Teori Relativitas Umum

 Albert Einstein. Kredit: Getty Images

Info Astronomy - Tanggal 25 November 2015 tepat 100 tahun yang lalu, Albert Einstein menyampaikan sebagai satu seri pengajaran di hadapan "Prussian Academy of Science" tentang teori Relativitas Umum. Teori relativitas merupakan hasil pemikiran Albert Einstein yang merevisi pandangan fisika terhadap teori gravitasi.

Kita mungkin mengenal Einstein dengan berbagai hal menarik, namun teori relativitas sepertinya menjadi pemikiran yang paling menarik dari Einstein. Tanpa relativitas, bisa jadi dunia fisika memandang ruang dan waktu dalam perspektif berbeda.

Teori relativitas merupakan hukum fisika yang sejauh ini bersifat universal. Dengan teori relativitas,  cahaya dan gravitasi di Bumi menjadi dapat dipahami dan kita bisa memperkirakan seperti apa keduanya berperilaku di hampir seluruh ruang alam semesta. Teori relativitas berhasil mengubah landasan teori dari fisika dan astronomi sepanjang abad ke 20. Keberadaan teori relativitas mampu mengakhiri era 200 tahun teori mekanika yang pertama kali diciptakan oleh Isaac Newton.

Di bidang fisika, relativitas berhasil memberi pemahaman terhadap partikel dan interaksi fundamental, yang membuat kita memasuki era nuklir. Selain itu, relativitas juga membuat dunia astronomi mampu memprediksi keberadaan berbagai fenomena astronomis yang mengagumkan seperti bintang neutron, lubang hitam, dan gelombang gravitasi.

Teori Relativitas Khusus

Ilustrasi teori relativitas khusus. Kredit: BGLC

Teori relativitas dari Einstein dibagi menjadi relativitas khusus dan umum. Relativitas khusus muncul pertama kali dan membahas tentang kecepatan cahaya yang bersifat konstan bagi setiap orang. Teori ini terlihat sederhana, namun ternyata menimbulkan konsekuensi yang mendalam.

Einstein menyimpulkan teori ini pada 1905 setelah munculnya bukti eksperimental yang menunjukkan bahwa kecepatan cahaya tidak berubah saat Bumi mengitari Matahari. Hasil ini cukup mengejutkan Saat itu, dunia fisika masih menganggap kecepatan bagi hampir seluruh objek bergantung pada arah yang diamati pengamat. Jika kita mengendarai mobil di sebelah jalur kereta api, kita akan menyadari bahwa kereta akan bergerak jauh lebih cepat jika mobil bergerak berlawanan dibanding jika mobil bergerak searah dengan kereta api.

Menurut Einstein, setiap pengamat akan mengukur kecepatan cahaya pada 299.792.458 m/s terlepas dari seberapa cepat pengamat bergerak atau kemana arah gerak pengamat. Namun muncul pertanyaan, jika kita berada pada pesawat luar angkasa yang bergerak pada kecepatan cahaya, dan kita menyalakan lampu, apa yang akan terjadi?

Beberapa ahli fisika menjawab bahwa lampu akan tetap menyala seperti biasa, tapi hanya dari sudut pandang kita yang berada di dalam pesawat. Jika seseorang di luar mengamati bagaimana pesawat tersebut bergerak, lampu tersebut tidak akan menyala. Butuh waktu yang sangat lama sampai lampu tersebut tampak menyala bagi mereka yang berada diluar pesawat. Namun jawaban ini menimbulkan kontroversi. Jika kecepatan cahaya dianggap konstan seperti yang disampaikan Einstein, berarti ruang dan waktu tidak bersifat mutlak. Keduanya mesti bersifat relatif.

Pada kasus lainnya, terdapat pesawat luar angkasa raksasa dengan kecepatan 99,99% kecepatan cahaya. Pesawat akan hanya terlihat kecil sekali bagi pengamat di luar pesawat, sementara pesawat akan tetap terlihat sesuai ukuran normal bagi mereka yang berada di dalam pesawat.

