Kenapa Waktu Berubah Saat Mendekati Kecepatan Cahaya?

Oleh: Michael Lam

BAYANGKAN jika kamu berada di dalam mobil yang sedang melaju melintasi pedesaan sambil melihat pemandangan.

Sebuah pohon di kejauhan mendekat ke mobil dan melintas di depan mobil lalu menjauh di kejauhan di belakang mobil tersebut.

Baca juga: Berapa Kecepatan Cahaya?

Tentu saja, kamu tahu bahwa pohon itu tidak benar-benar bangun dan berjalan menuju atau menjauhi kamu. Kamulah yang berada di dalam mobil yang bergerak ke arah pohon itu.

Pohon itu hanya bergerak sebagai perbandingan, atau relatif, terhadap kamu – itulah yang disebut oleh para fisikawan sebagai relativitas.

Jika kamu memiliki seorang teman yang berdiri di dekat pohon itu, mereka akan melihatmu bergerak ke arah mereka dengan kecepatan yang sama dengan kecepatan yang kamu lihat saat pohon itu bergerak ke arahmu.

Dalam bukunya tahun 1632, Dialogue Concerning the Two Chief World Systems, astronom Galileo Galilei pertama kali menggambarkan prinsip relativitas - gagasan bahwa alam semesta seharusnya berperilaku dengan cara yang sama setiap saat, meskipun dua orang mengalami peristiwa yang berbeda karena yang satu bergerak terhadap yang lain.

Jika kamu berada di dalam mobil dan melemparkan bola ke udara, hukum fisika yang bekerja pada bola tersebut, seperti gaya gravitasi, seharusnya sama dengan yang bekerja pada pengamat yang melihat dari sisi jalan.

Namun, ketika kamu melihat bola itu bergerak ke atas dan kembali ke bawah, seseorang yang berada di pinggir jalan akan melihat bola itu bergerak ke arah atau menjauh dari mereka, juga ke atas dan ke bawah.

Relativitas khusus dan kecepatan cahaya

Albert Einstein kemudian mengusulkan gagasan yang sekarang dikenal sebagai relativitas khusus untuk menjelaskan beberapa pengamatan membingungkan yang tidak memiliki penjelasan intuitif pada saat itu.

Baca juga: Seperti Apa Rasanya Traveling dengan Kecepatan Cahaya?

Einstein menggunakan hasil kerja banyak fisikawan dan astronom pada akhir 1800-an untuk menyusun teorinya pada 1905, dimulai dengan dua bahan utama: prinsip relativitas dan pengamatan aneh bahwa kecepatan cahaya sama untuk setiap pengamat dan tidak ada yang bisa bergerak lebih cepat.

Setiap orang yang mengukur kecepatan cahaya akan mendapatkan hasil yang sama, di mana pun mereka berada atau seberapa cepat mereka bergerak.

Katakanlah kamu berada di dalam mobil yang melaju dengan kecepatan 60 mil (96,5 km) per jam dan teman yang lain berdiri di dekat pohon.

Ketika mereka melempar bola ke arah kamu dengan kecepatan yang mereka anggap 60 mil per jam, secara logika kamu mungkin berpikir bahwa kamu akan melihat temanmu dan pohon bergerak ke arahmu dengan kecepatan 60 mil per jam dan bola bergerak ke arahmu dengan kecepatan 120 mil (193 km) per jam.

Meskipun hal tersebut sangat dekat dengan nilai yang benar, tapi sebenarnya hal tersebut sedikit keliru.