WOW SIJENIUS ALBERT EINSTEN KARYA MAHA SEMPURNA

Albert Einstein, tak salah lagi, seorang ilmuwan terhebat abad ke-20. Cendekiawan tak ada tandingannya sepanjang jaman. Termasuk karena teori "relativiti"-nya..Dikupas lebih dalam lagi.

Siapa yang tidak kenal formula Einstein E = m c² atau paradoks si kembar yang mendapati saudara kembarnya sudah jauh lebih tua setelah ia melakukan perjalanan dengan kecepatan mendekati kecepatan cahaya? Namun tidak semua orang tahu kalau "keajaiban" tersebut hanyalah bagian kecil dari teori relativitas Einstein, serta bagaimana sebenarnya Einstein mendapatkan teori relativitas tersebut.

Relativitas khusus

Tulisan Einstein tahun 1905, "Tentang Elektrodinamika Benda Bergerak", memperkenalkan teori relativitas khusus. Relativitas khusus menunjukkan bahwa jika dua pengamat berada dalam kerangka acuan lembam dan bergerak dengan kecepatan sama relatif terhadap pengamat lain, maka kedua pengamat tersebut tidak dapat melakukan percobaan untuk menentukan apakah mereka bergerak atau diam. Bayangkan ini seperti saat Anda berada di dalam sebuah kapal selam yang bergerak dengan kecepatan tetap. Anda tidak akan dapat mengatakan apakah kapal selam tengah bergerak atau diam. Teori relativitas khusus disandarkan pada postulat bahwa kecepatan cahaya akan sama terhadap semua pengamat yang berada dalam kerangka acuan lembam.
Postulat lain yang mendasari teori relativitas khusus adalah bahwa hukum fisika memiliki bentuk matematis yang sama dalam kerangka acuan lembam manapun. Dalam teori relativitas umum, postulat ini diperluas untuk mencakup tidak hanya kerangka acuan lembam, namun menjadi semua kerangka acuan.

Relativitas umum

Relativitas umum diterbitkan oleh Einstein pada 1916 (disampaikan sebagai satu seri pengajaran di hadapan "Prussian Academy of Science" 25 November 1915). Akan tetapi, matematikawan Jerman David Hilbert menulis dan menyebarluaskan persamaan sejenis sebelum Einstein. Ini tidak menyebabkan tuduhan pemalsuan oleh Einstein, tetapi kemungkinan mereka merupakan para pencipta relativitas umum.
Teori relativitas umum menggantikan hukum gravitasi Newton. Teori ini menggunakan matematika geometri diferensial dan tensor untuk menjelaskan gravitasi.

Einstein menyelesaikan teori relativitas umum pada 1915. Teori relativitas umum menjelaskan bahwa gelombang elektromagnetik tidak sesuai dengan teori gerakan Newton. Menurut Newton, gravitasi dianggap sebagai kekuatan penarik... Planet-planet bergerak mengelilingi matahari dalam bentuk lingkaran elips karena matahari memiliki kekuatan gravitasi yang amat besar.

Tapi menurut Einstein, gravitasi tidak dianggap sebagai kekuatan penarik, tapi lebih sebagai kekuatan eksterior yang merupakan konsekwensi dari ruang dan waktu atau ruang-waktu. Rangkaian ruang-waktu empat-dimensi yang melengkung seringkali dilukiskan seperti sebuah karet yang dimelarkan oleh benda bermasa—bintang, galaksi, dll. Benda bermassa seperti matahari melengkungkan ruang-waktu di sekelilingnya dan planet-planet bergerak di sepanjang jalur melengkungnya ruang-waktu. Einstein berkata: “materi memberitahu ruang bagaimana cara melengkungkan/memelarkan dirinya; ruang memberitahu materi cara bergerak”.

Teori relativitas umum memprediksi dengan tepat sampai pada tingkatan apakah sebuah sinar cahaya akan terbentang saat ia lewat di dekat matahari. Kalau dipaksa menyimpulkan teori relativitas umum dalam satu kalimat: Keberadaan ruang, waktu, dan gravitasi tidak terpisahkan dari benda.

Teori ini memiliki bentuk yang sama bagi seluruh pengamat, baik bagi pengamat yang bergerak dalam kerangka acuan lembam ataupun bagi pengamat yang bergerak dalam kerangka acuan yang dipercepat. Dalam relativitas umum, gravitasi bukan lagi sebuah gaya (seperti dalam Hukum gravitasi Newton) tetapi merupakan konsekuensi dari kelengkungan (curvature) ruang-waktu. Relativitas umum menunjukkan bahwa kelengkungan ruang-waktu ini terjadi akibat kehadiran massa.

Sebenarnya teori ini merupakan dua teori yang bertautan satu sama lain: teori khusus "relativiti" yang dirumuskannya tahun 1905 dan teori umum "relativiti" yang dirumuskannya tahun 1915, lebih terkenal dengan hukum gaya berat Einstein. Kedua teori ini teramat rumitnya, karena itu bukan tempatnya di sini menjelaskan sebagaimana adanya, namun uraian ala kadarnya tentang soal relativiti khusus ada disinggung sedikit. Pepatah bilang, "semuanya adalah relatif.

