Albert Einstein

Albert Einstein (14 Maret 1879 - 18 April 1955) adalah seorang ilmuwan kelahiran Jerman. Dia bekerja pada fisika teoretis. Dia mengembangkan teori relativitas. Dia menerima Hadiah Nobel Fisika pada tahun 1921 untuk fisika teoretis. Persamaannya yang terkenal adalah E = m c 2 {\displaystyle E=mc^{2}} {\displaystyle E=mc^{2}}(E = energi, m = massa, c = kecepatan cahaya).

Pada awal karirnya, Einstein tidak berpikir bahwa mekanika Newtonian cukup untuk mendamaikan (mempertemukan) hukum mekanika klasik dan hukum medan elektromagnetik. Antara tahun 1902-1909 dia mengembangkan teori relativitas khusus untuk mengoreksi hal itu. Einstein juga berpikir bahwa gagasan Isaac Newton tentang gravitasi tidak sepenuhnya benar. Jadi, dia memperluas gagasannya tentang relativitas khusus untuk memasukkan gravitasi. Pada tahun 1916 ia menerbitkan makalah tentang relativitas umum dengan teori gravitasinya.

Pada tahun 1933, Einstein mengunjungi Amerika Serikat. Di Jerman, Adolf Hitler dan Nazi berkuasa. Einstein, yang beretnis Yahudi, tidak kembali ke Jerman karena kebijakan anti-Semit Hitler. Dia tinggal di Amerika Serikat dan menjadi warga negara Amerika pada tahun 1940. Pada awal Perang Dunia II, ia mengirim surat kepada Presiden Franklin D. Roosevelt yang menjelaskan kepadanya bahwa Jerman sedang dalam proses membuat senjata nuklir; jadi Einstein merekomendasikan bahwa AS juga harus membuatnya. Hal ini menyebabkan Proyek Manhattan, dan AS menjadi negara pertama dalam sejarah yang membuat dan menggunakan bom atom (bukan pada Jerman, tetapi Jepang). Einstein dan fisikawan lain seperti Richard Feynman yang bekerja pada proyek Manhattan kemudian menyesal bahwa bom tersebut digunakan di Jepang.

Einstein tinggal di Princeton dan merupakan salah satu anggota pertama yang diundang ke Institute for Advanced Study, di mana ia bekerja selama sisa hidupnya. Dia secara luas dianggap sebagai salah satu ilmuwan terbesar sepanjang masa. Kontribusinya membantu meletakkan dasar bagi semua cabang fisika modern, termasuk mekanika kuantum dan relativitas.

Albert Einstein pada tahun 1947Zoom
Albert Einstein pada tahun 1947

Kehidupan

Kehidupan awal

Einstein lahir di Ulm, Württemberg, Jerman, pada 14 Maret 1879. Keluarganya adalah orang Yahudi, tetapi tidak terlalu religius. Namun, di kemudian hari Einstein menjadi sangat tertarik dengan Yudaisme-nya. Einstein tidak mulai berbicara sampai dia berusia 2 tahun. Menurut adik perempuannya, Maja, "Dia mengalami kesulitan dengan bahasa sehingga orang-orang di sekitarnya takut dia tidak akan pernah belajar". Ketika Einstein berusia sekitar 4 tahun, ayahnya memberinya kompas magnetik. Dia berusaha keras untuk memahami bagaimana jarum itu bisa bergerak sendiri sehingga selalu menunjuk ke utara. Jarum itu berada dalam wadah tertutup, jadi jelas tidak ada sesuatu seperti angin yang bisa mendorong jarum itu, namun jarum itu bergerak. Jadi dengan cara ini Einstein menjadi tertarik untuk mempelajari sains dan matematika. Kompas itu memberinya ide untuk menjelajahi dunia sains.

Ketika ia beranjak dewasa, ia bersekolah di Swiss. Setelah lulus, ia mendapat pekerjaan di kantor paten di sana. Ketika ia bekerja di sana, ia menulis makalah yang pertama kali membuatnya terkenal sebagai ilmuwan besar.

Einstein menikah dengan seorang wanita Serbia berusia 20 tahun, Mileva Marić, pada bulan Januari 1903.

Pada tahun 1917, Einstein menjadi sangat sakit dengan penyakit yang hampir membunuhnya. Sepupunya, Elsa Löwenthal, merawatnya kembali ke kesehatan. Setelah ini terjadi, Einstein menceraikan Mileva pada 14 Februari 1919, dan menikahi Elsa pada 2 Juni 1919.

