Pada tahun 1905, Einsten mengajukan dua postulat relativitas khusus yang berbunyi sebagai berikut.
- Prinsip relativitas: “hukum fisika memiliki bentuk yang sama pada semua kerangka acuan yang bergerak dengan kecepatan tetap (kerangka acuan inersial)”.
- Kekonstanan kecepatan cahaya: “cahaya merambat melalui ruang hampa dengan cepat rambat c = 3 × 108 m/s, dan kelajuan cahaya tak bergantung pada kelajuan sumber cahaya maupun kelajuan pengamatannya”.
Dampak dari postulat kedua relativitas khusus Einsten adalah waktu tidaklah mutlak tetapi relatif, bergantung pada gerak pengamat relatif terhadap kejadian. Sebagai contoh sederhana, dua orang sedang asyik mengobrol di taman selama 2 jam. Menurut kedua orang itu, waktu yang mereka habiskan untuk mengobrol sangat singkat. Akan tetapi menurut orang lain di taman tersebut, kedua orang itu telah duduk di taman cukup lama. Jadi, di satu waktu, jam bisa berdetak sangat lambat bagi seseorang tapi jam juga berdetak sangat cepat bagi orang lain.
Efek bertambahnya selang waktu yang diukur oleh pengamat yang bergerak terhadap kejadian ini dikenal sebagai pemekaran waktu atau dilatasi waktu. Dilatasi waktu didefinisikan sebagai selang waktu yang dipengaruhi oleh gerak relatif kerangka. Perhatikan sketsa berikut.
Misalkan, gambar diatas adalah sebuah cahaya yang dipantulkan dari cermin A menuju cermin B dan dipantulkan kembali oleh cermin B menuju ke cermin A (Gb 1). Jarak anatara cermin A dan cermin B adalah L. Bila pengamat diam di dalam cermin tersebut maka pengamat akan mengawati selang waktu pemantulan cahaya tersebut sebesar :
Bila pengamat bergerak terhadap tempat kejadian pemantulan cahaya dengan kecepatan v, pengamat akan melihat cahaya miring (Gb 2) sehingga memperoleh hasil pengukuran selang waktu > 2L/c. Dalam kerangka yang bergerak relatif terhadap kerangka acuan, jam tampak lebih lambat. Lama waktu cahaya untuk menelusuri jalan adalah
.... (1)Dengan mengunakan teorema phytagoras diperoleh
Bila (1) di substitusi ke persamaan phytagoras di atas akan diperoleh
Karena ∆t= 2L/c maka diperoleh
Dengan
Selang waktu ∆t disebut waktu sejati (proper time), yaitu selang waktu yang diukur oleh jam pengamat yang diam terhadap kejadian. Sedangkan selang waktu ∆t’ disebut waktu relativistik, yaitu selang waktu yang diukur oleh pengamat yang bergerak relatif terhadap kejadian.
Karena γ selalu lebih besar dari pada satu ( γ > 1) maka selang waktu ∆t’ yang diukur oleh pengamat yang bergerak relatif terhadap kejadian selalu lebih besar daripada selang waktu ∆t yang diukur oleh pengamat yang diam terhadap kejadian.
Daftar Pustaka
Kanginan, Marthen. 2006. Fisika untuk SMA/MA Kelas XII. Jakarta: Erlangga.
Pujayanto dan Sutadi Waskito. 2009. Dasar-dasar Konsep Fisika Modern. Surakarta: UNS Press.
 |