Teori Einstein bukanlah sekedar mengunyah-ngunyah ungkapan yang nyaris menjemukan itu. Yang dimaksudkannya adalah suatu pendapat matematik yang pasti tentang kaidah-kaidah ilmiah yang sebetulnya relatif. Hakikatnya, penilaian subyektif terhadap waktu dan ruang tergantung pada si penganut. Sebelum Einstein, umumnya orang senantiasa percaya bahawa dibalik kesan subyektif terdapat ruang dan waktu yang absolut yang boleh diukur dengan peralatan secara obyektif. Teori Einstein menjungkir-balikkan secara revolusioner pemikiran ilmiah dengan cara menolak adanya sang waktu yang absolut. Contoh berikut ini dapat menggambarkan betapa radikal teorinya, betapa tegasnya dia merombak pendapat kita tentang ruang dan waktu.

Bayangkanlah sebuah pesawat ruang angkasa --sebutlah namanya X--meluncur laju menjauhi bumi dengan kecepatan 100.000 kilometer per detik. Kecepatan diukur oleh pengamat, baik yang berada di pesawat ruang angkasa X maupun di bumi, dan pengukuran mereka bersamaan. Sementara itu, sebuah pesawat ruang angkasa lain yang bernama Y meluncur laju pada arah yang sama dengan pesawat ruang angkasa X tetapi dengan kecepatan yang berlebih. Apabila pengamat di bumi mengukur kecepatan pesawat ruang angkasa Y, mereka mengetahui bahawa pesawat itu melaju menjauhi bumi pada kecepatan 180.000 kilometer per detik. Pengamat di atas pesawat ruang angkasa Y akan berkesimpulan serupa.

Nah, karena kedua pesawat ruang angkasa itu melaju pada arah yang bersamaan, akan tampak bahwa beda kecepatan antara kedua pesawat itu 80.000 kilometer per detik dan pesawat yang lebih cepat tak dapat tidak akan bergerak menjauhi pesawat yang lebih lambat pada kadar kecepatan ini.

Tetapi, teori Einstein memperhitungkan, jika pengamatan dilakukan dari kedua pesawat ruang angkasa, mereka akan bersepakat bahawa jarak antara keduanya bertambah pada tingkat ukuran 100.000 kilometer per detik, bukannya 80.000 kilometer per detik.

Kelihatannya hal ini mustahil. Kelihatannya seperti olok-olok. Pembaca menduga seakan ada bau-bau tipu. Menduga jangan-jangan ada perincian yang disembunyikan. Padahal, sama sekali tidak! Hasil ini tidak ada hubungannya dengan tenaga yang digunakan untuk mendorong mereka.

Tak ada keliru pengamatan. Walhasil, tak ada apa pun yang kurang, alat rusak atau kabel melintir. Mulus, polos, tak mengecoh. Menurut Einstein, hasil kesimpulan yang tersebut di atas tadi semata-mata sebagai akibat dari sifat dasar alamiah ruang dan waktu yang sudah boleh diperhitungkan lewat rumus ihwal komposisi kecepatannya.

Tampaknya merupakan kedahsyatan teoritis, dan memang bertahun-tahun orang menjauhi "teori relativiti" bagaikan menjauhi hipotesa "menara gading," seolah-olah teori itu tak punya arti penting samasekali. Tak seorang pun --tentu saja tidak-- membuat kekeliruan hingga tahun 1945 tatkala bom atom menyapu Hiroshima dan Nagasaki.

PENJUMLAHAN KECEPATAN RELATIVITAS

v = (v1 +v2) / (1 + v1 . v2/C²)

v1 = laju benda 1 terhadap bumi

v2 = laju benda 2 terhadap benda 1

v = laju benda 2 terhadap bumi

c = kecepatan cahaya

Kesimpulan:

Kecepatan cahaya (c) dalam segala arah adalah sama tidak tergantung pada gerak pengamat sumber cahaya

Dalam penyelesaian soal, arah kecepatan benda (v) adalah positif jika benda bergerak mendekati pengamat, begitu juga sebaliknya

DILATASI WAKTU

Pengertian dilatasi waktu ialah selang waktu yang dipengaruhi oleh gerak relatif kerangka (v).

Dt = Dto / Ö(1 - v²/c²)

Dto = selang waktu yang diamati pada kerangka diam (diukur dari kerangka bergerak)

Dt = selang waktu pada kerangka bergerak (diukur dari kerangka diam)

Kesimpulan:

Semakin cepat suatu benda bergerak maka semakin besar selang waktu yang dialami benda tersebut.

Baik saya akan bahas lebih dalam lagi 'teori relativitas' itu...

Seandainya kita mampu atau mau meluangkan waktu untuk melihat benda dengan kecepatan sangat tinggi, mungkin sebagian dari kita akan kecewa. Benda yang diharapkan mengalami kontraksi panjang, seperti perkiraan penurunan persamaan relativitas khusus, sama sekali tidak akan mengalami kontraksi. Benda yang di-capture dalam keadaan diam, akan sama persis dengan benda yang di-capture dalam keadaan bergerak. Benda tersebut tidak akan lebih gepeng dibanding aslinya.