Selain itu, teori relativitas dapat membuat waktu melambat saat suatu objek bergerak semakin cepat. Jika sepasang kembar dipisahkan, di mana salah seorang menjelajah menggunakan pesawat luar angkasa dan kemudian kembali lagi ke Bumi, ia akan menjadi lebih muda dibanding saudaranya yang tetap di Bumi.

Selain ruang dan waktu, massa juga akan berubah. Semakin cepat suatu objek bergerak, semakin berat massa suatu objek. Faktanya, tidak ada objek pesawat luar angkasa yang dapat mencapai 100 persen dari kecepatan cahaya. Jika hal ini terjadi, maka massa pesawat tersebut akan melonjak menjadi menuju tak hingga.

Hubungan antara massa dan kecepatan seringkali ditampilkan dalam rumus terkenal yaitu E=mc², di mana E merupakan energi, m adalah massa, dan c adalah kecepatan cahaya.

Teori Relativitas Umum

Ilustrasi relativitas umum. Kredit: Cosmos Up

Saat menyampaikan teori relativitas khusus, Einstein belum sepenuhnya memahami hubungan antara ruang dan waktu. Ia berusaha menggeneralisasi teorinya dengan melibatkan percepatan dan menemukan bahwa fenomena tersebut dapat mengganggu bentuk dari ruang dan waktu.

Dengan segenap usaha, Einstein berusaha mengembangkan persamaan matematika kompleks untuk menjawab masalah ini. Butuh waktu sekitar 10 tahun untuk menyelesaikannya. Einstein menemukan bahwa ruang dan waktu akan melengkung pada sebuah objek raksasa, dan lengkungan tersebut merupakan sesuatu yang kini kita kenal sebagai gaya gravitasi.

Sulit untuk menggambarkan bagaimana geometri lengkungan dari relativitas umum, tapi kita dapat membayangkannya sebagai sebuah kain yang terbentang dengan beberapa benda ringan. Jika terdapat benda berat yang diletakkan pada kain tersebut, maka kain akan menjadi melengkung dan membuat objek yang berada disekitarnya tidak lagi bergerak pada lintasan lurus.

Persamaan relativitas umum ini berhasil memprediksi sejumlah fenomena, dimana beberapa diantaranya telah terbukti, seperti:
- Pembengkokan cahaya pada sebuah objek raksasa.
- Evolusi dari orbit planet Merkurius.
- Percepatan periode rotasi dari bintang biner dan pulsar.
- Gelombang gravitasi yang disebabkan ledakan kosmik.
- Keberadaan lubang hitam yang dapat menarik segala sesuatu tanpa bisa keluar, termasuk cahaya.
- Pembengkokan ruang-waktu disekitar lubang hitam yang jauh lebih besar dibanding lokasi manapun.

Menurut Einstein, kedua teori relativitas ini merupakan sebuah teori dasar. Teori ini dikembangkan melalui metode analitis. Itu berarti bahwa setiap elemen yang bekerja menurut teori ini bukanlah sesuatu yang bersifat hipotesis, melainkan berdasarkan temuan empiris. Model matematis yang dikembangkan adalah sesuatu yang terpisah dengan proses natural yang terjadi. Oleh karena itu, terdapat persyaratan kondisional yang mesti dipenuhi agar teori ini dapat disimpulkan.

Dalam penerapannya, teori relativitas kini digunakan pada perangkat elektronik modern seperti Global Positioning System (GPS). Cara kerja GPS membuat perangkat sering mengalami efek relativitas. Seluruh efek relativitas ini perlu disesuaikan sehingga GPS dapat bekerja secara presisi. Jam yang digunakan pada sistem GPS juga perlu untuk disesuaikan. Dengan kata lain, hasil akurat dari sistem GPS mampu dicapai setelah perancangan sistem ini melibatkan konsep teori relativitas.