Anak-anak

Putri pertama Einstein adalah "Lieserl" (tidak ada yang tahu nama aslinya). Dia lahir di Novi Sad, Vojvodina, Austria-Hongaria pada bulan-bulan pertama tahun 1902. Dia menghabiskan hidupnya yang sangat singkat (diyakini kurang dari 2 tahun) dalam perawatan kakek-nenek Serbia. Diyakini dia meninggal karena demam berdarah. Beberapa orang percaya bahwa dia mungkin terlahir dengan kelainan yang disebut sindrom Down, meskipun tidak pernah terbukti. Tidak ada yang tahu keberadaannya sampai tahun 1986, ketika cucu Einstein menemukan sebuah kotak sepatu yang berisi 54 surat cinta (kebanyakan dari Einstein), yang dipertukarkan antara Mileva dan Einstein dari tahun 1897 sampai September 1903.

Kedua putra Einstein adalah Hans Albert Einstein dan Eduard Tete Einstein. Hans lahir di Bern, Swiss pada bulan Mei 1904 dan Eduard lahir di Zürich, Swiss pada bulan Juli 1910. Eduard meninggal pada usia 55 tahun karena stroke di Rumah Sakit Universitas Psikiatri Zurich. Dia telah menghabiskan hidupnya keluar masuk rumah sakit jiwa karena Skizofrenia-nya.

Kehidupan selanjutnya

Tepat sebelum dimulainya Perang Dunia I, ia pindah kembali ke Jerman, dan menjadi kepala sekolah di sana. Dia tinggal di Berlin sampai pemerintah Nazi berkuasa. Nazi membenci orang-orang Yahudi atau yang berasal dari keluarga Yahudi. Mereka menuduh Einstein membantu menciptakan "fisika Yahudi," dan fisikawan Jerman mencoba membuktikan bahwa teorinya salah.

Pada tahun 1933, di bawah ancaman kematian dari Nazi dan dibenci oleh pers Jerman yang dikendalikan Nazi, Einstein dan Elsa pindah ke Princeton, New Jersey di Amerika Serikat, dan pada tahun 1940 ia menjadi warga negara Amerika Serikat.

Selama Perang Dunia II, Einstein dan Leó Szilárd menulis surat kepada presiden AS, Franklin D. Roosevelt, untuk mengatakan bahwa Amerika Serikat harus menciptakan bom atom sehingga pemerintah Nazi tidak dapat mengalahkan mereka. Dia adalah satu-satunya yang menandatangani surat itu. Namun, dia bukan bagian dari Proyek Manhattan, yang merupakan proyek yang menciptakan bom atom.

Einstein, seorang Yahudi tetapi bukan warga negara Israel, ditawari jabatan kepresidenan pada tahun 1952 tetapi menolaknya, dengan menyatakan "Saya sangat tersentuh oleh tawaran dari Negara Israel kami, dan sekaligus sedih dan malu karena saya tidak dapat menerimanya. " Ehud Olmert dilaporkan sedang mempertimbangkan untuk menawarkan jabatan presiden kepada orang non-Israel lainnya, Elie Wiesel, tetapi dia dikatakan "sangat tidak tertarik".

Dia mengajar fisika di Institute for Advanced Study di Princeton, New Jersey sampai kematiannya pada tanggal 18 April 1955 karena aneurisma aorta yang pecah. Dia masih menulis tentang fisika kuantum beberapa jam sebelum dia meninggal. Ia dianugerahi Hadiah Nobel Fisika.

Teori relativitas khusus

Teori relativitas khusus diterbitkan oleh Einstein pada tahun 1905, dalam makalah On the Electrodynamics of Moving Bodies. Dikatakan bahwa pengukuran jarak dan pengukuran waktu berubah mendekati kecepatan cahaya. Ini berarti bahwa ketika seseorang semakin dekat dengan kecepatan cahaya (hampir 300.000 kilometer per detik), panjangnya tampak semakin pendek, dan jam berdetak lebih lambat. Einstein mengatakan bahwa relativitas khusus didasarkan pada dua gagasan. Yang pertama adalah bahwa hukum-hukum fisika adalah sama untuk semua pengamat yang tidak bergerak dalam hubungannya satu sama lain.

Benda-benda yang bergerak ke arah yang sama dengan kecepatan yang sama dikatakan berada dalam "kerangka inersia".

Orang-orang dalam "bingkai" yang sama mengukur berapa lama sesuatu terjadi. Jam mereka menjaga waktu yang sama. Tetapi di "bingkai" lain, jam mereka bergerak dengan kecepatan yang berbeda. Alasan mengapa hal ini terjadi adalah sebagai berikut. Tidak peduli bagaimana seorang pengamat bergerak, jika dia mengukur kecepatan cahaya yang datang dari bintang itu, itu akan selalu menjadi angka yang sama.

