Geometri gravitasi Newton pada dasarnya didasarkan pada mekanika klasik. Ia hanyalah kasus khusus dari mekanika [[relativitas khusus]].<ref>Good introductions are, in order of increasing presupposed knowledge of mathematics, {{Harvnb|Giulini|2005}}, {{Harvnb|Mermin|2005}}, and {{Harvnb|Rindler|1991}}; for accounts of precision experiments, cf. part IV of {{Harvnb|Ehlers|Lämmerzahl|2006}}</ref> Dalam bahasa [[simetri]]: ketika gravitasi dapat diabaikan, fisika yang berlaku bersifat [[invariansi Lorentz|invarian Lorentz]] pada relativitas khusus daripada [[invariansi Galileo|invarian Galileo]] pada mekanika klasik. Perbedaan antara keduanya menjadi signifikan apabila kecepatan terlibat di dalamnya mendekati [[kecepatan cahaya]] dan berenergi tinggi.<ref>An in-depth comparison between the two symmetry groups can be found in {{Harvnb|Giulini|2006a}}</ref>

 

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). Sekumpulan peristiwa ini tak bergantung pada pengamat.<ref>{{Harvnb|Rindler|1991|loc=sec. 22}}, {{Harvnb|Synge|1972|loc=ch. 1 and 2}}</ref> Bersamaan dengan garis dunia partikel jatuh bebas, kerucut cahaya dapat digunakan untuk merekonstruksi metrik semi-Riemann ruang waktu.

 

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>

 

 

== Referensi ==

{{wikibooks|Soal-Soal Fisika|Relativitas}}

{{Cabang-fisika}}

 

[[Kategori:Relativitas]]

[[Kategori:Kosmologi]]