Dalam relativitas yang dikenal sebelumnya, biasanya kita diajarkan untuk mempercayai bahwa seorang kembar, yang bepergian dengan pesawat mendekati kecepatan cahaya, umurnya akan lebih muda dibanding kembarannya saat mereka bertemu kembali. Tetapi di sisi lain, saat mendapati penurunan rumus kontraksi panjang benda, tidak akan terbersit sedikitpun untuk mempercayai bahwa kembarannya yang lebih muda akan lebih gepeng karena perjalanan itu. Nampaknya berdasarkan teori relativitas, sebagian lebih suka bahwa kontraksi panjang hanya berada dalam kerangka pengamatan saja, sedangkan dilatasi waktu bukan hanya terjadi dalam kerangka pengamatan.

Sebenarnya kedua kontradiksi ini terjadi karena pengabaian gerak relatif dalam arah sebaran cahaya saat penurunan persamaan relativitas yang sangat mendasar. Tetapi karena melibatkan kecepatan cahaya, kejadian paradoks si kembar dan gepengnya benda sulit dibuktikan ketidak benarannya, secara langsung dengan mata kepala sendiri. Apalagi oleh kita, yang tidak akan mampu melihat gerakan peluru yang terbang persis didepan mata, meskipun hanya secepat mach 5 saja .

Jangankan mengukur benda dengan kecepatan 0,9c, melihat benda bergerak dari jarak yang relatif dekat adalah perkara yang sulit bagi mata kita. Saat ada peluru dengan panjang 3 cm ditembakkan oleh teman dari samping kita, yang persis terbang 50 cm didepan kita dengan kecepatan mach 5, jangankan panjangnya, mengenali warna dan bentuknya saja adalah perkara yang sulit.

Tetapi jangan berkecil hati, asalkan cahaya dan jaraknya mendukung, kecepatan secepat 0,9 c bisa laksana benda yang nyaris diam di mata kita. Di alam ini, kita bisa melihat benda dengan kecepatan relatif terhadap pusat universe sebesar 0,9c. Kita bisa melihat sendiri, bahwa gerak relatif pengamat atau benda tidak akan mengubah bentuk benda. Benda yang semula bulat seperti kelereng, tidak akan terlihat elips seperti jengkol saat bergerak secepat 0,9c.

Mengamati Perubahan Bentuk Peluru yang Bergerak Secepat Mach 5:

Baru-baru ini manusia mampu melesatkan peluru yang bisa bergerak dengan kecepatan mach 5 atau lima kali kecepatan suara. Sebenarnya kecepatan ini bukanlah kecepatan tertinggi yang bisa dicapai oleh wahana yang dibuat oleh manusia. Dalam beberapa kali percobaan, manusia bahkan pernah menguji wahana yang mencapai mach 10. Tetapi karena sulitnya menemukan bahan pelindung yang memadai, wahana yang bergerak secepat mach 10 belum berguna di atmosfer bumi.

kecepatan suara di udara adalah 340 m/s, sementara kecepatan cahaya dalam vakum sekitar 299.792.458 m/s. Anggap saja kecepatan cahaya di atmosfer bumi secepat kecepatannya dalam vakum, ini berarti kecepatan peluru mach 5 hanyalah 5,67x 10-6 c. Jika kita mengacu pada rumus kontraksi panjang yang digunakan dalam turunan relativitas khusus :

L = Lo/γ

Dimana L adalah panjang peluru yang diamati saat bergerak, dan Lo adalah panjang peluru yang diamati saat diam dan γ adalah persamaan Lorentz :

Maka akan didapat

L = 0,9999999999839220 Lo ……………….(1)

Dari hasil (1) tersebut, jika gambar Lo direkam dalam kamera kecepatan tinggi dengan resolusi sekitar 100 Giga Pixel x 100 Giga Pixel, maka saat L dicapture dengan kamera ini, akan didapat beda panjang sebesar :

∆L = 1,67 x 10-11 x 100 x 109 pixel = 1,6 pixel.

Kita belum tahu kapan kamera berkecepatan tinggi dengan resolusi super tinggi ini akan ada. Jika sudah tersedia, kita berharap akan mampu mengamati perbedaan sekitar 1 pixel antara panjang peluru yang dicapture dalam keadaan diam dengan peluru yang dicapture dalam keadaan bergerak secepat mach 5.

Namun, nampaknya setelah kamera tersebut tersedia, hasil yang didapatkan akan mengecewakan kita. Karena dari jarak yang sama, tidak akan ada perbedaan pixel antara panjang peluru yang dicapture dalam keadaan diam dengan panjang peluru yang dicapture dalam keadaan bergerak. Panjang Lo akan sama dengan L. Harapan kontraksi panjang, muncul karena gerakan dalam arah sumbu x, gerakan yang searah dengan sebaran cahaya dari sumber ke pengamat, diaplikasikan dalam rumus dilatasi pada bidang yz. Karenanya hasil yang didapatkan adalah tidak valid.

