|
|
|
Seratus
Tahun Karya Jenius Einstein
Di abad teknologi sekarang ini, tentunya amat sulit dibayangkan,
bagaimana jika tidak ada teori relativitas umum dari Einstein.
Tidak ada yang dapat membayangkan skenarionya, karena segala
kemungkinan terbuka.
Skenario paling mengerikan, mungkin saja perang dunia kedua
tidak dimenangkan sekutu tapi oleh NAZI Jerman. Karena pembuatan
bom atom pertama tidak dilakukan di Amerika Serikat, melainkan
di Jerman, karena Einstein ketika itu adalah warga Jerman.
Mungkin tidak ada misi ke bulan atau ke planet lainnya di
tata surya. Atau juga tidak akan ditemukan radio, televisi,
komputer dan internet, jika manusia tetap berpatokan pada
hukum fisika klasik.
Tepat 100 tahun yang lalu, Albert Einstein yang ketika itu
baru berusia 26 tahun, berturut-turut mempublikasikan lima
karya ilmiahnya yang mengubah dunia. Mula-mula karya Einstein
muda, yang ketika itu bekerja sebagai pegawai jawatan paten
di Bern, Swiss dipandang dengan sebelah mata. Ceramah ilmiah
pertamanya, menyangkut teori yang merupakan cikal bakal
teori relativitas umum, hanya dihadiri oleh tiga orang sahabatnya
dari jawatan paten di Bern. Akan tetapi, lima karya ilmiah
Einstein yang dipubilkasikan berturut-turut pada tahun 1905,
ternyata mampu membuat tiga kali terobosan besar dalam ilmu
fisika.
Atom, Cahaya Dan Ruang-Waktu
Tiga teori fisika, mengenai atom, cahaya serta sifat ruang-waktu,
secara radikal berubah setelah Einsten mempublikasikan karya
ilmiahnya. Pada tahun 1905, para ahli ilmu pengetahuan masih
terus bersengketa mengenai sifat-sifat atom. Bahkan ada
ilmuwan yang meragukan, bahwa atom itu eksis. Pada awal
abad ke 20, para ilmuwan juga sedang memperdebatkan hasil
penelitian ahli botani Skotlandia, Robert Brown pada tahun
1827, mengenai gerakan dari partikel yang mengambang, yang
diamatinya melalui mikroskop. Einstein menulis teori, bahwa
gerakan partikel yang diamati Brown, adalah sifat dari atom-atom
yang tidak kelihatan, yang bergerak akibat perubahan temperatur.
Untuk mudahnya, teori ini disebut teori kinetika-molekuler.
Teori Einstein mengenai sifat atom dan kinetika-molekuler,
dapat dibuktikan pada tahun 1908 oleh Jean-Baptiste Perrin
ilmuwan terkemuka dari Universitas Sorbonne di Paris. Dengan
begitu, tidak ada keraguan lagi mengenai eksistensi atom
serta molekul. Untuk karyanya menjelaskan gerakan Brown
saja, Einstein sudah memantapkan satu posisi dalam seharah
ilmu fisika, demikian kata ilmuwan Roger Penrose dari Universitas
Oxford. Akan tetapi, satu karya yang amat bersejarah, yang
mengukuhkan keberadaan atom, ternyata tidak cukup untuk
membuahkan hadiah Nobel baginya.
Teorinya mengenai dimensi molekuler, yang merupakan penghitungan
besar dan jumlah molekul di dalam benda cair, berdasarkan
sifat, kekentalannya serta kecepatan diffusinya. Dengan
menggunakan teori hidrodinamik klasik serta teori diffusi,
Einstein menunjukan bahwa dengan pengukuran kekentalan cairan,
yang merupakan friksi antar molekul di dalam cairan, dapat
dihitung volume keseluruhan dari molekul yang diuraikan.
Dengan begitu, dapat dihitung konstanta Avogadro maupun
besar dari molekulnya. Teorinya mengenai dimensi molekuler,
ditulis dalam makalah ilmiah setebal 18 halaman, yang berisi
sekitar 40 rumus matematika, kimia dan fisika.
