1. Postulat Relativitas: Hukum-hukum fisika berlaku sama untuk setiap pengamat di dalam kerangka acuan yang inersial.
2. Postulat Kelajuan Cahaya: Kelajuan cahaya dinyatakan dengan c yang bernilai tetap pada semua kerangka acuan.
Hadirnya kedua postulat tersebut memunculkan teori-teori baru. Seperti pada postulat pertamanya dikatakan bahwa jika hukum-hukum itu dibedakan, maka
perbedaan tersebut dapat membedakan satu kerangka acuan inersial dari kerangka lainnnya. Disamping itu, yang tidak kalah baru adalah teori tentang ramalan mengenai
laju radiasi elektromagnetik yang diturunkan dari persamaan Maxwell. Menurut analisis ini, cahaya dan semua gelombang elektromagnetik lain berjalan dalam ruang
hampa dengan laju konstan yang sekarang didefenisikan secara eksak sebesar 299.792.458 ms atau biasa dituliskan dengan 3 x 10
8
ms. Hal ini akan kita temuka n dalam ruang hampa yang memiliki peranan penting dalam teori relativitas Einstein.
Kehadiran kedua postulat tersebut juga sukses dalam memperluas cakupan hukum-hukum gerak oleh Galileo yang terbatas di mekanika ke hukum-hukum
elektromagnetik dan optik. Hasil dari memperkenalkan teori relativitas khusus ini, diperkenalkannya transformasi koordinat baru yang dinamakan Transformasi Lorentz
yang sesuai untuk laju tinggi.
2.1.1.1 Transformasi Lorentz
Transformasi Galileo mengenai koordinat, waktu dan kecepatan tidak taat dengan kedua postulat Einstein. Meskipun transformasi Galileo sesuai dengan akal
sehat kita, ia tidak memberi hasil yang sesuai dengan berbagai percobaan pada laju tinggi. Oleh karena itu, kita memerlukan seperangkat persamaan transformasi baru
yang dapat meramalkan berbagai efek relativistik seperti penyusutan panjang, pemuluran waktu dan efek Doffler relativistik. Karena kita juga mengetahui bahwa
transformasi Galileo berlaku baik pada laju rendah, transformasi baru ini haruslah
Universitas Sumatera Utara
memberikan hasil yang sama seperti transformasi Galileo apabila laju relatif antara dan adalah rendah. Krane, Kenneth S., 2006
z
y
x S
S’ z’
y‘
x‘
v O’
o
Gambar 2.1 Kerangka acuan inersial dari S dan S’
Transformasi yang memenuhi semua persyaratan ini dikenal dengan transformasi Lorentz dan seperti halnya transformasi Galileo, ia mengaitkan koordinat
suatu peristiwa sebagaimana diamati dari kerangka dengan koordinat
peristiwa yang sama yang diamati dari kerangka acuan yang sedang
bergerak dengan kecepatan terhadap . Dengan menganggap bahwa gerak relatifnya adalah sepanjang arah positif. Bentuk transformasi Lorentz ini adalah sebagai
berikut:
2.1
Persamaan 2.1 adalah transformasi koordinat Lorentz yang merupakan generalisasi dari transformasi Galileo terdahulu
. Untuk nilai yang mendekati nol, akar-akar dalam penyebut
. Namun, umumnya baik
Universitas Sumatera Utara
koordinat ruang maupun waktu dari suatu peristiwa dalam suatu kerangka acuan bergantung pada koordinat waktunya dalam kerangka acuan lainnya. Sekarang ruang
dan waktu telah menjadi saling jalin menjalin. Kita tidak dapat lagi mengatakan bahwa panjang dan waktu mempunyai arti mutlak yang tidak tergantung kerangka
acuannya.
Bentuk-bentuk transformasi Lorentz pada 2.1 dapat digunakan untuk menurunkan generalisasi relativitas sebagai efek penggunaan transformasi ini.
Diantaranya:
Pemuluran Waktu Relativistik yang mana waktu bergerak lebih lambat dari
penanda waktu yang berada dalam keadaan diam.
Kontraksi Panjang Lorentz,
Transformasi Kecepatan,
Bila untuk laju yang lebih kecil dari laju cahaya c dalam ruang hampa, transformasi kecepatannya memperlihatkan kepada kita bahwa sebuah benda yang
bergerak dengan laju yang lebih kecil dari c dalam satu kerangka acuan selalu mempunyai laju yang lebih kecil dari c dalam tiap-tiap kerangka acuan yang lain. Ini
merupakan alasan yang digunakan untuk menyimpulkan bahwa tidak ada benda yang berjalan dengan laju yang sama atau lebih besar dari c dalam ruang hampa relatif
terhadap sembarang kerangka acuan inersial. M. S. Longair, 1987
Universitas Sumatera Utara
2.1.1.2 Kerangka Acuan Inersial
