7 Penemuan Hebat Einstein untuk Mengenal Alam Semesta

06 October 2021 | 13:03 WIB

Genhype, kamu tahu kan Albert Einstein? ilmuwan jenius dan paling terkenal sepanjang masa ini memberi kontribusi besar pada fisika modern, yang telah mengubah seluruh persepsi kita tentang alam semesta. Nah, melansir publikasi Live Science, Rabu (6/10/2021), berikut ini beberapa konsep Einstein yang menjadi sumbangan terbesar pada ilmu pengetahuan saat ini.

1. Ruang waktu.

Salah satu pencapaian Einstein paling awal, tepatnya pada usia 26 adalah teori relativitas khusus. Disebut demikian karena berkaitan dengan gerak relatif dalam kasus khusus di mana gaya gravitasi diabaikan.

Ini salah satu revolusi ilmiah terbesar dalam sejarah, yang benar-benar mengubah cara berpikir fisikawan tentang ruang dan waktu. Einstein menggabungkan ini ke dalam kontinum ruang-waktu tunggal. Salah satu alasan mengapa kita menganggap ruang dan waktu benar-benar terpisah adalah karena kita mengukurnya dalam satuan yang berbeda, seperti mil dan detik.

Tetapi Einstein menunjukkan bagaimana mereka sebenarnya dapat dihubungkan satu sama lain melalui kecepatan cahaya, sekitar 186.000 mil per detik (300.000 kilometer per detik).

Mungkin konsekuensi paling terkenal dari relativitas khusus adalah bahwa tidak ada yang dapat bergerak lebih cepat daripada cahaya. Tetapi itu juga berarti bahwa segala sesuatu menjadi sangat aneh ketika kecepatan cahaya mendekat.

Sebagai contoh, jika kamu dapat melihat sebuah pesawat ruang angkasa yang melaju dengan kecepatan 80 persen kecepatan cahaya, itu akan terlihat 40 persen lebih pendek daripada ketika dia muncul dalam keadaan diam. Di luar angkasa, segala sesuatu akan tampak bergerak dalam gerakan lambat. Ini juga berarti awak pesawat ruang angkasa sebenarnya akan menua lebih lambat di luar angkasa.

2. Ekuivalensi massa–energi.

Sebuah cabang tak terduga dari relativitas khusus adalah persamaan terkenal Einstein, E = mc^2. Persamaan tersebut mengungkapkan kesetaraan massa (m) dan energi (E), dua parameter fisik yang sebelumnya diyakini benar-benar terpisah.

Dalam fisika tradisional, massa mengukur jumlah materi yang terkandung dalam suatu objek, sedangkan energi adalah properti yang dimiliki objek berdasarkan gerakannya dan gaya yang bekerja padanya.

Selain itu, energi dapat eksis tanpa adanya materi, misalnya dalam cahaya atau gelombang radio. Namun, persamaan Einstein mengatakan bahwa massa dan energi pada dasarnya adalah hal yang sama, selama kita mengalikan massa dengan c^2 atau kuadrat kecepatan cahaya.

Ini berarti bahwa suatu benda memperoleh massa saat bergerak lebih cepat, hanya karena memperoleh energi. Ini juga berarti bahkan benda diam yang diam memiliki sejumlah besar energi yang terkunci di dalamnya.

3. Laser.

Laser adalah komponen penting dari teknologi modern dan digunakan dalam segala hal mulai dari pembaca kode batang hingga hologram dan komunikasi serat optik. Kata laser diciptakan pada 1959, singkatan dari light amplification by stimulating emission of radiation.

Pada 1917, Einstein menulis makalah tentang teori radiasi kuantum yang menjelaskan bagaimana foton cahaya yang melewati suatu zat dapat merangsang emisi foton lebih lanjut. Foton adalah partikel elementer dalam fenomena elektromagnetik.

Einstein menyadari bahwa foton baru bergerak ke arah yang sama, dengan frekuensi dan fase yang sama, seperti foton asli. Ini menghasilkan efek kaskade karena semakin banyak foton yang hampir identik diproduksi.

Sebagai ahli teori, Einstein tidak mengambil gagasan itu lebih jauh, sementara ilmuwan lain lambat mengenali potensi praktis yang sangat besar dari emisi terstimulasi. Tetapi dunia akhirnya memahaminya dan orang-orang masih menemukan aplikasi baru untuk laser hari ini, misal dari senjata anti-drone hingga komputer super cepat.

