BAB I PENDAHULUAN 1.1 LATAR BELAKANG Albert Einstein

BAB I
PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG
Albert Einstein melakukan perubahan besar terhadap hukum-hukum fisika saat dia
mengemukakan teori relativitasnya. Dibentuk atas landasan ruang-waktu yang
melengkung, teori gravitasi Einstein adalah teori yang mendominasi pada masa ini.
Namun, teorinya memiliki berberapa kesulitan untuk mengatasi masalah seperti
normalisasi, singularitas, keunikan energi medan gravitasi dan sebagainya.
Disamping itu, kesulitan untuk memecahkan persamaan Einstein non-linier dari
medan gravitasi. Hal ini menarik untuk membangun kembali teori gravitasi dalam
ruang-waktu datar (flat space-time) tanpa adanya kesulitan. Sejak tahun 1940-an,
banyak ilmuan telah mencoba dan banyak teori yang telah diusulkan. Teori-teori
itu konsisten dengan kondisi medan yang lemah, tetapi hasilnya berbeda dalam
medan yang kuat. Sementara itu, teori ini juga memiliki beberapa masalah yang
sulit untuk diatasi.
Karl Schwarzschild adalah seorang ilmuan astronomi Jerman yang pertama
kali memecahkan persamaan medan gravitasi Einstein, yang dimaksud dengan
pemecahan medan gravitasi Einstein adalah beliau mendapatkan komponenkomponen tensor metrik 𝑔 dari kuadrat metriknya 𝑑𝑠2 ruang waktu lengkung yang
memenuhi hubungan antara persamaan medan Einstein. Metrik yang didapat
Schwarzschild ini dalam teori kerelatifanya disebut dengan metrik Schwarzschild.
Metrik Schwarzschil ini sangat berperan dalam memodifikasi rumus Newton
menjadi lebih spesifik dengan mentransformasi kedalam ruang-waktu datar
Pada tahun 1943, E.A Milne menunjukkan bahwa persamaan Friedmann
dari kosmologi dapat disimpulkan berdasarkan rumus gravitasi Newton. Ini berarti
bahwa persamaan Friedmann ekuivalen dengan teori Newtonian. Jadi Newton
dapat menjelaskan fenomena gerak planet di alam semesta. Dengan menemukan
metode yang lebih tepat untuk menjelaskan masalah ini.
Universitas Sumatera Utara
Dalam tugas akhir ini dibuktikan bahwa persamaan geodesik pada solusi
Schwarzschild dalam ruang-waktu lengkung dapat di kontruksi dengan rumus
Newton sehingga dihasilkan persamaan dinamika untuk menjelaskan presesi
perihelion merkurius dan planet lainnya. Dan juga dengan mengubah persamaan
geodesik pada solusi Schwarzschild dalam persamaan medan gravitasi Einstein dari
ruang-waktu lengkung ke transformasi ruang-waktu datar, modifikasi rumus
gravitasi Newton dapat diperoleh. Rumus ini lebih spesifik dari pada rumus
gravitasi Newton klasik untuk menjelaskan gerak melingkar planet-planet yang
mengelilingi pusat massa seperti bintang.
Oleh karena itu penulis akan mencoba untuk membahas dan menjabarkan
cara mengkontruksi persamaan dari metrik Schwarschild hingga menemukan
modifikasi rumus gravitasi Newton untuk menjelaskan gerak melingkar partikel,
sehingga penelitian ini diberi judul “Modifikasi Rumus Gravitasi Newton dalam
Ruang-Waktu Datar Menggunakan Solusi Schwarzschild”.
1.2 RUMUSAN MASALAH
Adapun rumusan masalah yang diajukan dalam penelitian skripsi ini adalah :
1. Bagaimana mengkontruksi persamaan geodesik pada solusi Schwarzschild
dalam ruang-waktu lengkung dan dibandingkan pada rumus gerak
melingkar Newton.
2. Bagaimana memodifikasi rumus gravitasi Newton menggunakan solusi
Schwarzschild dalam transformasi ruang-waktu datar dan menghitung efek
relativistiknya.
1.3 BATASAN PENELITIAN
Adapun batasan masalah dalam penulisan skripsi ini adalah :
1. Penelitian ini dibatasi oleh modifikasi rumus gravitasi Newton dengan
menggunakan solusi Schwarzschild.
2. Metode dasar analisis untuk modifikasi rumus gravitasi Newton dibatasi
pada transformasi garis geodesik ruang-waktu datar
3. Penelitian ini dibatasi oleh gerak melingkar benda bermassa.
Universitas Sumatera Utara
1.4 TUJUAN PENELITIAN
1. Untuk dapat memperoleh persamaan dinamika planet dengan menghitung
presesi perihelionnya.
2. Untuk memperoleh rumus gravitasi Newton yang lebih spesifik yang dapat
menjelaskan pergerakan objek mengelilingi massa pusat dengan baik.
1.5 MANFAAT PENELITIAN
Adapun manfaat penelitian dari tugas akhir ini adalah :
1. Untuk menambah wawasan bagi penulis maupun pembaca mengenai
pemahaman persamaan dinamika objek dengan baik.
2. Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberi konstribusi berupa revisi
analisis rumus gravitasi Newton.
3. Dapat menjadi sumber pustaka bagi pihak terkait khususnya para peneliti di
bidang fisika astronomi.
1.6 SISTEMATIKA PENULISAN
Sistematika penulisan masing-masing bab adalah sebagai berikut :
BAB I :
Pendahuluan
Bab ini berisi uraian mencakup latar belakang penelitian,
permasalahan, batasan permasalahan, tujuan penelitian, manfaat
penelitian dan sistematika penulisan.
BAB II : Tinjauan Pustaka
Bab ini berisi landasan teori yang berhubungan dengan penelitian
BAB III : Metodologi Penelitian
Bab ini berisi uraian tentang metode yang digunakan dan diagram
alir penelitian
BAB IV : Hasil dan Pembahasan
Bab ini berisi tentang hasil penelitian dan solusi dari permasalan
penelitian
BAB V : Kesimpulan dan Saran
Menyimpulkan hasil-hasil yang didapat dari penelitian dan
memberikan saran pada penelitian berikutnya.
Universitas Sumatera Utara