Teori Yang Membuat Kalian Berfikir Ulang Tentang Arti "JATUH" | TEORI RELATIVITAS UMUM EINSTEIN
Summary
TLDRThis script delves into the concept of time dilation as explored in the film 'Interstellar', drawing parallels with the Twin Paradox in physics. It explains Einstein's theory of relativity, which posits that gravity can bend space-time, affecting the passage of time. The script discusses the historical context of Newton's law of gravitation and how Einstein's perspective offered a revolutionary view, treating gravity as a curvature of space-time rather than a force. It also touches on the experimental verification of light bending around massive objects, predicting the existence of black holes, and the practical implications for GPS technology due to time differences caused by gravitational effects.
Takeaways
- π The concept of time dilation in 'Interstellar' is inspired by the theoretical physics thought experiment known as the Twin Paradox, which explores the effects of relative velocity on the passage of time.
- β³ In the Twin Paradox, one twin travels at near-light speed, causing time to slow down significantly for them relative to the twin who remains on Earth, illustrating the relativity of time.
- π 'Interstellar' expands on the concept of time dilation by introducing gravitational time dilation, where the presence of massive objects like black holes can distort spacetime and further slow down time.
- π‘ GPS systems in reality experience time dilation due to the differences in gravitational forces between Earth's surface and satellites, requiring constant corrections to maintain accuracy.
- π Albert Einstein's theory of General Relativity revolutionized our understanding of gravity, proposing that it is not a force but rather a curvature of spacetime caused by mass and energy.
- π Einstein's theory suggests that spacetime is a four-dimensional fabric that can be warped by mass, leading to the phenomenon of gravity and the bending of light around massive objects.
- π The bending of starlight around the sun, as predicted by Einstein, was confirmed during a solar eclipse by Sir Arthur Eddington, providing empirical evidence for General Relativity.
- π₯ The first-ever image of a black hole, captured by the Event Horizon Telescope, aligns with the theoretical predictions made by Einstein's equations, demonstrating the accuracy of his theory.
- π₯ The depiction of the black hole in 'Interstellar' was scientifically accurate, based on the mathematical formulations of Einstein's General Relativity, providing a realistic representation of such astronomical phenomena.
- π° The film 'Interstellar' and Einstein's theories highlight the complex interplay between space, time, and gravity, challenging our everyday experiences and understanding of the universe.
Q & A
What is the main concept of the movie 'Interstellar' related to?
-The main concept of 'Interstellar' is based on the theory of relativity, particularly the idea that time dilation occurs due to gravity, which is experienced by the character Cooper when he passes through a black hole.
What is the Twin Paradox in physics?
-The Twin Paradox is a thought experiment in physics that considers the effects of traveling at near-light speeds on time, where one twin that travels into space would age slower than the other who remains on Earth.
How does Einstein's theory of relativity explain the slowing of time?
-Einstein's theory of relativity explains that time slows down significantly for an object moving at speeds close to the speed of light or in a strong gravitational field, as it experiences time dilation.
What is the role of gravity in affecting time according to Einstein's theory?
-In Einstein's theory, gravity can influence time by causing spacetime to curve around massive objects, which in turn causes time to slow down in stronger gravitational fields.
What is the difference between Newton's and Einstein's views on gravity?
-Newton viewed gravity as a force that attracts objects to each other based on their mass and distance, while Einstein saw gravity as a curvature of spacetime caused by mass and energy.
Why do all objects fall at the same rate in a vacuum according to the script?
-In a vacuum, all objects fall at the same rate because there is no air resistance, and it is not their weight that causes the difference in falling speeds, but rather the air resistance that affects lighter objects more.
What is the significance of the bending of light predicted by Einstein?
-The prediction that light would bend around massive objects was a significant test of Einstein's theory of general relativity and was later confirmed during a solar eclipse, providing strong evidence for the theory.
How did the concept of spacetime curvature lead to the understanding of gravity in Einstein's theory?
-In Einstein's theory, gravity is not a force but a consequence of the curvature of spacetime caused by mass and energy, which causes objects to move along curved paths.
What is the significance of the 1919 solar eclipse experiment in the context of Einstein's theory?
-The 1919 solar eclipse experiment, led by Arthur Eddington, confirmed Einstein's prediction of light bending around the Sun, providing empirical evidence for the theory of general relativity.
What is the connection between the theory of relativity and the operation of GPS systems?
