Pengertian Tentang Relativitas Umum

PengertianTentang Relativitas Umum, Kekuatan fundamental alam semesta meliputi nuklir elektromagnetik, nuklir kuat, kekuatan nuklir lemah, dan gravitasi.

Salah satu terobosan ilmiah terpenting sepanjang masa adalah hukum gravitasi universal Sir Isaac Newton, semuanya berkat apel yang jatuh. Gravitasi adalah kekuatan tak terlihat yang menarik  menarik semua materi ke arah dirinya sendiri.

Mengukur kelengkungan

Bumi menyebabkan ruang membungkuk di sekitarnya, saat bergerak. Gravity Probe B, sebuah satelit, diluncurkan pada tahun 2004 untuk mengukur kelengkungan atau warping ruang di sekitar planet kita.

Gravitasi adalah yang terlemah dan memiliki jangkauan yang tidak terbatas, namun dalam kasus di mana materi terlibat dalam jumlah besar (misalnya: lubang hitam), ini adalah yang terkuat dan paling dominan. Gravitasi adalah alasan segala sesuatu akan tertarik ke permukaan bumi, dan juga untuk pembentukan dan pergerakan semua planet dan benda langit lainnya.

Sejak ditemukan, proses kerja gravitasi telah dijelaskan oleh banyak teori, yang telah dijelaskan di bawah ini.

Teori Gravitasi Newton

Setiap partikel materi menarik setiap partikel lain dengan sebuah gaya, yang berbanding lurus dengan produk massa mereka, dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak di antara keduanya.

Sir Isaac Newton mempelajari alasan di balik apel yang jatuh, dan mendefinisikannya sebagai hukum gravitasi universal.

Rumus standar

Menurut teori gravitasi Newton

Gaya gravitasi = (G x m1 x m2) / (d2)

Dimana 'G' adalah konstanta gravitasi, 'm1' dan 'm2' adalah massa dari dua benda, yang mana gaya harus dihitung, dan 'd' adalah jarak antara pusat gravitasi kedua massa.

Mari kita simak dua benda - Bumi dan kita. Saat kita bergerak di sekitar permukaan bumi, ia menarik kita, dan kita juga menariknya kembali. Massa adalah jumlah materi dalam objek apapun. Karena massa bumi lebih besar dibandingkan dengan Bumi, kita bisa ditarik ke arah Bumi.

 Selain itu, gravitasi juga tergantung pada seberapa jauh Anda berasal dari objek tertentu. Ini mungkin alasan mengapa kita tidak tertarik ke arah Matahari, yang memiliki gravitasi lebih banyak daripada Bumi.

Gravitasi Nol

Kondisi ketidakberdayaan yang nyata dapat didefinisikan sebagai keadaan tubuh, dimana ia tidak mengalami efek massa atau berat badan, yaitu, tidak adanya tekanan dan ketegangan pada tubuh itu.

Kondisi ini disebabkan oleh daya tahan gravitasi pada bodi, dan itu juga disebut Zero gravity atau Free Fall.

Ketika sebuah badan ditindaklanjuti oleh kekuatan non-gravitasi (seperti dalam sentrifugal, pesawat ruang angkasa yang mengorbit bumi, roket dipecat di luar angkasa, dll.), Keadaannya nol gravitasi.

Percepatan

Hal ini disebabkan karena terus menerus memaksakan sebuah gaya pada suatu objek. Benda jatuh bebas memiliki percepatan 9,8 m / s2 menuju permukaan bumi. Ini dikenal sebagai "akselerasi karena gravitasi", dan dilambangkan dengan "g".

Teori Galileo, yang menyatakan bahwa semua hal akan jatuh dengan percepatan yang sama dengan tidak adanya udara, ditunjukkan oleh dirinya sendiri, saat ia melepaskan bola wol dan cannonball dari Menara Miring Pisa. Kedua benda tersebut menabrak permukaan pada saat bersamaan.

Hukum Gerak Newton Pertama

Setiap tubuh terus dalam keadaan diam atau gerakan seragam dalam garis lurus, kecuali jika terpaksa mengubah keadaan itu oleh kekuatan eksternal yang menimpanya.

Ini juga disebut Hukum Inersia, dan terdiri dari dua hal: (i) Semua benda hanya akan bergerak selama ada kekuatan di belakangnya; (ii) Benda tidak akan mengubah arah dan kecepatannya sampai suatu kekuatan bekerja di atasnya.

Hukum Gerak Newton Kedua

Akselerasi yang dihasilkan oleh gaya tertentu yang bekerja pada tubuh berbanding lurus dengan besarnya gaya, dan berbanding terbalik dengan massa tubuh.

Hukum ini berguna dalam mekanika klasik, dan ini berarti bahwa perubahan momentum berbanding lurus dengan gaya yang diterapkan. Karena massa konstan, gaya akan menghasilkan perubahan kecepatan atau percepatan. Karena percepatan adalah kuantitas vektor, ini melibatkan besarnya dan arah. Oleh karena itu, untuk percepatan, sebuah gaya harus diterapkan pada objek.

Untuk setiap tindakan, selalu ada yang menentang reaksi yang sama; atau tindakan bersama dua tubuh satu sama lain selalu sama, dan diarahkan ke bagian yang berlawanan.

Gaya interaktif terjadi pada pasangan objek dengan tipe dan besaran yang sama, berlawanan arah, dan memiliki efek yang berbeda. Karena tindakan dan reaksi diberikan pada objek yang berbeda, mereka tidak saling membatalkan.

