Teman-teman fisika pasti kenal dengan Einstein. Selain karena pandai, dia juga ahli tentang teori relativitas. Ketika teman-teman membicarakan soal relativitas, pasti teman-teman memikirkan “bukti apa sih yang menyatakan teori itu benar?”. Untuk menyikapinya kami berikan beberapa bukti yang mampu membuktikan bahwa teori Relativitas Einstein berguna dalam kehidupan nyata.
Sumber Gambar: http://goo.gl/SjrjpN
1. Global Positioning System (GPS)
Sumber Gambar: http://goo.gl/tv3NUg
Pernah dengar kata GPS? GPS singkatan dari Global Positioning System. GPS berguna untuk sistem navigasi. GPS berfungsi akurat sebab terdapat satelit sebagai pusat informasinya. Satelit menggunakan konsep relativitas dalam kerjanya. Meskipun satelit tidak bergerak secepat kecepatan cahaya, namun sebenarnya satelit bergerak sangat cepat. Selain itu, satelit juga mengirimkan sinyal ke stasiun Bumi. Supaya akurat, satelit menggunakan jam dengan akurasi hingga beberapa nanodetik. Satelit mengorbit pada ketinggian 12.600 mil atau 20.300 km di atas Bumi dan bergerak dengan kecepatan 6.000 mil/jam atau 10 ribu km/jam akan menyebabkan adanya dilatasi waktu relatif sekitar 4 mikrodetik per hari. Dengan adanya efek gravitasi pula, dilatasi dapat bertambah sekitar 7 mikrodetik atau 7000 nanodetik. Meski terlihat sepele dan sangat kecil, perbedaannya tersebut sangat nyata. Seandainya tidak ada efek relativistik, informasi GPS yang menyebut jarak ke SPBU atau tempat pengisian BBM adalah 0,8 km akan mengubah informasi GPS menyebut jaraknya menjadi 5 mil atau 8 km pada titik yang sama.
2. Elektromagnet
Sumber Gambar: http://goo.gl/l5jccv
Kumparan kawat yang bergerak pada medan magnet dapat menghasilkan arus listrik. Partikel bermuatan dalam kawat dipengaruhi perubahan medan magnet yang memaksanya bergerak dan menghasilkan arus listrik. Namun, saat kawat diam pada medan magnet, ternyata arus listrik masih timbul, bukan sebaliknya. Hal tersebut membuktikan tidak ada kerangka acuan yang ‘mutlak’. Thomas Moore, dosen Fisika dari Pomona College di Claremont, California menggunakan prinsip relativitas untuk mendemonstrasikan Hukum Faraday dan menyebut bahwa medan magnet yang berubah menimbulkan arus listrik.
3. Warna Kuning Emas
Sumber Gambar: http://goo.gl/bAlAem
Kebanyakan logam mengkilap karena elektron-elektron pada atomnya melompat dari tingkat energi atau ‘orbital’ yang berbeda. Sejumlah partikel cahaya atau foton yang mengenai logam akan terserap dan dipancarkan kembali dengan gelombang yang lebih panjang. Emas memiliki atom yang berat dan elektronnya bergerak cukup cepat sehingga membuat peningkatan massa relativistik yang signifikan. Elektron berputar di sekitar inti atom atau nukleus dengan jalur yang lebih pendek, namun dengan momentum yang lebih besar. Elektron dalam orbital membawa energi yang lebih dekat dengan energi elektron terluar dengan panjang gelombang yang bisa diserap dan dipantulkan lebih panjang. Panjang gelombang cahaya yang lebih panjang berarti sejumlah cahaya yang terlihat dan biasanya hanya terefleksi dapat terserap di ujung spektrum biru. Sementara itu, cahaya putih adalah percampuran semua warna pembentuk pelangi. Namun, dalam emas saat cahaya terserap dan terpancar kembali dengan gelombang cahaya yang memiliki panjang gelombang yang lebih panjang. Hal tersebut menyebabkan percampuran cahaya yang kita lihat memiliki warna biru dan ungu menjadi berkurang. Itulah yang membuat emas berwarna kuning sebab kuning, oranye, dan merah memiliki panjang gelombang lebih panjang dibandingkan warna biru.
4. Emas tak gampang berkarat
Efek relativistik pada elektron emas adalah salah satu alasan mengapa logam itu tak berkarat dan tidak gampang bereaksi terhadap segala sesuatu. Emas hanya memiliki 1 elektron di kulit terluarnya, namun tak sereaktif kalsium atau lithium. Sebaliknya, elektron pada emas lebih ‘berat’ dari yang seharusnya dan lebih dekat dengan inti atomnya.
5. Merkuri atau raksa berbentuk cair
Sumber Gambar: http://goo.gl/veP4nM
Meski berstatus sebagai ‘logam’, merkuri atau raksa berbentuk cairan. Unsur kimia yang memiliki simbol Hg itu juga punya atom yang berat seperti halnya emas. Elektronnya berada dekat inti atau nucleus karena penambahan kecepatan dan massa. Pada merkuri, ikatan antar atomnya sangat lemah sehingga zat tersebut gampang meleleh pada temperatur yang lebih rendah.
6. TV “jadul”
Sumber Gambar: http://goo.gl/mMnq0A
Beberapa tahun lalu, kebanyakan televisi dan monitor memiliki layar tabung sinar katoda yang bekerja dengan cara menempakkan elektron pada permukaan fosfor dengan magnet besar. Masing-masing elektron menyalakan pixel saat mengenai belakang layar dan memunculkan gambar bergerak hingga 30 persen kecepatan cahaya. Dalam kasus tersebut, efek relativistik terlihat jelas adanya.
7. Cahaya
Jika teori Isaac Newton benar, maka niscaya penjelasan tentang cahaya yang kita miliki akan berbeda sama sekali. “Tak hanya magnetik, cahaya pun tak akan ada. Sementara relativitas mengharuskan adanya perubahan medan elektromagnetis pada kecepatan yang terbatas, bukan seketika,” kata Moore. Jika persyaratan itu tak ada, perubahan pada medan listrik akan terjadi seketika, bukan melalui gelombang elektromagnetik di mana manetik dan cahaya tak akan diperlukan.
8. Pembangkit Tenaga Nuklir dan Supernova
Relativitas adalah salah satu alasan di mana massa dan energi bisa dikonversi menjadi satu sama lain yang menjelaskan bagaimana pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN) beroperasi, juga mengapa Matahari menyinari siang. Efek lain yang tak kalah penting adalah ledakan supernova: sinyal kematian sebuah bintang. “Supernova ada karena efek relativistik melampaui efek kuantum dalam inti bintang yang besar, yang memungkinkan bintang itu meledak secara tiba-tiba dan menjadi bintang neutron yang jauh lebih kecil dan lebih keras,” kata Moore. Saat supernova, lapisan luar bintang merangsek masuk ke inti dan memicu ledakan raksasa yang menciptakan elemen yang lebih berat dari besi. Jika tak ada relativitas, bintang-bintang raksasa yang menua tak akan meledak dan menjadi katai putih (white dwarf). Katai putih dianggap sebagai titik akhir dari evolusi suatu bintang dan merupakan inti bintang di mana reaksi fusi berlangsung. Atau dengan kata lain, bentuk akhir bintang setelah terbakar habis alias mati.
Sumber: http://goo.gl/JllxIb
Recent Comments