“Peristiwa yang berlaku serentak di dalam tren, tidak berlaku secara serentak di luar tren.” (Peristiwa yang berlaku serentak dalam bingkai rujukan yang menempatkannya tidak akan berlaku secara serentak dalam bingkai rujukan yang lain)
Bagaimana jika terdapat dua peristiwa yang berlaku serentak di luar tren? Bagaimanakah tabii dua peristiwa tersebut jika dilihat oleh pemerhati di dalam tren? Persoalan ini perlu diambil kira dalam memahami relativiti khas. Ini kerana ia menjelaskan simetri (English-symmetry) atau keserentakan (English-simultaneity) teori ini dalam dua bingkai rujukan yang berbeza.
Perhatikan rajah di bawah:
Klik untuk imej lebih besarRajah di atas telah dibincangkan dalam bahagian 3 sebelum ini.
Untuk menggambarkan dua buah peristiwa yang berlaku serentak pada pemerhati di luar tren, maka cahaya dalam gambarajah di atas mesti sampai ke A dan B pada masa yang sama.
Namun berdasarkan analisis terperinci dalam bahagian 3 sebelum ini, ia adalah MUSTAHIL dapat dilakukan.
Sebagai contoh, kita ambil alur cahaya OA. Adalah mustahil alur cahaya OA melalui jarak (c+V) meter dalam masa sesaat dan kemudian memberikan halajunya c meter/saat seperti yang dikehendaki postulat Einstein, dan adalah mustahil juga alur cahaya OB melalui jarak (c-V) meter dalam masa sesaat dan kemudian memberikan halajunya c meter/saat, juga seperti yang dikehendaki postulat Einstein.
Oleh itu, bagi memudahkan analisis, kita menganggap bahawa keadaan di atas benar dan menuliskan dua buah persamaan di bawah:
-Alur cahaya OA dan OB akan sampai ke A dan B pada masa yang sama (ambil 1 saat). Oleh itu:
Halaju alur cahaya OA : c meter/saat = c+V meter / 1 saat
Halaju alur cahaya OB : c meter/saat = c-V meter / 1 saat
Kedua-dua persamaan matematik di atas adalah tidak wajar (sebagaimana yang telah diterangkan tadi). Ini kerana sepatutnya c+V / 1 =c+V dan c-V / 1 = c-V sepertimana jika kita menurut peraturan biasa algebra. Namun oleh sebab postulat Einstein telah menyatakan bahawa halaju cahaya mesti kekal sebagai c meter/saat dalam mana-mana bingkai rujukan, maka kedua-dua persamaan di atas mesti bersamaan dengan c meter/saat.
Bagi menjadikan kedua-dua ungkapan di atas wajar, maka penulis akan memperkenalkan satu lagi prinsip mudah dalam matematik.
Penjelasan secara matematik
Diberi (A+B) /1 = C.
Kita jadikan A sebagai pemalar dan ambil A = 5. Maka
5+B /1 = C
Jika kita beransur-ansur mengambil nilai B mendekati 0, C beransur-ansur mendekati 5 ; yakni C beransur-ansur mendekati A dan nilai B boleh diabaikan.
Jadual 1
Jika kita beransur-ansur mengambil nilai B mendekati ketidakterhinggaan, C beransur-ansur mendekati nilai B dan nilai A=5 pula boleh diabaikan.
Jadual 2
Semakin dekat B dengan ketidakterhinggaan (English-infinity) semakin dekat C dengan nilai B dan semakin terabai nilai A.
Begitu juga, semakin kecil nilai B (semakin dekat dengan sifar) semakin dekatlah C dengan nilai A.
Analisis matematik ini boleh digunakan bagi memahami persamaan di bawah yang telah ditunjukkan kepada pembaca sebelum ini:
Halaju alur cahaya OA : c meter/saat = c+V meter / 1 saat…………(1)
Halaju alur cahaya OB : c meter/saat = c-V meter / 1 saat………….(2)
Jika c didekatkan kepada ketidakterhinggaan:
Jika kita dekatkan nilai c dalam jarak OA (yakni (c+V) meter) kepada ketidakterhinggaan dan kekalkan nilai V kepada suatu nilai malar, nilai halaju cahaya OA akan mendekati nilai c meter/saat. Maka persamaan (1) boleh diwajarkan HANYA apabila jarak OA = c+V meter, di mana V adalah suatu nilai tetap dan c adalah ketidakterhinggaan.
Ini membuktikan bahawa dua peristiwa yang berlaku serentak dalam bingkai rujukan lain dari bingkai rujukan yang menempatkan mereka (tren), mesti berlaku dalam dua tempat yang berbeza dalam bingkai rujukan yang menempatkan mereka, di mana dua tempat ini dipisahkan oleh jarak yang sangat jauh (iaitu (c+V) meter = ketidakterhinggaan). Jika dalam 1 saat (menurut analisis di atas) cahaya hanya mampu bergerak sejauh 3x10^8 meter, maka adalah mustahil untuk cahaya melangkaui jarak c+V tersebut dalam 1 saat. Tambahan pula, halaju cahaya adalah halaju tertinggi dalam alam semesta dan tidak ada jasad lain yang mampu bergerak selaju itu dan membolehkan peristiwa tersebut berlaku. Oleh itu, kes di atas tidak sepatutnya berlaku, dan kewujudan bingkai rujukan tersebut adalah tidak relevan.