-The theory of relativity is connected to GPS systems because the satellites' clocks in orbit experience time dilation due to their relative speed and weaker gravitational field, requiring corrections to synchronize with Earth-based clocks.
How does the concept of a black hole relate to the theory of general relativity?
-Black holes are regions of spacetime where gravity is so strong that nothing, not even light, can escape. They are a direct consequence of Einstein's theory of general relativity, which predicts the existence of such extreme gravitational fields.
Outlines
π Time Dilation in Interstellar and Einstein's Theory of Relativity
The first paragraph discusses the concept of time dilation as depicted in the movie 'Interstellar'. It tells the story of Cooper, who leaves his 10-year-old daughter to embark on a space journey to find a new planet. Due to passing through a black hole, time shifts dramatically, with each hour for him equating to years on Earth. This phenomenon is inspired by the 'Twin Paradox', a thought experiment in physics where one twin travels at near-light speed and ages slower than the other who remains on Earth. The paragraph also introduces Einstein's theory of relativity, explaining how speed and gravity can affect the passage of time. It mentions that GPS systems experience time dilation due to their position in space and the influence of Earth's gravity.
π¬ Einstein's Perspective on Gravity and the Fabric of Spacetime
The second paragraph delves into Einstein's revolutionary view of gravity, which he conceptualized not as a force but as a curvature of spacetime caused by mass and energy. It describes Einstein's thought experiment of a falling elevator, where he realized that in free fall, there would be no sensation of gravity, and everything would float. This concept was pivotal in developing the General Theory of Relativity, which posits that gravity is not a force but a result of objects moving through curved spacetime. The paragraph also touches on the historical verification of Einstein's theory through observations of starlight bending around the sun during a solar eclipse, which was first attempted by Erwin Finlay-Freundlich and later confirmed by Arthur Eddington.
π The Prediction and Observation of Black Holes
The third paragraph explores the concept of black holes, which were initially a mathematical hypothesis derived from Einstein's General Theory of Relativity. It discusses how black holes are regions in spacetime where gravity is so strong that not even light can escape. The paragraph mentions the role of the movie 'Interstellar' in simulating the appearance of a black hole using Einstein's equations, which was later confirmed by the first-ever image of a black hole captured by the Event Horizon Telescope. It also explains how time dilation is even more pronounced near a black hole due to the extreme curvature of spacetime caused by its immense mass.
β³ The Impact of Gravitational Time Dilation on Our Understanding of the Universe
The final paragraph summarizes the implications of gravitational time dilation and the broader impact of Einstein's General Theory of Relativity on our understanding of the universe. It emphasizes that time dilation is not just a theoretical concept but has practical applications, such as in GPS technology, where corrections are necessary to account for the difference in time experienced by satellites and receivers on Earth. The paragraph concludes by highlighting the ongoing exploration and discovery in the field of astrophysics, including the study of black holes and the mysteries of the cosmos that continue to inspire scientific inquiry.
Mindmap
Keywords
π‘Interstellar
π‘Time dilation
π‘Black hole
π‘Twin paradox
π‘Einstein's theory of relativity
π‘Spacetime
π‘Gravitational lensing
π‘Einstein's field equations
π‘Event horizon
π‘GPS
π‘Erwin Finlay-Freundlich
Highlights
In 'Interstellar', Cooper leaves his 10-year-old daughter to search for a new planet, experiencing time dilation due to a black hole.
The 'Twin paradox' thought experiment inspired the time dilation concept in the movie.
Einstein's theory of relativity suggests that time slows down significantly for objects moving near the speed of light.
In 'Interstellar', time dilation is caused by gravity rather than speed, a concept from Einstein's general theory of relativity.
Einstein's theory of relativity not only changed our view of time but also our understanding of space.
Space-time can be distorted around massive objects, causing time to slow down as experienced by 'Interstellar's Cooper.
The GPS system we use experiences time dilation due to the effects of gravity on satellites.
Newton's law of universal gravitation is based on the idea that every object attracts every other object with a force proportional to their masses.
The famous apple story is a myth that helped Newton formulate the concept of gravity.
All objects fall at the same rate in a vacuum, regardless of their weight, disproving the idea that lighter objects fall slower.
Einstein's alternative view of gravity suggests that it's not a force but a curvature of space-time caused by mass and energy.
Einstein's theory of general relativity predicts that gravity can bend light, which was later confirmed during a solar eclipse.
The theory of general relativity took Einstein eight years to develop, from 1907 to 1915.
The discovery of black holes is a consequence of Einstein's theory of general relativity.
