Selama empat bulan, Maret hingga Juni 1905, Albert Einstein menghasilkan empat makalah yang merevolusi sains. Yang satu menjelaskan bagaimana mengukur ukuran molekul dalam cairan, yang kedua mengemukakan cara menentukan pergerakannya, dan yang ketiga menggambarkan bagaimana cahaya datang dalam paket yang disebut foton — dasar fisika kuantum dan gagasan yang akhirnya memenangkannya Hadiah Nobel. Makalah keempat memperkenalkan relativitas khusus, mengarahkan fisikawan untuk mempertimbangkan kembali gagasan tentang ruang dan waktu yang telah mencukupi sejak awal peradaban. Kemudian, beberapa bulan kemudian, hampir sebagai renungan, Einstein menunjukkan dalam makalah kelima bahwa materi dan energi dapat dipertukarkan pada tingkat atom secara khusus, bahwa E = mc2, dasar ilmiah energi nuklir dan persamaan matematika paling terkenal di dunia. sejarah.
Konten terkait
- Bagaimana Albert Einstein Menggunakan Ketenarannya untuk Mencela Rasisme Amerika
Tidak heran tahun 2005 telah ditetapkan di seluruh dunia sebagai perayaan semua hal Einstein. Organisasi fisika internasional telah menyatakan seratus tahun ini sebagai Tahun Fisika Dunia, dan ribuan lembaga ilmiah dan pendidikan telah mengikuti jejak mereka. Gambar-gambar Einstein telah menjadi lebih umum dari biasanya, diskusi tentang dampaknya menjadi pemukul budaya. "Namanya identik dengan sains, " kata Brian Schwartz, seorang ahli fisika di Universitas Kota New York Graduate Center. "Jika Anda meminta anak-anak untuk menunjukkan kepada Anda seperti apa rupa seorang ilmuwan, hal pertama yang akan mereka gambar adalah rambut putih liar."
Dalam banyak hal, "tahun mukjizat" Einstein meresmikan era modern, dengan sudut pandangnya yang gelisah dan sumbang, serta goncangan terhadap kebenaran yang sudah mapan. Tetapi waktu, umumnya, adalah salah satu pergolakan budaya dan sosial yang hebat. Juga pada tahun 1905, Sigmund Freud menerbitkan esainya "Lelucon dan Hubungan Mereka dengan yang Tidak Sadar" dan sebuah akun dari salah satu psikoanalisis pertamanya. Pablo Picasso beralih dari Periode Biru ke Periode Mawar. James Joyce menyelesaikan buku pertamanya, Dubliners . Tetap saja, tidak ada yang memikirkan kembali asumsi-asumsi universal yang lebih mendalam daripada Einstein.
Karena alasan itu, Einstein saat ini lebih dari mitos daripada manusia, dan inti dari mitos itu adalah bahwa cara kerja pikirannya berada di luar jangkauan tidak hanya sebagian besar manusia tetapi bahkan sebagian besar fisikawan. Seperti banyak mitos, ada kebenarannya. "Saya belajar relativitas umum tiga kali, " kata Spencer Weart, direktur Pusat Sejarah Fisika di American Institute of Physics. "Sangat sulit, halus, berbeda."
Tetapi ada juga mitos yang dilebih-lebihkan. Sejak awal, jauh sebelum dia adalah Einstein yang Tak Tercela, yang paling pandai dari rekan fisikawannya memahami apa yang telah dia capai dan signifikansi yang lebih besar. Dia telah menemukan kembali fisika, yang merupakan cara lain untuk mengatakan bahwa dia telah menemukan kembali cara kita semua — fisikawan dan non-fisikis — membayangkan tempat kita di kosmos.
Secara khusus, dia menemukan kembali relativitas. Dalam risalah 1632, Galileo Galilei mengemukakan apa yang akan menjadi versi klasik relativitas. Dia mengundang Anda, pembacanya, untuk membayangkan diri Anda di dermaga, mengamati kapal yang bergerak dengan kecepatan stabil. Jika seseorang di puncak tiang kapal menjatuhkan batu, di mana itu akan mendarat? Di dasar tiang? Atau beberapa jarak kecil ke belakang, sesuai dengan jarak yang ditempuh kapal saat batu itu jatuh?
Jawaban intuitifnya agak jauh. Jawaban yang benar adalah pangkal tiang. Dari sudut pandang pelaut yang menjatuhkan batu itu, batu itu jatuh lurus ke bawah. Tetapi bagi Anda di dermaga, batu itu akan tampak jatuh pada sudut. Baik Anda dan pelaut akan memiliki klaim yang sama untuk menjadi benar — gerakan batu itu relatif terhadap siapa pun yang mengamatinya.
