Prinsip Kerja Waktu

Prinsip Kerja Waktu

Waktu selalu ada disekitar kita, manusia tidak pernah bisa lepas dari waktu. Waktu tidak pernah berhenti bekerja melewati berbagai macam jaman, peradaban, dan selalu ada dalam setiap kejadian di planet ini dan seluruh alam semesta. Kita tidak bisa mempelajari, mengingat, dan mencatat semua kejadian itu tanpa menyertakan waktu.

Apakah waktu terus bergerak dan apakah prinsip kerja waktu se-sederhana gerakan jarum detik dalam jam?

Menurut ilmu pengetahuan, alam semesta ini terlahir sekitar 14 miliar tahun yang lalu dan sejak saat itu telah terjadi banyak hal seperti terciptanya galaksi, planet, bintang, dan lain-lain. Planet Bumi mungkin berumur sekitar 4-7 miliar tahun, tetapi manusia baru saja menghuninya selama kurang lebih 400.000 tahun. Secara matematika, manusia menikmati alam ini baru saja selama 0.003% dari sepanjang kurun waktu sejak terciptanya alam semesta; dan itupun sejak manusia yang pertama terlahir. Dari sudut pandang ilmu fisika khususnya astronomi dan geologi, kurun waktu yang dilalui oleh seorang manusia modern, yang terlahir, hidup, dan mati pada jaman sekarang sangatlah singkat; istilah yang digunakan adalah “immeasurable” atau “negligible”. Dalam terjemahan bebas artinya adalah tidak bisa dihitung karena jumlahnya sangat kecil atau bisa dianggap tidak pernah ada.
Jika seorang manusia ingin mencapai usia bintang termuda yang ditemukan di luar angkasa, maka dia harus bertahan selama 150.000 kali masa hidup manusia normal.

Pada abad ke-17, Newton menganggap bahwa waktu berjalan seperti sebuah anak panah yang ditembakkan dari busur, melayang lurus dan tidak pernah berbelok dari lajurnya. Bagi Newton, satu detik di Bumi sama seperti satu detik di tempat lain bahkan di luar angkasa. Dia percaya bahwa gerakan (motion) tidak pernah bisa diukur dengan rumus apapun. Tidak ada satupun benda bergerak yang memiliki kecepatan konstan (tidak pernah berubah), termasuk kecepatan cahaya. Dengan kata lain, tidak ada ukuran yang bisa digunakan untuk mengetahui intensitas atau jumlah suatu gerakan.

Berdasarkan anggapan ini, Newton bisa berasumsi bahwa jika kecepatan cahaya bisa berubah, maka satu-satunya hal selalu sama adalah kecepatan waktu. Sebuah jarum penunjuk detik, selalu memerlukan waktu yang sama untuk bergerak dari detik satu ke detik berikutnya. Teroi ini mungkin benar jika Anda beranggapan bahwa setiap hari selalu terdiri dari 24 jam; tidak ada seharipun yang memiliki 23 atau 25 jam.

Pada tahun 1905, Einstein menyatakan bahwa kecepatan cahaya tidak pernah berubah; hal ini bertentangan dengan pendapat Newton. Menurut Einstein, kecepatan cahaya adalah konstan, yaitu sekitar 299,792,458 meter per detik. Dia berpendapat bahwa waktu bergerak seperti aliran air yang dipengaruhi oleh intensitas gravitasi, sehingga bisa bergerak lebih cepat ataupun lebih lambat. Kecepatan waktu, yang dipengaruhi oleh gravitasi, bergerak sesuai dengan keadaan disekitarnya. Jika benda-benda disekitarnya menghasilkan intensitas gravitasi besar, maka waktu berjalan lebih lambat. Maka dari itu, satu detik di Bumi tidak sama dengan satu detik di tempat lain.
Jika kecepatan cahaya tidak pernah berubah, dan alam semesta memang sangat luas, pasti ada satu variabel yang bisa mempegaruhi kecepatan pergerakan cahaya ini.

