Rabu, 01 Juli 2009

Laser

Laser (singkatan dari bahasa Inggris: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) adalah sebuah alat yang menggunakan efek mekanika kuantum, pancaran terstimulasi, untuk menghasilkan sebuah cahaya yang koherens dari medium "lasing" yang dikontrol kemurnian, ukuran, dan bentuknya. Pengeluaran dari laser dapat berkelanjutan dan dengan amplituda-konstan (dikenal sebagai CW atau gelombang berkelanjutan), atau detak, dengan menggunak teknik Q-switching, modelocking, atau gain-switching.
Dalam operasi detak, banyak daya puncak yang lebih tinggi dapat dicapai. Sebuah medium laser juga dapat berfungsi sebagai
amplifier optikal ketika di-seed dengan cahaya dari sumber lainnya. Signal yang diperkuat dapat menjadi sangat mirip dengan signal input dalam istilah panjang gelombang, fase, dan polarisasi; Ini tentunya penting dalam komunikasi optikal. Kata kerja "lase" berarti memproduksi cahaya koherens, dan merupakan pembentukan-belakang dari istilah laser.
Sumber cahaya umum, seperti bola lampu incandescent, memancarkan foton hampir ke seluruh arah, biasanya melewati spektrum elektromagnetik dari panjang gelombang yang luas. Banyak sumber cahaya juga incoherens; yaitu, tidak ada hubungan fase tetap antara foton yang dipancarkan oleh sumber cahaya. Secara kontras, laser biasanya memancarkan foton dalam cahaya yang sempit, dijelaskan-baik, terpolarisasi, sinar koherens mendekati-monokromatik, terdiri dari panjang gelombang tunggal atau warna.
Beberapa jenis laser, seperti laser dye dan laser vibronik benda-padat (vibronic solid-state lasers) dapat memproduksi cahaya lewat jangka lebar gelombang; properti ini membuat mereka cocok untuk penciptaan detak singkat sangat pendek dari cahaya, dalam jangka femtodetik (10-15 detik). Banyak teori
mekanika kuantum dan termodinamika dapat digunakan kepada aksi laser (lihat ilmu laser), meskipun nyatanya banyak jenis laser ditemukan dengan cara trial and error.

Desain Pembelajaran

Desain pembelajaran adalah praktek penyusunan media teknologi komunikasi dan isi untuk membantu agar dapat terjadi transfer pengetahuan secara efektif antara guru dan peserta didik. Proses ini berisi penentuan status awal dari pemahaman peserta didik, perumusan tujuan pembelajaran, dan merancang "perlakuan" berbasis-media untuk membantu terjadinya transisi. Idealnya proses ini berdasar pada informasi dari teori belajar yang sudah teruji secara pedagogis dan dapat terjadi hanya pada siswa, dipandu oleh guru, atau dalam latar berbasis komunitas. Hasil dari pembelajaran ini dapat diamati secara langsung dan dapat diukur secara ilmiah atau benar-benar tersembunyi dan hanya berupa asumsi.
Sebagai suatu disiplin, desain pembelajaran secara historis dan tradisional berakar pada
psikologi kognitif dan perilaku. Namun istilah ini sering dihubungkan dengan istilah yang berbeda dalam bidang lain, misalnya dengan istilah desain grafis. Walaupun desain grafis (dari perspektif kognitif) dapat memainkan peran penting dalam desain pembelajaran, namun keduanya adalah konsep yang terpisa
Sejarah
Banyak dasar dari bidang desain pembelajaran yang diletakan saat
Perang Dunia II, saat militer Amerika Serikat merasakan adanya kebutuhan untuk melatih dengan cepat sejumlah besar orang untuk melakukan tugas teknis yang rumit dalam bidang kemiliteran. Berdasarkan penelitian dan teori dari B.F. Skinner tentang operant conditioning, program pelatihan difokuskan pada perilaku yang tampak. Tugas-tugas dibagi menjadi bagian-bagian, dan setiap bagian tugas diperlakukan sebagai tujuan belajar terpisah. Pelatihan dirancang untuk memberikan ganjaran bagi tampilan yang benar dan melakukan remedial bagi tamilan yang salah. Diasumsikan bahwa semua siswa akan bisa memperoleh penguasaan kemampuan bila diberi kesempatan untuk melakukan pengulangan yang cukup dan umpan balik yang memadai. Setelah perang usai, keberhasilan model pelatihan saat perang diulang kembali dalam pelatihan bisnis dan industri, dalam jumlah yang lebih kecil di ruang kelas primer dan sekunder.[1]
Di tahun 1955, Benjamin S. Bloom mempublikasikan taksonomi yang ia sebut sebagai tiga kawasan tujuan belajar: Kognitif (apa yang kita tahu atau pikirkan), Afektif (yang kita rasakan, atau sikap yang kita miliki), dan Psikomotor (apa yang kita lakukan). Taksonomi ini masih berpengaruh terhadap desain pembelajaran.[2]
Dalam pertengahan kedua di abad ke-20, teori belajar mulai dipengaruhi oleh perkembangan komputer digital.
Dalam tahun
1970an, banyak pembuat teori mulai mengadopsi pendekatan "pemrosesan informasi" dalam desain pembelajaran. David Merrill misalnya mengembangkan Component Display Theory (CDT). Teori tersebut berkonsentrasi pada cara mempresentasikan materi pembelajaran (teknik presentasi)[3].
Kemudian di tahun
1980an sampai 1990an, teori muatan kognitif mulai menemukan dukungan empiris untuk beragam teknik presentasi[4].

