144 Tahun Kelahiran Einstein, Siapakah Si Pemberontak Ruang-Waktu Ini ?

0
60

Suratkabarnasional.com – Albert Einstein, salah satu ilmuwan paling berpengaruh di abad ke-20, mengubah arus dunia sains dengan tafsiran barunya soal gravitasi, cahaya, dan waktu. Simak riwayat karya-karya besarnya. Lewat pemikirannya, ia menciptakan teori relativitas khusus atau E = mc^2. Rumus ini sangat terkenal bahkan di antara warga yang tidak memahami fisika.

Einstein juga dikenal dengan teori relativitas umum dan efek fotolistrik yang menjelaskan perilaku elektron dalam keadaan tertentu. Karyanya yang terakhir membuatnya mendapatkan penghargaan Nobel Fisika pada 1921. Namun, Einstein belum sempat merampungkan penyatuan semua kekuatan alam semesta dalam satu teori, atau dikenal dengan Theory of Everything, yang masih ia kerjakan hingga ajal menjemput.

Einstein lahir pada tanggal 14 Maret 1879, atau tepat 144 tahun lalu, di Ulm, Jerman, sebuah kota yang saat ini memiliki populasi lebih dari 120 ribu jiwa. Ada sebuah monumen kecil yang memperingatkan di mana rumah Einstein dulu berdiri. Dikutip situs resmi Nobel, keluarganya pindah ke Munich, Jerman, tidak lama setelah kelahirannya, dan kemudian ke Italia ketika ayahnya menghadapi masalah dalam menjalankan bisnis. Ayah Einstein, Hermann, mengelola sebuah pabrik elektrokimia. Sementara ibunya, Pauline, mengasuh Albert dan adik perempuannya, Maria.

Einstein menulis dalam memoarnya bahwa dua “keajaiban” sangat memengaruhi tahun-tahun awal saat ia mulai tumbuh sebagai anak. Pertama, kompas yang didapatkannya pada usia 5 tahun. Ia merasa heran karena kekuatan yang tidak terlihat dapat membelokkan jarum. Hal ini kemudian membuatnya terpesona dengan kekuatan yang tidak terlihat. Kedua, buku geometri yang didapatnya pada usia 12 tahun. Dia memujanya hingga menyebut itu sebagai buku geometri suci. Einstein muda adalah seorang siswa yang baik. Ia juga unggul dalam fisika dan matematika. Namun, ia merupakan murid yang lebih ‘moderat’ dalam mata pelajaran lain. Dia sempat melakukan ‘pemberontakan’ terhadap sikap otoriter beberapa guru di sekolahnya. Hal itu membuatnya putus sekolah pada usia 16 tahun.

Einstein kemudian mengikuti ujian masuk Sekolah Politeknik Federal Swiss di Zurich. Meski prestasinya dalam fisika dan matematika sangat baik, nilai di bidang lain justru di bawah standar hingga ia sempat tidak lulus ujian. Ia mengambil kursus tambahan untuk menutup kesenjangan dalam pengetahuannya itu dan diterima di Politeknik Swiss pada 1896. Pada 1901, ia menerima ijazah untuk mengajar fisika dan matematika. Namun, profesi mengajar tak kunjung ia dapat. Einstein mulai bekerja di kantor paten Bern pada 1901. Di sanalah kegiatan penelitian ia lakukan di sela-sela menganalisis paten. Di sela pekerjaannya itu, ia mengembangkan karyanya dalam relativitas khusus dan teori dalam bidang fisika lainnya yang membuat Einstein terkenal.

Tiga tahun bekerja, Einstein menikahi kekasihnya yang sudah lama ia cintai, Mileva Maric, pada 1903. Mereka kemudian dikaruniai dua orang anak yaitu Hans Albert pada 1904 dan Eduard pada 1910. Namun, Einstein menceraikan Maric pada 1919 dan segera setelah itu ia menikahi Elsa Lowenthal. Pada 1933 Elsa meninggal dunia. Karier Einstein membawanya ke berbagai negara. Ia meraih gelar doktor dari Universitas Zurich pada tahun 1905 dan kemudian mengambil posisi profesor di Zurich (1909), Praha (1911), dan Zurich lagi (1912).

Selanjutnya, ia pindah ke Berlin untuk menjadi direktur Institut Fisik Kaiser Wilhelm dan profesor di Universitas Berlin (1914). Validasi utama dari karya Einstein terjadi pada 1919, ketika Sir Arthur Eddington, sekretaris Royal Astronomical Society, memimpin sebuah ekspedisi ke Afrika untuk mengukur posisi bintang-bintang selama gerhana matahari total. Kelompok ini menemukan bahwa posisi bintang-bintang bergeser karena pembelokan cahaya di sekitar matahari.

Einstein tetap tinggal di Jerman hingga tahun 1933 ketika diktator Adolf Hitler naik ke pucuk kekuasaan. Fisikawan ini kemudian melepaskan kewarganegaraan Jerman dan pindah ke Amerika Serikat untuk menjadi profesor fisika teoritis di Princeton. Dia menjadi warga negara AS pada 1940 dan pensiun pada 1945. Namun, Einstein tetap aktif dalam komunitas fisika selama tahun-tahun terakhirnya.

Pada tahun 1939, ia terkenal menulis surat kepada Presiden Franklin D. Roosevelt yang memperingatkan bahwa uranium dapat digunakan untuk bom atom. Di akhir kehidupan Einstein, ia terlibat dalam serangkaian debat pribadi dengan fisikawan Niels Bohr tentang keabsahan teori kuantum. Teori Bohr menang, dan Einstein kemudian memasukkan teori kuantum ke dalam perhitungannya sendiri.

