6 alasan untuk bersyukur untuk Einstein


Pada Hari Thanksgiving pada tahun 1915, seorang fisikawan berusia 36 tahun bernama Albert Einstein mengirimkan sebuah makalah ke Prosiding Akademi Ilmu Pengetahuan Prusia di Berlin. Makalah yang berjudul “Die Feldgleichungen der Gravitation”, atau “Persamaan Lapangan dari Gravitasi” – adalah blockbuster ilmiah, yang membuka persamaan yang mengatur alam semesta.

Einstein berada di Jerman pada saat itu, jadi liburan Thanksgiving di A.S. mungkin tidak penting. (Juga, dia mungkin sedikit terganggu dengan merevolusi fisika dan astronomi modern.) Namun, bahkan jika Einstein tidak memikirkan Hari Thanksgiving pada hari bulan yang menentukan itu, itu adalah salah satu dari banyak momen dalam hidupnya yang akan mengilhami rasa syukur dari orang-orang di sekitar dunia, bahkan seabad kemudian.

Fisikawan dan astronom sangat berterima kasih atas karya Einstein, sama seperti banyak ilmuwan lain yang karirnya bergantung pada persamaan permainannya. Tapi Einstein bukan hanya pahlawan esoterik bagi para ilmuwan – dia adalah salah satu ilmuwan paling terkenal sepanjang masa, yang berfungsi sebagai ikon global dan sinonim untuk kecerdikan itu sendiri.

Hiperbola umum terjadi saat menggambarkan dampak dari tokoh sejarah, namun dalam kasus Einstein, superlatif pada umumnya tepat. Dia benar-benar jenius langka yang mengubah pemahaman kita tentang ruang, waktu dan gravitasi, dan penemuannya benar-benar memungkinkan beragam teknologi modern. Dia juga meninggalkan warisan budaya yang kaya, membuktikan kekuatan melamun dan pemikiran independen, antara lain.

Jadi, dalam semangat rasa syukur musiman – atau hanya karena rasa syukur baik untuk Anda setiap saat sepanjang tahun – berikut adalah beberapa alasan singkat untuk menghargai Einstein:
Navigasi satelit

Satelit GPS Block IIR (M)
Satelit GPS harus memperhitungkan efek relativitas untuk memberi kita petunjuk akurat di Bumi. (Foto: GPS / NOAA)

Makalah 1915 tersebut menggariskan teori relativitas umum Einstein – “salah satu pencapaian yang menjulang dari fisika abad ke-20,” tulis astrofisikawan Universitas Oxford Pedro Ferreria, karena ia mengungkapkan bahwa gravitasi adalah kelengkungan ruang-waktu yang disebabkan oleh materi. Ini dibangun di atas teori relativitas khusus Einstein, dan keduanya secara kolektif membentuk penjelasan menyapu tentang bagaimana alam semesta bekerja.

Relativitas Einstein tidak hanya menarik, tapi juga memiliki implikasi besar bagi ilmuwan, seperti astronom yang merencanakan misi luar angkasa, mengukur massa bintang atau mempelajari gelombang gravitasi. Dan meski kelihatannya cukup abstrak dan misterius bagi kita semua, relativitas mempengaruhi kehidupan sehari-hari lebih dari yang kita sadari.

Ini adalah masalah besar untuk sistem navigasi satelit, misalnya, seperti Global Positioning System (GPS) A.S.. Itu karena GPS dan unit serupa menunjukkan lokasi mereka di Bumi dengan berkomunikasi dengan berbagai satelit, yang bergerak melalui orbit Bumi menengah sekitar 14.000 kilometer per jam (8.700 mph). Karena itu lebih cepat dari kecepatan kita di lapangan, relativitas khusus memberi tahu kita bahwa satelit tersebut akan mengalami perjalanan yang lebih lambat daripada yang kita lakukan. Dikenal sebagai pelebaran waktu, ini akan menyebabkan jam satelit turun di bawah jam duniawi sekitar 7 mikrodetik per hari.

Di sisi lain, relativitas umum memprediksi bahwa waktu akan tampak melambat di dekat benda-benda besar seperti Bumi, karena meningkatnya kelengkungan ruang-waktu. Dan karena satelit GPS terletak sekitar 20.000 kilometer (12.000 mil) di atas permukaan planet – di mana ruang-waktu kurang melengkung – ini secara efektif mempercepat jam mereka. Seperti yang diketahui oleh astronom Richard State University, Richard Pogge, kombinasi kedua efek relativistik ini berarti bahwa jam atom di satelit GPS harus melampaui jam yang identik di Bumi sekitar 38 mikrodetik per hari.

Itu mungkin tidak terdengar seperti banyak, tapi jika sistem navigasi satelit tidak memperhitungkan efek ini, kesalahan penentuan posisi global akan terakumulasi pada kecepatan sekitar 10 km (6,2 mil) per hari. Syukurlah, teori relativitas Einstein meramalkan masalah potensial ini, jadi sistem satnav kita dirancang untuk mengimbanginya.