Bayangkan seorang astronot sendirian di alam semesta yang berbeda. Hanya ada seorang astronot dan sebuah pesawat ruang angkasa. Apakah dia bergerak? Apakah dia berdiri diam? Pertanyaan-pertanyaan itu tidak berarti apa-apa. Mengapa? Karena ketika kita mengatakan bahwa kita bergerak, kita berarti bahwa kita dapat mengukur jarak kita dari sesuatu yang lain pada berbagai waktu. Jika angkanya semakin besar, kita bergerak menjauh. Jika angkanya semakin kecil, kita bergerak mendekat. Untuk memiliki gerakan, Anda harus memiliki setidaknya dua hal. Sebuah pesawat terbang bisa saja bergerak dengan kecepatan beberapa ratus kilometer per jam, tetapi para penumpang mengatakan, "Saya hanya duduk di sini."

Misalkan beberapa orang berada di pesawat ruang angkasa dan mereka ingin membuat jam yang akurat. Di satu ujung mereka menaruh cermin, dan di ujung lainnya mereka menaruh sebuah mesin sederhana. Mesin itu menembakkan satu semburan cahaya pendek ke arah cermin dan kemudian menunggu. Cahaya mengenai cermin dan memantul kembali. Ketika cahaya mengenai detektor cahaya pada mesin, mesin mengatakan, "Hitung = 1," secara bersamaan mesin menembakkan semburan cahaya pendek lainnya ke arah cermin, dan ketika cahaya itu kembali, mesin mengatakan, "Hitung = 2." Mereka memutuskan bahwa sejumlah pantulan tertentu akan didefinisikan sebagai satu detik, dan mereka membuat mesin mengubah penghitung detik setiap kali mesin mendeteksi jumlah pantulan tersebut. Setiap kali mesin mengubah penghitung detik, ia juga memancarkan cahaya melalui lubang intip di bawah mesin. Jadi, seseorang di luar bisa melihat lampu berkedip setiap detik.

Setiap anak sekolah dasar mempelajari rumus d = rt (jarak sama dengan laju dikalikan waktu). Kita tahu kecepatan cahaya, dan kita dapat dengan mudah mengukur jarak antara mesin dan cermin dan mengalikannya untuk memberikan jarak yang ditempuh cahaya. Jadi kita memiliki d dan r, dan kita dapat dengan mudah menghitung t. Orang-orang di pesawat ruang angkasa membandingkan "jam cahaya" baru mereka dengan berbagai jam tangan dan jam lainnya, dan mereka puas bahwa mereka dapat mengukur waktu dengan baik menggunakan jam cahaya baru mereka.

Sekarang pesawat ruang angkasa ini kebetulan melaju sangat cepat. Mereka melihat kilatan dari jam di pesawat ruang angkasa, dan kemudian mereka melihat kilatan lain. Hanya saja, kilatan-kilatan itu tidak datang dalam selang waktu satu detik. Kilatan-kilatan itu datang dengan kecepatan yang lebih lambat. Cahaya selalu bergerak dengan kecepatan yang sama, d = rt. Itulah sebabnya mengapa jam di pesawat ruang angkasa tidak berkedip sekali dalam satu detik untuk pengamat luar.

Relativitas khusus juga mengaitkan energi dengan massa, dalam rumus E=mc2 dari Albert Einstein.

Cahaya dari kedua bintang diukur memiliki kecepatan yang samaZoom
Cahaya dari kedua bintang diukur memiliki kecepatan yang sama

Jarak yang ditempuh relatif terhadap standar referensi yang berbedaZoom
Jarak yang ditempuh relatif terhadap standar referensi yang berbeda

Jam cahaya lebih cepat saat diam dan lebih lambat saat bergerakZoom
Jam cahaya lebih cepat saat diam dan lebih lambat saat bergerak

Kesetaraan massa-energi

E=mc2 , juga disebut kesetaraan massa-energi, adalah salah satu hal yang paling terkenal dari Einstein. Ini adalah persamaan terkenal dalam fisika dan matematika yang menunjukkan apa yang terjadi ketika massa berubah menjadi energi atau energi berubah menjadi massa. "E" dalam persamaan tersebut adalah singkatan dari energi. Energi adalah angka yang Anda berikan pada objek tergantung pada seberapa banyak mereka dapat mengubah hal-hal lain. Misalnya, batu bata yang menggantung di atas telur dapat memberikan energi yang cukup ke telur untuk memecahkannya. Bulu yang menggantung di atas telur tidak memiliki energi yang cukup untuk melukai telur.

