Bumi tempat kita tinggal adalah planet indah yang penuh warna biru dan hijau. Namun, jauh sebelum gambar pertama bumi diperoleh dari luar angkasa, orang Yunani kuno secara mengejutkan menyadari bahwa permukaan bumi sebenarnya melengkung (mereka bahkan mengukur keliling bumi) -kita tinggal di a Bola besar.
Dan pengamatan rinci benda-benda langit berikut ini membawa koreksi yang lebih drastis pada pandangan dunia kita. Pengamatan planet lain yang terlihat di langit malam selalu menjadi konten utama penelitian astronomi. Tetapi dengan pengamatan yang mendalam, kami menemukan bahwa bumi hanyalah anggota biasa dari planet-planet ini. Bumi dan planet-planet kembarnya berputar mengelilingi matahari dalam orbitnya masing-masing, sehingga tidak memiliki keistimewaan apa pun sebagai pusat alam semesta. Dengan pengamatan lebih lanjut dari Bima Sakti, bintang-bintang baru (titik-titik cahaya tetap pada bola langit besar) terus bermunculan di bidang penglihatan kita, dan batas-batas alam semesta terus meluas ke luar.
Pada awal abad ke-20, model alam semesta yang dipenuhi bintang ini mencakup semua yang kita ketahui. Kami tidak tahu pada saat itu bahwa Bima Sakti sebenarnya hanyalah salah satu dari puluhan juta galaksi di alam semesta terukur. Lebih penting lagi, kami belum memasukkan waktu dalam deskripsi alam semesta.
Pada tahun 1915, Einstein menciptakan teori relativitas umum, dan menyelesaikan deskripsinya tentang alam semesta. Dalam teorinya, ruang dan waktu bukanlah latar dan panggung sederhana di alam semesta; sebaliknya, mereka adalah partisipan utama dalam setiap aksi alam semesta. Dia mengusulkan persamaan baru untuk menggambarkan karakteristik geometris ruang dan kemungkinan defleksi cahaya dan massa selama operasi. Persamaan-persamaan ini mengubah peran ruang dan waktu-alam semesta dapat berkembang seiring waktu. Prediksi luar biasa yang diberikan oleh teori baru Einstein ini tidak dapat diterima bahkan olehnya.
Dalam perencanaan Tuhan atas alam semesta, waktu selalu menjadi peran kunci. Dahulu kala, kita selalu percaya bahwa peran waktu bersifat periodik, dapat menggambarkan perubahan musim atau memprediksi posisi planet yang mengorbit. Namun, sebagai landasan teori baru, persamaan yang diberikan oleh Einstein dengan jelas menunjukkan kepada kita alam semesta yang berkembang. Dimulai dari alam semesta yang kita kenal, lihat, dan rasakan, ruang dan waktu akan mengembang atau menyusut terus menerus. Alam semesta memiliki masa lalu dan masa depan, keduanya akan sangat berbeda dari kondisinya saat ini.
Kesimpulan mengejutkan ini mendorong Einstein untuk menambahkan "konstanta kosmologis" ke dalam persamaannya, dan mengandalkan parameter buatan ini untuk menyeimbangkan pengaruh waktu, dengan demikian menjaga alam semesta dalam keadaan statis-keduanya Tidak mengembang atau menyusut. Tujuan mengusulkan rangkaian trik matematika ini hanya karena orang-orang secara subyektif ingin percaya bahwa alam semesta itu statis.
Justru karena penambahan konstanta konstan inilah Einstein kehilangan kesempatan untuk memprediksi perluasan alam semesta, dan ini adalah salah satu prediksi terpentingnya untuk pemahaman barunya tentang ruang dan waktu. Yang lebih serius adalah penelitian selanjutnya menunjukkan bahwa solusi yang diberikan oleh Einstein bahkan tidak stabil. Menambahkan konstanta kosmologis memang dapat menciptakan alam semesta yang statis - tetapi gangguan dan perubahan kecil apa pun akan menyebabkan alam semesta menyimpang dari titik kesetimbangan dan mau tidak mau mengembang atau runtuh. Ini seperti meletakkan pensil di atas meja dengan ujung menghadap ke bawah meski secara teori bisa dilakukan, dalam praktiknya pensil akan selalu cepat jatuh.
Untungnya, relativitas umum telah membuat beberapa prediksi kunci yang tidak ada hubungannya dengan konstanta kosmologis. Keberhasilan pertama teori baru Einstein berasal dari perhitungannya atas orbit Merkurius. Di hadapannya, berbagai perhitungan yang dibuat oleh para akademisi dari fisika Newtonian tidak dapat menjelaskan pengamatan rinci kami terhadap orbit Merkurius, planet yang paling dekat dengan matahari. Setiap kali Merkurius berputar mengelilingi matahari, titik yang paling dekat dengan matahari (perihelion) akan mengalami presesi - orbit ini akan bergerak sedikit ke depan daripada yang sebelumnya. Dengan menggunakan teori relativitas umum, orbit Merkurius Einstein dan hasil observasi memiliki kesesuaian yang sempurna. Ketika Einstein membandingkan hasil dengan data, dia mengalami "momen paling menarik dalam karya ilmiah sejauh ini, bahkan dalam seluruh hidupnya", dan dengan demikian menentukan signifikansi teori gravitasi baru.
Pada akhirnya, teori relativitas umum dengan cepat dipromosikan ke komunitas ilmiah dan publik, dan itu adalah penemuan hebat lainnya yang sama sekali berbeda. Keberhasilan sebuah teori baru tidak hanya bergantung pada interpretasinya atas data yang ada (seperti orbit Merkurius), tetapi kami juga mengharuskannya untuk melampaui fenomena yang diketahui dan membuat prediksi baru. Perubahan revolusioner dari relativitas umum ke model alam semesta yang diketahui terjadi pada tahun 1919. Ketika operasi pengamatan gerhana matahari yang dipimpin oleh Sir Arthur Eddington berhasil mengkonfirmasi salah satu prediksi utama - efek lentur benda masif pada cahaya - pandangan kita tentang alam semesta telah ditulis ulang selamanya.
Meskipun Relativitas Umum adalah teori yang rumit, keindahannya terletak pada premis dasar yang sederhana: massa dan energi dapat mendistorsi ruang-waktu; ruang-waktu yang terdistorsi pada gilirannya menentukan gerak massa dan energi.
Di sini, kita membahas massa dan energi bersama-sama karena keduanya sebenarnya merupakan inkarnasi yang berbeda dari hal yang sama; energi benda diam (seperti batu) adalah massanya; energi benda bergerak adalah kombinasi massa dan energi kinetiknya. jumlah. Untuk cahaya tanpa massa, energi totalnya hanya mengandung energi kinetik murni. Selain itu, energi juga dapat ditransformasikan ke berbagai bentuk.
Setelah berhasil menahan uji coba berbagai eksperimen dan observasi, ide-ide kunci relativitas umum telah kami kuasai, diantaranya:
Massa dan energi akan merusak ruang dan waktu.
Objek dalam ruang dan waktu yang dibengkokkan akan bergerak di sepanjang "jalur terpendek".
Dalam ruang yang terdistorsi, jalur terpendek bukan lagi garis lurus.
Cahaya selalu bergerak di sepanjang jalur terpendek, jadi cahaya akan bergerak di sepanjang jalur melengkung di ruang angkasa.
Selain itu, relativitas umum juga memberikan beberapa kesimpulan baru tentang alam semesta secara keseluruhan. Karena ruang dan waktu akan berubah karena adanya massa dan energi, maka seluruh alam semesta (yaitu, sepanjang waktu dan ruang) juga akan terpengaruh oleh massa dan energi yang dikandungnya. Singkatnya, relativitas umum menyatakan bahwa:
Alam semesta secara keseluruhan akan mengembang atau menyusut.
Sejarah evolusi alam semesta proses yang mengembang atau menyusut dari waktu ke waktu bergantung pada komposisinya.
Teori relativitas khusus hanyalah versi sederhana dari teori relativitas.Dalam versi ini, Einstein sama sekali mengabaikan efek gravitasi yang akan memperumit masalah. (Fisikawan ingin menghilangkan bagian-bagian yang sulit pada tahap awal perkembangan teoritis, dan kemudian secara bertahap menambahkannya.) Setelah menambahkan deskripsi gravitasi, versi yang diperluas dari teori ini secara alami disebut relativitas umum. Teori lengkap ini adalah kunci pemahaman kita tentang alam semesta.
- Gulir | Jembatan Guangji "Asuransi Nasional" Chaozhou dihantam, pertunjukan cahaya ditangguhkan, dan turis kecewa
- Pembukaan ke-5 Pekan Desain Kreatif Chengdu 2018 Golden Panda Creative Design Award baru saja dirilis
- "Integrasi Tiga Taman" untuk menciptakan koridor hijau ekologi tepi laut Pidu mengeksplorasi jalur baru untuk pembangunan taman kota
- [Angkatan Laut Rakyat mengunjungi Guiyang pada peringatan 70 tahun berdirinya Angkatan Laut Rakyat] Penghancur Tipe 052D: penjaga dengan pedang dan Aegis Tiongkok