Relativitas umum: Perbedaan antara revisi

Konten dihapus Konten ditambahkan
Relly Komaruzaman (bicara | kontrib)
Tidak ada ringkasan suntingan
Baris 12:
 
=== 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 NewonNewton, 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>
 
[[Berkas:Elevator gravity.svg|thumb|right|250px|Bola yang jatuh menuju lantai roket yang dipercepat (kiri) dan bola yang jatuh menuju [[Bumi]] (kanan)]]
 
Sebaliknya, seseorang dapat mengharapkan bahwa seketika berhasil diidentifikasi dengan memantau gerak benda sebenarnya dan mempertimbangkan gaya-gaya luar (seperti gaya [[elektromagnetik]] dan [[gesekan]]), gerak inersia dapat digunakan untuk menentukan geometri ruang dan juga [[waktu]]. Namun, akan terdapat ambiguitas ketika [[gravitasi]] diperhitungkan ke dalamnya. Menurut [[hukum gravitasi Newton]], terdapat apa yang disebut sebagai universalitas jatuh bebas, yaitu bahwa lintasan suatu benda yang jatuh bebas bergantung hanya pada posisi dan kecepatan awalnya, dan bukannya bergantung pada sifat-sifat bahan penyusunnya.<ref>See {{Harvnb|Will|1993|loc=section 2.4}} or {{Harvnb|Will|2006|loc=section 2}}.</ref> Versi yang lebih sederhana dapat dilihat pada percobaan elevator Einstein, yang digambarkan pada gambar di samping. Untuk seorang pengamat dalam ruang tertutup yang kecil, adalah tidak mungkin untuk menentukan apakah ruang itu berada dalam keadaan diam dalam suatu medan gravitasi ataukah ia berada di dalam roket yang dipercepat hanya dengan memetakan lintasan bola jatuh tersebut.<ref>Cf. {{Harvnb|Wheeler|1990|loc=chapter 2}}; similar accounts can be found in most other popular-science books on general relativity.</ref>
 
Disebabkan oleh universalitas jatuh bebas, tiada perbedaan terpantau yang dapat dipantau antara gerak inersial dengan gerak yang berada di bawah pengaruh gaya gravitasi. Ini kemudian mengarahkan kita pada suatu definisi gerak inersia yang baru, yaitu gerak inersia objek jatuh bebas yang berada di bawah pengaruh gaya gravitasi. Jenis gerak ini juga menentukan geometri ruang dan waktu. Gerak ini adalah gerak [[geodesik]] yang diasosiasikan dengan [[koneksi (matematika)|koneksi]] tertentu yang bergantung pada [[gradien]] [[potensial gravitasi]]. Ruang, dalam konstruksi ini, masih memiliki [[geometri Euklides]] yang seperti biasanya, namun ruang ''waktu'' secara keseluruhan menjadi lebih rumit. Seperti yang dapat ditunjukkan dengan menggunakan eksperimen pemikiran sederhana yang menelurusi lintasan partikel-partikel pengujian yang sedang jatuh bebas, hasil dari pemasukan vektor-vektor ruang waktu yang menandakan kecepatan suatu partikel akan bervariasi sesuai dengan lintasan partikel. Secara matematis, kita katakan bahwa koneksi Newtonian tidaklah terintegralkan. Dari hal ini, seseorang dapat mendeduksi bahwa [[ruang waktu]] adalah melengkung. Akibatnya adalah perumusan geometri gravitasi Newtonian yang hanya menggunakan konsep kovarian.<ref>See {{Harvnb|Ehlers|1973|loc=section 1.2}}, {{Harvnb|Havas|1964}}, and {{Harvnb|Künzle|1972}}. Eksperimen pemikiran ini pertama kali dideskripsikan di dalam {{Harvnb|Heckmann|Schücking|1959}}.</ref> Dalam deskripsi geometri ini, [[efek pasang surut]] - yaitu percepatan relatif benda yang jatuh bebas - berhubungan dengan turunan koneksi, menunjukkan bagaiman geometri yang dimodifikasikan ini diakibatkan oleh keberadaan massa.<ref>See {{Harvnb|Ehlers|1973|loc=pp. 10f.}}.</ref>
 
== Referensi ==