Albert Abraham Michelson: Sang Maestro Cahaya dan Pengukuran Presisi
"Albert Abraham Michelson ialah seorang fisikawan yang hasil penemuannya secara akurat menentukan laju cahaya menyokong teori relativitas Albert Einste"
 |
| Albert Abraham Michelson |
Pada usia dua tahun, keluarganya beremigrasi ke Amerika Serikat, menetap di Virginia City, Nevada, setelah sempat tinggal di Murphy's Camp, California. Ayahnya adalah seorang pedagang, dan keluarganya tidak religius; Michelson sendiri adalah seorang agnostik seumur hidup. Ia menghabiskan masa SMA-nya di San Francisco, tinggal bersama bibinya.
Pada tahun 1869, Michelson dianugerahi penunjukan khusus ke Akademi Angkatan Laut AS oleh Presiden Ulysses S. Grant. Selama empat tahun sebagai taruna, ia unggul dalam optik, panas, klimatologi, dan gambar teknik. Setelah lulus pada tahun 1873, ia bertugas dua tahun di laut sebelum kembali ke Akademi Angkatan Laut pada tahun 1875 sebagai instruktur fisika dan kimia. Pada tahun 1879, ia ditugaskan ke Nautical Almanac Office di Washington untuk bekerja dengan Simon Newcomb. Ia mengambil cuti pada tahun berikutnya untuk melanjutkan studi di Eropa, mengunjungi universitas-universitas di Berlin dan Heidelberg, serta Collège de France dan École Polytechnique di Paris.
Michelson sangat terpesona dengan sains, khususnya masalah pengukuran kecepatan cahaya. Saat di Annapolis, ia melakukan eksperimen pertamanya tentang kecepatan cahaya sebagai bagian dari demonstrasi kelas pada tahun 1877. Eksperimen Annapolis-nya disempurnakan, dan pada tahun 1879, ia mengukur kecepatan cahaya di udara sebesar 299.864 ± 51 kilometer per detik dan memperkirakan kecepatan cahaya dalam vakum sebesar 299.940 km/dtk atau 186.380 mil/dtk. Setelah dua tahun studi di Eropa, ia mengundurkan diri dari Angkatan Laut pada tahun 1881.
Pada tahun 1883, ia menerima posisi sebagai profesor fisika di Case School of Applied Science di Cleveland, Ohio. Di sana, ia berkonsentrasi pada pengembangan interferometer yang lebih baik. Pada tahun 1887, ia dan Edward Morley dari Western Reserve University melakukan eksperimen Michelson–Morley yang terkenal. Eksperimen mereka dirancang untuk mendeteksi gerakan Bumi relatif terhadap eter luminiferus, medium hipotetis tempat cahaya seharusnya merambat. Hasilnya adalah hasil nol, yang berarti tidak ada bukti keberadaan eter yang terdeteksi. Terkejut, Michelson mengulangi eksperimen tersebut dengan presisi yang semakin besar selama beberapa tahun berikutnya, tetapi terus menemukan ketidakmampuan untuk mengukur eter.
Hasil Michelson-Morley sangat berpengaruh dalam komunitas fisika. Meskipun ada kontroversi historis mengenai apakah Albert Einstein mengetahui hasil ini secara langsung saat mengembangkan teori relativitas khususnya, eksperimen ini sekarang dianggap sebagai eksperimen kanonik yang menunjukkan kurangnya eter yang dapat dideteksi. Hasil ini membuka jalan bagi teori relativitas khusus Albert Einstein dengan menimbulkan ketidakpastian dalam teori eter.
Setelah Case School, Michelson menjadi profesor di Clark University di Worcester, Massachusetts, pada tahun 1889. Pada tahun 1892, ia diangkat menjadi profesor dan kepala pertama departemen fisika di University of Chicago yang baru didirikan. Ia memainkan peran penting dalam mendirikan Departemen Fisika di sana.
Interferometer Michelson yang ia temukan pada tahun 1881 adalah alat optik presisi yang menggunakan pola interferensi cahaya untuk melakukan pengukuran yang sangat akurat. Instrumen ini bekerja dengan membagi berkas cahaya menjadi dua, mengirimkannya melalui jalur yang berbeda, dan kemudian menggabungkannya kembali untuk membuat pola interferensi yang disebut "pinggiran" (fringes). Analisis pola ini memungkinkan pengukuran panjang dan kecepatan cahaya dengan presisi tinggi. Interferometer ini masih digunakan dalam berbagai aplikasi ilmiah saat ini, termasuk spektroskopi transformasi Fourier dan bahkan dalam detektor gelombang gravitasi modern.
Selain eksperimen Michelson-Morley, Michelson melanjutkan penelitiannya dalam pengukuran presisi dan optik. Dia kemudian menggunakan interferometer astronomis dalam pengukuran diameter bintang dan pemisahan bintang ganda. Pada tahun 1920, ia dan Francis G. Pease melakukan pengukuran diameter bintang pertama selain Matahari, yaitu bintang raksasa merah Betelgeuse, menggunakan interferometer astronomis yang ia ciptakan di Observatorium Mount Wilson. Konsep mengganggu cahaya dari dua aperture kecil yang dipisahkan oleh jarak substansial, yang sering disebut "Michelson Stellar Interferometry", masih digunakan di observatorium modern.
Michelson juga berkontribusi pada pengembangan instrumen lain. Pada tahun 1890-an, ia membangun penganalisis harmonik mekanis untuk menghitung koefisien deret Fourier. Ia juga menemukan spektroskop eselon, yang digunakan untuk mengukur meter standar dalam satuan panjang gelombang cahaya kadmium pada tahun 1891-1893 di Bureau International des Poids et Mesures di Sevres. Selama dinas militernya di Perang Dunia I (ia bergabung kembali dengan Naval Reserve), ia melakukan pekerjaan penelitian pada perangkat untuk penggunaan angkatan laut, mengembangkan pengintai jarak optik dan pelindung telinga.
Sepanjang hidupnya, Michelson terus berupaya untuk menyempurnakan pengukuran kecepatan cahaya. Pada tahun 1926, ia memperoleh nilai 299.796 ± 4 km/dtk menggunakan dasar pengukuran 22 mil antara Observatorium Mount Wilson dan Lookout Mountain. Beberapa tahun kemudian, ia merencanakan pengukuran lain dalam tabung vakum untuk menghindari efek atmosferik, berkolaborasi dengan Francis G. Pease dan Fred Pearson. Meskipun kesehatannya memburuk, ia mulai menulis draf penelitian berdasarkan data awal, namun ia meninggal pada 9 Mei 1931 di Pasadena, California, pada usia 78 tahun, sebelum eksperimen terakhir ini selesai sepenuhnya. Hasilnya, 299.774 ± 11 km/dtk, diterbitkan secara anumerta pada tahun 1935.
Untuk karyanya pada instrumen optik presisi dan investigasi spektroskopis serta metrologis, Michelson menerima Hadiah Nobel Fisika pada tahun 1907. Ia juga menerima banyak penghargaan bergengsi lainnya sepanjang karirnya, termasuk Rumford Prize, Copley Medal, Matteucci Medal, Elliott Cresson Medal, Henry Draper Medal, Prix Jules Janssen, Gold Medal of the Royal Astronomical Society, Franklin Medal, Albert Medal, dan Duddell Medal and Prize. Ia adalah anggota berbagai perkumpulan ilmiah terkemuka.
Michelson menikah dua kali. Pernikahan pertamanya dengan Margaret Hemingway (1877-1898) memberinya dua putra dan satu putri. Pernikahan keduanya dengan Edna Stanton pada tahun 1899 memberinya tiga putri.
Warisan Albert A. Michelson sangat signifikan. Kawah di Bulan dinamai menurut namanya. Berbagai institusi, seperti University of Chicago dan Case Western Reserve University, memiliki gedung atau rumah tinggal yang dinamai untuk menghormatinya. Naval Air Weapons Station China Lake memiliki Laboratorium Michelson. Banyak penghargaan, kuliah, dan kehormatan yang dibuat atas nama Albert A. Michelson, terus menghormati kontribusinya pada sains, terutama di bidang optik dan pengukuran presisi. Ia dikenang bukan hanya karena pencapaian ilmiahnya, tetapi juga karena kecintaannya pada sains dan ketelitian eksperimental yang luar biasa.