Albert Einstein

Albert Einstein, foto oleh Oren J. Turner tahun 1947.
Albert Einstein (lahir
14 Maret 1879 – wafat 18 April 1955 pada umur 76 tahun) adalah seorang ilmuwan fisika teoretis yang dipandang luas sebagai ilmuwan terbesar dalam abad ke-20. Dia mengemukakan teori relativitas dan juga banyak menyumbang bagi pengembangan mekanika kuantum, mekanika statistik, dan kosmologi. Dia dianugerahi Penghargaan Nobel dalam Fisika pada tahun 1921 untuk penjelasannya tentang efek fotoelektrik dan "pengabdiannya bagi Fisika Teoretis".
Setelah
teori relativitas umum dirumuskan, Einstein menjadi terkenal ke seluruh dunia, pencapaian yang tidak biasa bagi seorang ilmuwan. Di masa tuanya, keterkenalannya melampaui ketenaran semua ilmuwan dalam sejarah, dan dalam budaya populer, kata Einstein dianggap bersinonim dengan kecerdasan atau bahkan jenius. Wajahnya merupakan salah satu yang paling dikenal di seluruh dunia.

Pada tahun 1999, Einstein dinamakan "Tokoh Abad Ini" oleh majalah Time. Kepopulerannya juga membuat nama "Einstein" digunakan secara luas dalam iklan dan barang dagangan lain, dan akhirnya "Albert Einstein" didaftarkan sebagai merk dagang.
Untuk menghargainya, sebuah satuan dalam
fotokimia dinamai einstein, sebuah unsur kimia dinamai einsteinium, dan sebuah asteroid dinamai 2001 Einstein.
Rumus Einstein yang paling terkenal adalah (lihat
E=mc²):

my family




















rafif as-syauqi elka ahmadsyah


















rafif as-syauqi elka ahmadsyah











rafif as-syauqi elka ahmadsyah


















hanif an-naafi' alka ahmadsyah

ATM Musik, mungkinkah?

