Relativitas simultanitas

Dalam fisika, relativitas simultanitas adalah konsep yang menyatakan bahwa simultanitas antara dua kejadian yang terpisah dalam ruang tidaklah mutlak, melainkan bergantung pada kerangka acuan pengamat. Jadi, dua kejadian yang terjadi bersamaan menurut suatu pengamat, belum tertentu terjadi bersamaan menurut pengamat yang lain.

Konsep relativitas simultanitas diturunkan dari konsep "waktu lokal" yang dikembangkan oleh Hendrik Lorentz dan Henri Poincaré sebagai bagian dari teori eter Lorentz. Konsep "waktu lokal" kemudian ditinggalkan dan digantikan dengan penjelasan dari teori relativitas khusus yang Albert Einstein kemukakan pada tahun 1905.

Deskripsi

Menurut teori relativitas khusus Einstein, tidak mungkin mengatakan secara mutlak bahwa dua kejadian berbeda terjadi pada saat yang sama apabila kejadian-kejadian tersebut terpisah dalam ruang. Jika di satu kerangka acuan dua kejadian yang terpisah dalam ruang terjadi pada saat yang persis sama, di sebuah kerangka acuan lain yang bergerak relatif terhadap kerangka acuan yang pertama kedua kejadian tersebut terjadi pada waktu yang berbeda (kecuali ketika gerakannya tegak lurus terhadap garis yang menghubungkan lokasi antara kedua kejadian).

Sejarah

Pada tahun 1892 dan 1895, Hendrik Lorentz menggunakan sebuah metode matematika yang disebut "waktu lokal" t' = t – v x/c2 untuk menjelaskan hasil negatif dari percobaan hanyutan eter. Akan tetapi, Lorentz tidak memberikan penjelasan fisika mengenai konsep "waktu lokal" tersebut. Ini dilakukan oleh Henri Poincaré yang sebelumnya pernah menekankan pada 1898 mengenai sifat simultanitas yang konvensional dan berpendapat bahwa sebaiknya didalilkan bahwa laju cahaya bernilai konstan ke semua arah. Akan tetapi, karangannya pada saat itu tidak mendiskusikan teori Lorentz atau perbedaan simultanitas bagi pengamat-pengamat yang keadaan gerakannya berbeda-beda.

Pada tahun 1900, Poincaré menurunkan waktu lokal dengan mengasumsikan bahwa laju cahaya selalu sama di dalam eter. Dikarenakan "prinsip gerak relatif", pengamat-pengamat yang bergerak di dalam eter juga berasumsi bahwa mereka sedang diam dan laju cahaya bernilai konstan ke segala arah (hanya hingga orde pertama dalam v/c). Akibatnya, jika mereka mensinkronkan jam mereka dengan menggunakan sinyal cahaya, waktu yang dihitung masing-masing jam akan berbeda krena mereka hanya mempertimbangkan waktu perjalanan sinyal, tetapi tidak mempertimbangkan gerakan mereka terhadap eter. Jadi jam-jam yang bergerak tidaklah saling sinkron dan tidak menunjukkan waktu "yang sebenarnya". Poincaré memperhitungkan bahwa galat sinkronisasi ini sesuai dengan waktu lokal Lorentz. Pada tahun 1904, Poincaré menekankan hubungan antara prinsip relativitas, "waktu lokal", dan kesamaan laju cahaya; tetapi, pemikiran dalam karangannya dijelaskan dalam bentuk kualitatif dan bersifat terkaan.

Albert Einstein menggunakan metode yang mirip pada tahun 1905 untuk menurunkan transformasi waktu untuk semua orde dalam v/c, dengan kata lain, transformasi Lorentz lengkap. Poincaré memeroleh transformasi lengkapnya lebih awal pada tahun 1905 tetapi dalam karangannya pada tahun itu dia tidak menyebutkan cara sinkronisasinya. Penurunan ini sepenuhnya berdasar kepada kesamaan laju cahaya dan prinsip relativitas, jadi Einstein menyatakan bahwa eter tidak diperlukan. Akibatnya, pembedaan antara waktu "lokal" dan "asli" yang dikembangkan Lorentz dan Poincaré menghilang – semua waktu sama-sama benar dan relativitas panjang dan waktu merupakan akibat yang alami.

Lihat pula
Paradoks Andromeda
Paradoks Ehrenfest
Percobaan pikiran Einstein
Sinkronisasi Einstein

Referensi

Relativitas khusus
Percobaan pikiran dalam fisika