Meski teori relativitas dianggap hasil pemikiran Einstein, teori ini juga tidak terlepas dari peran para ilmuwan lainnya. Beberapa menganggap teori ini mestinya tidak hanya disematkan pada Einstein seorang, ada ilmuwan lainnya yang berhak mendapat pengakuan seperti Max Planck dan Hermann Minkowski.

Terlepas dari anggapan tersebut, cara pandang yang unik dan kerja keras untuk menjawab masalah yang terlihat sepele bagi kebanyakan orang membuat Einstein layak mendapatkan penghargaan sebagai penemu teori relativitas.

Source : http://www.infoastronomy.co.vu/2015/11/hari-ini-1915-einstein-publikasikan-teori-relativitas-umum.html

Bumi Mungkin Diselubungi "Mantel Bulu" Berupa Materi Gelap Tak Terlihat

Ilustrasi. Kredit: NASA/JPL-Caltech

Info Astronomy - Materi reguler, yakni seluruh materi yang dapat dilihat atau dirasakan oleh manusia, hanya membentuk 5 persen dari keseluruhan alam semesta. Sisanya, 95 persen, alam semesta terdiri dari materi gelap dan energi gelap.

Meskipun tidak bisa mendeteksi materi gelap, para ilmuwan bisa mengetahui bahwa materi tersebut ada, dan ada beberapa teori tentang seperti apa rasanya. Tampaknya, materi gelap merupakan materi yang tidak berinteraksi dengan cahaya, melainkan dengan gravitasi. Melalui Astrophysical Journal, Gary Prézeau dari NASA JPL telah menghitung bahwa gravitasi planet bisa membuat materi gelap memiliki bentuk seperti rambut.

Berdasarkan pengamatan dari tarikan gravitasi, para ilmuwan yakin bahwa materi gelap memang ada di alam semesta. Teori terkemuka mengungkapkan bahwa materi gelap bersuhu "dingin", yang berarti itu tidak bergerak terlalu banyak, dan materi gelap memanglah  "gelap" karena tidak memproduksi atau berinteraksi dengan cahaya.

Tidak seperti jenis lain dari materi-materi di alam semesta, partikel materi gelap bisa menembus Bumi tanpa terpengaruh sedikitpun. Namun, mereka dipengaruhi oleh gravitasi Bumi, yang mempersempit aliran partikel menjadi filamen padat. Bumi mungkin saat ini diselubungi "rambut" tak terlihat. Sebuah "mantel bulu."

"Akar" dari rambut ini diperkirakan terletak sekitar 965.000 km dari Bumi, atau sekitar dua kali jarak Bumi-Bulan. Di sinilah partikel materi gelap yang terpadat. Rambut-rambut materi gelap ini terbentang hingga sekitar 1.930.000. kilometer, yang membuat beberapa rambut ini cukup panjang seperti ilustrasi di atas.

Penemuan ini bisa menjadi keuntungan bagi para peneliti untuk memelajari materi gelap lebih lanjut, karena partikel padat dari materi gelap dipastikan berkerumun di wilayah ini, yang mungkin bisa membuat partikel materi gelap lebih mudah untuk dideteksi.

"Jika kita bisa menentukan lokasi akar rambut ini, kita berpotensi mengirim wahana antariksa ke sana dan mendapatkan banyak data penting tentang materi gelap," kata Prézeau dalam siaran pers, seperti dilansir dari Popular Science. 

Source :  http://www.infoastronomy.co.vu/2015/11/bumi-mungkin-diselubungi-mantel-bulu-berupa-materi-gelap.html

Komet Catalina yang Miliki Dua Ekor

Komet Catalina yang terlihat memiliki dua ekor. Kredit: Chris Schur, EarthSky

Info Astronomy - Komet C/2013 US10 (Catalina) akhirnya terlihat di langit Bumi! Beberapa pengamat langit dalam beberapa hari terakhir telah berhasil mengamatinya. Seperti sebuah foto yang diambil pada 22 November 2015 oleh Chris Schur dari Payson, Arizona ini yang menunjukkan adanya dua ekor pada komet.