Prinsip Ekuivalensi

Beberapa peneliti termasuk Galileo, Einstein, Eotvos, dan lain-lain, mempelajari prinsip ini, yang menyatakan bahwa akselerasi akibat gravitasi yang diberikan pada objek tidak bergantung pada sifat atau karakteristik ciri tubuh itu. Prinsip ini menyamakan massa objek inersia dan gravitasi.

Misalnya, semua benda akan jatuh dengan cara yang sama dan akan mencapai permukaan, w Jika hambatan udara (atau gesekan medium) dapat diabaikan atau tidak ada. Dengan kata lain, jika dua objek dari massa dan komposisi yang berbeda dijatuhkan pada saat yang bersamaan, mereka akan tertarik oleh gravitasi ke tanah pada tingkat yang sama, terlepas dari itu.

dari karakteristik mereka yang berbeda. Secara matematis, prinsip kesetaraan dapat direpresentasikan sebagai: Massa Inertial x Percepatan = Intensitas Lapangan Gravitasi x Magnet gravitasi

Prinsip ini ditunjukkan untuk pertama kalinya di bulan oleh astronot David Scott dari misi Apollo 15, saat dia menjatuhkan palu dan bulu. Karena tidak adanya hambatan udara di atmosfer Bulan, kedua benda tersebut sampai ke permukaan pada saat yang bersamaan.

Teori Relativitas Umum Einstein Teori ini dikembangkan oleh Albert Einstein antara tahun 1907 dan 1915. Dia menjelaskan bahwa gravitasi adalah milik ruangwaktu itu sendiri, dan itu adalah kekuatan yang dihasilkan dari geometri ruangwaktu dan interaksi materi dengan ruang, dan sebaliknya.

Dia mengembangkan teori ini melalui eksperimen hipotetis yang melibatkan pengaruh gravitasi pada lift yang jatuh bebas, dan kemudian meramalkan warping dan daya tarik objek berikutnya dengan massa yang berbeda, yang kemudian dikonfirmasikan secara eksperimental.

Peraga Konsep relativitas memecahkan beberapa teori Newton. kekurangan dan menjadi lebih berlaku untuk penelitian modern. Ketidaksesuaian sedikit di orbit Mercury, lekukan sinar terang yang tampak jelas karena gravitasi, beberapa perhitungan yang melibatkan nilai astronomi, dan lain-lain, adalah beberapa kelemahan atau masalah, yang dapat dijelaskan dengan bantuan teori relativitas umum.

Einstein menyatakan bahwa semua objek cenderung melengkung atau melengkung ruang di sekitar mereka, yang mengarah pada kemunculan kerangka ruang 4D. Dengan demikian, kain ruangwaktu memungkinkan gerak benda jatuh bebas di sekitar ruang melengkung atau melengkung, di sepanjang garis lurus lokal yang disebut geodesik.

Meskipun garis lurus, mereka akan melengkung dalam kain 4D yang mencakup waktu. Eksperimen Bengkakan Sebagai contoh, tempatkan bola besi berat di pusat trampolin. Sekarang, bayangkan trampolin menjadi kain antariksa, dan bola menjadi tubuh surgawi yang besar.

Badan ini melengkungkan dan melengkungkan kain trampolin karena massa dan beratnya. Sekarang, letakkan bola marmer kecil di permukaan trampolin, dan amati saat berjalan di sepanjang jalan yang melengkung, tapi pada saat bersamaan, jalur linear lokal menuju bola yang lebih berat.

Inilah bagaimana gravitasi bekerja di alam semesta sesuai teori relativitas umum. Bola yang berat bisa dianggap sebagai Matahari Tata Surya kita, dan bola marmer sebagai salah satu planet. Lengkahan ruangwaktu ini memungkinkan revolusi planet-planet di orbitnya, gerak komet dan benda-benda langit lainnya, hilangnya intensitas gelombang cahaya saat mereka melakukan perjalanan melalui ruang angkasa, lensa gravitasi, gelombang gravitasi, dan sebagainya.

Tes Pendukung yang beragam dilakukan untuk memvalidasi Teori ini, terutama untuk menjelaskan proses kerja gravitasi. Orbit planet Mercury menunjukkan presesi anomali dari posisi perihelionnya, yang mengindikasikan bahwa planet ini tidak berputar mengelilingi Matahari, namun orbitnya juga mengalami sebuah revolusi, karena kelengkungan ruang-waktu di bawah pengaruh gravitasi Matahari.

Defleksi gravitasi dan penundaan sinar cahaya juga menjelaskan mekanisme kerja gravitasi, terutama saat sinar tersebut melewati benda-benda langit besar seperti Matahari. Pada tahun 1959, pergeseran merah gravitasi ditemukan dari eksperimen Pound-Rebka.

Tes ini mengukur redshift (frekuensi rendah) atau blueshift (frekuensi tinggi) suatu objek, yang mengikuti jalur gerak akibat gravitasi. Gelombang gravitasi atau radiasi secara tidak langsung dipelajari dan dikonfirmasikan dari sistem bintang biner, bintang kerdil putih, bintang neutron, lubang hitam, dll .

EquationsEinstein mengembangkan seperangkat persamaan medan simultan, non linier, dan diferensial yang menjelaskan hubungan antara benda dan ruangwaktu kelengkungan kain Solusi dari persamaan ini adalah bagian dari tensor metrik kain ini.

Berbagai sumber