ATM Musik? Mungkin konsep ini tidak terlalu susah untuk dipahami. Jika kita sedang berjalan-jalan di mal kita sering menemukan tempat-tempat untuk mendownload nada dering untuk telepon genggam kita. Bentuknya memang mirip ATM (Automatic Teller Machine) yang biasanya kita gunakan untuk mengambil uang tunai ataupun untuk melakukan berbagai transaksi perbankan secara lebih praktis. Dengan ATM musik, kita tidak hanya bisa men-download nada dering saja, tetapi juga berbagai lagu favorit kita yang biasanya hanya bisa kita dapatkan dengan cara membeli kaset atau CD (Compact Disc). Harga kaset dan CD musik semakin lama semakin tinggi sehingga hampir tidak terjangkau oleh sebagian penduduk. Ini memicu timbulnya banyak pembajakan kaset dan CD yang pada akhirnya mengakibatkan kerugian yang sangat besar bagi industri musik. Musik yang direkam di CD memiliki kualitas yang jauh lebih bagus dari musik yang direkam di pita kaset biasa. Tetapi harga CD pun jauh lebih tinggi dari harga kaset. Belakangan muncul fasilitas download musik dari internet yang mampu menghadirkan musik dengan kualitas CD. Tetapi biasanya kita tetap harus membayarnya dengan menggunakan kartu kredit. Selain itu, proses downloadnya membutuhkan waktu sangat lama sehingga mengakibatkan tingginya tagihan internet dan pulsa telepon (bagi yang
menggunakan sambungan telepon untuk koneksi internet). Ini berarti download musik melalui internet merupakan alternatif yang sama mahalnya (bahkan terkadang menjadi lebih mahal) dari harga CD itu sendiri. Selain itu, fasilitas
internet hanya dapat dinikmati oleh kalangan yang memiliki komputer yang sama sekali tidak murah! Musik, yang sebenarnya merupakan sarana komunikasi yang lebih universal daripada bahasa, akhirnya menjadi barang mahal yang hanya dapat dijangkau oleh kalangan atas. Masyarakat kalangan bawah biasanya terperangkap pada musik hasil bajakan yang harganya tentunya lebih murah dan masih dapat dijangkau. Ini menjadi masalah besar! Menyadari beratnya masalah ini, sekelompok pecinta musik mulai mencoba mencari solusi. Mereka berusaha mencari jalan untuk mendapatkan musik yang lebih murah tetapi tetap memiliki kualitas yang baik. Mereka pun menciptakan konsep format musik yang kini dikenal sebagai MP3. Musik dalam format MP3 inilah yang nantinya dapat didownload atau dibeli melalui ATM musik masa depan. Sebuah CD menyimpan informasi mengenai suatu lagu secara digital.
Suatu lagu diterjemahkan ke dalam data biner (BInary digiT atau BIT) atau sistem angka berbasis dua. Satu bagian lagu diterjemahkan menjadi data yang mencakup 16 bit. Satu lagu dipecah menjadi 44.100 bagian per detiknya. Sewaktu diperdengarkan melalui speaker, speaker kiri dan speaker kanan memperdengarkan bagian (sample) yang berbeda. Ini berarti jumlah data yang harus disimpan dalam CD mencapai: 44.100 sample/detik x 16 bit/sample x 2
speaker = 1.411.200 bit per detik! 1,4 juta bit/detik sama dengan 176.000 byte/detik. Satu lagu biasanya memakan waktu sekitar tiga menit (bahkan ada lagu-lagu yang jauh lebih panjang dari itu!), ini berarti bahwa satu lagu memakan
tempat sebanyak: 3 menit/lagu x 60 detik/menit x 176.000 byte/detik = 32 juta byte (32 MegaByte). Itu baru satu lagu! Dalam satu CD biasanya terdapat 10 lagu atau lebih. Jika kita mendownload dari internet kita bisa memilih untuk download hanya satu lagu saja, tetapi ini berarti waktu yang dibutuhkan untuk mendownload satu lagu saja bisa mencapai 2 jam (mungkin lebih) jika kita menggunakan modem 56K. Format musik MP3 hanya membutuhkan tempat sebanyak 3 MB untuk satu lagu yang berdurasi tiga menit. Ini sepuluh kali lebih kecil dari format CD.