Analisis yang sama pada persamaan (2) juga membuktikan pernyataan di atas.
Jika V didekatkan kepada sifar:
Jika kita dekatkan nilai V dalam jarak OA (yakni (c+V) meter) kepada sifar dan kekalkan nilai c kepada suatu nilai malar, nilai halaju cahaya OA akan mendekati nilai c meter/saat. Maka persamaan (1) boleh diwajarkan HANYA apabila jarak OA = c+V meter, di mana V adalah sifar dan c adalah suatu nilai tetap.
Ini membuktikan bahawa dua peristiwa yang berlaku serentak dalam bingkai rujukan lain dari bingkai rujukan yang menempatkan mereka (tren) mesti berlaku hanya apabila V = 0. Seperti yang diketahui, jarak V meter muncul daripada halaju relatif antara dua bingkai rujukan tersebut, iaitu V meter/saat. (rujuk kembali rajah). Jadi, apabila V= 0, ini bermakna halaju relatif antara dua bingkai rujukan yang terlibat adalah sifar. Maka mereka akan saling pegun dan tidak bergerak. Oleh itu, sudah pasti kedua-dua pemerhati di luar dan di dalam tren sama-sama pegun dan mereka sedang berada dalam SATU BINGKAI RUJUKAN YANG SAMA.
Ini bermakna kita dapat menyimpulkan bahawa dua peristiwa yang berlaku serentak dalam bingkai rujukan lain yang tidak menempatkan dua peristiwa tersebut, hanya boleh berlaku jika bingkai rujukan pemerhati sama dengan bingkai rujukan peristiwa tersebut, yakni pemerhati dan peristiwa adalah dalam satu bingkai rujukan yang sama.
Kita dapat membina korolari** (English-corollary) daripada kesimpulan yang sama:
“ Jika terdapat dua peristiwa berlaku serentak dalam suatu bingkai rujukan, tidak akan wujud bingkai rujukan lain yang mana kedua-dua peristiwa tersebut juga berlaku serentak”
Korolari di atas bertentangan dengan kesimpulan sebelumnya yang menyatakan bahawa wujud bingkai rujukan sedemikian. Namun seperti yang juga telah dinyatakan bersama kesimpulan tersebut, syarat yang mesti dipenuhi oleh kedua-dua peristiwa tersebut ialah ia mesti dipisahkan oleh suatu jarak yang amat jauh. Katakan dalam satu saat cahaya hanya mampu bergerak sejauh 3x10^8 meter sedangkan jarak tersebut (c+V) meter adalah ketidakterhinggaan, maka secara logiknya cahaya tidak mampu melangkaui jarak tersebut. Jika cahaya tidak mampu melangkaui jarak tersebut, maka sudah pasti peristiwa yang dikatakan tidak wujud. Jika demikian maka bingkai rujukan yang terlibat juga tidak wujud dan korolari di atas terbukti benar.
Teori terkumpul
Setakat ini penulis telah menerangkan tiga fenomena utama kesan daripada postulat relativiti mengenai halaju cahaya, iaitu :
“Halaju cahaya dalam ruang kosong (hampagas) adalah pemalar mutlak dalam alam dan bebas daripada gerakan jasad yang memancarkannya.”
- Albert Einstein (1879-1955)
Tiga fenomena terkumpul ialah:
“Peristiwa yang berlaku serentak menurut pemerhati di dalam suatu bingkai rujukan tidak berlaku secara serentak menurut pemerhati di luar bingkai rujukan tersebut atau pemerhati di dalam bingkai rujukan yang lain.”
“Dua peristiwa yang berlaku serentak menurut pemerhati di dalam suatu bingkai rujukan yang lain yang tidak menempatkan kedua-dua peristiwa tersebut, mesti berlaku dalam dua tempat yang berbeza dalam bingkai rujukan yang menempatinya, di mana dua tempat ini dipisahkan oleh jarak yang sangat jauh iaitu ketidakterhinggaan.”
“Jika terdapat dua peristiwa yang berlaku serentak menurut pemerhati di dalam suatu bingkai rujukan, maka tidak akan wujud DALAM ALAM INI (iaitu alam yang patuh kepada hukum bahawa cahaya bergerak dengan kelajuan tertinggi) bingkai rujukan lain yang mana kedua-dua peristiwa tersebut juga berlaku serentak”
Semua ini lahir dari postulat relativiti di permulaan bahagian ini. Jika postulat tersebut diubah, maka tiga fenomena di atas juga akan berubah. Ini kerana postulat adalah asas kepada pembinaan teori-teori.
Postulat ditemui secara empirikal** (English- empirical) oleh para saintis. Sebagaimana Archimedes menemui kewujudan daya tujah bendalir, Einstein menemui postulat tersebut secara pemerhatian terhadap alam sekelilingnya sejak ketika beliau berumur sekitar 16 tahun lagi.
Bersambung pada bahagian seterusnya.
**korolari – kesimpulan pantas dari teori yang telah dibentuk.
**empirikal - secara pemerhatian.
No comments:
Post a Comment
Kini, Anon dan Anonimah pun boleh mengomen...