BAB 1
PENDAHULUAN
Perkembangan fisika teoritik melalui Teori Relativitas Umum TRU yang dikemukakan oleh Albert Einstein sudah sangat pesat dan cukup baik dalam
mendeskripsikan ataupun memprediksi fenomena-fenomena yang terjadi di jagad raya. Salah satu fenomena yang berhasil diprediksi adalah terjadinya pembelokan
cahaya bintang di sekitar matahari.
1.1 Latar Belakang Masalah
Teori Relativitas Umum Einstein telah meruntuhkan pandangan kita tentang ruang dan waktu serta mengarahkan kita pada dunia yang sebelumnya tidak bisa dibayangkan.
Gagasan mengenai tidak terpisahnya waktu dari ruang merupakan gagasan baru yang diajukan oleh TRU, yang telah membuat kita harus merubah pandangan kita tentang
ruang dan waktu. Hal ini diterangkan oleh dua prinsip yang membangun TRU itu sendiri, yakni prinsip kesetaraan massa dan prinsip kovariansi umum. Lebih lanjut,
penerapan kedua prinsip tersebut menuntun kita pada konsep baru bahwa ruang dan waktu dapat melengkung. Hadirnya materi menyebabkan terjadinya pelengkungan
tersebut, sehingga benda yang sedang melintas di dekat materi itu akan membentuk lintasan lengkung. Inilah yang disebut dengan efek gravitasi sebagaimana ditunjukkan
oleh fenomena “Pembelokan Cahaya Bintang di Sekitar Matahari”. Yang berarti bahwa, membeloknya cahaya bintang tersebut bukan disebabkan oleh tarikan gravitasi
bumi melainkan oleh medan gravitasi yang ditimbulkan matahari. Medan gravitasi ini selanjutnya disebut sebagai medan gravitasi Einstein.
Universitas Sumatera Utara
Sejauh ini, berbagai kajian teoritis mengenai medan gravitasi Einstein pada TRU telah banyak dilakukan dan dipublikasikan. Salah satu kajian menyebutkan,
medan gravitasi yang dikemukan pertama sekali oleh Newton didefenisikan sebagai hasil gaya tarik-menarik dua benda bermassa terhadap kuadrat jarak antara keduanya.
Dalam perkembangan selanjutnya diketahui bahwa medan gravitasi Newton tidak sepenuhnya dapat menjelaskan semua fenomena yang terjadi di jagad raya. Sebab
seperti cahaya, tidak semua benda memiliki massa di jagad raya ini. Karenanya Einstein mengemukakan idenya tentang medan gravitasi melalui TRU dibuktikan
dengan kebenaran keberadaan fenomena pembelokan cahaya bintang di sekitar matahari dengan besar sudut pembelokan yang dapat diperhitungkan. Dalam kajian
lainnya dinyatakan, ruang dan waktu bersifat saling bergantung dan membentuk satu kesatuan ruang-waktu 4 dimensi Ruang-Waktu Minkowski. Dan medan gravitasi
Einstein hadir sebagai konsekuensi kelengkungan ruang-waktu 4 dimensi tersebut karena adanya distribusi massa dalam ruang waktu tersebut. Untuk itu, persamaan
medannya dapat ditentukan baik dalam keadaan vakum maupun dengan kehadiran materi. Kajian-kajian tersebut secara luas telah menjelaskan medan gravitasi Einstein
serta kaitannya terhadap peristiwa pembelokan cahaya bintang di sekitar matahari. Namun demikian, belum ada kajian yang membahas secara khusus masalah medan
gravitasi Einstein yang diperhitungkan secara matematis untuk menjelaskan fenomena fisis yang ditinjau tersebut.
Jika dalam teori gravitasi Newton, gaya gravitasinya dinyatakan melalui hukum gaya gravitasi maka dalam TRU yang secara geometri adalah teori tentang
geometri ruang-waktu lengkung, medan gravitasinya dinyatakan melalui komponen- komponen tensor metrik dari kuadrat jarak ds
2
. Dalam skripsi ini, medan gravitasi Einstein ditinjau dalam ruang-waktu Minkowski sehingga metrik yang digunakan
adalah metrik Minkowski . Pada dasarnya, medan
gravitasi Einstein ini dapat ditentukan dengan beberapa cara, yakni dengan metode tensor klasik dan metode Lagrangian. Dan disini, metode tensor klasik dipilih penulis
untuk menentukan medan gravitasi Einstein. Dimana Medan gravitasinya dirumuskan menggunakan formulasi simbol Christoffel jenis pertama
dan jenis kedua
Universitas Sumatera Utara
dengan α, β, γ, masing-masing memiliki nilai 1, 2, 3, 4. Hasil perhitungan menunjukkan harga
dan yang b ervariasi p ad a sembarang α, β, γ, d an
sebagai bentuk medan gravitasi Einsteinnya. Hasilnya, fenomena pembelokan cahaya bintang di sekitar matahari tersebut dapat dijelaskan secara matematis dan secara jelas
pula memperlihatkan kaitan antara ruang-waktu dengan medan gravitasi Einstein.
1.2 Batasan Masalah