Teori Relativitas Khusus
Karya besar ketiga, yang dilansir Einstein pada tahun 1905
adalah apa yang disebut teori elektrodinamika benda yang
bergerak, yang kemudian dijuluki sebagai teori relativitas
khusus. Karya ilmiahnya, terutama hendak menjawab pertanyaan,
apakah prinsip relativitas dalam mekanika, yang dicetuskan
Galileo Galilei dapat diberlakukan secara umum pada seluruh
hukum fisika? Untuk menjawab pertanyaan ini, Einstein memanfaatkan
teori elektro-dinamika dari Maxwell, untuk menemukan batasan
dari mekanika Newton. Dengan itu Einstein membenturkan kedua
teori, yakni mekanika klasik dengan teori elektro-magnetisme.
Dengan itu, Einstein hendak menunjukan, bahwa kerangka fisika
dan mekanika klasik yang berbasis ruang dan waktu absolut,
yang secara matematik dituliskan sebagai transformasi Galilei,
tidak berlaku dalam kecepatan amat tinggi. Dengan itu, Einstein
juga sekaligus membantah teori dari Heinrich Hertz mengenai
medium yang disebut ether pembawa cahaya, dimana gaya listrik
dan gaya magnet tidak dapat melampaui batasan ruang. Dengan
teori relativitas khusus, Einstein menunjukan teori ini
tidak lagi berlaku. Sebab dengan teori barunya, Einstein
menunjukan tidak ada waktu absolut, akan tetapi hanya ada
ruang- waktu yang tergantung dari relasi-sistem.
Dengan kata lain, dalam ruang-waktu yang memuai secara cepat,
pengukur waktu yang bedetik cepat-pun akan berjalan lebih
lambat. Effek yang diramalkan Einstein dalam teori elektro-dinamika
benda bergerak itu, kemudian terbukti dalam percobaan di
laboratorium menggunakan jam atom, serta dalam pengamatan
waktu paruh dari partikel yang bergerak dengan kecepatan
mendekati kecepatan cahaya.
Teori Relativitas Umum
Sebagai lanjutan dari teori ini, pada tahun 1915 Einstein
mempublikasikan karya yang keempat, yakni kaitan antara
materi dan energi. Dalam teorinya yang amat terkenal, Einstein
memformulasikan, bahwa massa sebuah benda merupakan ukuran
dari energi yang dikandungnya.
Dalam karya ilmiah yang hanya terdiri dari tiga halaman
cetak, Einstein menyimpulkan konsekuensi paling penting
dari seluruh teori relativitas. Apa yang disebut teori relativitas
umum Einstein, dirumuskannya dalam formulasi, energi dari
sebuah benda adalah beratnya dikalikan kecepatan cahaya
pangkat dua atau disederhanakan menjadi E samadengan M dikalikan
C kuadrat. Dimana E adalah simbol untuk energi, M untuk
massa dan C untuk kecepatan cahaya. Teori reletivitas umum
Einstein dapat dibuktikan 15 tahun kemudian, yakni tahun
1930 dengan ditemukannya energi ikatan antara Proton dan
Neutron di dalam inti atom.
Berlandaskan teori relativitas umum Einstein, juga dapat
direkayasa fusi inti atom, yang melahirkan energi atom sekaligus
bom atom yang amat mengerikan. Sejauh itu, ternyata keempat
karya paling hebat yang mengubah ilmu fisika secara mendasar
itu, tidak dihargai secara layak oleh komite Nobel. Barulah
karya kelima Einstein, mengenai penciptaan dan perubahan
sifat cahaya, yang merupakan landasan teori fisika quantum,
dihadiahi Nobel untuk fisika pada tahun 1921. Dengan teorinya
ini, Einstein memberikan jawaban atas pertanyaan, apakah
energi cahaya atau medan elektro-magnet betul-betul terbagi
secara merata di alam semesta. Teori fisika quantum dari
Einstein membuka landasan penting berikutnya, dalam penelitian
alam semesta dan astro-fisika. Dengan berbagai landasan
terpenting ilmu fisika sepanjang abad, memang tidak berlebihan,
jika tahun 2005 ini di Jerman dicanangkan sebagai tahun
Einstein. " (DW/IM)
|
