Siapa yang tidak mengenali Albert Einstein? Dia adalah seorang ahli fizik dari Jerman yang terkenal dengan penemuannya. Einstein juga menerima Hadiah Nobel dalam Fizik. Salah satu teorinya yang paling terkenal adalah teori relativiti.
Einstein menerbitkan idea ini dalam dua peringkat. Pertama dia menerbitkan teori relativiti khas pada tahun 1905. Sepuluh tahun kemudian, kemudian teori relativiti umum diterbitkan. Teori ini menjadi salah satu pedoman bagi para saintis lain dalam mengembangkan bom atom, walaupun Einstein tidak pernah menyangka teorinya dapat digunakan sebagai senjata.
Tetapi, apakah kandungan teori relativiti? Bagaimana ia digunakan di dunia nyata sehingga dapat digunakan sebagai bom nuklear? Mari kita bincangkan bersama dalam artikel ini.
Teori Relativiti Khas
Teori relativiti khas Einstein mempunyai dua postulat atau konsep: pertama, undang-undang fizik berlaku untuk mana-mana objek dalam semua kerangka acuan yang bergerak pada kecepatan tetap (inersia) terhadap yang lain. Maksudnya, bentuk persamaan fizikal akan selalu sama walaupun diperhatikan dalam keadaan bergerak.
Konsep kedua menyatakan bahawa kelajuan cahaya dalam vakum selalu sama untuk semua pemerhati dan tidak bergantung pada pergerakan sumber cahaya atau pemerhati (dengan kelajuan cahaya c = 3 × 108 m / s).
(Baca juga: 7 Saintis Dunia yang Mendapat Pengiktirafan Dunia)
Berdasarkan dua postulat ini, Einstein mengatakan bahawa tidak ada objek dengan jisim yang dapat bergerak atau sama dengan kecepatan cahaya. Teori relativiti menyebabkan perubahan dalam persepsi perkara yang kita alami setiap hari, seperti relativiti halaju, pengembangan masa, kontraksi Lorentz, dan relativiti jisim dan tenaga.
1. Relativiti Halaju
Sekiranya terdapat kapal terbang (rujukan O ') bergerak pada halaju v sehubungan dengan bumi (rujukan O) dan pesawat melepaskan bom (objek) pada kelajuan tertentu, kelajuan bom tidak sama seperti yang dilihat oleh orang-orang di Bumi dan orang-orang di dalam pesawat. Halaju relatif mempunyai persamaan berikut.
vx = halaju objek berbanding dengan pemerhati pada waktu rehat (m / s)
v'x = halaju objek berbanding dengan pemerhati yang sedang bergerak (m / s)
v = kelajuan pemerhati bergerak (O ') berbanding dengan pemerhati pada waktu rehat (O)
c = kelajuan cahaya (3 × 108 m / s)
2. Perluasan Masa
Peluang atau pelebaran masa adalah perbezaan dalam selang waktu yang diperhatikan oleh pemerhati pada waktu rehat dan selang waktu yang diperhatikan oleh pemerhati bergerak pada halaju v. Perluasan masa dapat dirumuskan seperti berikut.
Δt = selang masa yang diperhatikan oleh pemerhati bergerak pada halaju v
Δt0 = selang masa yang diperhatikan oleh pemerhati masih
v = kelajuan pemerhati
3. Pengecutan Lorentz
Menurut teori relativiti, ruang dan masa tidak tetap. Oleh itu, objek dengan panjang L0 akan diperhatikan sebesar L oleh pemerhati yang bergerak selari dengannya dengan halaju v. Semakin besar kelajuan pemerhati, semakin pendek objek akan muncul dari panjang asalnya. Kontraksi Lorentz dapat dirumuskan seperti berikut.
L = panjang objek yang diperhatikan oleh pemerhati bergerak dengan halaju v
L0 = panjang objek yang diperhatikan oleh pemerhati pada waktu rehat
v = kelajuan pemerhati
4. Relativiti Jisim dan Tenaga
Sama seperti ruang dan masa, jisim objek yang diperhatikan oleh pemerhati pada waktu rehat akan berbeza dengan jisim objek yang diperhatikan oleh pemerhati yang bergerak dengan halaju v.
m = jisim objek yang diperhatikan oleh pemerhati bergerak dengan halaju v
m0 = jisim objek yang diperhatikan oleh pemerhati pada waktu rehat
v = kelajuan pemerhati
Dalam mekanik relativistik, tenaga objek dengan jisim m 0 (rehat) dengan halaju v dapat dirumuskan seperti berikut.
Tenaga total objek dengan jisim dapat diperoleh dengan formula berikut.
E = E 0 + E k , di mana E 0 adalah tenaga rehat (E = m 0 c2)
Berdasarkan keterangan di atas, objek yang mempunyai jisim m mempunyai tenaga:
E = mc2
Persamaan ini adalah salah satu formula yang paling terkenal sehingga kini. Formula ini juga merupakan dasar untuk pengembangan bom nuklear kerana massa dianggap sebagai bentuk tenaga yang pekat, sehingga dapat berubah bentuk, terutama dengan reaksi berantai nuklear.
Teori Relativiti Umum
Teori relativiti umum berkaitan dengan teori graviti Newton. Newton mengatakan bahawa graviti adalah kekuatan yang tidak dapat dilihat yang menarik objek antara satu sama lain. Tetapi melalui teorinya, Einstein berpendapat bahawa graviti adalah kelengkungan ruang-waktu yang disebabkan oleh jisim objek. Kelengkungan ini memberi kesan pada masa: semakin besar graviti, semakin lambat masa akan bergerak dalam kelengkungan ruang-waktu.