Ada tiga bentuk dasar energi: energi potensial, energi kinetik, dan energi diam. Dua dari bentuk-bentuk energi ini dapat dilihat dalam contoh yang diberikan di atas, dan dalam contoh pendulum.

A pendulum converts potential energy to kinetic energy and back.

Sebuah bola meriam tergantung pada tali dari sebuah cincin besi. Seekor kuda menarik bola meriam ke sisi kanan. Ketika bola meriam dilepaskan, bola meriam akan bergerak maju mundur seperti yang digambarkan. Ia akan melakukan itu selamanya kecuali bahwa gerakan tali di dalam ring dan bergesekan di tempat lain menyebabkan gesekan, dan gesekan itu menghilangkan sedikit energi sepanjang waktu. Jika kita mengabaikan kerugian akibat gesekan, maka energi yang diberikan oleh kuda diberikan kepada bola meriam sebagai energi potensial. (Ia memiliki energi karena ia berada di atas dan bisa jatuh ke bawah.) Ketika bola meriam berayun ke bawah, ia memperoleh kecepatan yang semakin tinggi, sehingga semakin dekat ke bawah, semakin cepat ia melaju dan semakin keras ia akan menghantam Anda jika Anda berdiri di depannya. Kemudian bola meriam melambat karena energi kinetiknya berubah kembali menjadi energi potensial. "Energi kinetik" hanya berarti energi yang dimiliki sesuatu karena ia bergerak. "Energi potensial" hanya berarti energi yang dimiliki sesuatu karena berada pada posisi yang lebih tinggi dari sesuatu yang lain.

Ketika energi berpindah dari satu bentuk ke bentuk lainnya, jumlah energi selalu tetap sama. Energi tidak dapat dibuat atau dimusnahkan. Aturan ini disebut "hukum kekekalan energi". Misalnya, ketika Anda melempar bola, energi ditransfer dari tangan Anda ke bola saat Anda melepaskannya. Tetapi energi yang ada di tangan Anda, dan sekarang energi yang ada di dalam bola, adalah jumlah yang sama. Untuk waktu yang lama, orang mengira bahwa kekekalan energi adalah semua yang perlu dibicarakan.

Ketika energi berubah menjadi massa, jumlah energi tidak tetap sama. Ketika massa berubah menjadi energi, jumlah energi juga tidak tetap sama. Namun, jumlah materi dan energi tetap sama. Energi berubah menjadi massa dan massa berubah menjadi energi dengan cara yang didefinisikan oleh persamaan Einstein, E = mc2 .

"m" dalam persamaan Einstein adalah singkatan dari massa. Massa adalah jumlah materi yang ada dalam suatu benda. Jika Anda mengetahui jumlah proton dan neutron dalam sepotong materi seperti batu bata, maka Anda dapat menghitung massa totalnya sebagai jumlah massa semua proton dan semua neutron. (Elektron sangat kecil sehingga hampir dapat diabaikan.) Massa saling tarik-menarik satu sama lain, dan massa yang sangat besar seperti massa Bumi menarik sangat keras benda-benda di dekatnya. Berat Anda akan jauh lebih berat di Jupiter daripada di Bumi karena Jupiter begitu besar. Berat Anda akan jauh lebih ringan di Bulan karena hanya sekitar seperenam massa Bumi. Berat terkait dengan massa batu bata (atau orang) dan massa apa pun yang menariknya ke bawah pada skala pegas - yang mungkin lebih kecil dari bulan terkecil di tata surya atau lebih besar dari Matahari.

Massa, bukan berat, dapat ditransformasikan menjadi energi. Cara lain untuk mengekspresikan ide ini adalah dengan mengatakan bahwa materi dapat diubah menjadi energi. Satuan massa digunakan untuk mengukur jumlah materi dalam sesuatu. Massa atau jumlah materi dalam sesuatu menentukan berapa banyak energi yang dapat diubah menjadi sesuatu itu.

Energi juga bisa ditransformasikan menjadi massa. Jika Anda mendorong kereta bayi dengan berjalan pelan dan merasa mudah untuk mendorongnya, tetapi mendorongnya dengan berjalan cepat dan merasa lebih sulit untuk bergerak, maka Anda akan bertanya-tanya apa yang salah dengan kereta bayi tersebut. Kemudian, jika Anda mencoba berlari dan mendapati bahwa menggerakkan kereta bayi dengan kecepatan yang lebih cepat seperti mendorong dinding bata, Anda akan sangat terkejut. Yang benar adalah bahwa ketika sesuatu digerakkan, maka massanya akan bertambah. Manusia biasanya tidak menyadari peningkatan massa ini karena pada kecepatan yang biasa manusia gerakkan, peningkatan massa hampir tidak ada.

