Prinsip relativitas

Dalam fisika, prinsip relativitas adalah keharusan bahwa persamaan-persamaan yang menggambarkan hukum-hukum fisika memiliki bentuk yang sama dalam semua kerangka acuan.

Sebagai contoh, dalam kerangka kerja relativitas khusus persamaan Maxwell memiliki bentuk yang sama dalam semua kerangka acuan inersia. Dalam kerangka kerja relativitas umum persamaan Maxwell atau persamaan medan Einstein memiliki bentuk yang sama dalam kerangka acuan manapun.

Beberapa prinsip relativitas telah diterapkan dengan berhasil, baik secara tersirat (seperti dalam mekanika Newton) atau tersurat (seperti dalam teori relativitas Albert Einstein).

Konsep dasar

Beberapa jenis prinsip relativitas biasa diasumsikan dalam berbagai bidang ilmu pengetahuan. Salah satu yang paling dipercaya adalah prinsip bahwa semua hukum alam harus selalu berbentuk sama; dan penelitian ilmiah biasanya berasumsi bahwa hukum alam selalu sama tidak peduli siapa yang mengukurnya.

Semua prinsip relativitas menetapkan sebuah simetri dalam hukum alam: artinya, suatu hukum akan tampak sama bagi seorang pengamat dengan yang tampak bagi pengamat lainnya. Menurut teorema Noether, simetri tersebut juga menyiratkan berlakunya suatu hukum kekekalan.^[1]^[2] Sebagai contoh, jika dua pengamat pada waktu yang berbeda mengamati berlakunya hukum-hukum yang sama, maka suatu kuantitas yang disebut energi akan bersifat kekal. Oleh karena ini, prinsip relativitas bisa menjadi prediksi mengenai alam yang bisa diuji, dan bukan hanya pernyataan mengenai bagaimana ilmuwan harus menulis hukum.

Prinsip relativitas khusus

Menurut postulat pertama dari teori relativitas khusus:^[3]

Prinsip relativitas khusus: Jika sebuah sistem koordinat K dipilih sehingga, dalam sistem koordinat tersebut, hukum-hukum fisika tetap berlaku dalam bentuk yang paling sederhana, hukum-hukum yang sama tetap berlaku dalam sistem koordinat K' lainnya yang bergerak translasi beraturan relatif terhadap K.
— Albert Einstein: The Foundation of the General Theory of Relativity, Part A, §1

Postulat ini mendefinisikan kerangka acuan inersia.

Prinsip relativitas khusus menyatakan bahwa hukum-hukum fisika seharusnya sama bagi semua kerangka acuan inersia, tetapi masih mungkin berbeda-beda di kerangka acuan yang tidak inersia. Prinsip ini digunakan baik dalam mekanika Newton dan teori relativitas khusus Einstein. Pengaruhnya sangat kuat bagi teori Einstein sehingga Max Planck menamakan teori tersebut berdasarkan prinsip ini.^[4]

Prinsip relativitas umum

Prinsip relativitas umum menyatakan:^[5]

Semua sistem acuan bersifat ekuivalen terhadap perumusan hukum-hukum fundamental fisika.
— C. Møller The Theory of Relativity, p. 220

Artinya, hukum-hukum fisika seharusnya sama bagi semua kerangka acuan—inersia ataupun tidak. Partikel bermuatan yang dipercepat mungkin memancarkan radian sinkrotron, tetapi partikel yang diam tidak. Jika partikel yang dipercepat tersebut diamati dalam kerangka acuan non-inersianya sendiri, partikel tersebut memancarkan radiasi dalam keadaan diam.

Lihat pula

Referensi

^ Deriglazov, Alexei (2010). Classical Mechanics: Hamiltonian and Lagrangian Formalism. Springer. hlm. 111. ISBN 978-3-642-14037-2. Ekstrak dari halaman 111
^ Schwarzbach, Bertram E.; Kosmann-Schwarzbach, Yvette (2010). The Noether Theorems: Invariance and Conservation Laws in the Twentieth Century. Springer. hlm. 174. ISBN 0-387-87868-8. Ekstrak dari halaman 174
^ Einstein, A., Lorentz, H. A., Minkowski, H., and Weyl, H. (1952) [1923]. Arnold Sommerfeld, ed. The Principle of Relativity: A Collection of Original Memoirs on the Special and General Theory of Relativity. Mineola, NY: Dover Publications. hlm. 111. ISBN 0-486-60081-5.
^ Weistein, Galina (2015). Einstein's Pathway to the Special Theory of Relativity. Cambridge Scholars Publishing. hlm. 272. ISBN 978-1-4438-7889-0. Extract of page 272
^ C. Møller (1952). The Theory of Relativity (edisi ke-2nd). Delhi: Oxford University Press. hlm. 220. ISBN 0-19-560539-X.

[Alexei2010-1] Deriglazov, Alexei (2010). Classical Mechanics: Hamiltonian and Lagrangian Formalism. Springer. hlm. 111. ISBN 978-3-642-14037-2. Ekstrak dari halaman 111

[Schwarzbach2010-2] Schwarzbach, Bertram E.; Kosmann-Schwarzbach, Yvette (2010). The Noether Theorems: Invariance and Conservation Laws in the Twentieth Century. Springer. hlm. 174. ISBN 0-387-87868-8. Ekstrak dari halaman 174

[Einstein-3] Einstein, A., Lorentz, H. A., Minkowski, H., and Weyl, H. (1952) [1923]. Arnold Sommerfeld, ed. The Principle of Relativity: A Collection of Original Memoirs on the Special and General Theory of Relativity. Mineola, NY: Dover Publications. hlm. 111. ISBN 0-486-60081-5.

[Galina2015-4] Weistein, Galina (2015). Einstein's Pathway to the Special Theory of Relativity. Cambridge Scholars Publishing. hlm. 272. ISBN 978-1-4438-7889-0. Extract of page 272

[Moller-5] C. Møller (1952). The Theory of Relativity (edisi ke-2nd). Delhi: Oxford University Press. hlm. 220. ISBN 0-19-560539-X.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]