Pada hari-hari berikutnya, diprediksi Komet Catalina kedudukannya akan semakin naik dan tinggi di langit saat dini hari sehingga akan menjadi lebih mudah untuk ditemukan. Sayangnya, Komet Catalina akan terlalu redup untuk diamati dengan mata telanjang, ia bakal memiliki magnitudo antara +7,6 hingga +6 (batas magnitudo yang bisa dilihat dengan mata telanjang). Tapi kabar baiknya, komet akan semakin terang hingga Januari 2016.

Komet Catalina seperti kebanyakan komet yang memiliki dua ekor: terdiri dari ekor debu dan ekor plasma gas yang terionisasi. Dua ekor ini bergerak menjauh dari Matahari dan biasanya tidak selaras dengan arah gerak komet. Sebaliknya, ekor komet merupakan bagaimana gas dan debu bereaksi terhadap panas Matahari.

Komet Catalina telah berada pada jarak terdekatnya dengan Matahari (atau yang disebut sebagai perihelion) pada tanggal 15 November 2015, sehingga masih sulit untuk menemukannya saat ini karena kedudukannya di langit masih begitu dekat dengan cakrawala sebelum Matahari terbit.

Pengamatan komet mungkin akan lebih mudah pada akhir November ketika ia bergerak lebih tinggi. Sebuah posisi yang lebih tinggi di langit akan memberikan kontras yang lebih baik dan pengamatan selanjutnya akan lebih mudah karena terlihat lebih terang.

Pada akhir bulan ini, Komet Catalina mungkin akan mencapai magnitudo +5 atau +6, yang berarti masih berada dalam batas untuk bisa dilihat dengan mata telanjang. Ia akan berada di langit saat dini hari, dekat planet dan Bulan pada awal Desember.

Letak Komet Catalina pada 7 Desember 2015. Planet Venus dan Bulan akan memudahkan untuk menemukannya.

Source : http://www.infoastronomy.co.vu/2015/11/komet-catalina-yang-miliki-dua-ekor.html

Astronot Sunita Williams Dengarkan Suara Adzan di Bulan? Hoax!

Artikel sensitif.

 

Sunita Williams. Kredit: NASA

Info Astronomy - Belakangan ini sedang beredar kabar tentang seorang astronot India bernama Sunita Williams yang dikatakan mendengar suara adzan di Bulan. Sayangnya, Sunita belum pernah ke Bulan semasa hidupnya, dan dia merupakan orang asli Amerika Serikat.

Kami sangat tertegun membaca sebuah berita bohong yang pasti tidak akan mau dipertanggung jawabkan oleh sang penyebar yang berisi:

Sunita Wiliams wanita kelahiran India tahun 1965. Dia wanita India pertama yang pergi ke bulan pada 9 Juli 2011. Sekembalinya dari bulan, ia langsung masuk memeluk agama Islam. Dia berkata: "Dari bulan seluruh bumi kelihatan hitam dan gelap, kecuali 2 tempat yang terang dan bercahaya. Ketika aku liat dengan teleskop ternyata tempat itu adalah Mekah dan Madinah. Dan di bulan semua frekuensi suara tidak berfungsi tapi aku masih mendengar suara adzan.

Mari kita bahas.

Pertama, Sunita Williams bukanlah orang India. Sunita, menurut NASA, adalah perwira Angkatan Laut Amerika Serikat dan astronot NASA kelahiran 19 September 1965. Dia ditugaskan ke Stasiun Luar Angkasa Internasional (ISS) sebagai anggota Ekspedisi 14 dan kemudian bergabung dengan Ekspedisi 15. Dia memegang rekor perempuan yang melakukan penerbangan luar angkasa terlama (195 hari).