Bentuk Benda Diam dan Bergerak dalam Pengamatan Relativitas

Mata atau kamera akan mengamati besarnya benda tergantung dari jarak. Benda yang sama akan terlihat lebih kecil jika ditempatkan lebih jauh. Sebaliknya, benda yang sama akan nampak lebih besar jika berada pada jarak lebih dekat. Penempatan jauh dekatnya benda dengan mata atau kamera tidaklah mengubah bentuk benda. Benda yang lebih jauh tidak lebih gepeng dibanding benda yang lebih dekat. Karenanya untuk memudahkan analisa pengamatan, sementara ini kita anggab benda yang lebih dekat atau lebih jauh diamati dalam titik yang sama di layar retina atau fokus kamera.

Gerak relatif benda dalam bidang yz

Marilah kita lihat benda yang bergerak relatif terhadap pengamat dalam bidang yz seperti digambarkan dalam gambar 1 berikut :

Gambar 1 : Benda bergerak relatif menjauhi pengamat dalam bidang yz

∆t = L/c

∆to = D/c

Ketika cahaya dari sumber mencapai pengamat selama ∆to, maka benda yang bergerak sudah mencapai posisi v*∆to. Dari sini bisa diturunkan rumus :

Panjang Lo menurut pengamat adalah jarak proyeksi antara dua titik ujung benda yang sampai di retina mata pengamat dalam waktu yang persis sama. Benda yang diam, mengirimkan informasi kedua ujung benda pada saat yang bersamaan, katakanlah pada waktu T0. Ujung kiri benda akan sampai dimata pengamat pada saat T1. Ujung kanan akan sampai pada pengamat pada T2. Kejadian ini bisa digambarkan seperti pada gambar 2 berikut :

Gambar 2 : panjang benda diam dan bergerak menurut pengamatan

T1= T0+∆to1 dan T2=T0+∆to2

Karena D1 = D2 maka ∆to1 = ∆to2. Pada saat diam proyeksi Lo akan sampai di retina atau focus kamera pengamat. Ketika benda bergerak maka :

T1= T0+∆t1 dan T2=T0+∆t2

sesuai dengan rumus dilatasi waktu sumber yang bergerak menjauh terhadap pengamat dalam bidang yz, didapat :

∆t1 = γ∆to1

∆t2 =γ∆to2

Karena kedua ujung benda bergerak dengan kecepatan v yang sama, maka γ kedua ujung benda sama. Dan dari kesimpulan sebelumnya ∆to1 = ∆to2, maka ∆t1 = ∆t2. Karenanya kedua ujung benda akan jatuh pada titik yang sama di retina mata, maka benda yang bergerak dalam sumbu y atau z akan nampak sama dengan benda yang diam, Lo = L’. Atau dalam bahasa lainnya, kejadiannya sama seperti saat kita melihat benda yang diam, jika menjauh benda akan mengecil, jika mendekat benda akan membesar, tetapi yang terpenting adalah bentuk benda tidak berubah.

Gerak relatif benda dalam sumbu x

Marilah kita lihat benda yang bergerak relatif terhadap pengamat dalam sumbu x seperti digambarkan dalam gambar 3 berikut :

Gambar 3 : Benda bergerak relatif menjauhi pengamat dalam sumbu x

∆t = L/c

∆to = D/c

Ketika cahaya dari sumber mencapai pengamat selama ∆to, maka benda yang bergerak sudah mencapai posisi v*∆to. Dari sini bisa diturunkan rumus :

L = D + v.∆to

∆t.c = ∆to.c + v.∆to

∆t = ∆to (1 + v/c)

γ = 1 + v/c

∆t = γ.∆to

Panjang Lo menurut pengamat adalah jarak proyeksi antara dua titik ujung benda yang sampai di retina mata pengamat dalam waktu yang persi sama. Benda diam, mengirimkan informasi kedua ujung benda pada saat yang bersamaan, katakanlah pada waktu T0. Ujung kiri benda akan sampai dimata pengamat pada saat T1. Ujung kanan akan sampai pada pengamatan pengamat pada T2.

T1= T0+∆to1 dan T2=T0+∆to2

Karena D1 = D2 maka ∆to1 = ∆to2. Pada saat diam proyeksi Lo akan sampai di retina atau focus kamera pengamat. Ketika benda bergerak maka :

T1= T0+∆t1 dan T2=T0+∆t2

sesuai dengan rumus dilatasi waktu sumber yang bergerak menjauh terhadap pengamat dalam sumbu x, didapat :

∆t1 = γ∆to1

∆t2=γ∆to2

Karena kedua ujung benda bergerak dengan kecepatan v yang sama, maka γ kedua ujung benda sama. Dan dari kesimpulan sebelumnya ∆to1 = ∆to2, maka ∆t1 = ∆t2. Karenanya kedua ujung benda akan jatuh pada titik yang sama di retina mata, maka benda yang bergerak dalam sumbu x akan nampak sama dengan benda yang diam, Lo = L’. Atau dalam bahasa lainnya, kejadiannya sama seperti saat kita melihat benda yang diam, jika menjauh benda akan mengecil, jika mendekat benda akan membesar, tetapi yang terpenting adalah bentuk benda tidak berubah.

