RELATIVITAS KAPAL GALILEO

Galileo Galilei membantu mengantar era sains modern dengan gagasan revolusioner dan penemuannya. Beliau mungkin paling dikenal karena perbaikan besar pada awal teleskop, yang memungkinkannya mempelajari benda-benda langit dengan lebih detail yang belum pernah terjadi sebelumnya.
Beliau juga menantang konsepsi umum tentang tempat kita di kosmos. Sebelum Galileo, para filsuf dan teolog secara luas percaya bahwa bumi sebagai pusat alam semesta, dan mereka berpikir bahwa benda-benda langit berputar di sekitar bumi. Sebagai gantinya, Galileo, mendukung gagasan bahwa bumi dan planet-planet bergerak mengelilingi matahari yang tidak bergerak - sebuah keyakinan yang dipelopori  oleh Copernicus. Ide awalnya menarik kutukan dari Gereja Katolik, namun akhirnya, heliosentrisme Galileo ternyata berhasil.
Pada saat itu, banyak orang berpikir bahwa Bumi yang bergerak bertentangan dengan pengalaman umum dan, hal itu juga menurut pendapat Gereja. Untuk menunjukkan bagaimana Bumi bergerak bisa konsisten sesuai dengan pengalaman kita sehari-hari, Galileo memperkenalkan sebuah eksperimen pemikiran di buku 1632 yang berjudul "Dialog mengenai Dua Sistem Dunia."
Karya ini terbukti efektif pada saat itu, dan dia bahkan mendapat persetujuan untuk menerbitkan buku dari Paus. Meskipun eksperimen pemikiran "Kapal Galileo" mungkin tampak jelas saat ini, eksperimen pemikiran ini membantu menghancurkan jejak Relativitas Khusus pemikiran dari Einstein.

PercobaanDibayangkan Galileo (dalam bentuk boneka) duduk di lambung kapal tanpa jendela, tidak bisa melihat keluar di laut. Kapalnya melaju sampai bergerak dengan kecepatan konstan. Pada kejadian ini, berada di lambung kapal akan terasa seolah kapal itu diam di pelabuhan yang tenang. 

Kapal Galileo bergerak dengan kecepatan konstan ke kiri. Ikan tetap diam terhadap Bumi. Galileo menjatuhkan bola pada saat t-1 dan saat menyentuh tanah pada waktu t-2. Posisi ikan ditampilkan dua kali.
Setelah mencapai kecepatan konstan (ke arah kiri pada gambar di atas), Galileo mulai melakukan eksperimen mekanis sederhana. Sebagai contoh, mari kita bayangkan bahwa dia hanya menjatuhkan bola dari atas kabin kapal ke lantai, dan mencatat dimana posisinya.
Jika kapal itu tidak bergerak di dermaga, bola akan langsung jatuh ke lantai di bawah tempat Galileo menahannya. Tapi apa jadinya jika kapal itu bergerak dengan kecepatan konstan?
Galileo benar-benar melakukan percobaan serupa dan menemukan bahwa bola akan langsung jatuh tepat di bawah dimana ia terjatuh, seolah-olah kapal itu tidak bergerak. Dari sudut pandang Galileo yang berada di lambung kapal, tidak ada perbedaan antara kapal dengan kecepatan konstan dan yang stasioner.
Tapi perbedaan terjadi saat kita mempertimbangkan referensi lainnya. Pada gambar di atas, bagian depan kapal melewati ikan stasioner (relatif ke Bumi) pada waktu tertentu yang disebut t-1. Beberapa detik kemudian pada waktu t-2, bola menyentuh lantai kapal saat bagian tengah kapal melewati ikan.
Dari sudut pandang ikan, bola tidak hanya turun secara vertikal namun juga bergerak horizontal beberapa kaki. Demikian pula, jika Galileo memiliki jendela kapal untuk bisa dilihat, dia akan melihat ikan itu bergerak relatif ke kapal.
Ini berarti bahwa tidak ada kecepatan "absolut". Pengukuran kecepatan akan berbeda tergantung pada kerangka acuan dimana mereka melakukan pengukuran. Misalnya, bola Galileo tidak memiliki kecepatan horisontal dari kerangka acuannya di kapal tanpa jendela. Ikan, bagaimanapun, akan melihat bola memiliki kecepatan mendatar yang sama dengan keseluruhan kapal yang mengambang di atas kepalanya.
Tidak ada pengukuran yang "benar". Atau bisa dikatakan cukup sederhana, Semua itu relatif

Terus bagaimana?
Galileo menggunakan eksperimen ini untuk menunjukkan bahwa Bumi sebenarnya bisa bergerak tanpa bertentangan dengan dunia kita sehari-hari. Bahkan jika Bumi bergerak, semua yang ada di permukaannya akan bergerak dengan kecepatan yang sama. Akibatnya, eksperimen ini di alam semesta geosentris yang dipahami Gereja dan alam semesta heliosentris yang diketahui Galileo tidak dapat dibedakan.
Galileo telah menemukan semacam relativitas yang sekarang memakai namanya sendiri. Merefleksikan beberapa eksperimen mekanis sederhana seperti bola jatuh, Galileo menyimpulkan:
Anda tidak akan menemukan sedikit pun perubahan dalam semua efek yang disebutkan, juga tidak dapat Anda katakan dari salah satu dari mereka apakah kapal itu bergerak atau tetap diam.
Dengan kata lain, melakukan eksperimen mekanis di dua kerangka acuan yang berbeda yang bergerak pada kecepatan konstan relatif terhadap satu sama lain (seperti kapal Galileo dan laut) tentunya akan menghasilkan hasil yang sama.
Percobaan pikiran Galileo adalah salah satu eksposisi pertama pada "kerangka pikiran," walaupun istilah itu tidak diciptakan sampai abad ke-19.
Einstein menyempurnakan gagasan Galileo dengan teorinya tentang Relativitas Khusus pada awal 1900-an, dan kita dapat belajar lebih banyak tentang pertentangan antara relativitas Galilean dan relativitas Einstein dalam Stanford Encyclopedia of Philosophy.
Percobaan sederhana (dan nyata) pemikiran Galileo telah membimbing pemikiran ilmiah selama berabad-abad, dan kita juga bisa menguji ini sendiri.