Pada tahun 2011, seperti dituliskan dalam berita bohong di atas, Sunita pergi ke Bulan. Tapi sayangnya, tidak ada misi pendaratan manusia di Bulan pada tahun 2011. Misi pendaratan di Bulan oleh NASA yang terakhir terjadi pada tahun 1976 silam. Manusia tak pernah berkunjung ke satu-satunya satelit alami milik Bumi ini sejak saat itu.

Kedua, suara adzan atau suara apapun dari Bumi tidak akan pernah terdengar dari Bulan. Jarak Bumi-Bulan yang relatif jauh (sekitar 380.000 km) ditambah luar angkasa yang merupakan ruang vakum, sangat tidak memungkinkan sebuah suara dapat merambat di ruang hampa udara tersebut. Sementara pendengaran manusia yang hanya antara 20 hertz sampai dengan 20.000 hertz juga tidak bisa mendegar suara-suara di Bumi ketika berada di Bulan, dan juga sebaliknya.

Sebagai perbandingan, pernahkah Anda mendengarkan suara orang-orang yang berada di dalam pesawat ketika sedang terbang di langit atas rumah Anda? Pesawat terbang tidak terlalu tinggi jika dibandingkan dengan Bulan, namun mendengarkan suara orang-orang di dalam pesawat tetap tidak mungkin dilakukan.

Jika keimanan didasarkan pada keajaiban-keajaiban, agama Islam begitu menjunjung tinggi rasionalitas dan ilmu pengetahuan. Agama Islam bahkan memerintahkan agar orang beragama dengan ilmu, bukan sekadar ikut-ikut. Ikut-ikut menipu.

Seringkali kita jadi penyebar hoax tanpa kita menyadarinya karena "kekaguman" pada sejenis keajaiban. Ini sangat berbahaya, menurut penulis, karena kita jadi merasa tidak bersalah bahkan seolah-olah berjasa menguatkan iman, tanpa kita berpikir dan memeriksa informasi tersebut. Bukankah justru kita malah menambah dosa dengan membodohi orang lain?

Dan ini tidak hanya terjadi di kalangan masyarakat awam yang sekolahnya hanya SD, tapi juga terjadi di kalangan manusia kelas sarjana. Perlu dicatat bahwa kejelian atau intuisi terhadap sebuah informasi, pada kenyataannya, tidak selalu berbanding lurus dengan tingkat sekolah kita, tingkat gelar pada nama kita.

Yang mengenaskan tentu saja karena cerita di atas dikaitkan dengan agama, dengan keyakinan, dan sangat riskan jadi bahan olok-olok kepada agama tertentu. Bagi penulis, keimanan yang kuat bukanlah sesuatu yang timbul dari "kesaksian" (apalagi kesaksian palsu yang terus disebarluaskan dan diulang-ulang sehingga ada ribuan orang yang pernah mendengar dan dijadikan justifikasi bahwa cerita itu benar, "karena ada ribuan orang mendengar cerita itu") atas keajaiban.

Keimanan itu dari ilmu. Keajaiban cenderung membuat kita lemah, bukan menguatkan, karena toh di agama lain juga banyak kesaksian soal "keajaiban-keajaiban." Kembali menurut penulis, sebagai orang beriman, kita hanya cukup mempercayai suatu keajaiban, tanpa harus membuktikan keajaiban tersebut.

Lah, bagaimana kalau seandainya ini beneran? Bukan hoax?

Karena "seandainya" akan selalu kalah dengan bukti ilmiah. Mari lebih membuka pikiran.

Source : http://www.infoastronomy.co.vu/2015/11/astronot-sunita-williams-dengarkan-suara-adzan-hoax.html

Hingga Akhir November, Ayo Lihat Gugus Bintang Pleiades di Langit Malam!

 

Gugus bintang Pleiades di dekat rasi bintang Taurus dan Orion di langit Batu Malang. Kredit: Martin Marthadinata

Info Astronomy - Malam ini hingga malam-malam selanjutnya sampai akhir November, kita berkesempatan melihat sebuah gugusan bintang yang bernama Pleiades atau yang dijuluki Bintang Tujuh atau dalam budaya Jawa dikenal sebagai Lintang Kartika.

