Postulat pertama:
“Hukum alam adalah sama dalam semua bingkai rujukan (English-frame of reference)”
Postulat kedua:
“Halaju cahaya dalam ruang kosong (hampagas) adalah pemalar mutlak dalam alam ini dan bebas daripada gerakan jasad yang memancarkannya, serta gerakan bingkai rujukan pemerhati.”
Dalam bahagian-bahagian sebelum ini penulis telah menerangkan postulat kedua dalam berbagai-bagai contoh.
Untuk bahagian ini penulis hanya ingin memfokuskan perbincangan mengenai postulat pertama sahaja.
Postulat pertama dan simetri dalam relativiti khas
Secara mudahnya, postulat pertama menerangkan bahawa semua bingkai rujukan dalam alam ini adalah sama dan mengandungi hukum-hukum fizik yang sama.
Ia turut menerangkan bahawa semua bingkai rujukan SALING BERGERAK secara relatif antara satu sama lain dan TIDAK ADA bingkai rujukan yang PEGUN SECARA MUTLAK. Ini kerana jika semua bingkai rujukan sama, maka semuanya mesti bergerak kerana tidak ada satupun yang unik (pegun).
Sebagai contoh, jika bingkai rujukan A bergerak menjauhi bingkai rujukan B dengan halaju V, secara relatifnya bingkai rujukan B juga bergerak meninggalkan A dengan halaju V. Maka tidak ada bingkai rujukan yang benar-benar pegun dalam alam ini.
Jika kita berada di atas bumi dan melihat sebuah tren meninggalkan kita dengan halaju V, maka secara relatifnya kita dan bumi juga bergerak meninggalkan tren dengan halaju V.
Oleh itu, dengan mengaitkan pernyataan-pernyataan di atas kepada perbincangan-perbincangan sebelum ini, maka:
“Sekiranya fenomena pengembangan masa dan pengecutan panjang boleh berlaku pada pemerhati di luar tren (seperti yang diterangkan dalam bahagian 5), maka fenomena-fenomena tersebut juga boleh berlaku pada pemerhati di dalam tren.”
Ini kerana fenomena-fenomena tersebut adalah dari hukum fizik. Jika ia boleh berlaku dalam suatu bingkai rujukan, bagaimana pula ia tidak boleh berlaku dalam suatu bingkai rujukan yang lain?
Bagaimanakah caranya fenomena-fenomena tersebut boleh berlaku dalam bingkai rujukan yang lain?
Untuk mengetahui bagaimana fenomena tersebut berlaku, kita perlu menyiasat kewujudan pemboleh ubah yang terlibat iaitu masa wajar dan tidak wajar.
Perhatikan rajah di bawah.
Kedua-dua rajah secara umumnya menunjukkan dua orang pemerhati dalam tren, A dan B dan dua orang pemerhati di luar tren (pemerhati di bumi) iaitu O dan P. Semua pemerhati A, B, O dan P memiliki jam masing-masing dan masing-masing mengukur masa untuk peristiwa yang berlaku. Cuma dalam kedua-dua rajah hanya imej jam untuk pemerhati A dan O sahaja yang ditayangkan.
Rajah 1 dihasilkan dengan bingkai rujukan tren sebagai pegun dan bingkai rujukan bumi dalam keadaan bergerak dengan halaju V meter/saat. Gambar jam menunjukkan masa yang diukur oleh pemerhati A di dalam tren.
Rajah 2 pula dihasilkan dengan bingkai rujukan bumi dalam keadaan pegun dan bingkai rujukan tren dalam keadaan bergerak dengan halaju V meter/saat. Gambar jam menunjukkan masa yang diukur oleh pemerhati O di bumi.
Perhatikan rajah 1. Dua peristiwa yang berlaku ialah bumi melalui pemerhati A dan B di dalam tren. Oleh sebab pemerhati A mengalami dua peristiwa tersebut pada KEDUDUKAN YANG SAMA di dalam tren, maka masa yang diukurnya adalah MASA WAJAR untuk dua peristiwa tersebut. (rujuk bahagian 5 untuk penerangan mengenai masa wajar dan tidak wajar).
