PRINSIP RELATIVITAS
(Dalam Pengertian Terbatas)
Dengan tujuan untuk mencapai kejernihan yang paling
memungkinkan, Kita tinjau mengenai kereta api yang sedang berjalan dengan
keepatan tetap atau seragam. Kita akan menyebut gerak seperti ini sebagai translasi
seragam (“seragam” karena gerak tersebut mempunyai kecepatan dan arah yang
tetap/konstan, “tanslasi” karena meskipun kereta api itu berubah posisinya
relative terhadap tanggul rel tetapi
tidak berotasi dalam geraknya). Mari kita membayangkan seekor burung
gagak terbang melintas di udara dalam suatu cara sehingga gerakan burung
tersebut, sebagaimana teramati dari tanggul rel, adalah seragam dan dalam
lintasan lurus. Jika kita hendak mengamati si burung gagak yang sedang terbang
itu dari dalam kereta api yang juga sedang bergerak, kita akan menemukan bahwa
gerakan si burung memiliki kecepatan dan arah yang berbeda, tetapi tetap
seragam dan berlintasan lurus. Dinyatakan secara abstak , kita bisa mengatakan
: Jika sebuah massa m bergerak secara seragam dalam lintasan garis
lurusterhadap suatu system koordinat K
, maka ia juga akan bergerak secara
seragam dan berlintasan lurus relative terhadap system koordinat kedua K’ dengan catatan bahwayang terakhir
ini (K’) juga sedang menjalani gerak
translator seragam terhadap K.
Berkenaan dengan pembicaraan pada bagian sebelumnya, diketahui bahwa :
“Jika K adalah
suatu system koordinat Galileian, maka
semua system koordinat K’ yang lain
adalah juga merupakan system koordinat Galileian, apabila dalam hubungannya
dengan K ia berada dalam
kondisi gerak translasi yang seragam.
Relatif terhadap K’ ,hokum-hukum
mekanika Galilei-Newton berlaku dengan baik dan pasti seperti mereka juga
berlaku terhadap K.”
Kita
maju maju selangkah lebih jauh dalam generalisasi kita apabila kita menyatakan
prinsip tersebut demikian : Jika relative terhadap K , K’ adalah system
koordinat yang bergerak secara seragam
sama sekali bukan rotasi, maka fenomena alam menjalankan ajaranya terhadap K’
menurut hukum-hukum yang pasti sama seperti seperti terhadap K. Pernyataan ini disebut sebagai
prinsip relativitas (dalam pengertian terbatas).
Selama diketahui cukup meyakinkan bahwa semua fenomena alam
dapat direpresentasikan dengan bantuan mekanika klasik, tidak perlu adanya meragukan
kesahihan (validitas) prinsip relativitas ini. Akan tetapi dari sudut pandang
elektrodinamika dan optika yang telah berkembang hingga baru-baru ini, menjadi
lebih terang bahwa mekanika klasik tidak lagi mampu memberikan pondasi yang
cukup untuk deskripsi fisika dari semua fenomena alam. Pada titik ini
pertanyaan mengenai validitas dari prinsip relativitas menjadi matang untuk
dibahas, dan bukan mustahil nampaknya bahwa jawaban dari pertanyaan tersebut
mungkin saja didapati negative.
Namun
demikian, ada dua fakta umum yang pada awalnya berbicara banyak mendukung
kesahihan prinsip relativitas. Sebab walaupun mekanika klasik tidak menyediakan
bagi kita dasar yang cukup luas untuk presentasi teoretis dari semua fenomena
fisika, tetap saja kita harus mengakuinya dengan ukuran “kebenaran” yang sangat
besar. Ini karena mekanika klasik menyediakan bagi kita gerakan-gerakan actual
benda-benda mulia (benda tidak sebenarnya) lengkap dengan detalinya yang nikmat
dan sangat hebat. Oleh karena itu, prinsip relativitas harus berlaku dengan
akurasi yang sangat besar di dalam
bidang mekanika. Akan tetapi bahwa sebuah prinsip dengan keumuman yang demikian
luas yang dituntut berlaku dengan kepastian yang begitu tinggi didalam satu
ranah/bidang fenomena, sementara ia tidak begitu valid di dalam bidang yan
lain, secara teori tidaklah sangat memungkinkan. Sekarang kita lanjutkan pada
argument yang kedua, di belakang nanti kita akan kembali pada argument ini
untuk membahasnya lebih banyak. Jika prinsip relativitas (dalam pengertian
terbatas) tidak berlaku, maka koordinat Galileian K, K’, K”, dst., yang bergerak seragam
relative satu terhadap yang lainya, akan menjadi tidak sepadan (ekuivalen)
untuk mendeskripsikan fenomena alam. Dalam kasus ini kita akan terpaksa
mempercayai bahwa hokum-hukum alam adalah mampu dirumuskan dalam cara sederhana
tertentu, dan tentu saja hanya pada keadaan dimana dari antara semua system
koordinat Galileian yang mungkin, kita mesti memilih salah satu (Ko) dari suatu keadaan gerak
tertentu sebagai benda acuan kita.
Kemudian kita mendapatkan pembenaran (karena manfaatnya untuk
mendeskripsikan fenomena alam) dalam
menyebut system ini “secara absolut dalam keadaan berhenti”, dan semua system
Galileian K yang lain “di dalam
keadaan bergerak”. Jika misalnya tanggul rel tadi adalah system Ko maka kereta api akan menjadi suatu system K ,
relative terhadap system dimana hukum-hukum yang kurang sederhana akan
berlaku terhadap Ko.
Berkurangnya kesederhanaan ini disebabkan oleh fakta bahwa kereta api K akan berada dalam gerakan
(yakni “sesungguhnya”) terhadap Ko .
Didalam hukum alam umum yang telah dirumuskan dengan mengacu kepada K, arah dan besarnya kecepatan kereta
api akan memainkan peranan penting. Kita bisa berharap, misalnya bahwa nada
yang dikeluarkan oleh sebuah organ pipa (alat music) yang ditempatkan dengan
porosnya sejajar dengan arah perjalanan
akan menjadi berbeda dari nada yang dikeluarkan jika poros organ tersebut
ditempatkan tegak lurusnterhadap arah perjalanan ini.
Sekarang
dalam kebaikan gerakannya dalam suatu orbit sekeliling matahari, bumi kita
dapat diperbandingkan dengan kereta api yang berjalan dengan kecepatan sekitar
30 km/s . JIka prinsip relativitas tidak valid maka kita akan berharap bahwa
arah gerakan bumi pada setiap saat akan masuk kedalam hukum-hukum alam, dan
juga bahwa system-sistem fisika dalam tingkah lakunya akan bergantung kepada
orientasi dalam ruang dengan mengacu terhadap bumi. Sayangnya arah kecepatan
revolusi bumi dalam satu tahun selalu berubah-ubah dan berselang-seling, hal
ini membuat bumi tidak bisa selalu berada dalam keadaan yang tertentu relative
terhadap system hipotetis Ko
sepanjang satu tahun penuh. Bagaimanapun, observasi yang paling seksama
sekalipun hingga saat ini belum pernah mengungkapkan sifat-sifat yang begitu
anisotropic dalam ruang fisika terrestrial (kebumian), yaitu sifat
non-ekuivalen fisika dari arah-arah yang berbeda. Hal ini merupakan argument
yang sangt kuat untuk mendukung prinsip relativitas.
Sumber ;
Relativity : The
special and General Theori
Oleh Albert Einstein
