Mengapa Ruang-Waktu 4D Hermann Minkowski Mengubah Fisika Selamanya

16

Albert Einstein mendapatkan kejayaan. Dia berdiri di sana dengan rambut acak-acakan dan persamaan di papan tulis. Tapi ada pria lain yang berdiri tepat di belakangnya. Seorang matematikawan bernama Hermann Minkowski.

Tanpa Minkowski, relativitas khusus mungkin hanya akan menjadi kumpulan trik aljabar yang berantakan. Dia memberinya geometri. Dia memberinya bentuk.

Siapakah Hermann Minkowski dan mengapa dia penting?

Minkowski bukan sekadar pengolah angka. Dia adalah seorang visioner yang melihat alam semesta dalam empat dimensi sebelum orang lain melihatnya. Lahir pada tahun 1864 di Aleksotas (saat itu Kekaisaran Rusia, sekarang Kaunas, Lituania), ia pindah ke Jerman bersama orang tuanya pada usia delapan tahun. Ia dibesarkan di Königsberg, sebuah kota di Prusia yang terasa seperti pusat orang-orang brilian dan obsesif.

Dia adalah seorang anak ajaib. Pada usia 15 tahun, dia belajar di Universitas Königsberg dan kemudian Berlin. Tiga tahun kemudian, dia memenangkan Grand Prix des Sciences Mathématiques dari Akademi Ilmu Pengetahuan Perancis. Untuk apa? Mewakili angka sebagai jumlah dari lima kotak. Itu ceruk pasarnya, tentu saja. Tapi itu menunjukkan dia bisa melihat pola di mana orang lain melihat kebisingan.

Di Königsberg, dia bertemu David Hilbert. Jenius lainnya. Mereka menjadi teman. Mereka bekerja bersama. Kemitraan ini akan mendefinisikan matematika modern.

Bagaimana Minkowski menyatukan ruang dan waktu

Inilah ide besarnya. Sebelum Minkowski, ruang dan waktu adalah kotak yang terpisah. Anda memiliki ruang tiga dimensi. Kemudian Anda punya waktu, mengerjakannya secara mandiri.

Minkowski mengatakan tidak.

Pada tahun 1907, ia menerbitkan Raum und Zeit (“Ruang dan Waktu”). Dia memperkenalkan ruang Minkowski. Ini adalah kontinum empat dimensi. Tiga dimensi spasial ditambah satu dimensi waktu.

“Sejak saat itu, ruang dengan sendirinya, dan waktu dengan sendirinya, ditakdirkan untuk menghilang menjadi bayang-bayang belaka, dan hanya semacam penyatuan keduanya yang akan mempertahankan realitas independen.”

Ini bukan puisi. Itu adalah matematika. Dia menggunakan transformasi Lorentz dari teori elektron Hendrik Lorentz. Tapi sementara Lorentz melihatnya sebagai tambalan bagi teori yang gagal, Minkowski melihat geometri baru.

Einstein awalnya tidak peduli. Dia pikir itu terlalu rumit. Namun kerangka kerja Minkowski membuat teori relativitas khusus Einstein menjadi ketat. Ini meletakkan dasar matematika. Tanpa jaringan 4D tersebut, relativitas umum tidak akan terjadi. Tidak seperti itu. Tidak semudah itu.

Geometri Bilangan

Relativitas bukanlah satu-satunya klaim ketenarannya. Pada tahun 1896, Minkowski menerbitkan Geometrie der Zahlen (“Geometri Bilangan”).

Teori bilangan biasanya berkaitan dengan bilangan bulat abstrak. Minkowski membawanya ke ruang visual. Ia membuktikan bahwa persamaan Diophantine tertentu mempunyai solusi dengan menggunakan intuisi geometri. Itu adalah cara baru dalam berpikir tentang angka. Bukan sebagai simbol. Sebagai titik dalam ruang.

Pendekatan ini mempengaruhi bidang-bidang yang jauh melampaui matematika murni. Itu menyentuh fisika. Itu menyentuh logika.

Jalur akademisnya dan kematian dini

Minkowski mengajar di beberapa universitas besar:

  • Bonn (1885–1894)
  • Königsberg (189
попередня статтяMengapa mempelajari Hangul lebih mudah dari yang Anda kira
наступна статтяMengapa Australian National University membolos program sarjana selama 14 tahun