Pidato Penting dan Bersejarah Albert Einstein di Jepang (Bagian 1)

Naviri Magazine - Semua orang tahu formula Einstein, E = m c2, atau paradoks si kembar yang mendapati saudara kembarnya sudah jauh lebih tua setelah melakukan perjalanan dengan kecepatan mendekati kecepatan cahaya. Namun, tidak semua orang tahu kalau "keajaiban" tersebut hanyalah bagian kecil dari teori relativitas Einstein, serta bagaimana sebenarnya Einstein mendapatkan teori relativitas tersebut.

Pada 14 Desember 1922, Albert Einstein menyampaikan kuliah umum di depan mahasiswa Kyoto Imperial University, tentang ide-ide yang melatarbelakangi lahirnya teori relativitas khusus dan umum. Kuliah ini merupakan bagian dari lawatan Einstein ke Jepang selama 43 hari, di penghujung tahun 1922, bersama istrinya, Elsa.

Lawatan ini cukup unik, karena inilah satu-satunya lawatan Eistein ke Asia. Selama kunjungan tersebut, Einstein memiliki jadwal yang sangat ketat, ia harus memberikan kuliah untuk para profesional (fisikawan) serta publik umum.

Tahun berikutnya, catatan kuliah ini diterbitkan oleh sebuah majalah bulanan Jepang, bernama Kaizo. Prof. Masahiro Morikawa, dari Ochanomizu University, menerjemahkan artikel tersebut ke dalam bahasa Inggris dalam buletin Asosiasi Himpunan Fisikawan Asia Pasifik, yang terbit bulan April.

Satu hal penting yang dapat kita pelajari dari kuliah itu adalah fakta bahwa sebagai manusia biasa, Einstein pernah hampir putus asa karena sulitnya problem relativitas. Namun, kombinasi antara ketekunan, kerja keras, kejeniusan, hubungan baik dengan sesama ilmuwan, serta keberuntungan yang ia miliki, merupakan faktor yang akhirnya menentukan keberhasilan Einstein melahirkan kedua teori relativitas tersebut.

Berikut adalah terjemahan pidato Einstein tersebut.

“Bukanlah suatu hal yang mudah untuk menceritakan secara lengkap bagaimana saya mendapatkan teori relativitas. Hal ini disebabkan oleh adanya beragam kompleksitas yang secara tidak langsung memotivasi pemikiran manusia. Saya pun tidak ingin menyampaikan secara rinci perkembangan pemikiran saya berdasarkan makalah-makalah ilmiah, namun saya akan secara sederhana menyampaikan pada Anda, esensi perkembangan pemikiran tersebut.

“Pertama kali saya mendapatkan ide untuk membangun teori relativitas sekitar 17 tahun lalu (1905). Saya tidak dapat mengatakan secara pasti dari mana ide semacam ini muncul, namun saya yakin ide ini berasal dari masalah optik pada benda-benda yang bergerak. 

“Cahaya merambat dalam lautan ether, dan bumi bergerak dalam ether yang sama. Oleh karena itu, gerakan ether haruslah dapat diamati dari bumi. Namun saya tidak pernah menemukan satu bukti pengamatan aliran ether tersebut di dalam literatur fisika. Saya sangat terdorong untuk membuktikan aliran ether relatif terhadap bumi, dengan kata lain gerakan bumi di dalam ether. 

“Pada saat itu, saya sama sekali tidak meragukan eksistensi ether serta gerakkan ether tersebut. Sebenarnya, saya mengharapkan kemungkinan pengamatan pada perbedaan antara kecepatan cahaya yang bergerak searah dengan gerakan bumi dan cahaya yang bergerak berlawanan (dengan bantuan pantulan cermin). 

“Ide saya dapat direalisasikan dengan menggunakan sepasang termokopel untuk mengukur perbedaan panas atau energi mereka. Ide ini mirip eksperimen interferensi Albert Michelson, namun saat itu saya tidak begitu familiar dengan eksperimen Michelson. 

“Saya berkenalan dengan hasil-nihil (null-result) eksperimen Michelson, saat saya masih mahasiswa, dan sejak saat itu sangat terobsesi dengan ide saya. Secara intuisi, saya merasakan bahwa jika kita menerima hasil-nihil tersebut, maka ia akan mengantarkan kita pada satu kesimpulan bahwa pandangan kita tentang bumi yang bergerak di dalam ether adalah salah. 

“Ini adalah langkah pertama yang menarik saya ke arah teori relativitas khusus. Sejak saat itu, saya mulai yakin bahwa jika bumi bergerak mengelilingi matahari, maka gerakannya tidak pernah dapat dideteksi dengan eksperimen yang menggunakan cahaya.

“Pada tahun 1895, saya membaca makalah Hendrik Lorentz, yang mengklaim bahwa ia dapat memecahkan problem elektrodinamika seutuhnya melalui pendekatan pertama, yaitu suatu pendekatan di mana pangkat dua atau lebih dari rasio antara kecepatan benda dan kecepatan cahaya diabaikan. 

“Setelah itu saya mencoba mengembangkan argumen Lorentz pada hasil eksperimen Armand Fizeau, dengan mengasumsikan bahwa persamaan gerak elektron, sebagaimana telah dibuktikan Lorentz, berlaku dalam sistem koordinat, baik yang mengacu pada benda bergerak maupun pada vakum. 

“Saya yakin, dengan keabsahan elektrodinamika yang disusun oleh Maxwell dan Lorentz, dan saya sangat yakin bahwa mereka dengan tepat menjelaskan fenomena alam yang sebenarnya. Lebih-lebih pada fakta bahwa persamaan yang sama berlaku dalam sistem koordinat bergerak serta sistem vakum, jelas memperlihatkan sifat invarian (tidak berubah) cahaya. 

“Walau demikian, kesimpulan ini bertentangan dengan hukum komposisi kecepatan yang dianut saat itu. Mengapa kedua hukum dasar ini bertentangan satu sama lain? Masalah besar ini membuat saya berpikir keras. Saya harus menghabiskan setahun penuh dengan sia-sia dalam mengeksplorasi kesempatan memodifikasi teori Lorentz. Masalah ini terlihat terlalu berat untuk saya!

“Suatu hari, sebuah percakapan dengan teman di Bern membantu saya memecahkan masalah besar ini. Saya mengunjunginya pada hari yang cerah dan bertanya padanya: ‘Saat ini saya sedang dihadapkan pada masalah besar yang saya kira tidak pernah dapat diselesaikan. Sekarang saya ingin membagi masalah ini denganmu.’ 

“Saya menghabiskan waktu dengan pelbagai diskusi dengannya. Tiba-tiba saya mendapatkan ide yang sangat penting. Esoknya, saya katakan kepadanya, ‘Terima kasih banyak. Saya telah memecahkan seluruh masalah saya.’

“Ide utama saya untuk pemecahan masalah ini berkenaan dengan konsep waktu. Waktu tidak boleh didefinisikan apriori sebagai suatu realitas absolut. Waktu haruslah bergantung pada kecepatan sinyal. Masalah besar ini dapat diselesaikan dengan konsep baru tentang waktu.

Baca lanjutannya: Pidato Penting dan Bersejarah Albert Einstein di Jepang (Bagian 2)