Ketika kecepatan semakin mendekati kecepatan cahaya, maka perubahan massa menjadi mustahil untuk tidak diperhatikan. Pengalaman dasar yang kita semua alami dalam kehidupan sehari-hari adalah bahwa semakin keras kita mendorong sesuatu seperti mobil, semakin cepat kita bisa mendorongnya. Tetapi, ketika sesuatu yang kita dorong sudah melaju pada sebagian besar kecepatan cahaya, kita mendapati bahwa massa benda itu terus bertambah, sehingga semakin sulit untuk membuatnya melaju lebih cepat. Mustahil untuk membuat massa apa pun melaju dengan kecepatan cahaya karena untuk melakukannya akan membutuhkan energi tak terbatas.

Kadang-kadang massa akan berubah menjadi energi. Contoh umum dari unsur-unsur yang membuat perubahan ini yang kita sebut radioaktivitas adalah radium dan uranium. Sebuah atom uranium dapat kehilangan partikel alfa (inti atom helium) dan menjadi unsur baru dengan inti yang lebih ringan. Kemudian atom itu akan memancarkan dua elektron, tetapi belum stabil. Ia akan memancarkan serangkaian partikel alfa dan elektron sampai akhirnya menjadi unsur Pb atau yang kita sebut timbal. Dengan membuang semua partikel yang memiliki massa ini, ia telah membuat massanya sendiri lebih kecil. Ia juga telah menghasilkan energi.

Dalam sebagian besar radioaktivitas, seluruh massa sesuatu tidak berubah menjadi energi. Dalam bom atom, uranium diubah menjadi kripton dan barium. Ada sedikit perbedaan dalam massa kripton dan barium yang dihasilkan, dan massa uranium asli, tetapi energi yang dilepaskan oleh perubahan itu sangat besar. Salah satu cara untuk mengekspresikan ide ini adalah dengan menulis persamaan Einstein sebagai:

E = (muranium - mkrypton dan barium) c 2

c2 dalam persamaan tersebut adalah singkatan dari kecepatan cahaya yang dikuadratkan. Untuk mengkuadratkan sesuatu berarti mengalikannya dengan dirinya sendiri, jadi jika Anda mengkuadratkan kecepatan cahaya, itu akan menjadi 299.792.458 meter per detik, dikalikan 299.792.458 meter per detik, yang kira-kira
(3-108 )2 = (9-1016 meter2 )/detik2 =90
.000.000.000.000.000 meter2 /detik2
 Jadi energi yang dihasilkan oleh satu kilogram akan menjadi:
E = 1 kg - 90.000.000.000.000.000.000 meter2 /detik2
 E = 90.000.000.000.000.000 kg meter2 /detik2
 atauE
= 90.000.000.000.000.000 joulesor
E = 90.000 terajoule

Sekitar 60 terajoule dilepaskan oleh bom atom yang meledak di Hiroshima. Jadi sekitar dua pertiga gram massa radioaktif dalam bom atom itu pasti telah hilang (berubah menjadi energi), ketika uranium berubah menjadi kripton dan barium.

Foto Einstein setelah memenangkan Hadiah Nobel, 1921Zoom
Foto Einstein setelah memenangkan Hadiah Nobel, 1921

Albert Einstein, 1921Zoom
Albert Einstein, 1921

BEC

Gagasan kondensat Bose-Einstein muncul dari kolaborasi antara S. N. Bose dan Prof Einstein. Einstein sendiri tidak menciptakannya, tetapi, malah menyempurnakan ide tersebut dan membantunya menjadi populer.

Energi titik-nol

Konsep energi titik nol dikembangkan di Jerman oleh Albert Einstein dan Otto Stern pada tahun 1913.

Momentum, massa, dan energi

Dalam fisika klasik, momentum dijelaskan oleh persamaan:

p = mv

di mana

p mewakili momentum

m mewakili massa

v mewakili velositas (kecepatan)

Ketika Einstein menggeneralisasi fisika klasik untuk memasukkan peningkatan massa karena kecepatan materi yang bergerak, ia sampai pada persamaan yang memprediksi energi terbuat dari dua komponen. Satu komponen melibatkan "massa istirahat" dan komponen lainnya melibatkan momentum, tetapi momentum tidak didefinisikan dengan cara klasik. Persamaan biasanya memiliki nilai lebih besar dari nol untuk kedua komponen:

E2 = (m0 c2 )2 + (pc)2

di mana

E mewakili energi partikel

m0 mewakili massa partikel ketika tidak bergerak

p mewakili momentum partikel ketika bergerak

c mewakili kecepatan cahaya.

