Kenapa Waktu Berubah Saat Mendekati Kecepatan Cahaya?

Perbedaan antara apa yang diharapkan dengan menjumlahkan dua angka dan jawaban yang sebenarnya akan semakin besar ketika salah satu atau kedua dari kamu bergerak mendekati kecepatan cahaya.

Jika kamu bepergian dengan roket yang bergerak dengan kecepatan 75 persen dari kecepatan cahaya dan temanmu melempar bola dengan kecepatan yang sama, kamu tidak akan melihat bola tersebut bergerak ke arahmu dengan kecepatan 150% dari kecepatan cahaya.

Baca juga: 3 Perubahan yang Terjadi Jika Kecepatan Cahaya Melambat, Salah Satunya Waktu

Hal ini karena tidak ada yang bisa bergerak lebih cepat dari cahaya - bola akan tetap terlihat bergerak ke arah kamu dengan kecepatan kurang dari kecepatan cahaya.

Meskipun ini semua mungkin tampak sangat aneh, ada banyak bukti eksperimental yang mendukung pengamatan ini.

Pelebaran waktu dan paradoks kembar

Kecepatan bukanlah satu-satunya faktor yang berubah relatif terhadap siapa yang melakukan pengamatan.

Konsekuensi lain dari relativitas adalah konsep dilatasi waktu, saat orang mengukur jumlah waktu yang berbeda tergantung pada seberapa cepat mereka bergerak relatif satu sama lain.

Setiap orang mengalami waktu secara normal relatif terhadap diri mereka sendiri. Namun, orang yang bergerak lebih cepat akan merasakan lebih sedikit waktu yang berlalu daripada orang yang bergerak lebih lambat.

Hanya ketika mereka menghubungkan kembali dan membandingkan jam tangan mereka, mereka baru menyadari bahwa jam tangan yang satu menunjukkan waktu yang lebih sedikit, sementara jam tangan yang lain menunjukkan waktu yang lebih banyak.

Hal ini mengarah pada salah satu hasil relativitas yang paling aneh, yaitu paradoks kembar, yang mengatakan bahwa jika salah satu dari sepasang anak kembar melakukan perjalanan ke luar angkasa dengan roket berkecepatan tinggi, mereka akan kembali ke Bumi dan mendapati kembarannya menua lebih cepat daripada mereka.

Baca juga: Bukti Baru, Lubang Hitam Isap Materi Secepat Kecepatan Cahaya

Penting untuk dicatat bahwa waktu berperilaku “normal” seperti yang dirasakan oleh masing-masing kembaran (persis seperti yang Anda alami saat ini), meskipun pengukuran mereka tidak sama.

Mungkin kamu bertanya-tanya: Jika masing-masing kembar melihat diri mereka sendiri sebagai orang yang diam dan yang lainnya bergerak ke arah mereka, bukankah mereka akan mengukur satu sama lain sebagai orang yang menua lebih cepat?

Jawabannya adalah tidak, karena mereka berdua tidak mungkin lebih tua dibandingkan dengan kembarannya yang lain.

Kembaran di pesawat ruang angkasa tidak hanya bergerak pada kecepatan tertentu di mana kerangka acuannya tetap sama, tapi juga berakselerasi dibandingkan dengan kembarannya di Bumi.

Tidak seperti kecepatan yang relatif terhadap pengamat, percepatan bersifat absolut. Jika kamu menginjak timbangan, berat yang kamu ukur sebenarnya adalah percepatan akibat gravitasi.

Pengukuran ini tetap sama terlepas dari kecepatan Bumi bergerak melalui tata surya, atau tata surya bergerak melalui galaksi, atau galaksi melalui alam semesta.

Tidak ada keanehan yang dialami oleh kedua saudara kembar ini dengan jam tangan mereka ketika salah satu bergerak mendekati kecepatan cahaya - mereka berdua merasakan waktu secara normal seperti yang dialami oleh kamu atau saya.

Hanya ketika mereka bertemu dan membandingkan hasil pengamatannya, mereka akan melihat perbedaan – perbedaan yang dijelaskan dengan sempurna oleh matematika relativitas.

Baca juga: Mungkinkah Perjalanan Waktu Bisa Dilakukan?

Michael Lam
Assistant Professor of Physics and Astronomy, Rochester Institute of Technology

Artikel ini tayang di Kompas.com berkat kerja sama dengan The Conversation Indonesia. Tulisan di atas diambil dari artikel asli berjudul "Mengapa waktu berubah ketika bergerak mendekati kecepatan cahaya? Fisikawan menjelaskan". Isi di luar tanggung jawab Kompas.com.