Gerak Relative Antara Dua Titik Cahaya :

Bagaimana relevansi kerangka ‘inersia’ dengan kerangka pengamatan dalam gerak relative menjauhi antara dua titik dengan kecepatan 2c? Mari kita misalkan pikiran kita adalah kerangka ‘inersia’ yang mengetahui peristiwa bukan berdasarkan satu event dalam satu waktu tertentu. Kita sudah memastikan jarak antara dua titik A dan B adalah 2 menit cahaya. Kemudian kita pilih posisi tengah yang kita sebut O, dimana jarak OA = OB yaitu 1 menit cahaya.

Untuk tujuan sinkronisasi, kita memiliki tiga jam atom cesium. Jam O, jam A dan jam B yang sudah dicocokkan di posisi O. Jam A dan jam B dikirim ke posisi A dan posisi B, anggap saja pengiriman ini menggunakan kura-kura, karena kita tidak peduli berapa lama jam itu akan sampai ke titik A dan B. Yang terpenting ketika jam A dan jam B sampai diposisi A dan B, barulah kita menembakkan cahaya ke A dan ke B pada saat bersamaan.

Dalam kerangka pikiran kita, yang sudah mengumpulkan informasi dari semua event, kita akan melihat bahwa titik A akan menempuh perjalanan sampai di posisi A selama 1 menit. Begitu juga dengan titik B akan menempuh perjalanan di posisi B selama 1 menit. Itu artinya jarak AB yang sejauh 2 menit cahaya diselesaikan oleh dua titik cahaya dalam 1 menit. Karenanya kecepatan relatif antara titik cahaya A dan B adalah sama dengan 2 menit cahaya dibagai 1 menit atau sama dengan 2 c.

Kenapa segampang ini? Gampang karena kita sudah mengumpulkan semua informasi dalam pikiran kita. Kejadian sebenarnya tentu tidak mudah. Kenapa ada relativitas? Karena kita mengamati menggunakan cahaya. Dalam kerangka pengamatan, dalam masa 1 menit, tidak mungkin Titik A mengetahui seberapa cepat titik B bergerak menuju B.

Hal ini karena bagi A yang bergerak secepat c, pada saat titik A menjauhi posisi O dia akan melihat titik B belum bergerak sama sekali. Begitu juga dengan titik B, pada saat titik B menjauhi posisi O dia akan melihat titik A belum bergerak sama sekali. Makanya untuk memastikan itu, titik A ketika sampai di posisi A segera mengirim kurir ke posisi B. Kurir yang dia kirim untuk memastikan waktu tempuh titik B dari posisi O ke posisi B. Kurir ini memerlukan waktu 4 menit untuk menyelesaikan tugasnya. Karenanya A tidak mungkin mengetahui berapa gerak relatif dia terhadap B hanya semata-mata dari informasi yang dia kumpulkan selama 1 menit. Karena berdasarkan informasi dia selama 1 menit, dalam pengamatan titik A, kecepatan relatif antara titik A dan titik B hanyalah 1c. Dia membutuhkan waktu 5 menit untuk mengetahui bahwa kecepatan relatif antara titik A dan titik B adalah 2c dan itupun karena sebelumnya dia dan titik B sudah membuat janjian agar masing-masing berangkat dari posisi O menuju posisi A dan B.

Pengamatan relativitas tidak menghalangi bahwa kecepatan relatif antara dua titik cahaya A dan B yang bergerak saling menjauh dalam kerangka ‘inersial’ adalah sebesar 2c adalah valid. Hal ini bisa diturunkan dari informasi-informasi statis, sama seperti saat kita menurunkan persamaan relativitas khusus menggunakan orang yang melihat bayangannya dalam cermin. Dan hal ini akan digunakan untuk memeriksa kebenaran bahwa benda tidak berubah bentuk karena gerakan relatif secepat atau melebihi cahaya.

Benda yang bergerak dengan kecepatan 0,9 c di alam.

Baru-baru ini, berhasil diamati galaksi yang jaraknya 13 Milyar tahun cahaya dari bumi. Karena jarak ini dibawa oleh informasi cahaya, tentu cahaya yang membawa informasi ini sudah mengembara selama 13 Milyar tahun sebelum sampai kepada kita. Untuk itu marilah kita kembali ke masa 13 Milyar tahun yang lalu ketika diyakini berdasarkan teori big bang bahwa universe baru berumur 700 tahun.

Anggap saja semua materi terlempar saat bigbang dengan kecepatan merata kesegala penjuru. Maka kemungkinan posisi galaksi terjauh dengan bumi bisa disemua lokasi yang berjarak 13,7 Milyar tahun x v (kecepatan gerak rata-rata antara galaksi dengan universe).

