Waktu pertama kali saya membaca sebuah artikel tentang teori relativitas Einstein, maka pertanyaan yang pertama kali muncul adalah: Mengapa disebut "relativitas"? Apanya, sih, yang relatif?
Setelah selesai membaca artikel tersebut, inilah yang saya peroleh.
Misalkan sebuah pesawat bergerak dengan kecepatan luar biasa tinggi. Ratusan kali lebih cepat daripada roket yang tercepat saat ini. (Pesawat ini harus cepat sekali, karena efek relativitas baru terdeteksi pada kecepatan sangat tinggi.)
Si Robert yang berada di dalam pesawat mengukur panjang pesawat. Hasilnya: 40 m.
Si Ali, yang berada di darat juga mengamati pesawat yang sama. Dengan menggunakan alat ukur yang canggih, ia juga mengukur panjang pesawat. Hasilnya: 39,99 m.
Pesawat lalu mendarat dan parkir di hangar. Sekali lagi si Ali mengukur panjang pesawat. Hasilnya: 40 m.
Apakah pesawat menjadi lebih pendek sewaktu terbang? Tentu tidak! Sebab Robert mengukur panjang pesawat sewaktu terbang, dan hasilnya tepat 40 m. Secara fisik panjang pesawat tidak mengalami perubahan apapun. Perbedaan terjadi bukan karena perubahan pesawat, melainkan perbedaan keadaan si pengamat.
Panjang yang diukur si Robert sewaktu terbang disebut "proper length" (panjang yang seharusnya), sebab si Robert ikut terbang bersama-sama pesawat.
Panjang yang diukur si Ali disebut "relativistic length" (panjang relativistic). Sebab di ukur oleh pengamat yang tidak ikut terbang bersama pesawat.
Jika si Ali juga mengukur massa (kilogram) dari pesawat dan waktu (detik) yang berlalu sewaktu pesawat terbang, maka hasil si Ali juga akan berbeda dengan hasil si Robert.
Pertanyaan berikut.
Bagaimana Einstein dapat meramal perbedaan antara si Ali dan si Robert?
Menurut fisika klasik, si Ali dan si Robert harusnya akan memperoleh hasil yang sama. Tetapi Einstein berpendapat lain. Dan ini diawali dari pendapat Einstein tentang kecepatan cahaya.
Misalkan sewaktu pesawat terbang mendekati Ali, pesawat memancarkan cahaya ke arah Ali, dan Ali mengukur kecepatan cahaya itu. Lalu pesawat mendarat. Dan sekali lagi, Ali mengukur kecepatan cahaya yang dipancarkan pesawat.
Menurut fisika klasik: hasil kedua pengukuran itu pasti berbeda. Kecepatan cahaya yang dipancarkan oleh pesawat selagi terbang ke arah Ali pasti lebih besar!
Menurut Einstein: hasil kedua pengukuran itu sama.
Inilah dasar dari teori relativitas Einstein: "Kecepatan cahaya selalu sama, diukur oleh siapapun, dalam keadaan apapun." Statement ini disebut: "Postulat Einstein".
Ternyata akibat postulat ini, terjadilah berbagai keanehan. Antara lain seperti yang dialami Robert dan Ali.
Jadi relativitas terjadi karena adanya sesuatu yang mutlak: yaitu kecepatan cahaya.
Sebaliknya, di dalam fisika klasik, ruang dan waktu adalah mutlak karena adanya sesuatu yang relatif: yaitu kecepatan cahaya!
Jadi yang dilakukan Einstein sebenarnya cukup sederhana, yaitu membalik mana yang relatif dan mana yang absolut menurut fisika klasik.
Keseimpulan: Tidak ada yang relatif, jika tidak ada yang mutlak.