Einstein & Eddington VS Hukum Newton

Hak cipta ©Sulaiman Djaya (2015)

Tulisan singkat ini merupakan riwayat dan ilustrasi korespondensi saintifik antara Sir Arthur Eddington, yang adalah ilmuwan dari Cambridge, dengan Albert Einstein, yang kelak masyhur karena Teori Relativitas-nya. Ilustrasi ini, salah-satunya, hendak menyiratkan bahwa kerja saintifik, sesungguhnya, tidak murni kerja individual, akan tetapi “dimungkinkan” oleh tradisi dan kontribusi orang lain juga, yang lazim dikenal sebagai “komunitas ilmuwan”.

Korespondensi dan hubungan Sir Arthur Eddington dan Albert Einstein tersebut kebetulan juga telah di-film-kan, dengan judul Einstein and Eddington, di mana dalam film tersebut “kebenaran” Teori Relativitas Einstein dibuktikan secara observatoris alias secara empiris oleh Eddington. Pertanyaannya adalah: “Lalu apa hubungannya dengan Hukum Newton?”. Dan memang inilah yang hendak di-ilustrasikan tulisan singkat ini, dan marilah kita mulai saja.

Di kalangan ilmuwan (khususnya) di kalangan para fisikawan, telah jamak diketahui bahwa salah satu permasalahan klasik dari Hukum Gravitasi Newton adalah ketidaksesuaian prediksinya terhadap presisi Orbit Merkurius. Dan hal ini bermula ketika seorang astronom Prancis, Le Verriere, di tahun 1846 mencoba melakukan kalkulasi dan observasi mengenai presisi orbit planet berdasarkan hukum Newton.

Singkat cerita, sang astronom Prancis tersebut mendapati bahwa orbit dari sebuah planet yang mengelilingi Matahari memang tunduk pada Hukum Gravitasi Newton, hanya saja (dan inilah inti soalnya), saat ia melakukan pengamatan pada Planet Merkurius, ada sesuatu hal yang berbeda dan janggal alias tidak sesuai dengan Hukum Newton, di mana berdasarkan pengamatan yang didasarkan kalkulasi dari Teori Newton, ia menemukan fakta janggal, yaitu sisa 38 detik busur yang tak dapat ia jelaskan dengan dasar Teori atau Hukum Newton. 

Dan kemudian, di tahun 1890, yang berarti cukup lama juga sejak observasi yang dilakukan Le Verriere, seorang obseravtor lain, yaitu Newcomb, melakukan pengamatan secara seksama terhadap apa yang dilakukan oleh Le Verriere bertahun-tahun sebelumnya itu. Dan ia mendapati bahwa presisi tersebut harusnya 43 derajat detik busur. Nah, berdasarkan temuan ini, timbullah pertanyaan saintifik yang cukup mengusik “benak seorang ilmuwan yang tengah melakukan observasi”: “Efek apakah yang menyebabkan munculnya angka ini? Padahal efek gangguan gravitasi yang dihitung oleh teori gangguan Newtonian dari gerakan planet lain, seperti Venus,  Bumi dan Jupiter telah diperhitungkan? 

Dan memang tidak banyak orang yang memperhatikan keganjilan saintifik yang mengusik ini, hingga lebih dianggap sebagai “kebenaran” dengan adanya prinsip aproksimasi dan kompleksitas. Tapi justru fakta saintifik-observatoris inilah yang disadari oleh Eddington dan mengusik benaknya sebagai seorang ilmuwan dan pakar. Begitulah Sir Arthur Eddington pun menulis sepucuk surat kepada Albert Einstein demi meminta penjelasan terkait prediksi Teori Relativitasnya bagi Orbit Merkurius.

Pertanyaannya adalah kenapa harus menulis surat kepada Einstein? Jawabnya tak lain karena kalangan ilmuwan dan fisikawan tahu bahwa Einstein pernah menulis sebuah makalah yang membahas mengenai “Orbital Merkurius” yang cenderung berbeda dengan planet-planet lainnya di tata-surya.

Dan hasilnya cukup mengejutkan, di mana Teori Relativitas Eintein berhasil memberikan prediksi yang sempurna bagi presisi Orbit Merkurius, hingga memberikan “rasa lega” bagi Sir Arthur Eddington, yang mana presisi sebesar 43 detik busur per abad yang tak terpecahkan itu ternyata murni berasal dari akibat digunakannya Relativitas Umum. Sir Arthur Eddington segera menyadari bahwa Albert Einstein yang telah ia kirimi surat dan diajak berkorespondensi itu telah mendekatkan teorinya pada masalah gravitasi.

Kita pun tak boleh mengabaikan atau melewatkan "The Collected Papers of Albert Einstein", di mana dalam paper itu hasil perhitungan yang ia berikan kepada Sir Arthur Eddington, ia sampaikan juga dalam kuliahnya di Prussian Academy of Sciences (di mana Max Planck bekerja), Berlin pada 18 Nopember 1918.

Kuliah yang ia presentasikan itu berjudul: "Erkl¨arung der Perihelbewegung des Merkur aus der allgemeinen Realtivit¨atstheorie" [yang dalam bahasa Ingrisnya: Explanation of the Perihelion Motion of Mercury from General Relativity Theory]. Dalam penjelasan yang ia sampaikan dalam kuliah tersebut, ia mengawalinya dari medan gravitasi dan dengan sejumlah aproksimasi, yang, sungguh sebuah perumusan yang amat kompleks, terutama bagi kita sebagai bukan ilmuwan.

Demikianlah nilai penting “komunitas” dan “tradisi” dalam ranah sains dan intelektual, di mana kerja-kerja saintifik dan “individual” sesungguhnya tidak pernah murni individual. Sebab kerja saintifik dan intelektual mengandaikan adanya dan hadirnya interaksi dan “intersubjektivitas” antara satu ilmuwan (intelektual) dengan intelektual lainnya, meski “autentisitas” memang tergantung pada kegigihan dan “kecerdasan” individual, yang dalam kasus ini contohnya, adalah “kecerdasan” Einstein.