Hal ini bisa digambarkan seperti dalam gambar 5 berikut :

Gambar 5 : Jarak Galaksi terjauh dengan Bumi

Kita akan mencari kecepatan relative galaksi terlempar dari pusat universe yang terendah saja, dengan tujuan hanya untuk mengetahui bahwa kecepatan relative galaksi tersebut bisa lebih dari v yang didapatkan. Berdasarkan gambar 5 tersebut, secara intuitive nampak bahwa jarak informasi terjauh yang dibawa oleh cahaya selama 13 Milyar tahun adalah dalam posisi AOB. Dengan demikian posisi ini akan menghasilkan kecepatan relative galaksi ke pusat universe yang paling rendah. Dalam kondisi ini bisa kita turunkan persamaan berikut :

Bumi-A = 13 Milyar tahun c

Bumi – O = v x 13,7 Milyar tahun

O-A = v x 700 juta tahun

Berdasarkan gambar 5 :

Bumi-A = Bumi-O + OA

13 Milyar tahun c =13,7 Milyar tahun v + 700 juta tahun v.

V = 0,903 c

Itu artinya galaksi tempat bumi berada setidaknya bergerak rata-rata 0,903 c terhadap pusat universe dan menjauhi galaksi terjauh yang bergerak berlawanan dengan kecepatan 0,903 c juga. Mestinya kecepatan relative antara kita dan galaksi itu adalah 1,806 c. Tetapi untuk mendapatkan factor kontraksi dalam relativitas khusus hanya akan memasuki ranah imaginer teori relativitas khusus. Kita biarkan saja mengambil angka kecepatan relative antara kita dan galaksi terjauh lebih kecil dari angka yang kita dapatkan, yaitu 0,99999 c saja.

Dalam kecepatan relative sebesar ini, menurut perkiraan teori relativitas sebelumnya mestinya kita akan mengamati bintang-bintang digalaksi terjauh seperti garis-garis saja. Karena factor kontraksinya adalah sebesar 0,0045 kali. Jadi bintang yang bulat, akan nampak seperti garis-garis tegak saja.

Tetapi kenyataannya, bentuk galaksi dan bintang-bintang dalam gugusan galaksi terjauh sama seperti bentuk galaksi dan bintang-bintang dekat lainnya. Hal ini sesuai dengan prediksi persamaan relativitas yang menyertakan gerak dalam sumbu x seperti disarankan oleh penulis. Tidak ada perubahan bentuk dalam relativitas.

Postulat E= MC^2

Dari banyak acuan Salah satu kesimpulan "teori relativiti" Einstein adalah benda dan energi berada dalam arti yang berimbangan dan hubungan antara keduanya dirumuskan sebagai E = mc2. E menunjukkan energi dan m menunjukkan massa benda, sedangkan c merupakan kecepatan cahaya. Nah, karena c adalah sama dengan 180.000 kilometer per detik (artinya merupakan jumlah angka amat besar) dengan sendirinya c2 (yang artinya c x c) karuan saja tak tepermanai besar jumlahnya. Dengan demikian berarti, meskipun pengubahan sebahagian kecil masa dari benda mampu mengeluarkan jumlah energi luar biasa besarnya.

Orang karuan saja tak bakal bisa membikin sebuah bom atom atau pusat tenaga nuklir semata-mata berpegang pada rumus E = mc2. Haruslah dikaji pula dalam-dalam, ramai orang memainkan peranan penting dalam proses pembangkitan energi atom. Namun, bagaimanapun juga, sumbangan pikiran Einstein tidaklah meragukan lagi. Tak ada yang cekcok dalam soal ini. Lebih jauh dari itu, tak lain dari Einstein orangnya yang menulis surat kepada Presiden Roosevelt di tahun 1939, menunjukkan terbukanya kemungkinan membikin senjata atom dan sekaligus menekankan erti penting bagi Amerika Serikat selekas-lekasnya membikin senjata itu sebelum didahului Jerman. Gagasan itulah kemudian mewujudkan "Proyek Manhattan" yang akhirnya bisa menciptakan bom atom pertama.

Setelah lebih dari seabad, misteri formula e=mc2 Einstein akhirnya terpecahkan. Pengungkapkan ini berkat usaha keras tim ahli fisika dari Prancis, Jerman dan Hungaria

Konsorsium yang dipimpin oleh Laurent Lellouch dari Pusat Teori Fisika Prancis dengan menggunakan superkomputer tercanggih berhasil melakukan perhitungan untuk memperkirakan berat proton dan netron. Partikel yang merupakan inti dari sebuah atom.

Berdasarkan model fisika partikel konvensional, proton dan netron berisi partikel yang lebih kecil disebut quark yang dilekatkan oleh gluon,.masalahnya, berat gluon sama dengan kosong dan massa quark hanya lima persen. Lalu menimbulkan pertanyaan mengenai sisanya sebesar 95 persen.

Jawabannya, berdasarkan penelitian yang dipublikasikan pada journal Science AS, dengan mengukur energi pergerakan dan interaksi quark dan gluon.

Dengan kata lain, energi dan massa adalah setara, sebagimana yang dipaparkan Einstein pada Special Theory of Relativity pada 1905.

Formula e=mc2 menunjukkan massa dapat diubah menjadi energi dan energi bisa diubah ke masa.

Namun memecahkan e=mc2 dalam skala partikel sub-atom dalam rumus yang disebut quantum chromodynamics sangatlah sulit.

