Bagaimana Sains Memandang Konsep Ruang dan Waktu? Ini 5 Penjelasannya

Seorang ilmuwan besar bernama Albert Einstein pernah menggagas sebuah teori "gila" bernama teori relativitas. Mengapa pada awalnya teori ini dianggap "gila" oleh sebagian ilmuwan lainnya? Karena relativitas mendobrak apa yang sudah paten di alam, yakni hukum fisika.

Melalui teorinya tersebut, Einstein beranggapan jika hukum fisika yang selalu sama di alam semesta ini, dapat mengakibatkan pandangan yang relatif sesuai dengan keadaan ruang dan waktu.

Lantas, apakah Einstein mengubah pandangan paten hukum fisika sebelumnya? Tentu tidak. Einstein justru menggenapi dan membuktikan bahwa hukum gravitasi yang pernah digagas oleh Newton adalah benar adanya, seperti dicatat dalam laman sains Space. Einstein tetap beranggapan bahwa hukum fisika akan selalu sama di mana pun, namun semuanya bergerak dan berjalan sesuai dengan relativitas itu sendiri.

Hal yang dapat mengubah sudut pandang relatif tentang hukum fisika tersebut adalah keadaan ruang dan waktu. Contoh yang paling sederhana adalah manakala kamu mengerjakan sesuatu dengan sangat cepat, maka kamu gak akan pernah merasakan waktu berjalan secara normal.

Kamu akan menganggap bahwa waktu yang kamu alami sangat lambat, sedangkan waktu yang sesungguhnya tetap berjalan secara normal. Nah, bayangkan jika kamu naik kendaraan yang kecepatannya hampir setara dengan kecepatan cahaya, maka kamu akan merasa waktu di sekitar kamu sangat amat lambat dan bahkan hampir berhenti.

Namun, orang lain yang melihat kamu menaiki kendaraan tersebut merasa biasa saja, dan menjalankan waktunya seperti biasa. Nah, perbedaan pandangan antara kamu yang bergerak cepat dengan mereka yang mengamati kamu, inilah yang dinamakan relatif.

Sebenarnya tidak ada ilmuwan yang dapat menjawabnya dengan pasti mengenai pertanyaan ini. Pasalnya, Einstein telah tiada, dan masih banyak pertanyaan yang belum terjawab mengenai teori relativitasnya tersebut.

Akan tetapi, secara teori, perjalanan waktu bisa saja dilakukan. Persoalannya, praktik tersebut mustahil untuk dilakukan. Perjalanan waktu akan melibatkan sebuah kecepatan yang hampir menyentuh kecepatan cahaya, dan bahkan harus menyamai kecepatan cahaya.

Tentu saat ini tidak ada sebuah kendaraan yang kecepatannya menyamai kecepatan cahaya. Jika ada, manusia juga pasti hancur lebur jika bergerak dengan kecepatan cahaya. Ditulis dalam Scientific American, mekanisme yang paling masuk akal adalah melakukan perjalanan waktu ke masa depan dengan menggunakan teori relativitas khusus.

Namun lagi-lagi hal tersebut mustahil dilakukan karena membutuhkan sebuah alat atau kendaraan yang sanggup melesat hampir secepat cahaya. Sekadar informasi, kecepatan cahaya adalah 300.000 km per detik. Tentunya kecepatan ini akan membuat benda yang memiliki massa akan hancur.

Jika ada pesawat meluncur dari bumi ke luar angkasa yang hampir menyamai kecepatan cahaya dan perjalanan itu dilakukan konstan selama 1 tahun, maka pada saat kamu kembali ke Bumi, teman-temanmu akan berusia puluhan tahun lebih tua dibandingkan dengan usiamu. Itu artinya, dengan kecepatan tinggi, kamu bisa menuju ke masa depan.

Itulah yang dinamakan relatif, karena kamu bergerak dengan sangat cepat, kamu akan mengalami waktu yang melambat dan hampir berhenti. Sedangkan waktu di Bumi adalah tetap berjalan seperti biasa. Inilah yang disebut dengan dilatasi waktu, yakni perbedaan pandangan antara objek yang diukur dengan objek yang mengukur.

Ada banyak bukti-bukti nyata yang berkaitan dengan teori relativitas Einstein. Salah satu alat atau teknologi yang menggunakan prinsip relativitas adalah GPS. Teknologi ini akan memetakan posisi atau keberadaan sebuah objek secara tepat berdasarkan lintang, bujur, dan ketinggian.