Tetapi apakah kualitasnya tetap terjaga? Dan bagaimana pula caranya mengkompresi musik yang tadinya mencapai 32 MB sampai menjadi 3 MB saja? Dalang dari konsep kompresi file ini adalah Moving Picture Experts
Group (MPEG). MPEG yang mengkompresi file video ini mendorong munculnya kompresi file lagu (audio) atau MPEG audio layer-3 (MP3). Pada sistem kompresi ini ada tiga pedoman utama yang didasarkan pada kemampuan telinga manusia untuk mendeteksi suara. Yang pertama, kita tahu bahwa ada suara yang dapat didengar manusia, dan ada pula suara yang tidak dapat didengar oleh telinga manusia. Yang kedua, ada suara-suara tertentu yang dapat didengar secara lebih jelas dan lebih baik dibanding suara-suara lain. Yang ketiga, dan mungkin yang menjadi kunci utama sistem MP3, adalah bahwa jika ada dua suara yang berbunyi secara bersamaan, telinga manusia pasti akan mendengar suara yang lebih keras, sedangkan suara yang lebih lembut tidak akan terdengar. Dengan ketiga pedoman ini, kita bisa menghilangkan beberapa bagian dari file audio tanpa merusak kualitas lagu/musik itu sendiri. Pada Gambar 1 kita melihat beberapa gelombang suara yang berbunyi bersamaan, masing-masing dengan frekuensi yang berbeda-beda. Di suatu saat (yang diberi tanda panah) ada satu suara yang jauh lebih keras dibanding gelombang-gelombang suara lainnya. Sesuai dengan pedoman ketiga tadi, suara yang paling keras inilah yang akan didengar oleh telinga kita. Karena suara itu paling keras, suara yang lain tidak akan terdengar sehingga jika kita hilangkan kita tidak akan merasakan perbedaannya. Pada format MP3, suara-suara lain itulah yang dihilangkan sehingga jumlah total data yang harus disimpan dapat dikompresi hingga mencapai 10-14 kali lebih kecil dari file aslinya. Dengan menciutnya jumlah data yang harus disimpan ini, waktu yang dibutuhkan untuk mendownload satu lagu dari internet jadi jauh lebih singkat. Jika kita membutuhkan waktu sampai 2 jam untuk download satu lagu dengan kualitas CD maka kita hanya membutuhkan waktu beberapa menit saja untuk download lagu yang sama tetapi dalam format MP3. Musik dalam format MP3 memiliki kualitas yang tidak jauh berbeda dengan kualitas CD sehingga sering disebut near CD quality song. Inilah sebabnya MP3 jauh lebih murah dari format CD. Tetapi kini kita kembali lagi pada persoalan komputer dan koneksi internet. Kita tetap harus memiliki komputer untuk bisa terhubungkan ke internet agar bisa mendownload musik favorit kita. Walaupun komputer kini sudah semakin memasyarakat, barang elektronik itu tetap dianggap sebagai barang mahal yang hanya bisa dimiliki oleh kalangan menengah ke atas. Bagaimana nasib mereka yang termasuk kalangan bawah? Dari sinilah muncul ide ATM musik atau Music Teller! Siapa pun bisa datang ke ATM musik yang tersebar di segala tempat. Di ATM musik itu kita bisa langsung membeli musik yang kita inginkan dengan harga yang terjangkau karena disimpan dalam format MP3. Kita dapat membayarnya dengan menggunakan kartu kredit ataupun kartu anggota khusus yang dapat dibuat dengan mudah. Kita hanya perlu memilih lagu-lagu yang kita inginkan, kemudian mendownloadnya ke telepon genggam ataupun MP3 player pada kecepatan sekitar enam lagu per menit! Cepat, praktis, mudah, dan murah! Mirip sekali dengan download nada dering yang kini sudah sangat umum itu. Kita hanya perlu sedikit bersabar sampai teknologi ini berhasil disempurnakan sehingga dapat mulai dinikmati oleh semua kalangan. (Yohanes Surya)

Einstein: Newton forgive me….

Itu kata-kata Einstein saat teori yang dihasilkannya ternyata berhasil menggulingkan teori Isaac Newton, seorang fisikawan legendaris, yang teorinya dipercaya oleh dunia sebelum munculnya teori Einstein yang mengobrak-abrik semuanya. Albert Einstein membuat heboh dengan Teori Relativitas Khusus (The Special Theory of Relativity) yang ditelorkannya pada tahun 1905. Sebentar lagi, teori yang pernah mengagetkan dunia ini akan merayakan ulang tahunnya yang ke-100! Perayaan seabadnya (Centenary) teori si jenius Albert Einstein ini bisa dilihat dari ramainya majalah-majalah ilmiah yang mulai membahas kembali teori yang sudah mengguncang dunia selama seratus tahun ini. Tahun 2005 bahkan dicanangkan sebagai The World Year of Physics untuk mengenang kebesaran Einstein. Apa sih istimewanya teori ini? Koq seluruh dunia begitu heboh merayakan kelahirannya ini? Yuk, kita ikut dalam gosip seru tentang apa yang menjadi dasar lahirnya teori ini...
Seorang ahli matematika dari Perancis, Jules Henri Poincaré, pernah mengajukan perumpamaan berikut. Di suatu malam, kita sedang asyik tidur dengan lelap di tempat tidur kita yang nyaman. Tiba-tiba seluruh jagad raya mengembang sehingga ukurannya menjadi seribu kali lebih besar dari ukuran semula. Seluruh jagad raya ini maksudnya semua benda di bumi dan di luar bumi, mulai dari benda-benda mati sampai semua jenis makhluk hidup, termasuk kita sendiri yang sedang lelap tertidur. Karena kita sedang asyik bermimpi, kita tidak menyadari kejadian ini. Sewaktu kita terbangun di pagi harinya, apa kita bisa merasakan bahwa semuanya sudah menjadi lebih besar? Apa kita bisa merasakan perbedaannya? Kalaupun kita diberi tahu bahwa ada kejadian menghebohkan tersebut saat kita tertidur, apakah ada yang bisa membuktikannya? Pasti kita tidak merasakan perbedaan apa pun walaupun seluruh jagad raya kini sudah berubah ukurannya. Ini karena semuanya ikut berubah sehingga tidak ada satu pun yang bisa dijadikan patokan untuk mengukur terjadinya perubahan tersebut. Karena itu, kita juga tidak mungkin bisa membuktikan bahwa seluruh jagad raya ini kini telah menjadi seribu kali lebih besar. Semua terlihat sama. Lain halnya jika hanya tubuh kita yang tiba-tiba menciut menjadi sangat kecil (ingat film fiksi Honey, I Shrunk the Kids!), sedangkan seluruh jagad raya tetap pada ukurannya semula. Tidak ada satu pun yang berubah ukuran kecuali tubuh kita sendiri. Wah, sudah pasti kita langsung panik karena kita bisa langsung merasakan perbedaan itu. Kita langsung tahu apa yang terjadi karena kita bisa melihat bahwa sekeliling kita tiba-tiba tampak seperti raksasa. Baju yang kita pakai tiba-tiba kedodoran, dan cincin yang biasa melingkar manis di jari kita tiba-tiba tampak seperti lingkaran raksasa yang berat dan menyeramkan karena hampir jatuh menimpa tubuh kerdil kita itu. Tetapi, apakah itu berarti bahwa tubuh kita yang mengecil, atau sekeliling kita yang tiba-tiba membesar? Hmm... bingung juga ya!
Bagaimana cara kita menentukan mana yang besar dan mana yang kecil? Apakah planet bumi yang kita tempati ini bisa disebut berukuran besar? Kalau dibandingkan dengan ukuran bola basket yang biasa kita mainkan di sekolah, tentu saja planet bumi ini tampak seperti bola raksasa yang sangat besar! Tetapi kalau kita bandingkan dengan matahari, planet bumi ini termasuk kecil! Jadi, yang mana yang benar? Besar atau kecil? Tidak ada yang benar, dan tidak ada yang salah! Itulah letak permasalahannya. Ukuran tidak bisa dinyatakan secara absolut. Untuk mengukur sesuatu kita perlu sesuatu yang lain sebagai perbandingannya. Ini berarti bahwa ukuran (orang fisika lebih senang menyebutnya sebagai: Length) selalu bersifat relatif, tidak ada yang mutlak berukuran besar ataupun kecil.
Sekarang kita coba lihat kasus lain. Masih ingat cerita si Kancil yang gesit dan lincah? Kancil bisa berlari sangat cepat. Tunggu dulu! Apa benar kancil itu cepat? Kalau dibandingkan dengan siput, sudah pasti si kancil terlihat sangat cepat. Kalau dibandingkan dengan juara olimpiade pun kancil masih terlihat sangat cepat. Tetapi kalau kita bandingkan dengan pesawat terbang, tentu saja si kancil jadi terlihat begitu lambat. Apa ini berarti pesawat terbang itulah yang cepat? Tidak juga! Kalau kita lihat roket yang meluncur ke luar angkasa, kita bisa langsung tahu bahwa roket itu jauh lebih cepat dari pesawat terbang biasa. Ini berarti, kecepatan pun merupakan sesuatu yang relatif. Kita juga bisa membuktikan ini saat kita sedang mengantar saudara kita yang akan pergi ke luar kota naik kereta api cepat. Sewaktu kereta mulai meluncur, kita melihat saudara kita itu melesat dengan cepat. Tetapi di dalam kereta itu sendiri, orang yang duduk di sebelah saudara kita itu melihat bahwa saudara kita itu duduk diam dan tenang di sebelahnya. Jadi, bagi kita yang sedang berada di luar kereta yang sedang meluncur itu, saudara kita memang terlihat bergerak dengan cepat. Tetapi bagi semuanya yang ada di dalam kereta, ia terlihat sedang diam. Jadi, waktu (Time) tidak mempunyai nilai absolut, sama seperti ruang (Space). Semuanya harus selalu dibandingkan dengan sesuatu yang bisa dijadikan patokan. Misteri inilah yang diutak-atik oleh otak jenius Einstein sehingga melahirkan teori relativitasnya yang terkenal itu. Semua hal yang tampak sebagai sesuatu yang absolut ternyata merupakan sesuatu yang relatif.
Ada dua postulat dalam teori relativitas khusus ini. Yang pertama menyatakan bahwa semua hukum fisika yang berlaku di bumi, berlaku juga di seluruh jagad raya. Yang kedua menyatakan bahwa kecepatan cahaya di ruang hampa selalu konstan (sekitar tiga ratus juta meter per detik, atau sering ditulis dalam bentuk kerennya: 3.108 meter per detik). Postulat yang kedua ini menunjukkan bahwa bagaimanapun cara kita mengukurnya, kecepatan cahaya tidak pernah berubah. Apa pun patokan yang kita gunakan untuk mengukur kecepatan cahaya, di mana pun posisi kita saat mengukur, dan berapa pun kecepatan kita (apakah kita sedang bergerak atau sedang duduk diam) saat mengukur, kecepatan cahaya selalu konstan. Ini menunjukkan bahwa kecepatan cahaya merupakan satu-satunya yang bersifat absolut. Postulat yang pertama pun menyatakan bahwa kondisi ini selalu berlaku di mana pun juga. Ini berarti, jika kita mengukur kecepatan cahaya di galaksi lain, kita tetap mendapatkan hasil yang sama, yaitu tiga ratus juta meter per detik!
Postulat-postulat Einstein ini ternyata memberi dampak besar bagi dunia. Ia pernah mencoba menjelaskan efek yang dihasilkan dari teorinya ini dalam perumpamaan berikut. Misalnya ada sebuah kereta yang sedang meluncur cepat. Si A sedang duduk dengan tenang dalam salah satu gerbong kereta itu. Si B sedang berdiri diam di luar kereta dan mengamati kereta yang meluncur di depannya itu. Sewaktu gerbong kereta yang dinaiki si A meluncur tepat di depannya, tiba-tiba ada kilat menyambar di dua tempat yang berbeda. Kilat pertama menyambar 100 meter di sebelah kanan B, sedangkan kilat yang satunya lagi menyambar 100 meter di sebelah kiri B. Saat kedua kilat menyambar, posisi A tepat di depan B. Karena si B sedang berdiri diam di luar kereta yang sedang meluncur, si B melihat kedua kilat itu menyambar pada saat yang