4. Lubang hitam dan lubang cacing.

Teori relativitas khusus Einstein menunjukkan bahwa ruang-waktu dapat melakukan beberapa hal yang cukup aneh bahkan tanpa adanya medan gravitasi. Namun Einstein juga berhasil menambahkan gravitasi ke dalam campuran, dalam teori relativitas umum.

Dia menemukan bahwa objek masif seperti planet dan bintang sebenarnya mendistorsi struktur ruang-waktu, dan distorsi inilah yang menghasilkan efek yang kita anggap sebagai gravitasi.

Einstein menjelaskan relativitas umum melalui serangkaian persamaan yang kompleks, yang memiliki jangkauan aplikasi yang sangat luas. Mungkin solusi paling terkenal untuk persamaan Einstein berasal dari solusi Karl Schwarzschild pada 1916 yakni sebuah lubang hitam.

Yang lebih aneh lagi adalah solusi yang Einstein kembangkan sendiri pada 1935 bekerja sama dengan Nathan Rosen, menggambarkan kemungkinan jalan pintas dari satu titik dalam ruang-waktu ke titik lain. Awalnya dijuluki jembatan Einstein-Rosen ini sekarang dikenal oleh semua penggemar fiksi ilmiah dengan nama lubang cacing.

5. Alam semesta yang mengembang.

Salah satu hal pertama yang dilakukan Einstein dengan persamaan relativitas umum adalah menerapkannya pada alam semesta secara keseluruhan. Tapi jawaban yang keluar tampak salah bagi Einstein. Ini menyiratkan bahwa struktur ruang itu sendiri berada dalam keadaan ekspansi terus-menerus, menarik galaksi bersamanya sehingga jarak di antara keduanya terus bertambah.

Akal sehat memberi tahu Einstein bahwa ini tidak mungkin benar, jadi dia menambahkan sesuatu yang disebut konstanta kosmologis ke persamaannya untuk menghasilkan alam semesta statis yang berperilaku baik.

Tetapi pada 1929, pengamatan Edwin Hubble terhadap galaksi lain menunjukkan bahwa alam semesta benar-benar mengembang, tampaknya persis seperti yang diprediksi oleh persamaan asli Einstein. Itu tampak seperti akhir dari garis konstanta kosmologis, yang kemudian digambarkan Einstein sebagai kesalahan terbesarnya.

6. Bom atom.

Einstein kadang-kadang dikreditkan dengan penemuan senjata nuklir melalui persamaannya E = mc^2, tetapi menurut situs web Einstein Online Institut Max Planck untuk Fisika Gravitasi, hubungan antara keduanya sangat lemah.

Bahan utamanya adalah fisika fisi nuklir yang tidak melibatkan Einstein secara langsung. Meski begitu, dia memainkan peran penting dalam pengembangan praktis bom atom pertama.

Pada 1939, sejumlah rekan memperingatkan Einsten tentang kemungkinan fisi nuklir dan kengerian yang akan terjadi jika Nazi Jerman memperoleh senjata semacam itu. Akhirnya, menurut Yayasan Warisan Atom, dia dibujuk untuk menyampaikan keprihatinan ini dalam sebuah surat kepada presiden Amerika Serikat, Franklin D. Roosevelt.

Hasil akhir dari surat Einstein adalah pembentukan Proyek Manhattan, yang menciptakan bom atom yang digunakan untuk melawan Jepang pada akhir Perang Dunia II.

Meskipun banyak fisikawan terkenal bekerja di Proyek Manhattan, Einstein sendiri tidak terlibat. Dia ditolak bergabung karena pandangan politiknya yang condong ke kiri. Bagi Einstein, ini bukan kerugian besar, satu-satunya kekhawatiran ilmuan ini adalah menolak monopoli teknologi kepada Nazi.

7. Gelombang gravitasi.

Einstein meninggal pada 1955, tetapi warisan ilmiahnya yang besar terus menjadi berita utama bahkan di abad ke-21. Pada Februari 2016, ada pengumuman penemuan gelombang gravitasi, yakni riak kecil yang merambat melalui struktur ruang-waktu, dan sering dinyatakan para ahli bahwa Einstein memprediksi keberadaan gelombangini.

Para astronom beberapa waktu lalu berhasil menggunakan fasilitas raksasa seperti Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatories (LIGO) di Hanford, Washington, dan Livingston, Louisiana. Selain menjadi kemenangan lain untuk teori relativitas umum, walaupun Einstein tidak terlalu yakin tentang dirinya sendiri, penemuan gelombang gravitasi telah memberi para astronom alat baru untuk mengamati alam semesta, termasuk peristiwa langka seperti penggabungan lubang hitam.

Editor: Fajar Sidik