Satelit GPS akan mengorbit di ketinggian 20.000 km di atas permukaan Bumi dan bergerak dengan kecepatan yang sangat tinggi, yakni 14.000 km per jam. Meskipun kecepatannya masih jauh di bawah kecepatan cahaya, namun sistem pada GPS juga mengalami dilatasi waktu.

Akan ada sedikit jarak waktu dan lokasi yang dialami oleh objek yang dipantau. Itulah sebabnya, satelit GPS harus berotasi secara cepat hingga belasan ribu kilometer per detik. Jika tidak, akan ada selisih jarak dan waktu yang sangat panjang. Jika ilmuwan tidak memperhitungkan efek relativitas, maka GPS yang kita gunakan akan meleset sejauh puluhan kilometer.

Selain GPS, juga ada medan elektromagnetik sebagai bukti adanya relativitas. Medan elektromagnetik akan menghasilkan arus listrik pada kumparan kawat di dalamnya. Hal ini membuktikan bahwa setiap peristiwa yang berhubungan dengan medan elektromagnetik, juga berhubungan dengan relativitas.

Beberapa bukti lainnya bisa kamu temukan pada logam mulia seperti emas yang memiliki molekul atom berat yang mengakibatkan warnanya menjadi kuning. Logam merkuri yang berwujud cair juga membuktikan bahwa ikatan atom dapat berpengaruh pada kondisi sebuah zat.

Namun, gagasan Einstein tidak selamanya membawa manfaat bagi perdamaian. Akibat penemuan teori Einstein ini, dunia perang juga semakin maju. Telah banyak ditemukan senjata-senjata nuklir dan bom atom yang menewaskan jutaan korban jiwa.

Secara sederhana, paradoks dapat diartikan sebagai sebuah kondisi logis yang timbul akibat tindakan tertentu. Misalnya, jika si A kembali ke masa lalu dan ia membunuh kakeknya di masa tersebut, maka si A seharusnya tidak ada. Akibatnya akan berantai hingga ke masa sekarang, di mana si A tidak ada, maka si A tak akan pernah bisa kembali ke masa lalu.

Paradoks inilah yang menjadi batu penghalang bagi konsep perjalanan waktu, seperti dicatat dalam Science Alert. Konsep teori tentang kembali ke masa lalu adalah omong kosong bagi sebagian ilmuwan di dunia. Bagaimanapun, paradoks akan selalu terjadi, sebab-akibat akan selalu ada.

Jadi, bagaimana mengakalinya? Di sinilah muncul konsep tentang pergeseran dimensi. Menurut Stephen Hawking, jika seseorang ingin kembali ke masa lalu dan terhindar dari sebuah paradoks, maka dimensinya harus diubah.

Jika si A tadi kembali ke masa lalu, maka dimensi masa lalunya berbeda dengan dimensi masa lalu kakeknya. Dengan lahirnya konsep ini, maka pertentangan paradoksal dapat dihindari secara total.

Namun lagi-lagi, konsep ini sepertinya memang jauh panggang dari api. Pasalnya, untuk dapat kembali ke masa lalu maka dibutuhkan kecepatan yang melebihi kecepatan cahaya. Sedangkan Einstein telah menyatakan bahwa tidak ada kecepatan yang melebihi kecepatan cahaya.

Tak ada yang tahu tentang bagaimana konsep ruang dan waktu yang ada di belahan alam semesta lainnya. Mungkin hukum fisika tetap berlaku sama, namun tidak dengan ruang dan waktunya.

Belum lagi misteri keberadaan Lubang Hitam yang memiliki gravitasi sangat masif. Bahkan, cahaya juga tak luput terisap ke dalamnya. Ini membuktikan bahwa meskipun hukum fisika berlaku sama, namun ruang waktunya bisa sangat berbeda.

Menurut laman sains Live Science, ruang dan waktu di alam semesta ini sangat bergantung pada kekuatan gaya gravitasinya. Hal ini membuktikan bahwa ada perbedaan waktu (dihitung dalam mikrodetik) antara luar angkasa dengan di Bumi.

Usia astronaut di luar angkasa akan bertambah lebih lambat daripada pertambahan usia orang-orang yang berada di Bumi. Hal ini telah dijelaskan dalam teori relativitas tentang hubungan gravitasi dengan ruang dan waktu. Namun, perbedaan usianya tentu tidak signifikan, sebab hanya terhitung beberapa mikrodetik hingga detik.

Itulah beberapa penjelasan singkat tentang konsep ruang dan waktu menurut sains. Meskipun sangat kecil, ternyata relativitas sering kita alami, ya! Semoga artikel ini dapat menambah pengetahuan kamu.