Einstein, bagaimanapun, punya pertanyaan. Itu telah mengganggunya selama sepuluh tahun, dari saat ia masih berusia 16 tahun di Aarau, Swiss, hingga suatu malam yang menentukan pada Mei 1905. Berjalan pulang dari kerja, Einstein berbicara dengan Michele Besso, seorang ahli fisika dan sahabatnya di kantor paten di Bern, Swiss, di mana mereka berdua adalah pegawai. Pertanyaan Einstein, pada dasarnya, menambah kerumitan pada gambaran Galileo: Bagaimana jika objek yang turun dari puncak tiang itu bukan batu melainkan seberkas cahaya?
Pilihannya tidak sewenang-wenang. Empat puluh tahun sebelumnya, fisikawan Skotlandia James Clerk Maxwell telah menunjukkan bahwa kecepatan cahaya adalah konstan. Itu sama apakah Anda bergerak ke arah sumber cahaya atau jauh dari itu, atau apakah itu bergerak ke arah atau menjauh dari Anda. (Apa yang berubah bukanlah kecepatan gelombang cahaya, tetapi jumlah gelombang yang mencapai Anda dalam jangka waktu tertentu.) Misalkan Anda kembali ke dermaga dan melihat kapal Galileo, hanya sekarang ketinggian tiangnya adalah 186.282 mil, atau jarak yang ditempuh cahaya dalam ruang hampa dalam satu detik. (Ini kapal yang tinggi.) Jika orang di bagian atas tiang mengirimkan sinyal cahaya langsung ke bawah saat kapal bergerak, ke mana ia akan mendarat? Untuk Einstein dan juga Galileo, ia mendarat di dasar tiang. Dari sudut pandang Anda di dermaga, pangkal tiang akan bergerak keluar dari bawah puncak tiang saat turun, seperti yang terjadi ketika batu itu jatuh. Ini berarti bahwa jarak yang ditempuh cahaya, dari sudut pandang Anda, telah memanjang. Ini bukan 186.282 mil. Itu lebih.
Di situlah Einstein mulai berangkat dari Galileo. Kecepatan cahaya selalu 186.282 mil per detik. Kecepatan hanya jarak yang dibagi dengan, atau "per, " panjang waktu. Dalam kasus seberkas cahaya, kecepatan selalu 186.282 mil per detik, jadi jika Anda mengubah jarak yang ditempuh oleh berkas cahaya, Anda juga harus mengubah waktu.
Anda harus mengubah waktu.
"Terima kasih!" Einstein menyapa Besso di pagi hari setelah diskusi penting mereka. "Aku sudah benar-benar menyelesaikan masalahnya."
Menurut perhitungan Einstein, waktu itu sendiri tidak konstan, mutlak, bagian abadi dari alam semesta. Sekarang itu adalah variabel yang bergantung pada bagaimana Anda dan apa pun yang Anda amati bergerak dalam hubungannya satu sama lain. “Setiap fisikawan lain berasumsi bahwa ada jam dunia universal yang menjaga waktu, ” kata Schwartz. "Einstein benar-benar menghilangkan gagasan itu." Dari sudut pandang orang di dermaga, waktu yang dibutuhkan cahaya untuk mencapai dek kapal lebih dari satu detik. Itu berarti waktu di atas kapal tampaknya lewat lebih lambat daripada di dermaga. Kebalikannya, Einstein tahu, juga harus benar. Dari sudut pandang pelaut, dermaga akan bergerak, dan oleh karena itu seberkas cahaya yang diturunkan dari tiang tinggi di darat akan tampak baginya bergerak sedikit lebih jauh daripada yang akan Anda lakukan di dermaga. Bagi pelaut, waktu di daratan akan tampak lebih lambat. Dan di sana kita memilikinya: prinsip relativitas baru.