Ada dua kasus khusus dari persamaan ini.

Foton tidak memiliki massa diam, tetapi memiliki momentum. (Cahaya yang memantul dari cermin mendorong cermin dengan gaya yang dapat diukur). Dalam kasus foton, karena m0 = 0, maka:

E2 = 0 + (pc)2

E = pc

p = E/c

Energi foton dapat dihitung dari frekuensinya ν atau panjang gelombang λ. Ini terkait satu sama lain dengan hubungan Planck, E = hν = hc/λ, di mana h adalah konstanta Planck (6,626×10−34 joule-detik). Dengan mengetahui frekuensi atau panjang gelombang, anda dapat menghitung momentum foton.

Dalam kasus partikel tak bergerak dengan massa, karena p = 0, maka:

E02 = (m0 c2 )2 + 0

yang hanya

E0 = m0 c2

Oleh karena itu, kuantitas "m0 " yang digunakan dalam persamaan Einstein kadang-kadang disebut "massa istirahat". (Angka "0" mengingatkan kita bahwa kita berbicara tentang energi dan massa ketika kecepatannya 0). Rumus "hubungan massa-energi" yang terkenal ini (biasanya ditulis tanpa "0") menunjukkan bahwa massa memiliki sejumlah besar energi, jadi mungkin kita bisa mengubah sebagian massa menjadi bentuk energi yang lebih berguna. Industri tenaga nuklir didasarkan pada gagasan itu.

Einstein mengatakan bahwa bukan ide yang baik untuk menggunakan rumus klasik yang menghubungkan momentum dengan kecepatan, p = mv, tetapi jika seseorang ingin melakukan itu, ia harus menggunakan massa partikel m yang berubah dengan kecepatan:

mv2 = m02 / (1 - v2 /c2 )

Dalam hal ini, kita bisa mengatakan bahwa E = mc2 juga berlaku untuk partikel yang bergerak.

Patung Albert Einstein di Akademi Ilmu Pengetahuan dan Humaniora Israel.Zoom
Patung Albert Einstein di Akademi Ilmu Pengetahuan dan Humaniora Israel.

Einstein di tahun-tahun terakhirnya, sekitar tahun 1950-anZoom
Einstein di tahun-tahun terakhirnya, sekitar tahun 1950-an

Teori Relativitas Umum

Bagian dari serangkaian artikel tentang

Relativitas umum

Spacetime curvature schematic

G μ ν + Λ g μ ν = 8 π G c 4 T μ ν {\displaystyle G_{\mu \nu }+\Lambda g_{\mu \nu }={8\pi G \over c^{4}}T_{\mu \nu }} G_{\mu \nu }+\Lambda g_{\mu \nu }={8\pi G \over c^{4}}T_{\mu \nu }

·          

    • Pendahuluan
    • Sejarah
  • Formulasi matematis

·          

    • Tes

Konsep-konsep dasar

  • Prinsip relativitas
  • Teori relativitas
  • Kerangka acuan
  • Kerangka acuan inersia
  • Bingkai istirahat
  • Bingkai pusat momentum
  • Prinsip kesetaraan
  • Kesetaraan massa-energi
  • Relativitas khusus
  • Relativitas khusus ganda
  • relativitas khusus invarian de Sitter
  • Garis dunia
  • Geometri Riemannian

Fenomena

Ruang Waktu

  • Persamaan
  • Formalisme

Persamaan

  • Gravitasi yang dilinierkan
  • Persamaan medan Einstein
  • Friedmann
  • Geodesi
  • Mathisson-Papapetrou-Dixon
  • Hamilton-Jacobi-Einstein
  • Invarian kelengkungan (relativitas umum)
  • Manifold Lorentzian

Formalisme

  • ADM
  • BSSN
  • Pasca-Newtonian

Teori lanjutan

  • Teori Kaluza-Klein
  • Gravitasi kuantum
  • Supergravitasi

Solusi

  • Schwarzschild (interior)
  • Reissner-Nordström
  • Gödel
  • Kerr
  • Kerr-Newman
  • Kasner
  • Lemaître-Tolman
  • Taub-NUT
  • Milne
  • Robertson-Walker
  • gelombang-p
  • debu van Stockum
  • Weyl-Lewis-Papetrou
  • Solusi vakum (relativitas umum)
  • Solusi vakum