Einstein meninggal karena aneurisma aorta pada tanggal 18 April 1955. Pembuluh darahnya pecah di dekat jantung. Ketika ditanya apakah dia ingin menjalani operasi, Einstein menolak. “Saya ingin pergi ketika saya ingin pergi. Tidak ada gunanya memperpanjang usia secara artifisial. Saya telah melakukan tugas saya, sekarang saatnya untuk pergi. Saya akan melakukannya dengan elegan,” tutur dia. Jasad Einstein sebagian besar dikremasi, abunya disebarkan di sebuah lokasi yang dirahasiakan. Namun, seorang dokter di Rumah Sakit Princeton, Thomas Harvey, secara kontroversial melakukan autopsi dan mengambil otak serta bola mata Einstein.

Harvey mengiris ratusan bagian tipis jaringan otak untuk diletakkan di atas slide mikroskop dan mengambil 14 foto otak dari beberapa sudut, melansir LiveScience. Terlepas dari banyaknya jurnal berdasarkan serpihan otak Einstein itu, para ilmuwan menilai tak ada yang benar-benar bisa mengungkap sumber petunjuk kejeniusannya. Yang ada hanya perbedaan-perebedaan struktur fisik otak.

Karya

Warisan Einstein dalam fisika sangat penting. Berikut adalah beberapa karya ilmiah utamanya:

  1. Teori relativitas khusus:

Einstein menunjukkan bahwa hukum fisika identik untuk semua pengamat, asalkan tidak dalam kondisi percepatan. Namun, kecepatan cahaya dalam ruang hampa selalu sama, berapapun kecepatan yang ditempuh pengamat. Karya ini membuatnya menyadari bahwa ruang dan waktu terkait dengan apa yang disebut ruang-waktu. Jadi, suatu kejadian yang dilihat oleh seorang pengamat dapat juga dilihat pada waktu yang berbeda oleh pengamat lainnya.

  1. Teori relativitas umum:

Ini adalah formulasi ulang hukum gravitasi. Pada 1600-an, Isaac Newton merumuskan tiga hukum gerak, di antaranya menguraikan bagaimana gravitasi bekerja di antara dua benda. Gaya di antara mereka bergantung pada seberapa masif masing-masing benda, dan seberapa jauh jarak benda-benda tersebut. Einstein menetapkan bahwa ketika berpikir tentang ruang-waktu, sebuah benda masif menyebabkan distorsi dalam ruang-waktu (seperti meletakkan bola yang berat di atas trampolin). Gravitasi diberikan saat objek lain jatuh ke dalam “sumur” yang diciptakan oleh distorsi dalam ruang-waktu, seperti kelereng yang menggelinding ke arah bola besar. Relativitas umum lulus ujian besar pada 2019 dalam percobaan yang melibatkan lubang hitam supermasif di pusat Bima Sakti.

  1. Efek fotolistrik:

Karya Einstein pada 1905 mengusulkan bahwa cahaya harus dianggap sebagai aliran partikel (foton), bukan hanya gelombang tunggal, seperti yang umumnya dipikirkan pada saat itu. Karyanya membantu menguraikan hasil aneh yang sebelumnya tidak dapat dijelaskan oleh para ilmuwan.

  1. Teori medan terpadu:

Einstein menghabiskan sebagian besar tahun-tahun terakhirnya mencoba menggabungkan bidang elektromagnetisme dan gravitasi. Dia tidak berhasil, tetapi mungkin mendahului masanya. Fisikawan lain masih mengerjakan masalah ini.

Aplikasi kekinian

Ada banyak aplikasi dari karya Einstein, tetapi berikut adalah beberapa yang paling menonjol dalam astronomi:

  1. Gelombang gravitasi:

Pada 2016, Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) mendeteksi riak ruang-waktu – atau dikenal sebagai gelombang gravitasi – yang terjadi setelah lubang hitam bertabrakan sekitar 1,4 miliar tahun cahaya dari Bumi. LIGO juga melakukan deteksi awal gelombang gravitasi pada 2015, satu abad setelah Einstein memperkirakan riak ini ada. Gelombang adalah bagian dari teori relativitas umum Einstein.

  1. Orbit Merkurius:

Merkurius adalah planet kecil yang mengorbit dekat dengan objek yang sangat masif relatif terhadap ukurannya, Matahari. Orbitnya tidak dapat dipahami sampai relativitas umum menunjukkan bahwa kelengkungan ruang-waktu memengaruhi gerakan Merkurius dan mengubah orbitnya. Ada kemungkinan kecil bahwa selama miliaran tahun, Merkurius dapat dikeluarkan dari tata surya kita karena perubahan ini (dengan kemungkinan yang lebih kecil lagi bahwa ia dapat bertabrakan dengan Bumi).

  1. Lensa gravitasi :

Ini adalah fenomena di mana objek masif (seperti gugusan galaksi atau lubang hitam) membelokkan cahaya di sekelilingnya. Para astronom yang melihat wilayah itu melalui teleskop kemudian dapat melihat objek langsung di belakang objek masif tersebut, karena cahayanya dibelokkan. Contoh terkenal dari hal ini adalah Salib Einstein, sebuah quasar di konstelasi Pegasus: Sebuah galaksi yang jaraknya kira-kira 400 juta tahun cahaya membelokkan cahaya quasar sehingga muncul empat kali mengelilingi galaksi.

  1. Lubang hitam :

Pada April 2019, teleskop Event Horizon menunjukkan gambar lubang hitam yang pertama kali. Foto-foto itu sekali lagi mengkonfirmasi beberapa aspek relativitas umum, termasuk tidak hanya keberadaan lubang hitam, tetapi juga bahwa mereka memiliki cakrawala peristiwa melingkar – titik di mana tidak ada yang dapat lolos, bahkan cahaya sekalipun.