"Sejak saat itu, ruang dengan sendirinya, dan waktu dengan sendirinya, ditakdirkan untuk memudar menjadi bayangan belaka, " kata ahli matematika Jerman Hermann Minkowski pada tahun 1908. Fisikawan lain telah melakukan perhitungan yang menunjukkan perbedaan pengukuran waktu yang sama antara dua pengamat, tetapi mereka selalu menambahkan beberapa versi "tetapi tidak benar-benar." Bagi mereka, perbedaan waktu mungkin dalam matematika, tetapi itu tidak ada di dunia. Namun, Einstein mengatakan tidak ada yang benar-benar ada. Hanya ada apa yang dapat Anda ukur di atas kapal tentang waktu di atas kapal yang bergerak dan apa yang dapat diukur oleh pelaut tentang waktu di atas kapal yang bergerak. Perbedaan antara keduanya adalah dalam matematika, dan matematika adalah dunia. Wawasan Einstein adalah bahwa karena persepsi-persepsi ini adalah semua yang dapat kita ketahui, mereka juga, dalam hal mengambil ukuran alam semesta, yang terpenting.
Museum Nasional Sejarah Amerika Smithsonian, Koleksi Sejarah Fotografi ("Saya tahu bahwa nasib baik memungkinkan saya untuk menemukan beberapa ide bagus setelah bertahun-tahun tenaga kerja demam, " Einstein (di Institute for Advanced Study di Princeton pada tahun 1940) pernah menulis untuk sesama fisikawan.) Ini adalah hal yang cukup memabukkan bagi seorang pegawai berusia 26 tahun yang hanya beberapa minggu sebelumnya telah menyerahkan tesis doktoralnya ke Universitas Zurich. Einstein akan mempertahankan pekerjaannya di kantor paten sampai tahun 1909, tetapi ketidakjelasannya telah berakhir, setidaknya di antara para fisikawan. Dalam setahun setelah menyelesaikan makalah relativitasnya, idenya sedang diperdebatkan oleh beberapa ilmuwan terkemuka di Jerman. Pada tahun 1908, fisikawan Johann Jakob Laub melakukan perjalanan dari Würzburg ke Bern untuk belajar dengan Einstein, berseru bahwa menemukan lelaki hebat yang masih bekerja di kantor paten adalah salah satu "lelucon buruk" sejarah. Namun Einstein tidak mengeluh. Gajinya yang "tampan", ketika ia menulis seorang teman, cukup untuk mendukung seorang istri dan putra berusia 4 tahun, Hans Albert, dan jadwalnya membuatnya "delapan jam bersenang-senang dalam sehari, dan kemudian ada juga hari Minggu. ”Bahkan di pekerjaan, ia menemukan banyak waktu untuk melamun.
Dalam satu lamunan seperti itu, Einstein mengalami apa yang kemudian dia sebut "pemikiran paling beruntung dalam hidupku."
Dia tahu bahwa teori relativitas khusus 1905 hanya berlaku untuk hubungan antara tubuh yang diam dan tubuh yang bergerak dengan kecepatan konstan. Bagaimana dengan benda yang bergerak dengan kecepatan yang berubah? Pada musim gugur 1907, ia melihat sebuah penglihatan di mata pikirannya tidak ubahnya seberkas cahaya yang turun dari sebuah tiang: seorang lelaki jatuh dari atap.
Apa bedanya? Tidak seperti sinar cahaya, yang bergerak dengan kecepatan konstan, manusia yang jatuh akan berakselerasi. Tetapi dalam arti lain, dia juga akan beristirahat. Di seluruh alam semesta, setiap kepingan materi akan mengerahkan pengaruhnya yang luar biasa dapat diprediksi pada manusia, melalui gravitasi. Ini adalah wawasan kunci Einstein — bahwa akselerasi dan gravitasi adalah dua cara untuk menggambarkan gaya yang sama. Seperti halnya seseorang yang berada di atas kapal Galileo akan memiliki hak yang sama untuk berpikir tentang dermaga yang meninggalkan kapal seperti halnya kapal yang meninggalkan dermaga, maka orang yang jatuh bebas dari atap akan memiliki hak yang sama untuk berpikir bahwa dirinya sedang beristirahat sementara bumi meluncur ke arahnya. Dan di sana kita memilikinya: prinsip relativitas lain, yang disebut relativitas umum.
"Einstein selalu menganggap apa yang dianggap semua orang sebagai dua skenario alam yang sama sekali berbeda dan menganggapnya setara, " kata Gerald Holton dari Harvard, seorang sarjana Einstein terkemuka. Ruang dan waktu, energi dan massa, serta percepatan dan gravitasi: seperti yang dikatakan Holton, "Einstein selalu menghadapi pertanyaan, Mengapa harus ada dua fenomena berbeda dengan dua teori berbeda untuk menjelaskannya ketika mereka melihat saya seperti satu fenomena?"
