IMPLIKASI TEORI RELATIVITAS

TRK berbicara tentang pengamatan dan pengukuran yang dilakukan oleh dua orang (kerangka acuan) Yang bergerak relatif satu terhadap yang lain. Pengukuran interval waktu (interval ruang dan kuantitas massa) dalam konsepsi fisika klasik tidak mempunyai pembahasan khusus bagaimana kuantitas fisis tersebut diukur. Fisika klasik, yang terutama merupakan hasil formulasi dari Galileo Galilei dan Isaac Newton, beranggapan bahwa semua pengukuran kuantitas fisis yang dilakukan seorang pengamat di manapun dalam alam semesta, apakah dalam kondisi bergerak atau tidak, pasti menghasilkan kuantitas pengukuran yang sama terhadap interval ruang dan waktu. Kuantitas-kuantitas fisis tersebut dianggap mutlak tidak menjadi persoalan siapa dan bagaimana kondisi pengukuran kuantitas tersebut. Misalnya, pengukuran interval waktu yang dilakukan oleh dua orang, yang satu berada di Bumi dan yang lain di pesawat yang sedang terbang, menurut fisika klasik pengukuran kedua orang tersebut adalah sama, tidak tergantung kondisi gerak orang tersebut. Newton mengatakan:

I. Absolute, true and mathematical time, of itself, and from its own nature, flows equally without relation to anything external ....

II. Absolute space, in its own nature, without relation to anything external remains always similar and immovable.³²⁴

Tetapi menurut Einstein tidak demikian. Pengukuran waktu di pesawat lebih panjang terhadap interval waktu di Bumi. Einstein mengatakan: Events occuring at the same time but in different places in a moving system will be considered by a ground observer as occurring at different time.³²⁵

Jadi setiap pengamat mempunyai standar waktunya tersendiri sesuai dengan kecepatan geraknya.

Demikian juga menurut TRU. Kecepatan proses/perubahan fisis dipengaruhi oleh gravitasi. Semakin besar medan gravitasi, semakin lambat proses fisis yang dapat berlangsung dalam medan gravitasi tersebut. Semakin besar gravitasi suatu benda, semakin mengerut ruang waktu sekitarnya. Dengan demikian waktu menjadi relatif, tergantung besarnya medan gravitasi. Dengan kata lain semakin massiv suatu benda semakin lambat kelajuan waktu di sekitarnya.³²⁶

TR telah mengubah konsepsi klasik tentang waktu (juga tentang massa, energi, ruang, dan gravitasi). Teori ini juga telah memberi pendekatan baru dalam telaah terhadap sifat-sifat fisis alam semesta. Sehingga TRK telah memberi implikasi-implikasi yang besar: (1) Bahwa waktu tidaklah mutlak dan bersifat universal. Berdasarkan perhitungan matematis TRK bahwa waktu bersifat relatif dengan rumus:

Kesimpulan matematis ini kebenarannya telah dibuktikan dengan eksperimen.³²⁷ (2) TR juga telah mengubah konsepsi klasik tentang ruang dan waktu. Implikasi ini dilihat dan dicetuskan oleh Hermann Minkowski pada tahun 1908. Prinsip relativitas, yang merupakan salah satu postulat dari TRK mengatakan bahwa tidak ada kediaman yang mutlak dalam alam semesta, segala sesuatu dalam kondisi gerak relatif. Dengan diketahui bahwa segala sesuatu dalam kondisi gerak dan waktu bersifat relatif, tergantung pada gerak kerangka acuan, maka ruang dan waktu tidak dapat dipisahkan. Minkowski mengatakan: Henceforth space by itself and time by itself are doomed to fade away into mere shadows, and only a kind of union of the two will preserve an independent reality.³²⁸

Dalam konsepsi fisika klasik, waktu bukan saja bersifat mutlak juga terlepas dari ruang (kedudukan dan keadaan gerak dari kerangka acuan). Dengan mengatakan: "Absolute, true and mathematical time, of itself, and from its own nature, flows equally without relation to anything external ...," berarti menurut Newton, realitas tiga dimensi dalam ruang merupakan bentuk yang terpisah, dan bergerak maju dalam satu dimensi waktu. Pandangan Newton tentang ruang dan waktu ini hanya berdasarkan common sense. Pengalaman mengatakan bahwa ruang dan waktu terpisah. Sebagai contoh: Kita berpendapat bahwa kita dapat mengontrol posisi kita dalam ruang, tetapi kita sama sekali dapat mengontrol posisi kita dalam waktu. Kita tidak meragukan laju atau berlalunya waktu. Kita dapat memiliki suatu posisi yang tetap/diam, sehingga posisi kita berubah dalam ruang. Tetapi tidak demikian dengan posisi kita dalam waktu. Berdasarkan TR, ruang dan waktu tidak terpisah, melainkan sebagai kontinum (satu kesatuan) ruang waktu, bukan ruang dan waktu, seperti yang dikatakan Hermann Weyl:

The scene of action of realty is not a three dimensional space, but rather a four dimensional world, in which space and time are linked together indissolubly. However deep the chasm may be that separates the intuitive nature of space from that of time in our experience, nothing of this qualitative difference enters into the objective worlds which physics endeavours to crystallize out of direct experience. It is a fur dimensional contrinuum which is neither "time" or "space." Only the consciousness that passes on in one portion of this world experiences the detached piece which comes to meet it and passes behind it as history, that is, as a process that is going forward in time and takes place in space".³²⁹

Karena ruang dan waktu tidak terpisahkan, maka setiap gerak tidak ada (tidak bisa dibayangkan ada) tanpa waktu (tanpa keberlangsungan dalam waktu). Karena TR mengatakan bahwa konsepsi tentang ruang dan waktu sebagai kontinum, sehingga adalah tepat dan logis untuk menggambarkan implikasi TRK tersebut dengan menganggap peristiwa-peristiwa sebagai yang terjadi dalam kontinum ruang waktu. Sehingga ruang waktu mempunyai empat koordinat, yaitu tiga koordinat ruang dan satu koordinat waktu sebagai koordinat keempat. Interval ruang dalam ruang Euclid berlaku teorema Pythagoras:

dr2 = dx2 + dy2 + dz2

Sedangkan dalam ruang Minkowski, yaitu ruang dalam konsepsi TRK, interval ruang didefinisikan dengan:

ds2 = c2dt2 - dx2 - dy2 - dz2