Ilmuwan

  • Einstein
  • Lorentz
  • Hilbert
  • Poincaré
  • Schwarzschild
  • de Sitter
  • Reissner
  • Nordström
  • Weyl
  • Eddington
  • Friedman
  • Milne
  • Zwicky
  • Lemaître
  • Gödel
  • Wheeler
  • Robertson
  • Bardeen
  • Walker
  • Kerr
  • Chandrasekhar
  • Ehlers
  • Penrose
  • Hawking
  • Raychaudhuri
  • Taylor
  • Hulse
  • van Stockum
  • Taub
  • Newman
  • Yau
  • Thorne
  • lainnya

·         v

·         t

·         e

Teori Relativitas Umum diterbitkan pada tahun 1915, sepuluh tahun setelah teori relativitas khusus dibuat. Teori relativitas umum Einstein menggunakan gagasan ruang-waktu. Ruang-waktu adalah fakta bahwa kita memiliki alam semesta empat dimensi, memiliki tiga dimensi spasial (ruang) dan satu dimensi temporal (waktu). Setiap peristiwa fisik terjadi di suatu tempat di dalam tiga dimensi ruang ini, dan pada suatu saat dalam waktu. Menurut teori relativitas umum, massa apa pun menyebabkan ruang-waktu melengkung, dan massa lainnya mengikuti kurva ini. Massa yang lebih besar menyebabkan lebih banyak lengkungan. Ini adalah cara baru untuk menjelaskan gravitasi (gravitasi).

Relativitas umum menjelaskan pelensaan gravitasi, yaitu pembengkokan cahaya ketika mendekati objek masif. Penjelasan ini terbukti benar selama gerhana matahari, ketika pembengkokan cahaya matahari dari bintang-bintang yang jauh dapat diukur karena kegelapan gerhana.

Relativitas umum juga mengatur panggung untuk kosmologi (teori struktur alam semesta kita pada jarak yang jauh dan dalam waktu yang lama). Einstein berpikir bahwa alam semesta mungkin sedikit melengkung dalam ruang dan waktu, sehingga alam semesta selalu ada dan akan selalu ada, dan sehingga jika sebuah objek bergerak melalui alam semesta tanpa menabrak apa pun, ia akan kembali ke tempat awalnya, dari arah lain, setelah waktu yang sangat lama. Dia bahkan mengubah persamaannya untuk menyertakan "konstanta kosmologis," untuk memungkinkan model matematis dari alam semesta yang tidak berubah. Teori relativitas umum juga memungkinkan alam semesta untuk menyebar (tumbuh lebih besar dan kurang padat) selamanya, dan sebagian besar ilmuwan berpikir bahwa astronomi telah membuktikan bahwa inilah yang terjadi. Ketika Einstein menyadari bahwa model alam semesta yang baik dimungkinkan bahkan tanpa konstanta kosmologis, ia menyebut penggunaan konstanta kosmologis sebagai "kesalahan terbesarnya", dan konstanta itu sering ditinggalkan dari teori tersebut. Namun, banyak ilmuwan sekarang percaya bahwa konstanta kosmologis diperlukan untuk menyesuaikan semua yang sekarang kita ketahui tentang alam semesta.

Teori kosmologi yang populer disebut Big Bang. Menurut teori Big Bang, alam semesta terbentuk 15 miliar tahun yang lalu, dalam apa yang disebut "singularitas gravitasi". Singularitas ini kecil, padat, dan sangat panas. Menurut teori ini, semua materi yang kita kenal sekarang keluar dari titik ini.

Einstein sendiri tidak memiliki gagasan tentang "lubang hitam", tetapi kemudian para ilmuwan menggunakan nama ini untuk objek di alam semesta yang membengkokkan ruang-waktu sedemikian rupa sehingga bahkan cahaya pun tidak dapat lolos darinya. Mereka berpikir bahwa objek ultra-padat ini terbentuk ketika bintang raksasa, setidaknya tiga kali ukuran matahari kita, mati. Peristiwa ini bisa mengikuti apa yang disebut supernova. Pembentukan lubang hitam mungkin merupakan sumber utama gelombang gravitasi, sehingga pencarian bukti gelombang gravitasi telah menjadi pengejaran ilmiah yang penting.

Keyakinan

Banyak ilmuwan yang hanya peduli dengan pekerjaan mereka, tetapi Einstein juga sering berbicara dan menulis tentang politik dan perdamaian dunia. Dia menyukai gagasan sosialisme dan hanya memiliki satu pemerintahan untuk seluruh dunia. Dia juga bekerja untuk Zionisme, upaya untuk mencoba menciptakan negara baru Israel.

