8 Bukti Teori Relativitas Einstein di Kehidupan Nyata

2. GPS

ilustrasi penggunaan GPS (pexels.com/Kamaji Ogino)

Masa kini, global positioning system (GPS) amat penting untuk navigasi dan menandai lokasi. Dilansir laman PhysicsCentral, kinerja satelit GPS yang akurat dipengaruhi oleh efek relativitas. Bagaimana kinerjanya?

Meski satelit tidak bergerak secepat cahaya, satelit tetap bergerak cukup cepat. Selain itu, satelit juga mengirimkan sinyal ke stasiun Bumi, termasuk ke HP yang kamu genggam saat ini. Stasiun-stasiun yang menerima sinyal GPS mengalami akselerasi yang lebih tinggi karena gravitasi, dibanding satelit yang mengorbit Bumi.

Agar akurat, satelit menggunakan jam atom yang akurasinya hingga hitungan nanodetik. Karena satelit berada di ketinggian 36.000 km di atas Bumi dan bergerak di kecepatan 27.360 km/jam, terjadi dilasi waktu yang diperparah efek gravitasi hingga 7 mikrodetik.

Jika tak memperhitungkan hukum relativitas, pom bensin yang semula hanya 0,8 km bisa tiba-tiba berubah perhitungan jarak jadi 8 km dalam sehari.

3. Kilau kuning pada emas

ilustrasi emas batangan (unsplash.com/Infrarate.com)

Kenapa logam bisa berkilauan? Ini karena tingkat energi pada atomnya terus berubah-ubah. Beberapa foton yang menyentuh logam diserap dan dipancarkan kembali dengan panjang gelombang yang lebih panjang.

Menurut Heidelberg University di Jerman, emas adalah elemen yang berat, sehingga elektron bergerak cukup cepat sehingga massa relativitasnya bertambah dan kontraksi panjang jadi signifikan. Jadi, elektron beredar lebih singkat dan lebih banyak momentum di sekitar nukleus.

Elektron dalam memuat energi yang lebih dekat dengan energi milik elektron luar sehingga panjang gelombang yang terserap dan dipancarkan jadi lebih panjang. Panjang gelombang cahaya yang lebih panjang berarti cahaya yang umum dipantulkan malah diserap dan cahaya tersebut berada di ujung biru spektrum cahaya. 

Pada logam emas, saat cahaya diserap dan dipancarkan kembali, panjang gelombang jadi lebih panjang. Ini berarti perpaduan gelombang cahaya lebih sedikit melibatkan biru dan ungu di dalamnya. Karena panjang gelombang kuning, jungga dan merah lebih panjang dari biru, maka emas terlihat berwarna kuning.

4. Ketahanan karat pada emas

ilustrasi emas (unsplash.com/Dmitry Demidko)

Bukan rahasia kalau emas tidak bisa berkarat. Menurut sebuah penelitian di Amerika Serikat (AS) yang dimuat dalam jurnal Gold Bulletin pada 1998, selain kilaunya, hal ini juga dikarenakan hukum relativitas pada elektron emas.

Emas hanya punya 1 elektron di kulit terluarnya, dan elektron ini tidak sereaktif kalsium atau lithium. Malah, elektron emas lebih berat karena bergerak mendekati kecepatan cahaya dan berada lebih dekat ke inti atom. Karena tak bereaksi dengan senyawa apa pun, maka emas jadi kebal terhadap karat.

Baca Juga: 7 Perubahan Besar Karya Albert Einstein untuk Dunia

5. Merkuri cair

ilustrasi merkuri dalam bentuk cair (wikimedia.org/Bionerd)

Selain emas, logam merkuri juga memiliki atom yang berat dengan elektron yang dekat dengan inti atom karena kecepatan dan penambahan massanya. Merkuri berada dalam keadaan cair di temperatur ruangan dan hal ini adalah bukti selanjutnya dari teori relativitas Einstein.

Menurut sebuah penelitian gabungan yang dimuat dalam Angewandte Chemie International Edition pada 2013, hubungan antara atom pada merkuri amat lemah. Tanpa hukum relativitas, titik cair merkuri berada di 82°C. Sementara, dengan hukum relativitas, titik cair merkuri berada di standarnya saat ini, -38,83°C

6. TV jadul

TV tabung (wired.com)

Generasi zaman sekarang mungkin tak mengetahuinya. Sebelum awal abad ke-21, televisi tabung dan monitor dilengkapi dengan layar tabung sinar katoda (CRT). Nah, tahukah kamu kalau CRT bekerja dengan hukum relativitas?

CRT menembakkan elektron ke permukaan fosfor yang memiliki magnet besar. Elektron membentur bagian belakang layar sehingga membuat pixel di TV menyala. Selain itu, tembakan elektron tersebut menggerakkan gambar TV dengan 30 persen dari kecepatan cahaya.

Oleh karena hukum relativitas pada TV, produsen TV di zamannya juga harus memperhitungkan bentuk magnet. Salah sedikit, gambar TV malah bikin mata sakit. Bagaimana dengan TV LCD atau plasma? Tidak ada efek relativitas karena sudah tak mengandalkan tembakan elektron.

7. Mekanisme cahaya

Ilustrasi cahaya alami (pexels.com/carlos mon)

Ilmuwan legendaris asal Inggris, Sir Isaac Newton, pernah berasumsi mengenai adanya konsep kerangka acuan eksternal sempurna, kerangka yang dibandingkan dengan kerangka acuan lainnya. Asumsi Newton terbukti benar, dan buktinya berdasarkan mekanisme cahaya.

Dilansir Live Science, hukum relativitas mengharuskan perubahan pada medan elektromagnet bergerak di kecepatan terbatas. Jika bukan karena hukum relativitas, perubahan pada medan listrik akan terjadi secara instan, sehingga magnet dan cahaya menjadi tidak relevan lagi.

8. Matahari

ilustrasi terpapar sinar matahari (pexels.com/Maggie Zhan)

Menurut Ohio State University, teori relativitas adalah alasan mengapa bintang dan Matahari yang menyinari Bumi bersinar. Di inti Matahari, temperatur dan tekanan ekstrem menekan empat atom hidrogen menjadi satu atom Helium.

Massa satu atom helium hanya sedikit lebih ringan dibanding empat atom hidrogen tersebut. Lalu, apa yang terjadi dengan massa ekstra atom helium? Dikonversi menjadi energi. Hasilnya adalah sinar Matahari yang kita nikmati tiap pagi.

Itulah beberapa penerapan teori relativitas Einstein di kehidupan sehari-hari. Simpel, bukan? Yuk, sungkem ke Albert Einstein dan jangan remehkan Fisika lagi, ya!

Baca Juga: Mengenal Teori Multiverse, Versi Lain dari Alam Semesta