November adalah waktu terbaik untuk menemukan dan melihat gugus bintang Pleiades. Pada malam-malam bulan November, gugus bintang Pleiades muncul sejak beberapa jam setelah Matahari terbenam hingga esok harinya sebelum Matahari terbit. Anda dapat menggunakan "jasa" bintang Aldebaran yang ada di dekatnya (seperti foto di atas) untuk menemukan gugus bintang ini.

Anda dapat melihat Pleiades dengan mudah walaupun hanya dengan mata telanjang, tapi memang akan lebih jelas jika diamati lewat teropong atau teleskop. Dan gugus bintang ini dapat diamati di seluruh Indonesia selama langit sedang cerah.

Mengenal Pleiades
Dalam astronomi, Pleiades atau Lintang Kartika (Obyek Messier 45) adalah sebuah gugus bintang terbuka di rasi bintang Taurus, merupakan gugus bintang paling jelas dilihat dengan mata telanjang, dan salah satu yang terdekat dengan Bumi.

Gugus tersebut didominasi oleh bintang-bintang biru panas yang terbentuk kurang dari 100 juta tahun yang lalu. Debu yang membentuk nebula pemantul di sekitar bintang-bintang terang awalnya dikira sebagai sisa-sisa pembentuknya (dari sini nama alternatif Nebula Maia diturunkan dari bintang Maia), namun sekarang diketahui bahwa nebula tersebut hanyalah awan debu medium antarbintang yang kebetulan sedang dilintasi oleh gugus.

Gugus bintang Pleiades. Kredit: Greg Hogan

Para astronom memperkirakan gugus bintang Pleiades akan bertahan hingga sekitar 250 juta tahun lagi, setelah itu gugus akan tercerai-berai karena interaksi gravitasi dengan obyek-obyek tetangganya.

Gugusan bintang ini terdiri dari lebih dari seribu bintang yang sudah diketahui, namun karena jaraknya yang cukup jauh dengan Bumi, Pleiades terlihat hanya terdiri dari tujuh bintang utamanya, yaitu (menurut urutan abjad): Alcyone, Celaeno, Electra,  Maia, Merope, Taygeta, dan Sterope.

Meskipun seringkali disebut sebagai rasi bintang, Pleiades sebenarnya bukanlah salah satu dari 88 rasi bintang yang diakui oleh International Astronomical Union (IAU). Lebih tepatnya Pleiades adalah salah satu asterism, yaitu kumpulan bintang yang membuat suatu bentuk tertentu (sebagaimana rasi) namun merupakan bagian dari satu atau lebih rasi yang diakui oleh IAU. Dalam hal ini, Pleiades adalah asterism dari rasi Taurus.

Ayo berburu Pleiades

Source : http://www.infoastronomy.co.vu/2015/11/hingga-akhir-november-ayo-lihat-gugus-pleiades.html

Kenapa Bumi itu Bulat, Tidak Kotak?

 

Info Astronomy - Kenapa Bumi itu bulat? Tidak kotak? Ini memang seperti pertanyaan yang bodoh, tapi justru banyak dari kita yang menerima mentah-mentah saja fakta bahwa Bumi itu bulat. Kenapa tidak kotak?

Hal yang menyebabkan Bumi itu bulat, pendeknya adalah gravitasi. Semua (benda) yang punya massa di alam semesta ini, pasti juga punya gravitasi. Termasuk mobil, pohon dan orang. Dalam hukum gravitasi: massa menarik massa yang lainnya. Itu sebabnya kenapa Bumi mengorbit matahari, dan bulan mengorbit Bumi: Karena massa yang saling menarik.

Belum mengerti kenapa bentuk Bumi kita bulat? Simak video menarik di bawah ini:

https://youtu.be/eXml_nlmPoE