Relativitas Einstein

Karena kita dibesarkan dengan penggaris, jangka, dan busur derajat, maka mudahlah bagi kita untuk mencapai kesimpulan bahwa dunia di sekitar kita bersifat Euclidean. Garis sejajar tak pernah bertemu (tentu saja, apa yang bisa terjadi selain dari itu?), jumlah sudut dalam segitiga adalah 180°, dan tidak ada bangun segidua yang dapat kita buat menggunakan penggaris.

Karena dunia di sekitar kita (tampaknya) bersifat Euclidean, bukankah cukup masuk akal untuk menalar bahwa seluruh ruang dalam alam semesta ini juga bersifat Euclidean? Inilah yang dipikirkan oleh Immanuel Kant pada abad 18 dan Isaac Newton pada abad 17: Ruang pastilah bersifat Euclidean.

Namun benarkah demikian? Dengan penemuan Michelson-Morley bahwa cahaya merambat dengan kecepatan yang sama bagi semua pengamat, Einstein membangun teori relativitas umumnya dengan mengasumsikan bahwa ruang dan waktu bukanlah Euclidean.

Bagi Einstein, ruang dan waktu adalah sebuah kesatuan 4 dimensi, disebut sebagai kontinum ruang-waktu, dan dapat dilengkungkan oleh gravitasi. Agak sulit untuk membayangkan ruang-waktu 4 dimensi yang melengkung di sana-sini akibat gravitasi. Namun ilustrasi berikut ini biasanya cukup membantu.

Kita tidak dapat melihat ruang yang melengkung, karena ruang bukanlah benda. Namun dengan mengamati pergerakan benda-benda di dalam ruang, khususnya cahaya, kita akan bisa mengamati efek dari kelengkungan ruang ini. Model dalam gambar di atas menggambarkan bahwa kehadiran sebuah bola dalam ruang akan melengkungkan ruang di sekitarnya. Akibat dari kelengkungan ini, garis-garis yang seharusnya lurus menjadi melengkung.

Benda yang dapat bergerak dengan cepat dan lurus adalah cahaya. Dalam model di atas garis lurus menjadi melengkung di sekitar bola. Ini menggambarkan bahwa lintasan cahaya akan terbelokkan oleh gravitasi.

Menurut teori Relativitas Umum, cahaya bintang yang melalui daerah sekitar matahari akan dibelokkan sehingga dari bumi posisi bintang tersebut akan terlihat bergeser dari yang seharusnya. Hal ini dikonfirmasi oleh Sir Arthur Eddington yang membuat foto bintang pada waktu terjadi gerhana matahari pada tahun 1919.

Posisi bintang terlihat berbeda dari yang sebenarnya karena cahaya dari bintang dibelokkan oleh gravitasi matahari.

Sampai hari ini efek relativitas umum ini telah berulang kali dikonfirmasi melalui banyak foto lainnya. Misalnya cincin Einstein, yaitu efek lensa gravitasi yang muncul karena cahaya dari galaksi yang jauh terbelokkan dengan cara sedemikian rupa sehingga membentuk citra cincin.

Berikutnya: Lubang hitam