“Dulu masih sebatas hipotesa, namun kini kami bisa menjabarkannya untuk pertama kali” kata Pusat Teori Fisika Prancis dalam pernyataannya.

Selanjutnya "Teori relativiti khusus" mengundang beda pendapat yang hangat, tetapi dalam satu segi semua sepakat, teori itu merupakan pemikiran yang paling meragukan yang pernah dirumuskan manusia. Tetapi, tiap orang ternyata terkecoh kerana "teori relativiti umum" Einstein merupakan titik tolak pikiran lain bahawa pengaruh gaya berat bukanlah lantaran kekuatan fisik dalam makna yang biasa, melainkan akibat dari bentuk lengkung angkasa luar sendiri, suatu pendapat yang amat mencengangkan!

Bagaimana bisa orang mengukur bentuk lengkung ruang angkasa?

Einstein bukan sekedar mengembangkan secara teoritis, melainkan dituangkannya ke dalam rumusan matematik yang jernih dan jelas sehingga orang bisa melakukan ramalan yang nyata dan hipotesanya bisa diuji. Pengamatan berikutnya --dan ini yang paling cemerlang kerana dilakukan tatkala gerhana matahari total-- telah berulang kali diyakini kebenarannya kerana bersamaan benar dengan apa yang dikatakan Einstein.

Teori umum tentang relativiti berdiri terpisah dalam beberapa hal dengan semua hukum-hukum ilmiah. Pertama, Einstein merumuskan teorinya tidak atas dasar percobaan-percobaan, melainkan atas dasar-dasar kehalusan simetri dan matematik. Pendeknya berpijak diatas dasar rasional seperti lazimnya kebiasaan para filosof Yunani dan para cendekiawan abad tengah perbuat. Ini bererti, Einstein berbeza cara dengan metode ilmuwan modern yang berpandangan empiris. Tetapi, bedanya ada juga: pemikir Yunani dalam hal pendambaan keindahan dan simetri tak pernah berhasil mengelola dan menemukan teori yang mekanik yang mampu bertahan menghadapi percobaan pengujian yang rumit-rumit, sedangkan Einstein dapat bertahan dengan sukses terhadap tiap-tiap percobaan. Salah satu hasil dari pendekatan Einstein adalah bahawa teori umum relativitinya dianggap suatu yang amat indah, bergaya, teguh dan secara intelektual memuaskan semua teori ilmiah.

Teori relativiti umum juga dalam beberapa hal berdiri secara terpisah. Kebanyakan hukum-hukum ilmiah lain hanya kira-kira saja berlaku. Ada yang kena dalam banyak hal, tetapi tidak semua. Sedangkan mengenai teori umum relativiti, sepanjang pengetahuan, sepenuhnya diterima tanpa kecuali. Tak ada keadaan yang tak diketahui, baik dalam kaitan teoritis atau percobaan praktek yang menunjukkan bahawa ramalan-ramalan teori umum relativiti hanya berlaku secara kira-kira. Bisa saja percobaan-percobaan di masa depan merusak nama baik hasil sempurna yang pernah dicapai oleh sesuatu teori, tetapi sepanjang menyangkut teori umum relativiti, jelas tetap merupakan pendekatan yang paling diandalkan bagi setiap ilmuwan dalam usahanya menuju kebenaran terakhir.

Meskipun Einstein teramat terkenal dengan "teori relativiti"-nya, keberhasilan karyanya di bidang ilmiah lain juga membuatnya tersohor selaku ilmuwan dalam setiap segi. Nyatanya, Einstein peroleh Hadiah Nobel untuk bidang fisika terutama lantaran buah pikiran tertulisnya membeberkan efek-efek foto elektrik, sebuah fenomena penting yang sebelumnya merupakan teka-teki para cerdik pandai. Dalam karya tulisan ilmiah itu Einstein membuktikan eksistensi photon, atau partikel cahaya.

Anggapan lama lewat percobaan yang tersendat-sendat mengatakan bahawa cahaya itu terdiri dari gelombang elektro magnit, dan gelombang serta partikel merupakan konsep yang berlawanan. Sedangkan hipotesa Einstein menunjukkan suatu perbedaan yang radikal dan amat bertentangan dengan teori-teori klasik. Bukan saja hukum foto elektriknya terbukti punya erti penting dalam penggunaan, tetapi hipotesanya tentang photon punya pengaruh besar dalam perkembangan teori kuantum (hipotesa bahawa dalam radiasi, energi elektron dikeluarkan tidak kontinyu melainkan dalam jumlah tertentu) yang saat ini merupakan bahagian tak terpisahkan dari teori itu.

Dalam hal menilai arti penting Einstein, suatu perbandingan dengan Isaac Newton merupakan hal menyolok. Teori Newton pada dasarnya mudah dipahami, dan kegeniusannya sudah tampak pada awal mula perkembangan. Sedangkan "teori relativiti" Einstein teramat sulit dipahami biarpun lewat penjelasan yang cermat dan hati-hati. Lebih-Lebih rumit lagi jika mengikhtisarkan asalnya! Tatkala beberapa gagasan Newton mengalami benturan dengan gagasan ilmiah pada jamannya, teorinya tak pernah tampak luntur atau goyah dengan pendiriannya.

