Mesin Waktu Albert Einstein

100 tahun silam di jurnal Annalen der Physik, Jerman, muncul artikel berjudul “Zur Elektrodynamik bewegter Kerper” 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.