Keluarga Einstein adalah orang Yahudi, tetapi Einstein tidak pernah mempraktikkan agama ini secara serius. Dia menyukai ide-ide filsuf Yahudi Baruch Spinoza dan juga berpikir bahwa Buddhisme adalah agama yang baik. []

Meskipun Einstein memikirkan banyak ide yang membantu para ilmuwan memahami dunia dengan lebih baik, dia tidak setuju dengan beberapa teori ilmiah yang disukai ilmuwan lain. Teori mekanika kuantum membahas hal-hal yang dapat terjadi hanya dengan probabilitas tertentu, yang tidak dapat diprediksi dengan presisi yang lebih baik, tidak peduli berapa banyak informasi yang mungkin kita miliki. Pengejaran teoretis ini berbeda dari mekanika statistik, di mana Einstein melakukan pekerjaan penting. Einstein tidak menyukai bagian dari teori kuantum yang menyangkal sesuatu yang lebih dari probabilitas bahwa sesuatu akan ditemukan benar tentang sesuatu ketika itu benar-benar diukur; dia berpikir bahwa seharusnya mungkin untuk memprediksi apa pun, jika kita memiliki teori yang benar dan informasi yang cukup. Dia pernah berkata, "Saya tidak percaya bahwa Tuhan bermain dadu dengan alam semesta."

Karena Einstein sangat membantu ilmu pengetahuan, namanya sekarang digunakan untuk beberapa hal yang berbeda. Sebuah unit yang digunakan dalam fotokimia dinamai untuknya. Satuan ini sama dengan bilangan Avogadro dikalikan dengan energi satu foton cahaya. Unsur kimia Einsteinium juga dinamai sesuai nama ilmuwan tersebut. Dalam bahasa gaul, kita terkadang menyebut orang yang sangat pintar sebagai "Einstein".

Kritik

Sebagian besar ilmuwan berpikir bahwa teori relativitas khusus dan umum Einstein bekerja dengan sangat baik, dan mereka menggunakan gagasan dan formula tersebut dalam pekerjaan mereka sendiri. Einstein tidak setuju bahwa fenomena dalam mekanika kuantum dapat terjadi karena kebetulan murni. Dia percaya bahwa semua fenomena alam memiliki penjelasan yang tidak termasuk kebetulan murni. Dia menghabiskan sebagian besar hidupnya kemudian mencoba menemukan "teori medan terpadu" yang akan mencakup teori relativitas umumnya, teori elektromagnetisme Maxwell, dan mungkin teori kuantum yang lebih baik. Sebagian besar ilmuwan tidak berpikir bahwa dia berhasil dalam upaya itu.

Pertanyaan dan Jawaban

T: Kapan Albert Einstein lahir?


J: Albert Einstein lahir pada tanggal 14 Maret 1879.

T: Apa yang dia kerjakan dalam fisika teoretis?


J: Albert Einstein bekerja untuk menyatukan hukum mekanika klasik dan hukum medan elektromagnetik.

T: Untuk apa dia menerima Hadiah Nobel Fisika?


J: Albert Einstein menerima Hadiah Nobel Fisika pada tahun 1921 untuk karyanya dalam fisika teoretis.

T: Apa persamaan terkenalnya?


J: Persamaannya yang terkenal adalah E = mc2 (E = energi, m = massa, c = kecepatan cahaya).

T: Apa pendapatnya tentang gagasan Isaac Newton tentang gravitasi?


J: Albert Einstein berpikir bahwa gagasan Isaac Newton tentang gravitasi tidak sepenuhnya benar, jadi dia memperluas gagasannya tentang relativitas khusus untuk memasukkan gravitasi.

T: Mengapa dia tidak kembali ke Jerman ketika Adolf Hitler dan Nazi berkuasa?


J: Karena kebijakan anti-Semit Hitler, Albert Einstein tidak kembali ke Jerman ketika Adolf Hitler dan Nazi berkuasa.

T: Apa yang menyebabkan Proyek Manhattan?


J: Albert Einstein mengirim surat kepada Presiden Franklin D. Roosevelt yang menjelaskan bahwa Jerman sedang membuat senjata nuklir; hal ini menyebabkan dia merekomendasikan bahwa AS juga harus membuat senjata nuklir yang pada akhirnya mengarah pada Proyek Manhattan.

AlegsaOnline.com - 2020 / 2023 - License CC3