Sebaliknya, "teori relativiti" penuh dengan hal yang saling bertentangan. Ini merupakan bahagian dari kegeniusan Einstein bahawa pada saat permulaan, ketika gagasannya masih merupakan hipotesa yang belum diuji yang dikemukakannya selaku orang muda belasan tahun yang samasekali tidak dikenal, dia tak pernah membiarkan kontradiksi yang nyata-nyata ada ini dan mencampakkan teorinya. Sebaliknya malahan dia dengan sangat cermat dan hati-hati merenungkan terus hingga ia mampu menunjukkan bahwa kontradiksi ini hanya pada lahirnya saja sedangkan sebenarnya tiap masalah selalu tersedia untuk memecahkan kontradiksi itu dengan cara yang halus namun cerdik dan tegas. Kini, kita anggap teori Einstein itu pada dasarnya lebih "correct" ketimbang teori Newton.

Alasannya tersedia. Pertama, teori-teori Newtonlah yang merupakan peletak dasar dan batu pertama ilmu pengetahuan modern dan teknologi. Tanpa karya Newton, kita tidak akan menyaksikan teknologi modern sekarang ini. Bukannya Einstein.

Ada lagi faktor yang menyebabkan mengapa kedudukan Einstein dalam urutan seperti yang pembaca saksikan. Dalam banyak hal, perkembangan suatu ide melibatkan sumbangan pikiran ramai orang. Ini jelas sekali misalnya dalam ihwal sejarah sosialisme, atau dalam pengembangan teori listrik dan magnit. Meskipun Einstein tidak 100% merumuskan "teori relativiti" dengan otaknya sendiri, yang sudah pasti sebahagian terbesar memang sahamnya. Adalah adil mengatakan bahawa ditilik dari perbandingan erti penting ide-ide lain, teori-teori relativiti terutama berasal dari kreasi seorang, si genius dan si jempolan, Einstein.

Einstein lahir tahun 1879, di kota Ulm, Jerman. Dia memasuki perguruan tinggi di Swiss dan menjadi warganegara Swiss tahun 1900. Di tahun 1905 dia mendapat gelar Doktor dari Universiti Zurich tetapi (anehnya) tak bisa meraih posisi akademis pada saat itu. Di tahun itu pula dia menerbitkan kertas kerja perihal "relatif khusus," perihal efek foto elektrik, dan tentang teori gerak Brown. Hanya dalam beberapa tahun saja kertas-kertas kerja ini, terutama yang menyangkut relativiti, telah mengangkatnya menjadi salah seorang ilmuwan paling cemerlang dan paling orisinal di dunia.

Teori-teorinya sangat kontroversial. Tak ada ilmuwan dunia kecuali Darwin yang pernah menciptakan situasi kontroversial seperti Einstein. Akibat itu, di tahun 1913 dia diangkat sebagai mahaguru di Universiti Berlin dan pada masa yang sama menjadi Direktur Lembaga Fisika "Kaisar Wilhelm" serta menjadi anggota Akademi Ilmu Pengetahuan Prusia. Jabatan-jabatan ini tidak mengikatnya untuk sebebas-bebasnya mengabdikan sepenuh waktu melakukan penyelidikan-penyelidikan, kapan saja dia suka.

Pemerintah Jerman tidak menyesal menyiram Einstein dengan sebarisan panjang kedudukan yang istimewa itu kerana persis dua tahun kemudian Einstein berhasil merumuskan "teori umum relativiti," dan tahun 1921 dia memperoleh Hadiah Nobel. Sepanjang paruhan terakhir dari kehidupannya, Einstein menjadi buah bibir dunia, dan hampir dapat dipastikan dialah ilmuwan yang masyhur yang pernah lahir ke dunia.

Karena Einstein seorang Yahudi, kehidupannya di Jerman menjadi tak aman begitu Hitler naik berkuasa. Di tahun 1933 dia hijrah ke Princeton, New Jersey, Amerika Serikat, bekerja di Lembaga Studi Lanjutan Tinggi dan di tahun 1940 menjadi warga negara Amerika Serikat. Perkawinan pertama Einstein berujung dengan perceraian, hanya perkawinannya yang kedua tampaknya baru bahagia. Punya dua anak, keduanya laki-laki. Einstein meninggal dunia tahun 1955 di Princeton.

Einstein senantiasa tertarik pada ihwal kemanusiaan dunia di sekitarnya dan sering mengemukakan pandangan-pandangan politiknya. Dia merupakan pelawan teguh terhadap sistem politik tirani, seorang pendukung gigih gerakan Pacifis, dan seorang penyokong teguh Zionisme. Dalam hal berpakaian dan kebiasaan-kebiasaan sosial dia tampak seorang yang individualistis. Suka humor, sederhana dan ada bakat gesek biola. Tulisan pada nisan makam Newton yang berbunyi: "Bersukarialah para arwah kerana hiasan yang ditinggalkannya bagi kemanusiaan!" sebetulnya lebih kena untuk Einstein.