IMPLIKASI TEORI RELATIVITAS UMUM (1)

بِسْــــــــــــــــمِ اﷲِالرَّحْمَنِ اارَّحِيم

Singkatnya, teori relativitas Einstein kita bisa memahami alam semesta dalam skala besar.  Teori relativitas umum tidak hanya menjelaskan gerak planet tapi juga bisa menjelaskan sejarah dan pemuaian alam semesta, keberadaan lubang hitam, dan pembelokan cahaya dari bintang ataupun galaksi jauh.

Berdasarkan teori relativitas umum, gravitasi merupakan bagian dari ruang-waktu. Di dalam ruang-waktu, keberadaan massa akan melengkungkan ruang-waktu, dan objek-objek di sekitar massa tersebut akan bergerak mengikuti kelengkungan ruang-waktu tersebut.

Bukti tersebut bisa ditemukan pada gerak Merkurius dalam mengelilingi Matahari.  Planet Merkurius bergerak mengikuti kelengkungan ruang waktu yang disebabkan oleh Matahari, dan akibatnya pengamat akan menemukan pergeseran posisi Merkurius sebesar 43 detik busur per abad.  Meskipun hasil presesi Merkurius yang dihitung dengan relativitas umum sesuai dengan pengamatan, bukti lain masih diperlukan.

Pengujian pertama untuk melihat kelengkungan cahaya saat melewati benda bermassa besar berhasil dibuktikan. Pengamatan gerhana matahari total 1919 oleh Eddington memperlihatkan cahaya bintang dari gugus Hyades yang berada de dekat piringan Matahari mengalami pembelokan.

Relativitas umum Einstein terbukti. Dan implikasinya tidak hanya itu. Kita bisa memahami alam semesta.

LUBANG HITAM

Musim dingin 1915 – 1916, Karl Schwarzschild yang sedang berada di medan perang berhasil memecahkan solusi pertama dari persamaan medan Einstein.  Dalam solusi ini, Schwarzschild memperlihatkan geometri ruang waktu di sekitar bintang yang kerapatannya sangat tinggi. Jika ada bintang seperti ini, gravitasinya yang sangat kuat akan melengkungkan ruang waktu dan mengakibatkan informasi tidak bisa keluar, termasuk cahaya.  Menurut Einstein, ide ini hanya nyata dalam bentuk teori.

Akan tetapi, pada era 1960-an, lubang hitam dibuktikan keberadaannya sebagai konsekuensi dari keruntuhan bintang masif. Meskipun lubang hitam tak bisa diamati secara langsung, para astronom berhasil mengetahui keberadaannya dari perilaku materi yang ada di sekelilingnya yang dipengaruhi oleh gravitasi lubang hitam yang sangat besar.

Baru pada tahun 2019, keberadaan lubang hitam bisa dipotret oleh Teleskop Event Horizon dan kita bisa melihat perilaku cahaya yang mengalami pembelokan di sekeliling area horison peristiwa lubang hitam.

Pemuaian Alam Semesta

Dari satu persamaan medan Einstein, kita bisa memahami alam semesta. Ini menariknya relativitas umum. Prediksi ini dikemukakan oleh Alexander Friedmann dan Georges Lemaître. Menurut mereka, alam semesta itu berevolusi. Jadi alam semesta pada awalnya kecil dan padat, kemudian memuai sehingga galaksi akan bergerak saling menjauh satu sama lainnya.

Ide ini berhasil dibuktikan oleh Edwin Hubble yang mengamati pergerakan galaksi.  Pada awalnya Hubble mengamati nebula spiral yang ternyata merupakan galaksi serupa Bima Sakti dan jaraknya jutaan sampai miliaran tahn cahaya. Pengamatan itu juga memperlihatkan kalau cahaya dari galaksi yang diamati mengalami pergeseran merah. Fenomena ini hanya bisa dijelaskan kalau galaksi – galaksi tersebut menjauh dari kita.  Itu artinya, alam semesta mengembang atau memuai.  Selain itu, Hubble juga menemukan kalau galaksi jauh bergerak lebih cepat dibanding galaksi-galaksi dekat.

Jika saat ini galaksi – galaksi bergerak menjauh, maka pada suatu masa alam semesta ini tentu kecil, padat, dan sangat panas. Teori inilah yang dikenal sebagai Big Bang atau Dentuman Besar. Sisa dari Big Bang berhasil ditemukan dalam bentuk radiasi latar belakang, radiasi panas yang dipancarkan materi ketika alam semesta baru berusia 380.000 tahun. Dari radiasi latar belakang, kita bisa mengetahui temperatur alam semesta kala itu yakni 10³² K. Tapi, alam semesta kemudian memuai dan mendingin dengan temperatur saat ini 2,73 K ± 10^-5 K. Dari hasil radiasi latar belakang ini pulalah dibuktikan bahwa pada skala besar, alam semesta memang seragam.

Dengan relativitas kita bisa mengetahui pemuaian dan evolusi alam semesta. Dengan demikian kita bisa mengetahui seperti apa akhir dari alam semesta.  Hasil pengamatan masa kini telah berhasil mengetahui laju pemuaian alam semesta. Selain itu, kemampuan instrumentasi yang semakin baik juga telah berhsil menemukan galaksi muda kala alam semesta baru saja terbentuk. Sebuah perjalanan waktu untuk memahami evolusi alam semesta.

Bersambung.......

=============================================

Sumber : langitselatan.com