Hari ini 100 tahun silam di jurnal Annalen der
Physik, Jerman, muncul artikel berjudul “Zur Elektrodynamik bewegter
Körper” atau “On The Electrodynamics of Moving Bodies”. Kemudian artikel
ini lebih dikenal karena mengusulkan teori baru, yaitu Relativitas
Khusus. Penulisnya Albert Einstein, yang pada 2005 ini kalangan fisika
sedunia merayakannya sebagai Tahun Einstein.
Seratus tahun silam itu adalah tahun keajaiban (annus
mirabilis) Einstein. Selain makalah tentang Teori Relativitas Khusus,
ia mengirimkan dua makalah besar lainnya ke jurnal yang sama: efek
fotoelektrik yang mengantarkannya meraih Hadiah Nobel Bidang Fisika 1921
dan penelitian tentang Gerak Brownian.
Tanpa mengecilkan arti kedua makalah yang lain, karya
Einstein Teori Relativitas Khusus merupakan yang paling kontroversial
saat dipublikasikan. Sampai kini, tetap menjadi bahan diskusi. Teori ini
bagi sebagian ilmuwan merupakan dasar kuat yang memungkinkan perjalanan
waktu ke masa depan.
Sepuluh tahun sebelum Einstein muncul dengan
gagasannya itu, ide perjalanan waktu seperti ditulis H.G. Wells dalam
novel The Time Machine adalah fiksi ilmiah yang bertentangan dengan
Hukum Fisika.
Menurut Teori Relativitas Khusus, ruang dan waktu
tidak absolut, melainkan relatif. Artinya, ruang dan waktu berbeda untuk
setiap orang. Bagaimana seseorang mengalami kejadian dalam ruang dan
waktu bergantung pada dua hal: di mana orang tersebut mengamatinya dan
seberapa cepat ia bergerak bila dibandingkan dengan kecepatan cahaya.
Einstein mengamati bahwa kecepatan cahaya adalah
konstan pada 299 ribu kilometer per detik. Kecepatan cahaya itu tidak
akan berbeda, meskipun diamati oleh dua orang dari dua titik pengamatan
yang berbeda.
Sesuai dengan rumus, kecepatan (v) adalah jarak (d)
dibagi waktu (t). Jika v adalah konstan, t dan d-lah yang seharusnya
berubah-ubah. Salah satu konsekuensi adalah bahwa jam yang ada di dalam
sesuatu yang bergerak selalu berdetak lebih lambat ketimbang jam yang
diam di tempat.
Dari sini muncul hipotesis yang terkenal “paradoks
kembar”. Sepasang kembar dipisahkan, seorang menjadi astronot
diterbangkan dengan roket berkecepatan tinggi menjelajahi galaksi dan
kembali ke bumi, yang lain tinggal di bumi. Meskipun kecepatan roket
mendekati kecepatan cahaya, butuh 10 ribu tahun bagi astronot itu
menjelajah galaksi dan kembali ke titik tertentu di bumi. Karena
geraknya relatif tinggi, usia astronot itu lebih lama ketimbang orang
lain yang tinggal di bumi. Astronot akan kembali ke bumi hanya lebih tua
beberapa tahun dari waktu ia meluncur. Sementara itu, saudara kembarnya
sudah lama meninggal.
Prediksi melambatnya waktu juga telah dikonfirmasi
melalui percobaan menerbangkan jam-jam atomik mengelilingi bumi dengan
pesawat jet.
“Jika Anda terbang dengan pesawat mengelilingi bumi
ke arah timur, Anda akan lebih muda 59 nanodetik ketimbang jika Anda
tetap berada di rumah,” kata Dr J. Richard Gott, ahli astrofisika di
Princeton University, di New Jersey, Amerika Serikat.
Rekor untuk tipe penjelajahan waktu ini, kata Gott,
dipegang kosmonot Rusia Sergei Krikalev. Ia kembali ke bumi setelah
tinggal di stasiun antariksa Rusia Mir selama 748 hari. Usianya menjadi
lebih muda seperlima belas detik daripada jika ia tetap di bumi.
Dalam makalahnya pada 1905, Einstein juga memprediksi
melambatnya waktu karena kecepatan rotasi bumi. Dengan demikian, jam di
wilayah khatulistiwa berdetak lebih lambat ketimbang jam di
kutub-kutub. Namun, prediksi ini ternyata kemudian salah.
Baru-baru ini dalam artikel di Physics Today, Dr Alex
Harvey dari Queens College di New York dan Dr Engelbert Schucking dari
New York University menegaskan bahwa Einstein tidak terkait dalam Teori
Relativitas Umum, yang datang 10 tahun setelahnya. Teori Relativitas
Umum menyebutkan bahwa jam-jam berjalan melambat lebih karena medan
gravitasi di tempat ia berada.
Perpaduan antara penjelajahan dengan kecepatan tinggi
dan efek medan gravitasi dapat diterapkan pada misi berawak masa depan
ke planet Merkuri, misalnya. Menurut Gott, astronot yang ikut misi
selama 30 tahun itu akan menyimpan 22 detik dari hidup seorang astronot.
http://www.fisikanet
Tidak ada komentar:
Posting Komentar