Jika semua bingkai rujukan adalah sama, maka fenomena pengembangan masa dan pengecutan panjang juga mesti berlaku pada pemerhati di bumi. Maka, masa wajar juga mesti wujud menurut pemerhati di bumi, agar dengan itu fenomena pengembangan masa boleh berlaku menurut pemerhati dari tiap-tiap bingkai rujukan. Oleh itu, katakan kita pilih suatu titik di bumi (titik sudah sedia dipilih iaitu titik O), maka pada titik tersebut kita katakan bahawa masa wajar mesti wujud.
Perhatikan rajah 2. Dua peristiwa yang berlaku ialah tren melalui pemerhati O dan P di bumi. Oleh sebab pemerhati O mengalami dua peristiwa tersebut pada KEDUDUKAN YANG SAMA di bumi, maka masa yang diukurnya adalah MASA WAJAR untuk dua peristiwa tersebut.
Disebabkan kedua-dua peristiwa tersebut ( tren melalui P dan O, dan bumi melalui A dan B) berlaku saling serentak, maka kedua-dua peristiwa tersebut adalah satu peristiwa yang sama, dan memiliki MASA WAJAR menurut pemerhati dari kedua-dua bingkai rujukan. Dengan kata lain, untuk suatu peristiwa, kedua-dua bingkai rujukan akan memiliki masa wajar untuk peristiwa tersebut. Dengan itu, simetri atau kesepadanan antara bingkai-bingkai rujukan wujud dan postulat Einstein mengenai kesamarataan bingkai rujukan telah dibuktikan. QED. (Latin-quod erat demonstrandum – selesai dibuktikan)
Bagaimana membuktikan kewujudan masa tidak wajar pula? Masa tidak wajar wujud secara terwariskan (English-inherent) apabila masa wajar wujud.
Contohnya, (rujuk kembali rajah 1) untuk peristiwa bumi melalui A dan B, masa wajar ialah masa yang diukur oleh pemerhati A dalam tren. Maka masa tidak wajar pula ialah masa untuk peristiwa tersebut yang diukur oleh pemerhati di O dan P di bumi. Ini kerana masa tidak wajar mesti diukur oleh dua orang pemerhati yang berada pada dua atau lebih lokasi yang berbeza. (rujuk kembali bahagian 5)
Begitu juga dengan bingkai rujukan bumi. (rujuk kembali rajah 2). Untuk peristiwa tren melalui O dan P, masa wajar ialah masa yang diukur oleh pemerhati O di bumi sementara masa tidak wajar pula ialah masa untuk peristiwa tersebut yang diukur oleh pemerhati di A dan B dalam tren.
Dengan wujudnya kedua-dua masa wajar dan tidak wajar dengan serentak pada kedua-dua bingkai rujukan ketika satu peristiwa berlaku, maka fenomena pengembangan masa dan pengecutan panjang dapat berlaku pada setiap pemerhati dari kedua-dua bingkai rujukan. Oleh itu simetri (kesepadanan antara bingkai rujukan) wujud, dan setiap bingkai rujukan akan mengandungi hukum fizik yang sama. Ini membenarkan apa yang dicadangkan oleh postulat pertama:
“Hukum alam adalah sama dalam semua bingkai rujukan (English-frame of reference)”
Memahami simetri secara pembacaan memang agak memeningkan, namun dengan usaha dan imaginasi para pembaca akan beransur-ansur memahami konsep ini.
Dengan konsep simetri ini juga maka teori relativiti khas menjadi lebih umum. Ini kerana tidak ada bingkai rujukan yang istimewa berbanding bingkai rujukan yang lain. Oleh sebab setiap falsafah mementingkan keumuman (English-generality) dan kekhususan (English-specificity), maka teori relativiti setakat ini masih memenuhi ciri-ciri tersebut.
Untuk bahagian terakhir penulis akan menyimpulkan kesemua penerangan penulis mengenai relativiti khas dari bahagian 1.
No comments:
Post a Comment
Kini, Anon dan Anonimah pun boleh mengomen...