bersamaan. Tetapi lain halnya dengan si A. Si A yang sedang berada di dalam kereta yang meluncur cepat (ke arah kanan si B) melihat kedua kilat menyambar satu per satu. Kilat yang pertama terlihat lebih dulu, beberapa saat kemudian baru kilat yang kedua terlihat oleh A. Padahal jarak A terhadap kilat pertama dan kedua sama dengan jarak B terhadap kedua kilat itu. Perbedaan ini disebabkan bedanya kerangka acuan A dan B (frame of reference). Si A sedang ‘meluncur’, sedangkan si B sedang berdiri ‘diam’. Karena si A sedang bergerak menuju kilat yang pertama, tentu saja kilat yang pertama itu terlihat lebih dulu. A bergerak menjauhi kilat yang kedua, sehingga kilat yang kedua tampak menyambar sesudah kilat yang pertama. Bagi si B yang sedang diam dan tidak mendekati maupun menjauhi kedua kilat itu, keduanya tampak menyambar pada waktu yang bersamaan. Yang mana yang benar? Keduanya benar! Tidak ada yang salah. Karena itulah ini dinamakan relativitas. Semua bergantung pada kerangka acuan yang digunakan. Dan apa pun kerangka acuannya, hukum-hukum fisika yang sama selalu berlaku (postulat 1). Sekarang jika si A dan si B sama-sama diminta untuk menghitung kecepatan cahaya, apa hasilnya akan berbeda? Tidak! Walaupun si A sedang bergerak dan si B sedang diam, keduanya akan mendapati bahwa kecepatan cahaya tetap tiga ratus juta meter per detik.
Ada konsekuensi dari teori relativitas ini. Yang paling terkenal adalah mulurnya waktu dan kontraksi panjang. Mulurnya waktu, atau bahasa kerennya Time Dilation, ini maksudnya bahwa jika suatu jam bergerak dengan kecepatan tertentu, waktunya akan memuai (mulur). Misalnya ada seorang astronot yang membawa jam tangannya saat menjalankan misi ke luar angkasa. Pesawat luar angkasa yang membawanya meluncur sangat cepat. Jika kita, yang berada di bumi, punya teropong yang sangat sensitif dan bisa melihat ke dalam pesawat yang sedang meluncur cepat itu, kita bisa menggunakan teropong itu untuk mengintip jam tangan si astronot. Sebelum si astronot berangkat kita sudah menyesuaikan jam tangan itu dengan jam tangan yang kita gunakan di bumi. Aneh, di jam tangan si astronot yang sedang meluncur di luar angkasa itu koq lebih lambat dibanding jam tangan kita di bumi? Padahal sebelum ia berangkat kedua jam sudah dicocokkan dan si astronot tidak mengubahnya sama sekali sejak keberangkatannya itu. Jarum detiknya tampak bergerak lebih lambat dibanding jarum detik di jam tangan kita. Inilah yang disebut dengan waktu yang mulur saat bergerak pada kecepatan tinggi. Semakin besar kecepatan gerak suatu benda atau partikel, waktu akan berjalan semakin lambat bagi benda atau partikel tersebut! Tentu saja hal ini tidak dirasakan oleh si astronot. Menurut si astronot, jam tangannya tidak berubah kecepatannya, yang berubah justru kecepatan jam tangan kita di bumi yang tampak bergerak lebih cepat. Hal ini disebabkan segala sesuatu di dalam pesawat astronot bergerak lambat termasuk proses metabolisma tubuh, getaran atom dan sebagainya.
Kontraksi panjang juga berkaitan dengan perbedaan kecepatan. Misalnya si astronot agak lelah, lalu mulai berbaring di tempat tidur yang sudah disediakan di pesawat luar angkasanya. Dengan teropong yang sama, kita bisa mengintip si astronot yang tidur berbaring itu. Aneh, sewaktu berbaring koq si astronot tampak lebih pendek? Sewaktu ia masih di bumi dan pesawatnya belum berangkat, ia tampak tinggi. Lebih aneh lagi, sewaktu ia sudah terbangun lagi dari tidurnya dan kembali berdiri, tiba-tiba ia kelihatan tinggi seperti biasa. Tetapi ia juga kelihatan lebih kurus saat berdiri! Ada apa ini? Apa ia menyusut sewaktu sedang tidur? Tentu tidak! Karena ia sedang berada dalam pesawat yang meluncur cepat, saat ia tidur kita melihat panjang tubuhnya menciut (terjadi kontraksi panjang). Saat ia berdiri, kita melihat lebar tubuhnya menciut (juga merupakan kontraksi panjang). Ia sendiri tidak merasakan perubahan apa-apa di dalam pesawat. Nah, inilah serunya teori relativitas!