Namun, setelah visinya pada tahun 1907, delapan tahun lagi akan berlalu sebelum Einstein menyusun persamaan untuk mendukungnya. Einstein mengatakan kepada teman-temannya bahwa ketika dia akhirnya menemukan matematika untuk menunjukkan relativitas umum pada tahun 1915, sesuatu meledak di dalam dirinya. Dia bisa merasakan jantungnya berdetak tak menentu, dan jantung berdebar tidak berhenti selama berhari-hari. Dia kemudian menulis kepada seorang teman, “Saya sangat gembira.”
Pada saat itu, Einstein adalah seorang profesor di Universitas Berlin, dan Perang Besar berkecamuk di seluruh Benua. Demi pencapaian Einstein untuk mencapai dunia fisikawan yang lebih luas, ia harus melakukan perjalanan melintasi garis musuh. Einstein membawa tulisannya tentang relativitas umum ke Belanda, dan dari sana seorang teman fisikawan meneruskannya melintasi Laut Utara ke Inggris, di mana mereka akhirnya mencapai Arthur Eddington, mungkin satu-satunya astronom di dunia dengan pengaruh politik dan keunggulan ilmiah yang cukup untuk memobilisasi sumber daya masa perang dan untuk menguji relativitas umum.
Einstein berteori bahwa gerhana matahari menawarkan kesempatan langka untuk mengamati efek gravitasi pada cahaya. Ketika langit siang hari gelap, bintang-bintang akan menjadi terlihat, dan jika memang gravitasi matahari menarik cahaya yang lewat, maka bintang-bintang di dekat tepi matahari akan tampak keluar dari posisi dengan tingkat yang persamaannya diprediksi dengan tepat. Eddington mengumpulkan pasukan ilmiah bangsanya, dan Astronomer Kerajaan Inggris, Sir Frank Dyson, mengajukan petisi kepada pemerintahnya yang kehabisan perang untuk mengirim dua ekspedisi untuk mengamati gerhana total pada 29 Mei 1919 — satu ke Sobral, Brasil, yang lain ke Príncipe, sebuah pulau di lepas pantai barat Afrika.
Pada akhir September, Einstein mendapat telegram yang mengatakan bahwa hasil gerhana sesuai dengan prediksinya. Pada bulan Oktober, ia menerima ucapan selamat dari fisikawan terkemuka di Benua pada pertemuan di Amsterdam. Kemudian dia pulang ke Berlin. Sejauh yang dia tahu, dia mendapatkan haknya.
"REVOLUTION IN SCIENCE, " 7 November Times of London berteriak. "Teori Baru Semesta. Gagasan Newton Digulingkan. ”Pada hari sebelumnya, Dyson membacakan dengan lantang hasil gerhana pada sesi bersama Royal Society dan Royal Astronomical Society yang langka. Presiden Royal Society dan penemu elektron, JJ Thomson, disebut teori Einstein, dalam kutipan yang berpacu di seluruh dunia, "salah satu pernyataan pikiran manusia yang paling penting, jika bukan yang paling penting, "
Hanya pada saat itu, 14 tahun setelah tahun mukjizat Einstein, rentang pencapaian Einstein mulai menjadi pengetahuan umum. Karena masyarakat belajar tentang relativitas khusus dan relativitas umum pada saat yang sama, kata Weart, kultus Einstein bergabung dengan cepat. "Dan kemudian muncul teori kuantum, dan orang-orang kembali dan berkata, 'Oh, ya, Einstein juga melakukan itu.' ”
Jumlah artikel yang akurat tentang Einstein di seluruh dunia pada tahun 1919 — tahun pertama ketenaran itu — mungkin mustahil; sebuah kontes esai yang disponsori oleh Scientific American untuk penjelasan relativitas terbaik dalam istilah orang awam menarik entri dari lebih dari 20 negara. "Saya telah dibanjiri begitu banyak pertanyaan, undangan, tantangan, " tulis Einstein dalam sebuah surat selama periode ini, "sehingga saya bermimpi bahwa saya terbakar di Neraka dan bahwa tukang pos itu adalah Iblis yang selamanya mengaum pada saya, melemparkan setumpuk surat baru di kepala saya karena saya belum menjawab yang lama. "
Dan semua selebritas ini, astronom Inggris WJS Lockyer berkomentar, adalah untuk penemuan yang “tidak secara pribadi menyangkut manusia biasa; hanya para astronom yang terpengaruh. ”Kedalaman respons itu mungkin hanya disebabkan oleh momen sejarah — setelah Perang Besar. ”Inilah sesuatu yang menangkap imajinasi, ” tulis Leopold Infeld, seorang fisikawan Polandia dan kolaborator masa depan Einstein: “mata manusia yang melihat dari bumi yang tertutup kuburan dan darah ke surga yang tertutupi bintang-bintang.”
Bagi banyak orang, Einstein menjadi simbol pemulihan hubungan pascaperang dan kembali ke alasan. Sebagaimana Eddington menulis kepadanya kurang dari sebulan setelah pengumuman gerhana, "Untuk hubungan ilmiah antara Inggris dan Jerman ini adalah hal terbaik yang bisa terjadi." Bahkan hari ini, penafsiran itu terus bergema. "Selama perang ketika banyak umat manusia mengabdikan dirinya pada kehancuran yang tidak masuk akal, " kata Holton, Einstein "mengungkapkan garis besar konstruksi besar alam semesta. Itu harus dianggap sebagai salah satu tindakan paling bermoral saat itu. "
Tetapi beberapa kritik relativitas berpendapat bahwa Einstein hanyalah satu lagi anarkis yang memicu pembakaran pemakaman peradaban. Seorang profesor mekanika selestial di Universitas Columbia khawatir di New York Times pada bulan November 1919 bahwa dorongan untuk "membuang teori-teori yang telah diuji dengan baik yang telah membangun seluruh struktur pengembangan ilmiah dan mekanis modern" adalah bagian dari " perang, pemogokan, pemberontakan Bolshevist. "
Kecenderungan politik Einstein semakin mempersulit respons orang terhadap karyanya. Avisceral, anti-otoriter seumur hidup, ia telah meninggalkan kewarganegaraan Jerman pada usia 16 tahun daripada tunduk pada wajib militer. Sekarang, di Republik Weimar yang baru lahir, Einstein, seorang Yahudi, menemukan dirinya digambarkan sebagai penjahat oleh swastika-olahraga nasionalis Jerman dan sebagai pahlawan oleh internasionalis. "Dunia ini adalah rumah gila yang penasaran, " Einstein menulis seorang teman. “Saat ini setiap kusir dan pelayan selalu berdebat tentang apakah teori relativitas itu benar. Keyakinan Aperson tentang hal ini tergantung pada partai politik tempat dia menjadi anggotanya. ”“ Argumen ”segera turun menjadi ancaman kematian, dan Einstein melarikan diri sebentar dari Jerman untuk melakukan tur keliling Jepang. Setelah Hitler naik ke tampuk kekuasaan pada tahun 1933, Einstein meninggalkan Jerman untuk selamanya. Dia menerima janji temu ke Institute for Advanced Study di Princeton, di mana dia tinggal di sebuah rumah sederhana di Mercer Street hingga kematiannya akibat pecahnya aneurisma perut pada usia 76 pada April 1955.
Sepanjang tahun-tahun publiknya, Einstein mewujudkan kontradiksi. Sebagai seorang pasifis, dia akan menganjurkan pembangunan bom atom. Dia berdebat untuk sebuah dunia tanpa batas, dan berkampanye untuk pendirian negara Israel — sedemikian rupa sehingga pada tahun 1952 dia diundang untuk menjadi presidennya. Dia jenius, mengotak-atik tanpa sadar di sekitar rumahnya di Princeton, dan dia joker, menjulurkan lidahnya untuk seorang fotografer. Tapi bukan hanya kontradiksi yang membedakannya. Itu skala mereka. Mereka semua lebih besar dari kehidupan, dan oleh karena itu, pemikiran itu pergi, pasti dia juga.
Tapi dia tidak, karena dia tahu. Pernikahan pertamanya berakhir dengan perceraian, sedetik, dengan sepupu, dalam kematiannya, hampir dua dekade sebelum pernikahannya. Dia menjadi ayah dari satu anak perempuan tidak sah, yang dianggap telah menyerah untuk diadopsi dan hilang dari sejarah, dan dua putra, Hans Albert dan Eduard. Salah satunya, Eduard, menderita skizofrenia. Hans Albert mengajar teknik di UC Berkeley. Namun entah bagaimana Einstein père menjadi mitos di kalangan pria.
Itu adalah takdir yang dibenci Einstein. “Saya merasa, ” ia menulis kepada seorang teman pada tahun 1920, “seperti gambar berhuruf besar” —seolah-olah ada sesuatu yang menghujat dalam cara para penyembah berhala itu mulai membuatnya. Dan mungkin ada. Setelah Nazi dikalahkan, Einstein tidak akan menjadi segalanya bagi semua orang, tetapi satu hal bagi semua orang: seorang suci.
Selama perjalanan pertamanya ke Amerika Serikat (dalam perjalanan dengan istri kedua Elsa Einstein pada tahun 1921), Einstein mencampur kuliah fisika dengan penggalangan dana atas nama Universitas Ibrani di Yerusalem. (Perpustakaan Kongres, milik Institut Fisika Amerika, Emillio Segre Visual Archives) Lingkaran rambut putih membantu. Pada tahun 1919, ketika dunia pertama kali berkenalan dengan Einstein, wajahnya yang berusia 40 tahun, sedikit sombong hanya mengisyaratkan karikatur yang akan datang. Tetapi pada waktunya rambutnya terbang, seperti pikiran yang tidak ditambatkan, sementara kantong-kantong di bawah matanya semakin dalam, seolah-olah dari beban terlihat terlalu keras dan terlalu banyak melihat. Dan untuk mata-mata itu — yah, ketika Steven Spielberg mendesain karakter judul ET the Extra-Terrestrial, dan ia menginginkan duta besar aliennya yang memiliki niat baik memiliki mata yang lembab seperti orang tua bijak yang masih berkelap-kelip dengan keajaiban kekanak-kanakan, ia tahu siapa yang harus digunakan.
Jauh sebelum publik membeatifikasi Einstein, rekan fisikawannya mulai mempertanyakan ketidaksempurnaannya. Ketika ahli matematika Rusia Aleksandr Friedmann pada tahun 1922 mencatat bahwa, menurut perhitungannya menggunakan persamaan Einstein, alam semesta dapat mengembang atau berkontraksi, Einstein menulis bantahan singkat yang mengatakan matematika Friedmann salah. Ayear kemudian Einstein mengakui bahwa kesalahan itu sebenarnya adalah kesalahannya, namun ia tetap tidak menyesal. Hanya setelah penemuan astronom Amerika Edwin Hubble tahun 1929 bahwa galaksi-galaksi lain menyusut dari galaksi kita sendiri — bahwa alam semesta memang mengembang — Einstein mengalah. Dia telah melakukan "kesalahan terbesarnya, " desahnya.
Keras kepala juga akan mendominasi sikapnya terhadap mekanika kuantum, meskipun bidang itu sebagian merupakan hasil dari kertas Einstein tahun 1905 tentang foton. Einstein sering dan terkenal menentang prinsip sentral teori kuantum — bahwa dunia subatomik beroperasi berdasarkan probabilitas statistik alih-alih kepastian sebab-akibat. "Tuhan tidak bermain dadu dengan alam semesta, " ia sering menyatakan, dan dengan meningkatnya kegelisahan rekan-rekan, ia menghabiskan tiga dekade terakhir hidupnya berusaha - tanpa keberhasilan - untuk menemukan teori besar yang disatukan yang akan menghilangkan ketidakpastian seperti itu.
"Einstein berpikiran tunggal, dan Anda dapat melihat hal baik dan buruk dalam hal itu, " kata Michael S. Turner, seorang kosmolog di University of Chicago dan direktur ilmu matematika dan fisika di National Science Foundation. “Dia berpikiran tunggal dalam merekonsiliasi relativitas umum dengan teori gravitasi Newton, dan dia melakukan home run. Tetapi dia juga berpikiran tunggal untuk menemukan teori medan yang seragam, dan sejak 1920, karirnya hanya manusia biasa. ”Selama beberapa dekade, eksperimen telah berulang kali mendukung interpretasi relativistik dan kuantum dari kosmos. “Ruang fleksibel, ” kata Turner. "Time warps. Dan Tuhan memainkan dadu. "
Dalam setengah abad sejak kematiannya, para astronom telah memvalidasi mungkin prediksi paling revolusioner yang tertanam dalam persamaan Einstein — teori big bang penciptaan alam semesta, sebuah kesimpulan yang tampaknya tak terhindarkan jika seseorang “menjalankan film” dari alam semesta Hubble yang mengembang ke belakang. Dan ada konsekuensi mengejutkan lainnya dari teori relativitas, seperti lubang hitam, yang dapat diciptakan oleh bintang-bintang yang runtuh dengan massa yang begitu besar sehingga gaya gravitasi mereka menelan segala sesuatu di sekitarnya, termasuk cahaya. Seperti kata Weart, mengutip pepatah di kalangan fisikawan, "Teori relativitas umum baru saja turun dalam 50 tahun ke depan."
Para ilmuwan masih mengajukan pertanyaan yang memungkinkan Einstein: Apa yang mendorong big bang? Apa yang terjadi pada ruang, waktu, dan materi di tepi lubang hitam? Energi misterius apa yang menyebabkan percepatan ekspansi alam semesta? "Ini benar-benar zaman keemasan bagi teori Einstein, terpisah dari abad keseratus, " kata Clifford M. Will, seorang ahli fisika di Washington University of St. Louis dan penulis Was Einstein Right?
Sementara itu, Einstein tidak pernah tahu apa yang menimpanya. "Saya tidak pernah mengerti mengapa teori relativitas dengan konsep dan masalah yang sejauh ini dihilangkan dari kehidupan praktis harus begitu lama bertemu dengan resonansi yang hidup, atau memang bergairah, di kalangan masyarakat luas, " tulisnya pada 1942, di usia 63. “Apa yang bisa menghasilkan efek psikologis yang hebat dan gigih ini? Saya belum pernah mendengar jawaban yang benar-benar meyakinkan untuk pertanyaan ini. "
Namun ketika Einstein menghadiri premier Hollywood City Lights pada tahun 1931, bintang dan sutradara film itu, Charlie Chaplin, menawarkan kepadanya penjelasan: "Mereka menghibur saya karena mereka semua mengerti saya, dan mereka menghibur Anda karena tidak ada yang mengerti Anda." Mungkin Einstein mencapai sifat keabadiannya yang aneh bukan karena ketidaktertarikannya tetapi karena itu. Ilmuwan sosial Bernard H. Gustin telah menyarankan bahwa Einstein mengambil status seperti dewa karena ia "dianggap melakukan kontak dengan apa yang penting di alam semesta." Holton baru-baru ini menguraikan komentar ini: "Saya percaya inilah tepatnya mengapa begitu banyak yang tahu sedikit tentang tulisan ilmiah Einstein berbondong-bondong untuk melihat sekilas tentang dia, dan sampai hari ini entah bagaimana merasa terangkat dengan merenungkan citra ikoniknya. "
Lingkaran itu telah membantu mempertahankan mitos, membuat Einstein tetap hadir di sampul majalah dan halaman depan surat kabar, pada poster dan kartu pos, cangkir kopi, topi baseball, T-shirt, magnet kulkas dan, berdasarkan pencarian Google, 23.600 situs internet. Tapi apa yang kita rayakan tahun ini lebih dari sekadar mitos. Dalam menciptakan kembali relativitas, Einstein juga menemukan kembali tidak kurang dari cara kita melihat alam semesta. Selama ribuan tahun, para astronom dan matematikawan telah mempelajari gerakan benda di langit malam, kemudian mencari persamaan yang cocok dengan mereka. Einstein melakukan yang sebaliknya. Dia mulai dengan renungan dan goresan kosong di atas kertas dan akhirnya menunjuk pada fenomena yang sebelumnya tak terbayangkan dan masih tak terduga. "Teori relativitas umum adalah gagasan seseorang tentang seperti apa jagat raya ini, " kata cendekiawan Einstein Arthur I. Miller dari UniversityCollege, London. "Dan ternyata itulah yang terjadi." Warisan Einstein inilah yang memperingati Tahun Fisika Dunia, kontribusi abadi ini untuk era modern: kemenangan pikiran atas materi.
KATA TERAKHIR PADA ENERGI
Ini mungkin persamaan paling terkenal di dunia, tapi apa sebenarnya arti E = mc2?
Tak lama setelah menyelesaikan makalahnya tentang relativitas khusus, pada tahun 1905, Einstein menyadari persamaannya diterapkan lebih dari ruang dan waktu. Dari sudut pandang seorang pengamat yang berdiri relatif terhadap benda yang bergerak sangat cepat — mendekati kecepatan cahaya — objek itu akan tampak seperti mendapatkan massa. Dan semakin besar kecepatannya — dengan kata lain semakin banyak energi yang dihabiskan untuk membuatnya bergerak — semakin besar massa yang terlihat. Secara khusus, ukuran energinya akan sama dengan ukuran massanya dikalikan dengan kecepatan kuadrat cahaya.
Persamaan itu tidak membantu para ilmuwan merancang bom atom, tetapi itu menjelaskan mengapa menghancurkan atom dapat melepaskan kekuatan awan dari jamur. Kecepatan cahaya, atau c, adalah angka besar: 186.282 mil per detik. Lipat gandakan dengan sendirinya, dan hasilnya adalah, yah, angka yang sangat besar: 34.700.983.524. Sekarang gandakan jumlah itu dengan jumlah massa yang luar biasa, seperti yang mungkin ditemukan dalam inti atom, dan hasilnya masih merupakan jumlah yang luar biasa luar biasa. Dan angka itu adalah E, energi.
Didorong oleh dua fisikawan nuklir, Einstein menulis kepada Presiden Franklin D. Roosevelt pada tanggal 2 Agustus 1939, bahwa "bom yang sangat kuat" dari jenis baru sekarang "dapat dibayangkan." Para sejarawan cenderung berpikir bahwa surat itu memainkan "peran anak perusahaan" di keputusan kekuatan Sekutu untuk mengejar opsi nuklir, kata sejarawan fisika Spencer Weart. Tetapi fakta bahwa Einstein dan, secara tidak langsung, persamaannya memainkan peran apa pun yang selamanya menghubungkan seorang pasifis dan utopia seumur hidup dengan kemampuan manusia untuk menghancurkan dirinya sendiri.
Einstein kemudian menyadari bahwa penilaiannya bahwa para ilmuwan Jerman akan mampu membangun bom atom — pendapat yang mendorongnya untuk menulis ke FDR — keliru. "Jika aku tahu bahwa ketakutan ini tidak berdasar, " tulisnya kepada seorang teman di akhir hidupnya, "Aku tidak akan mengambil bagian dalam membuka kotak Pandora itu." Tapi membukanya sekarang, jangan pernah menutup, seperti yang diakui Einstein sendiri. elips, hampir secara puitis, kembali pada Agustus 1945, ketika ia pertama kali mendengar berita tentang Hiroshima. "Oh, Weh" —menggunakan kata Jerman untuk rasa sakit. "Dan itu itu."
TAMPILAN GRAVITASI BARU
Visi Einstein tentang seorang pria yang jatuh dari atap menandai awal dari sebuah perjuangan besar
Suatu kali ketika Einstein sedang mengerjakan persamaan untuk relativitas umum, yang akan membutuhkannya delapan tahun untuk menyelesaikannya, dia pergi mendaki gunung dengan ahli kimia Prancis-Polandia, Marie Curie. Tampaknya tidak menyadari celah-celah serta kesulitannya dalam memahami bahasa Jerman-nya, Einstein menghabiskan banyak waktu berbicara tentang gravitasi. "Kamu mengerti, " kata Einstein padanya, tiba-tiba mencengkeram lengannya, "apa yang perlu aku ketahui adalah persis apa yang terjadi di lift ketika jatuh ke kehampaan."
Dalam imajinasi Einstein, pria yang berada di tengah-tengah antara atap dan bumi sekarang berada di dalam lift. Dalam keadaan tertentu, penumpang tidak akan tahu apakah ia mengalami gravitasi atau akselerasi ke atas. Jika lift berdiri di permukaan bumi, pria itu akan merasakan gaya gravitasi di sana, yang menyebabkan benda yang jatuh berakselerasi dengan kecepatan 32 kaki per detik kuadrat. Tetapi jika lift berakselerasi melalui ruang dalam pada kecepatan yang sama, dia akan mengalami gaya turun yang sama persis.
Einstein membayangkan seberkas cahaya menembus lift. Jika lift naik relatif terhadap sumber cahaya, balok akan masuk pada ketinggian tertentu di satu sisi lift dan tampak melengkung dalam perjalanan ke ketinggian yang lebih rendah di dinding yang berlawanan. Einstein kemudian membayangkan bahwa lift itu diam di permukaan bumi. Karena dia mendalilkan bahwa kedua keadaan itu sama, Einstein menyimpulkan bahwa efek yang sama harus berlaku untuk keduanya. Dengan kata lain, gravitasi harus membelokkan cahaya.
Dia tidak akan memiliki matematika untuk mendukung ide ini sampai 1915, dan dia tidak akan memiliki bukti sampai ekspedisi gerhana 1919. Tetapi pada saat itu dia begitu yakin dengan perhitungannya sehingga ketika seorang siswa bertanya apa yang akan dia lakukan jika dia mendengar pengamatan gerhana tidak memvalidasi matematika, Einstein mengatakan kepadanya, "Kalau begitu aku akan menyesal untuk Tuhan yang terkasih. Teorinya benar. "