Para ilmuwan setuju bahwa alam semesta terus bergerak dan bertambah luas; Einstein harus menemukan satu variabel pasti yang bisa digunakan untuk perhitungan kecepatan cahaya. Variabel yang dimaksud adalah waktu.
Teori Einstein bukan hanya benar, tetapi juga sangat akurat. Pada tahun 1971, dua orang fisikawan, Hafele dan Keating, membuktikan kebenaran teori ini. Untuk melakukannya, mereka menerbangkan 4 buah “atomic clock” (jam yang menggunakan transmisi gelombang radio untuk menentukan keakuratan waktu diseluruh dunia) dalam sebuah pesawat mengelilingi planet ini. Mereka menerbangkan jam-jam tersebut ke arah timur kemudian ke arah barat.

Menurut perhitungan Einstein, jika jam yang digunakan oleh Hafele dan Keating dibandingkan dengan jam pusat penentuan waktu dunia (US Naval Observatory di Washington), maka akan ada perbedaan 40 nano-detik lebih lambat ketika pesawat telah selesai berjalan mengelilingi planet melalui arah timur dan 275 nano-detik melalui arah barat. Hal ini disebabkan karena perbedaan tingkat gravitasi di Bumi yang mempengaruhi kecepatan pesawat saat menempuh perjalanan.
Hasilnya membuktikan bahwa teori Enstein memang benar bahwa gravitasi mempengaruhi kecepatan waktu. Dari arah timur, jam tersebut mengindikasikan perbedaan kecepatan sebesar 59 nano-detik lebih lambat; dari arah barat terdapat perbedaan sebesar 273 nano-detik lebih lambat.
Ada kesamaan antara teori Newton dan Einstein, yaitu waktu selalu berjalan ke depan. Tidak ada satu pun benda yang mampu dengan kemauannya sendiri bergerak ke depan dan kebelakang dan menghidari pengaruh waktu.

Lalu apakah kita bisa menjelaskan kenapa waktu bergerak ke depan? Tidak.

Sebenarnya ada beberapa teori yang berusaha menjawab pertanyaan ini, salah satunya adalah hukum termodinamik. Teori ini menjelaskan bahwa semua benda ingin bergerak dari keadaan seimbang menuju ketidakberaturan atau dari kebersamaan menuju perpecahan. Hal ini telah dimulai ketika proses Big Bang terjadi; alam semesta bergerak dan berkembang secara acak. Hal ini disebut “arrow of time” atau panah waktu; Arthur Eddington adalah orang pertama yang menggunakan istilah ini pada tahun 1927. Dia mengatakan bahwa waktu tidak bergerak secara simetris artinya jika kita mengikuti sebuah panah waktu dan kemudian menemukan bahwa panah tersebut pecah mejadi banyak bagian, maka panah tersebut menuju ke masa depan; jika pecahan-pecahan itu berkurang dan menjadi semakin teratur, maka panah tersebut mengarah ke masa lalu.

Teori lain mengatakan bahwa perjalanan waktu terjadi karena alam semesta terus berkembang memperluas ruang. Dalam perkembangannya, alam semesta juga menggerakkan waktu, karena waktu dan ruang selalu berhubungan. Tetapi teori ini sedikit bertentangan dengan pendapat beberapa ilmuwan. Jika alam semseta ini telah mencapai keadaan dimana tidak memungkinkan lagi untuk memperluas ruang, maka waktu akan berjalan ke belakang. Manusia yang hidup pada jaman sekarang mungkin tidak akan bisa mengtahui apa yang akan terjadi pada msa itu, tapi kita selalu bisa membuat perkiraan kejadian.

Pencapaian manusia dalam memahami konsep waktu, dengan berbekal ilmu pengetahuan, sungguh luar biasa. Dari sejak jam bayangan matahari sampai “atomic clock”, kita telah mengungkap misteri besar tentang kecepatan waktu, gravitasi, dan lain-lain. “Waktu” masih menyimpan banyak hal untuk kita pelajari, tetapi kita sudah semakin dekat untuk mengungkap rahasia besar yang tersimpan didalamnya. Kita menggunakan prinsip kerja waktu untuk menemukan fakta dibawah ini:
- Usia alam semesta: 13.7 miliar tahun
- Usia Bumi 4.5 miliar tahun
- Sejak kepunahan dinosaurus: 65 juta tahun
- Revolusi Planet Bumi membutuhkan: 365,256 hari