Perbedaan konsep waktu menurut Newton dan Einstein

         

        Apa yang menjadi tolak ukur anda ketika mempunyai janji dengan seseorang? apa yang selalu kamu lihat ketika sedang terburu-buru ke suatu tempat? dan apa yang ditunjukan oleh jam tangan di tangan kanan atau kiri seseorang? semua jawabannya tentu saja sebuah wujud abstrak tak terlihat yang mengatur jalannya segala sesuatu bernama waktu. Menurut KBBI, waktu adalah "seluruh rangkaian saat ketika proses perbuatan, atau keadaan berada atau berlangsung".

        Lalu, bagaimana pandangan sains terhadap konsep waktu? dalam sains konsep waktu ini dipelajari dalam fisika. Ya, fisika satu satunya ilmu yang mempelajari tentang waktu, seperti darimana kita mengenal 1 menit sama dengan 60 detik, satu hari sam dengan 24 jam, satu bulan +/- 30 hari dan satu tahun 365 hari. Semua itu saat ini sudah diatur oleh lembaga yang bernama International Earth Rotation and Reference Systems Service (IERS) adalah lembaga yang bertanggung jawab dalam menjaga standar waktu global, pengukuran waktunya didasarkan pada Temps Atomic International (TAI) menjadi tolak ukur untuk menunjukan skala waktu tetap stabil.

Waktu dalam fisika klasik Newton

        Waktu dalam penjelasan fisika klasik Newton bersifsat non-Relativistik, artinya adalah bahwa waktu berjalan sama saja di seluruh alam semesta secara kontinu dan linear. Sebagai contoh perumpamaan, misalkan seorang astronot mulai pada tahun 2020 mulai menjelajahi ruang angkasa dengan sebuah pesawat yang bergerak dengan 99% kecepatan cahaya selama 1 tahun, menurut pandangan klasik Newton saat astonot akan kembali ke bumi pada tahun 2021, karena menurutnya waktu berjalan secara linear antara astronot dan manusia yang berada di bumi.

        Anggapan Newton itu berdasarkan pengamatan kehidupan sehari-hari dan menjadi landasan pemecahan masalah matematis selama beberapa abad kemudian. Dalam fisika klasik Newton, dimensi ruang dan waktu bersifat statis artinya tidak dapat dipercepat atau diperlambat dan waktulah yang menyusun struktur keseluruhan alam semesta.

Waktu dalam fisika relativitas Einstein

        Berbanding terbalik dengan anggapan Newton, menurut Einstein dimensi ruang dan waktu bersifat Relatif artinya dapat dipercepat atau diperlambat. Sebagian dari kalian pasti pernah melihat film Interstellar bukan? film ini merupakan fiksi ilmiah yang paling mendekati dengan konsep relativitas waktu menurut Einstein, walaupun para ilmuan menyadari banyak yang menantang hukum fisika dalam film Interstellar, tapi ya kan namanya juga film fiksi ilmiah bukan?

        Sebagai contoh perumpamaan, kita samakan dengan contoh kasus di fisika klasik Newton tadi. Serorang astronot yang mulai menjelajah luar angkasa pada tahun 2020 dengan pesawat berkecepatan 99% kecepatan cahaya selama 1 tahun, jika menurut Newton astronot akan kembali ke bumi pada saat bumi berada di tahun 2021 maka menurut Einstein astronot akan kembali ke bumi beberapa tahun kemudian, walaupun sang astronot mengalami waktu berjalan hanya 1 tahun. 

        Hal inilah yang dikatakan Einstein bahwa waktu berjalan relatif, hal ini disebabkan karena jika kita bergerak dengan hampir mendekati kecepatan cahaya, waktu disekitar kita akan berjalan melambat dari pandangan kita. Einstein juga mengatakan jika waktu merupakan dimensi keempat dalam alam semesta.

Perbedaan konsep waktu Newton dan Einstein

        Lalu bagaimana perbedaan konsep ruang dan waktu menurut Newton dan Einstein? Jika diibaratkan sebuah jaring kawat dan bola, menurut konsep Newton jaring kawat bersifat keras sehingga apabila ditempati bola diatasnya jaring tidak dapat bergerah atau kaku. Sedangkan jaring kawat dalam konsep Einstein bersifat elastis yang akan membentuk cekungan apabila ditempati bola diatasnya. Jaring disini adalah analogi ruang dan waktu, sedangkan bola adalah benda ruang angkasa seperti planet atau bintang. Jadi, menurut Einstein benda ruang angkasa bisa membelokkan ruang dan waktu sesuai dengan besarnya gravitasi yang dimilikinya, semakin besar gravitasi benda ruang angkasa ruang dan waktu akan semakin melengkung.

        Konsep waktu menurut Einstein tentu lebih modern dibandingkan dengan konsep yang dicetuskan Newton, namun tetap saja tanpa adanya konsep waktu Newton tidak akan ada konsep waktu relativitas menurut Einstein.

            Mungkin sebagian dari kita sampai pada pertanyaan jika ruang dan waktu bersifat relatif, lalu mungkinkah kita bisa menjelajahi waktu ke masa depan atau masa lalu? hal ini masih menjadi perdebatan diantara para ilmuan, karena untuk menjelajah waktu kita memerlukan kecepatan mendekati kecepatan cahaya, sedangkan jika benda bermassa bergerak mendekati kecepatan cahaya benda tersebut akan hancur. Namun, tidak menutup kemungkinan di masa yang akan datang hal ini akan terwujud. