Oleh: Faisal Azmi Bakhtiar
Kita terbiasa menganggap waktu sebagai sesuatu yang sederhana. Satu detik adalah satu detik. Satu menit adalah enam puluh detik. Satu tahun adalah dua belas bulan. Bahkan ketika seseorang mengatakan bahwa dirinya berusia 60 tahun, kita langsung memahami maksudnya.
Namun, pernahkah kita bertanya: apa sebenarnya yang dimaksud dengan 60 tahun? Kita memang membuat kalender berdasarkan gerak benda-benda langit. Hari berkaitan dengan rotasi Bumi, sedangkan tahun berkaitan dengan revolusi Bumi mengelilingi Matahari. Dengan demikian, angka "60 tahun" pada dasarnya merupakan hasil pengukuran menggunakan satuan yang kita sepakati.
Bayangkan seseorang pindah ke sebuah planet yang mengelilingi bintangnya jauh lebih lambat daripada Bumi. Jika satu tahun di planet tersebut setara dengan tiga tahun Bumi, seseorang yang telah hidup selama 60 tahun Bumi mungkin hanya akan disebut berusia 20 tahun menurut kalender planet itu.
Tetapi tentu saja tubuhnya tidak tiba-tiba kembali menjadi lebih muda. Ia tetap telah menjalani sekitar 60 tahun kehidupan. Di sinilah kita mulai menyadari bahwa umur berdasarkan kalender dan waktu yang dialami oleh tubuh bukanlah hal yang persis sama. Namun, fisika modern membawa persoalan ini jauh lebih jauh.
Einstein Mengubah Cara Kita Memahami Waktu
Salah satu gagasan paling mengejutkan dari relativitas Einstein adalah bahwa waktu bukanlah sesuatu yang berdetak dengan laju yang sama di seluruh alam semesta. Tidak ada semacam jam raksasa universal yang berdetak: «tik... tik... tik...» dan menjadi patokan bagi seluruh alam semesta. Menurut relativitas, pengukuran ruang dan waktu bergantung pada keadaan gerak dan medan gravitasi.
Sebuah jam yang bergerak sangat cepat relatif terhadap kita dapat menunjukkan laju waktu yang berbeda. Demikian pula jam yang berada dalam kondisi gravitasi yang berbeda dapat mengalami laju waktu yang berbeda.
Fenomena pertama dikenal sebagai dilatasi waktu. Yang menarik, ini bukan sekadar kesalahan alat ukur. Eksperimen dengan jam atom telah menunjukkan bahwa dua jam yang menempuh kondisi gerak atau gravitasi berbeda dapat menunjukkan waktu yang berbeda ketika dibandingkan kembali. Efek relativistik juga harus diperhitungkan dalam sistem seperti GPS. Dengan kata lain, relativitas bukan sekadar gagasan filosofis. Alam memang bekerja seperti itu.
Lalu Apa Itu Proper Time?
Di sinilah istilah proper time menjadi menarik. Bayangkan dua orang berangkat dari tempat yang sama. Orang pertama tetap berada di Bumi. Orang kedua menaiki pesawat luar angkasa dan melakukan perjalanan dengan kecepatan yang sangat tinggi. Masing-masing membawa jam atom. Ketika mereka akhirnya bertemu kembali, kedua jam tersebut dapat menunjukkan jumlah waktu yang berbeda. Waktu yang tercatat oleh jam yang ikut bersama masing-masing pengamat sepanjang lintasannya disebut secara sederhana sebagai proper time.
Jadi kita bisa membayangkan:
- Bumi: «100 tahun berlalu.»
- Pesawat: «Hanya 20 tahun berlalu bagi awaknya.»
Awak pesawat tidak merasa jamnya rusak. Bagi mereka, waktu tetap berjalan normal. Mereka makan, tidur, berpikir, bertambah tua, dan menjalani kehidupan seperti biasa. Perbedaannya baru terlihat ketika kedua pengamat membandingkan perjalanan mereka. Dan di sinilah sesuatu yang sangat menarik muncul.
Bagaimana Jika Perjalanan 1.000 Tahun Cahaya?
Bayangkan suatu hari manusia memiliki teknologi yang memungkinkan pesawat bergerak sangat dekat dengan kecepatan cahaya. Ada sebuah planet yang jaraknya sekitar 1.000 tahun cahaya dari Bumi. Dari sudut pandang Bumi, perjalanan itu tentu sangat lama. Bahkan jika pesawat bergerak mendekati kecepatan cahaya, perjalanan tersebut akan membutuhkan hampir seribu tahun menurut waktu Bumi.
Namun, dari sudut pandang awak pesawat, situasinya berbeda. Selain dilatasi waktu, muncul fenomena lain yang disebut kontraksi panjang. Jarak dalam arah gerak yang diukur oleh awak pesawat menjadi lebih pendek dibandingkan jarak yang diukur oleh pengamat di Bumi. Ini bukan berarti planet tersebut benar-benar "bergerak mendekati" pesawat atau ruang angkasa secara fisik terlipat seperti kertas. Yang berubah adalah pengukuran ruang dan waktu dalam kerangka acuan yang berbeda. Akibatnya, awak pesawat secara teoritis dapat mengalami perjalanan yang jauh lebih singkat daripada waktu yang berlalu di Bumi.
- Misalnya, secara hipotetis: «Bumi mengalami ratusan tahun.»
- Sementara: «awak pesawat hanya mengalami puluhan tahun.»
Mereka tidak memperlambat proses penuaan dengan obat atau teknologi biologis.
Mereka hanya mengalami lebih sedikit proper time sepanjang perjalanan tersebut.
Apakah Ini Berarti Manusia Bisa "Memperpanjang Umur"? Jawabannya menarik: ya dan tidak.
- Tidak, jika yang dimaksud adalah membuat manusia hidup lebih lama menurut waktu yang dialaminya sendiri. Jika seorang astronot mengalami perjalanan selama 20 tahun menurut jam yang dibawanya, tubuhnya tetap mengalami sekitar 20 tahun proses biologis, bukan satu atau dua tahun.
- Tetapi ya, jika yang dimaksud adalah memungkinkan manusia melakukan perjalanan menuju masa depan Bumi tanpa mengalami seluruh waktu yang berlalu di Bumi. Seorang astronot dapat berangkat ketika masih muda, melakukan perjalanan relativistik, kemudian kembali dan menemukan bahwa Bumi telah mengalami perubahan selama ratusan tahun sementara dirinya hanya mengalami puluhan tahun.
Dalam pengertian itu, relativitas menyediakan sesuatu yang sangat mirip dengan perjalanan satu arah menuju masa depan. Jadi, Apakah Masa Depan Perjalanan Antarbintang Benar-Benar Terbuka? Secara fisika, kemungkinan tersebut tidak bertentangan dengan relativitas.
Namun ada perbedaan besar antara: "Diperbolehkan oleh hukum fisika" dan "Dapat dilakukan oleh teknologi manusia." Untuk mencapai kecepatan yang sangat dekat dengan kecepatan cahaya, manusia membutuhkan energi yang luar biasa besar. Belum lagi persoalan perlindungan terhadap radiasi, partikel berenergi tinggi, tumbukan dengan debu antarbintang, sistem kehidupan, percepatan dan perlambatan pesawat, serta kemampuan membawa manusia tetap hidup selama perjalanan.
Jadi persoalan utama perjalanan antarbintang bukanlah bahwa Einstein mengatakan waktu akan menghalanginya. Justru sebaliknya. Relativitas memberi kita kemungkinan yang sangat aneh sekaligus sangat menarik. Semakin cepat sebuah pesawat bergerak mendekati kecepatan cahaya, semakin besar perbedaan waktu antara awak pesawat dan pengamat yang relatif diam terhadap Bumi. Mungkin Kita Selama Ini Membayangkan Jarak dengan Cara yang Salah Selama ini kita sering mendengar: «"Planet itu berjarak 1.000 tahun cahaya."» Kalimat tersebut membuat kita membayangkan bahwa manusia harus hidup selama 1.000 tahun untuk mencapai tempat itu.
Padahal relativitas mengatakan bahwa persoalannya tidak sesederhana itu. Bagi Bumi, jaraknya memang sangat jauh. Namun bagi seorang pelancong yang bergerak sangat cepat, jarak yang diukur sepanjang arah perjalanannya mengalami kontraksi. Dengan demikian, alam semesta yang tampak begitu luas dari Bumi dapat terlihat berbeda bagi seseorang yang melakukan perjalanan mendekati kecepatan cahaya.
Ini bukan berarti manusia telah menemukan jalan pintas melalui ruang. Tidak ada hukum fisika yang kita kenal yang mengatakan kita bisa begitu saja melompat dari satu bintang ke bintang lainnya. Tetapi relativitas menunjukkan bahwa jarak dan waktu tidak bersifat mutlak seperti yang selama ini kita bayangkan.
Sebuah Harapan yang Masih Jauh
Mungkin manusia belum akan mengirim manusia ke planet yang berjarak ribuan tahun cahaya dalam waktu dekat. Mungkin teknologi yang diperlukan bahkan masih berada ratusan tahun di depan kita. Namun ada sesuatu yang mengagumkan dari fakta bahwa hukum alam tidak secara sederhana berkata: «"Tidak mungkin."»
Sebaliknya, relativitas mengatakan: «Jika manusia mampu mencapai kondisi ekstrem tertentu, pengalaman perjalanan manusia dan pengalaman waktu di Bumi dapat menjadi sangat berbeda.» Bumi dapat menyaksikan berabad-abad berlalu. Sementara seorang pelancong antarbintang mungkin hanya mengalami sebagian kecil dari waktu tersebut.
Mungkin suatu hari manusia benar-benar berdiri di dalam sebuah pesawat, melihat bintang-bintang dari jendela, dan menyadari bahwa perjalanan yang bagi Bumi berlangsung ratusan tahun hanya terasa beberapa tahun bagi dirinya. Jika hari itu benar-benar tiba, manusia bukan hanya akan melakukan perjalanan menembus ruang. Manusia juga akan melakukan perjalanan dengan cara yang berbeda melalui waktu. Dan mungkin, di situlah kita mulai memahami bahwa alam semesta jauh lebih aneh daripada yang selama ini dapat dibayangkan oleh pengalaman kita sehari-hari.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar