Relativitas Umum, Teori Einstein dan makna astrofisika

Relativitas Umum –¬† adalah teori gravitasi geometris yang diperkenalkan oleh Albert Einstein pada tahun 1916. Teori ini adalah penjelasan gravitasi terbaru dalam fisika modern. Dia mengintegrasikan teori Einstein sebelumnya, relativitas khusus dengan hukum gravitasi Newton. Ini dilakukan dengan tidak melihat gravitasi sebagai kekuatan, tetapi lebih sebagai manifestasi kelengkungan ruang dan waktu. Terutama, kelengkungan ruang-waktu ruang berhubungan langsung dengan momentum 4 (energi massa dan momentum linier) dari setiap zat atau radiasi yang ada. Hubungan ini dijelaskan oleh persamaan medan Einstein.

prediksi relativitas

Banyak prediksi relativitas umum berbeda dari prediksi tentang prediksi fisika klasik, tentu saja waktu, geometri ruang, gerak objek selama jatuh bebas, dan perambatan cahaya. Contoh perbedaan ini termasuk ekspansi waktu gravitasi, pergeseran merah gravitasi, dan waktu tunda gravitasi. Prediksi relativitas umum dikonfirmasi oleh semua eksperimen dan pengamatan fisik. Meskipun relativitas umum bukan satu-satunya teori gravitasi relativistik, itu adalah teori paling sederhana untuk setuju dengan data eksperimen. Namun, masih banyak pertanyaan yang belum terjawab. Pada dasarnya ada masalah tentang bagaimana menggabungkan relativitas umum ini dengan hukum fisika kuantum untuk menciptakan teori gravitasi kuantum yang lengkap dan saling bertentangan.

Teori Einstein memiliki makna astrofisika

Teori Einstein memiliki makna astrofisika yang penting. Teori ini memprediksi bahwa ada area lubang hitam yang terdistorsi baik dalam ruang maupun waktu. Ada bukti bahwa sumber kuat radiasi yang dipancarkan dari benda langit tertentu seperti inti galaksi aktif dan microquasar adalah lubang hitam bintang atau jenis lubang hitam besar lainnya. Pembengkokan cahaya oleh gravitasi dapat menyebabkan fenomena efek lensa gravitasi. Relativitas umum juga memprediksi keberadaan gelombang gravitasi. Keberadaan gelombang ini diukur secara tidak langsung dan ada beberapa upaya untuk mengukurnya secara langsung. Selain itu, relativitas umum adalah dasar dari model kosmologis semesta yang tumbuh.

Relativitas umum penting ketika melihat suatu sistem dengan jari-jari jauh lebih kecil daripada massa, atau massa jauh lebih besar dari jari-jari. Kasus pertama juga berlaku untuk benda yang menyebabkan keruntuhan gravitasi, seperti bintang neutron dan lubang hitam dengan massa yang sebanding dengan massa bintang, tetapi jari-jarinya kecil. Kasus kedua berlaku untuk kosmologi. Dengan kata lain, jika ruang diisi dengan material dengan kepadatan yang sama di mana-mana, saat Anda terus meningkatkan jari-jari, massa meningkat secara proporsional ke R3.

sejarah

Segera setelah teori relativitas khusus diumumkan pada tahun 1905, Einstein mulai memikirkan cara untuk menggabungkan gravitasi ke dalam kerangka relativistik baru. Pada tahun 1907, sebuah eksperimen sederhana dengan pengamatan jatuh bebas memulai pengamatannya selama 8 tahun berikutnya dalam teori gravitasi relativistik. Setelah berulang kali memperbaiki kesalahannya, ia mengumumkan penelitiannya ke Akademi Ilmu Pengetahuan Prusia pada bulan November 1915, kita sekarang dalam apa yang sekarang dikenal sebagai persamaan bidang Einstein. Persamaan ini menunjukkan bagaimana geometri ruang dan waktu dipengaruhi oleh keberadaan materi dan radiasi dan membentuk pusat relativitas umum Einstein [1].

Persamaan Einstein adalah nonlinier dan sangat sulit untuk dipecahkan. Einstein menggunakan metode pendekatan dalam menangani prakiraan awal teori. Pada tahun 1916, Karl Schwarzschild dari ahli astrofisika telah menemukan persamaan yang tepat dari persamaan medan Einstein yang kemudian dikenal sebagai metrik Schwarzschild. Solusi ini memberikan dasar untuk menjelaskan tahap akhir kehilangan gravitasi, dan objek yang kita kenal sekarang adalah lubang hitam. Pada tahun yang sama, langkah-langkah diambil untuk menggeneralisasi solusi dari objek yang dikenakan Schwarzschild. Sekarang telah dihasilkan dari penyelesaian Reissner-Nordström, terkait dengan lubang hitam yang dibebankan

Sumber : https://suhupendidikan.com/