Albert Einstein adalah fisikawan yang menemukan teori relativitas pada tahun 1915. Teori ini berkontribusi besar dalam perkembangan hukum gravitasi yang sebelumnya dicetuskan oleh Sir Isaac Newton pada tahun 1687. Selama 229 tahun, Isaac Newton mengemukakan gaya gravitasi sebagai gaya tarik menarik antara 2 benda yang memiliki massa tanpa diketahui penyebabnya.
Konsep itu kemudian ditentang pada abad ke 19 karena banyak bermunculan fenomena tak terduga dan tidak sesuai dengan hukum Newton. Contohnya saat planet Merkurius mengelilingi Matahari dengan perhitungan yang lebih cepat dari sebelumnya.
Baru pada tahun 1916, Albert Einstein mendapatkan teori relativitas umum yang mengungkapkan bahwa gravitasi adalah akibat dari kelengkungan yang dibentuk oleh massa objek terhadap ruang dan waktu. Einstein berpendapat, teori relativitas adalah pengukuran besaran fisika dan kecepatan cahaya yang mutlak yang bergantung pada pandangan pengamat baik itu bergerak ataupun tidak.
Kisah Einstein Menemukan Teori Relativitas
kisah Albert Einstein dalam membangun teori relativitas diungkapkan saat dirinya menyampaikan kuliah umum di depan mahasiswa Kyoto Imperial University pada 14 Desember 1922. Ia menceritakan ide-ide yang melatarbelakangi lahirnya teori relativitas khusus dan umum. Catatan kuliah ini diterbitkan oleh sebuah majalah bulanan Jepang yang bernama Kaizo. Kemudian Prof. Masahiro Morikawa dari Ochanomizu University menerjemahkan artikel tersebut ke dalam bahasa Inggris dalam buletin Asosiasi Himpunan Fisikawan Asia Pasifik.
Dari kisah Einstein itu, hal yang paling disoroti adalah kondisi Einstein yang juga pernah hampir putus asa karena sulitnya problem relativitas. Namun berkat ketekunan, kerja keras, kejeniusan, hubungan baik dengan sesama ilmuwan, serta keberuntungan yang ia miliki, pada akhirnya bisa menentukan keberhasilan Einstein melahirkan kedua teori relativitas.
Pertama Kali Mendapatkan Ide
Dalam kisah yang sudah diterjemahkan, Einstein mengungkapkan bahwa ia pertama kali mendapatkan ide untuk membangun teori relativitas sekitar tahun 1905 atau 17 tahun sebelum dirinya memberi kuliah di Jepang tersebut. Einstein mengatakan bahwa dia tidak dapat mengatakan secara eksak dari mana ide semacam ini muncul, namun dia yakin ide ini berasal dari masalah optik pada benda-benda yang bergerak. Cahaya merambat dalam lautan ether dan bumi bergerak dalam ether yang sama. Oleh karena itu gerakan ether haruslah dapat diamati dari bumi. Namun dia tidak pernah menemukan satu bukti pengamatan aliran ether tersebut di dalam literatur fisika. Dia sangat terdorong untuk membuktikan aliran ether relatif terhadap bumi, dengan kata lain gerakan bumi di dalam ether.
Ide utama Einstein untuk memecahkan masalahnya kemudian diklaim berkenaan dengan konsep waktu. Menurut Einstein, waktu tidak boleh didefinisikan apriori sebagai suatu realitas absolut. Waktu haruslah bergantung pada kecepatan sinyal. Masalah besar ini dapat diselesaikan dengan konsep baru tentang waktu. Einstein mengungkapkan bahwa hanya dalam lima minggu dia dapat menyelesaikan prinsip relativitas khusus setelah penemuan tersebut. Dia juga tidak memiliki keraguan akan keabsahan prinsip ini dari sisi filosofis. Lagipula prinsip ini sesuai dengan prinsip Mach, paling tidak sebagian jika dibandingkan dengan kesuksesan teori relativitas umum.
Munculnya Teori Relativitas Umum
Dua tahun kemudian atau tepatnya pada 1907, Einstein terus melangkah menuju teori relativitas umum dengan cara yang berbeda. Saat itu ia tidak terlalu puas dengan teori relativitas khusus karena prinsip relativitas hanya terbatas pada gerak relatif dengan kecepatan konstan namun tidak dapat diaplikasikan pada gerak secara umum.
Pada tahun 1907 Einstein diminta oleh Johannes Stark untuk menulis ulasan tentang pelbagai hasil eksperimen dari teori relativitas khusus dalam laporan tahunannya Jahrbuch der Radioaktivitaet und Elektronik. Ide itu membuat Einstein tidak dapat menyelesaikan hal ini dengan mudah. Bahkan ia mengaku sempat frustrasi karena mengetahui fakta bahwa meski teori relativitas khusus memberikan relasi yang sempurna antara kelembaman dan energi, namun relasi antara kelembaman dan berat (inersia dan sistem gravitasi) tidak tersentuh sama sekali.
Perhitungan Persamaan Gravitasi hingga Problem Kosmologi
Pada tahun 1912 Einstein menyadari bahwa teori permukaan Karl Friedrich Gauss dapat menjadi dasar yang baik untuk memecahkan misteri gravitas. Menurutnya, koordinat permukaan Gauss merupakan peralatan yang sangat penting.
Kemudian pada tahun 1913, persamaan gravitasi diteliti lebih lanjut dengan menggunakan teori Riemann dan menghasilkan banyak kesimpulan yang bertentangan dengan harapan Einstein.
Dua tahun berikutnya ia baru menemukan satu kesalahan pada perhitungan sebelumnya. Kemudian ia kembali mencoba menurunkan persamaan gravitasi yang benar berdasarkan teori invarian. Setelah tahun 1915, Einstein mulai mengerjakan problem kosmologi dengan melakukan riset menyangkut geometri dan waktu jagad raya.
Riset tersebut didasarkan pada pembahasan syarat batas teori relativitas umum dan argumen kelembaman Mach. Einstein awalnya membuat syarat batas persamaan gravitasi menjadi invarian. Namun kemudian ia menghilangkan batasan ini dengan asumsi bahwa jagad raya bersifat tertutup.