Tunggu dulu! Ada yang lebih seru lagi dari ini. The Twin Paradox. Apa itu? Misalnya kita pergi ke ruang angkasa menggunakan pesawat yang meluncur sangat cepat menjauhi bumi, dan kemudian kembali lagi ke bumi sepuluh tahun setelah pesawat lepas landas. Bagi kita yang berada di pesawat itu, kita hanya pergi selama satu tahun saja (karena adanya time dilation)! Jika kita punya saudara kembar yang menunggu kita di bumi, kita bisa melihat sendiri bahwa saat kita mendarat, kembaran kita (yang lahirnya bersamaan dengan kita) sudah 9 tahun lebih tua dari kita! Ini adalah salah satu akibat dari dilatasi waktu. Aneh tapi nyata!
Teori relativitas khusus ini telah banyak digunakan oleh para fisikawan dalam menelorkan karya-karya hebatnya. Sudah banyak bukti-bukti yang menunjukkan kebenarannya. Inilah hebatnya Einstein! Ia menelorkan teori tersebut murni dari hasil pemikiran otaknya saja, tanpa ada bantuan dari siapapun. Ia tidak pernah berdiskusi dengan siapapun dan tidak pernah menjalankan percobaan apapun untuk mendukung teori ini. Tetapi ternyata teori ini justru terbukti benar saat beberapa fisikawan mencobanya dalam berbagai eksperimen. Teori Einstein yang menelorkan konsep kecepatan cahaya inipun membuat heboh dunia karena bertentangan dengan teori Newton. Menurut Newton, jika sebuah benda yang sedang bergerak akan terus bergerak pada kecepatan sama jika tidak ada gaya lain yang mempengaruhinya. Jika kita memberikan gaya tambahan (secara terus-menerus) pada benda yang bergerak itu, maka gerakannya akan terus dipercepat. Ini berarti kecepatannya terus bertambah sampai pada kecepatan tak hingga, asalkan kita terus memberikan gaya yang dibutuhkan untuk mempercepat benda itu. Einstein langsung menyatakan: “Newton, forgive me…” karena menurut Einstein ini tidak mungkin terjadi! Semakin besar kecepatan yang diinginkan semakin besar pula gaya yang harus diberikan. Untuk mencapai kecepatan cahaya, kita harus memberikan energi dalam jumlah yang tak hingga (infinite). Hal ini tidak mungkin bisa dilakukan karena energi hanya ada dalam jumlah tertentu (finite) sebagai akibat dari Hukum Kekekalan Energi (energi tidak dapat diciptakan maupun dimusnahkan). Jumlah energi yang tersedia tidak pernah bertambah sehingga kecepatan cahaya tidak mungkin bisa dicapai.
Disamping Teori Relativitas Khusus, Einstein juga mengembangkan Teori Relativitas Umum (The General Theory of Relativity). Dalam teori ini Einstein memperhitungkan pengaruh gravitasi pada cahaya. Einstein menunjukkan bahwa lintasan cahaya akan mengalami pembelokan ketika berada dekat dengan benda-benda luar angkasa yang besar-besar itu. Tahu nggak, teori ini berhasil lolos ujian yang amat sulit, yaitu ketika menentukan gerakan presesi dari perihelion orbit planet Merkuri. Kemudian pada tahun 1919 ketika terjadi gerhana matahari total di teluk Guinea, Afrika sekelompok ilmuwan Inggris berusaha membuktikan adanya pembelokan cahaya bintang ketika berada dekat sekali dengan matahari seperti yang diramalkan oleh Teori Relativitas Umum Einstein. Para astronomer memfoto berbagai posisi suatu bintang tertentu ke arah matahari dan kemudian mengulangi 6 bulan kemudian. Ternyata ramalan Einstein benar! Saat itu Einstein menjadi sangat terkenal. (***)
(Yohanes Surya)