The first-ever image of a black hole, taken by the Event Horizon Telescope, aligns with the predictions made in 'Interstellar'.
Time dilation near a black hole can be extreme due to the immense gravitational pull, causing time to slow dramatically.
Einstein's theory of general relativity has practical applications, such as in GPS technology, where time correction is necessary.
The movie 'Interstellar' accurately portrays the scientific concepts of time dilation and black holes, based on Einstein's theories.
Transcripts
[Musik]
[Musik]
[Musik]
dalam Interstellar diceritakan Cooper
meninggalkan putrinya yang berumur 10
tahun pergi ke luar angkasa untuk
mencari planet baru
lalu Cooper melewati lubang hitam yang
membuat waktu bergeser sangat cepat
setiap jamnya sama dengan waktu tahunan
di bumi sehingga begitu Kubar kembali ia
menyaksikan Putrinya sudah tua
ternyata Cooper sudah meninggalkan
putrinya selama 80 tahun lebih menurut
hitungan bumi padahal baginya dia hanya
pergi selama beberapa tahun Nah apa yang
diceritakan interselar ini sebetulnya
terinspirasi dari eksperimen khayalannya
para Fisikawan yang disebut Twin paradox
atau paradoks kembar dalam paradox
kembar para Fisikawan membayangkan dua
orang kembar berpisah karena salah
satunya harus pergi ke luar angkasa
menggunakan roket roket itu memiliki
kecepatan mendekati kecepatan cahaya
menurut teori relativitasnya Einstein
seseorang yang bergerak mendekati
kecepatan cahaya waktu akan melambat
secara signifikan relatif terhadap orang
normal sehingga begitu si kembar yang
dalam roket itu kembali ia akan bertemu
dengan kembarannya di bumi yang lebih
tua dari dirinya
fenomena ini disebut dengan dilatasi
waktu dan ini merupakan konsekuensi dari
teori relativitasnya Einstein nah tapi
yang menarik di interselar waktu
melambat bukan karena kecepatan tapi
karena gravitasi
di mana logikanya gravitasi bisa
mempengaruhi waktu simak video ini
sampai habis kita akan bahas teori
relativitas umum Einstein kali ini
Einstein bukan hanya mengubah cara
pandang kita seorang waktu tapi dia juga
mengubah cara pandang kita soal ruang
dimana ruang waktu bisa mengalami
distorsi di sekitar objek bermasa besar
sehingga waktu bisa melambat seperti
yang dialami Cooper dan fenomena ini
bukan fiksi karena faktanya GPS yang
selama ini kalian gunakan sesungguhnya
pun mengalami perlambatan waktu
[Musik]
jadi guys siapkan akalnya dan siapkan
imannya karena kita akan masuk pada
kajian yang bisa membuat kalian gila
[Musik]
tentu kalian tahu cerita Newton
kejatuhan apel di kepalanya cerita ini
sangat terkenal dan katanya itu yang
membuat Newton bisa merumuskan gravitasi
gravitasi dirumuskan Newton sebagai gaya
tarik antar benda yang bergantung pada
masanya dan jaraknya karena bumi
massanya jauh lebih besar dari
benda-benda lainnya di bumi maka
benda-benda di bumi kalah oleh gaya
tarik bumi
tapi ada satu hal yang menarik
coba perhatikan eksperimen ini dalam
eksperimen ini bola bowling ini akan
dijatuhkan bersama dengan bulu yang
ringan
tapi Spesialnya kedua benda ini akan
dijatuhkan di ruang vakum artinya tidak
ada udara sedikitpun di dalam ruang ini
karena sudah disedot habis apa yang
terjadi
[Musik]
bola dan bulu ini jatuh bersamaan
sampai menyentuh tanah
[Musik]
ini fakta yang tidak semua orang tahu
bahwa sebetulnya semua benda akan jatuh
dengan percepatan yang sama tidak peduli
berapapun beratnya yang menjadikan bulu
kapas atau kertas jatuh lebih lama bukan
karena dia ringan tapi karena hambatan
udara
seandainya tidak terhalang udara batu
dan kapas pun akan jatuh bersamaan
nah fenomena ini tidak cukup dijelaskan
oleh gravitasinya Newton karena Newton
hanya berasumsi adanya gaya yang
mendorong atau menarik semua benda jatuh
ke tanah yang bergantung pada masanya
dan itu tidak menjawab mengapa semua
benda jatuh dengan percepatan yang sama
maka ada satu alternatif penjelasan dan
ini Mungkin kalian tidak akan suka yaitu
Bahwa sebenarnya semua benda tidak
pernah jatuh mereka diam justru bumilah
yang bergerak ke atas
ya memang kedengarannya nggak masuk akal
tapi inilah yang pernah dipikirkan
Einstein suatu waktu Einstein berada di
sebuah lift
dia membayangkan seandainya tali lift
itu putus dan lift itu jatuh bebas maka
dia tidak akan merasakan gravitasi tidak
ada kekuatan apapun yang menarik atau
mendorongnya ke bawah Dia dan
benda-benda sekitarnya akan melayang
nah Bukankah situasi ini sama dengan
diam di ruang angkasa dalam gravitasi 0
itu sebabnya pesawat bisa mensimulasikan
gravitasi nol dengan menukik ikannya ke
bawah sehingga jatuh bebas orang-orang
di dalamnya tidak akan tahu bahwa mereka
sedang dijatuhkan mereka hanya merasakan
sensasi berat tubuhnya hilang dan
melayang
artinya semua benda yang jatuh
sebenarnya tidak mengalami apa yang
dikira Newton sebagai gaya gravitasi
[Tepuk tangan]
Nah sekarang bayangkan seandainya lift
tadi berada di ruang angkasa dalam
gravitasi 0 lalu lift itu bergerak ke
atas dengan percepatan maka rasanya akan
sama persis seperti gravitasi
tapi Bukankah aneh berpikir bahwa
bumilah yang ke atas atau ke bawah atau
ke samping Ya tentu saja ini hanya cara
pandang Einstein memandang gravitasi
dalam sebuah kerangka acuan relatif Yang
intinya dia ingin menunjukkan bahwa
tidak ada gaya apapun yang mendorong
atau menarik sesuatu ke bawah gaya
gravitasi adalah gaya semu soda Force
maka pertanyaannya kalau gravitasi itu
bukan gaya lalu apa penyebab semua benda
mengarah ke bumi jawabannya adalah
kelengkungan ruang waktu
kita hidup menempati ruang yang dalam
matematika diterjemahkan dalam 3
koordinat x y dan Z atau sederhananya
kiri kanan depan belakang atas bawah
tapi jangan lupa bahwa kita pun
menempati waktu kapan kita berada di
tiga koordinat itu sehingga sebenarnya
kita hidup bukan di alam 3 dimensi tapi
4 dimensi dengan waktu sebagai dimensi
keempat Nah bagi Einstein ruang waktu
yang empat dimensi ini harus dipandang
sebagai satu konstruksi yang utuh tidak
terpisah sehingga semua kejadian harus
dipandang bagaikan rekaman film yang
setiap framenya tersusun jadi satu blok
seolah-olah masa lalu masa kini dan masa
depan jadi satu maka kita bisa mulai
melihat lintasan Setiap kejadian dalam
ruang waktu benda yang jatuh pun akan
tampak melengkung dalam dimensi waktu
tapi yang menarik kata Aisan yang
melengkung itu bukan Bendanya tapi ruang
waktunya
jadi pada awalnya ruang waktu itu flat
semuanya dalam garis lurus tapi ketika
masa atau energi hadir di sana
geometrinya berubah jadi melengkung atau
meregang maka apapun yang melintasinya
akan terpengaruh oleh lengkungan ruang
waktu ini objek yang tadinya bergerak
lurus akan berbelok begitupun dengan
benda yang diam akan mulai bergerak
mengikuti lengkungannya inilah gravitasi
menurut ansain
memang sekilas pandangan Einstein ini
terlalu mengada-ngada bahkan para
Fisikawan pun awalnya ragu tapi asisten
berani menantang para astronom untuk
membuktikannya sendiri karena menurutnya
kelengkungan ruang waktu ini pun akan
membengkokkan cahaya Einstein
memprediksinya lengkap dengan berapa
derajat cahaya bintang akan menyimpang
di sekitar matahari orang pertama yang
menerima tantangan ini adalah seorang
astronom Jerman Erwin friendly dia dan
timnya melakukan ekspedisi ke Rusia
untuk memotret cahaya bintang dalam
gerhana matahari
sayangnya Erwin gagal melakukannya
karena keburu ditangkap oleh tentara
Rusia yang saat itu sedang perang
melawan Jerman di Perang Dunia 1
tapi pada gerhana berikutnya yaitu di
tahun 1919 prediksi Einstein ini
berhasil dibuktikan oleh Arthur
eddington astronom Inggris dan seperti
prediksi Einstein cahaya bintang
betul-betul berbelok dan hanya berbeda
0, sekian derajat dari prediksi aksen
[Musik]
a708
membuktikan bahwa teorinya benar tapi
kalian harus catat bahwa teori Einstein
ini lebih kompleks dari yang kalian
pikir karena Teori ini tidak sekedar
berbicara soal gravitasi tapi
keseluruhan alam semesta dalam konteks
ruang waktu karena itu Einstein
membutuhkan waktu sampai 8 tahun untuk
menyusunnya dari 1907 sampai 1915
bergelut dengan formulasi matematika
[Musik]
[Musik]
inilah rumus gravitasi Einstein
sekaligus ini adalah geometri ruang
waktu 4 dimensi berkat rumus inilah para
ilmuwan banyak menemukan hal menakjubkan
di alam semesta termasuk menemukan
adanya lubang hitam
lubang hitam atau black hole awalnya
adalah hipotesis matematis konsekuensi
dari teori relativitas umum yang
memperkirakan adanya objek di alam
semesta yang massanya luar biasa besar
hingga melengkungkan ruang waktu begitu
hebatnya sampai-sampai cahaya pun tidak
bisa lolos
lama-kelamaan para ilmuwan semakin yakin
bahwa lubang hitam Benar benar ada
hingga pada saat diproduksinya film
Interstellar seorang profesional
mencoba mensimulasikan penampakan lubang
hitam dengan menurunkan rumusnya
Einstein
jadilah tampilan lubang hitam seperti
yang kalian saksikan di interseller jadi
ini bukan sekedar efek Visual tapi murni
hasil perumusan matematika yang khusus
dibuat untuk film ini
menariknya di tahun 2019 5 tahun setelah
intersella tayang para ilmuwan berhasil
memarted lubang hitam untuk pertama
kalinya dengan menyatukan seluruh
teleskop di seluruh dunia untuk memotret
lubang hitam yang jaraknya 50 juta tahun
cahaya yang disebut mit7 Dan inilah
penampakannya
walaupun tampak blur dan tampak berbeda
dengan lubang hitam di interselar Tapi
menurut tips Stone tangkapan dari
teleskopnya para astronom ini sesuai
dengan prediksinya di Interstellar
[Musik]
lalu apa hubungannya kelengkungan ruang
waktu ini atau lubang hitam ini dengan
perlambatan waktu
ingat kelengkungan ruang waktu yang
dimaksud dalam teori relativitas umum
Einstein ada dalam 4 dimensi sayangnya
Kita manusia hanya mampu melihat dalam
tiga dimensi sehingga gambaran yang tadi
kita lihat baru gambaran lingkungan
dalam ruang padahal waktu pun ikut
melengkung yang kita bisa bayangkan
adalah bahwa di setiap titik ruang tadi
ada jam yang berdetak ketika masa hadir
di sana maka lengkungan ruang waktu
membuat jarak setiap data kan jam
menjadi melebar semakin mendekat ke
pusat gravitasi lengkungannya semakin
besar akibatnya jamnya pun semakin
lambat itu sebabnya kalian harus tahu
bahwa sebetulnya jam di permukaan bumi
lebih lambat dari jam di posisi satelit
karena itu sinyal GPS yang kalian Terima
di ponsel kalian sebetulnya hasil
koreksi karena jam di satelit dan jam di
ponsel kalian tidak sinkron kalau
perbedaan waktu ini tidak dikoreksi
sinyal GPS tidak akan bekerja posisi
kalian akan melenceng sejauh 10 km
Bagaimana dengan lubang hitam
memang tidak ada yang pernah ke sana
tapi menurut hitungan gravitasinya
Einstein karena lubang hitam massanya
bisa milyaran kali lebih besar dari
matahari maka lengkungan waktunya sangat
dahsyat akibatnya perbedaan waktu akan
sangat drastis
[Musik]
ya gambarannya seperti yang kita
saksikan di Interstellar satu jamnya
bisa sama dengan waktu tahunan di bumi
[Musik]
[Musik]
yaitulah teori relativitas umum dengan
fenomena dilatasi waktunya ya terlepas
dari ini hanyalah teori dan terlepas
interselar hanyalah fiksi kalaulah
Einstein benar dengan teorinya ini hanya
sebagian kecil dari keajaiban di alam
semesta Semoga kita bisa mengambil
pelajaran darinya
[Musik]
Browse More Related Video
5.0 / 5 (0 votes)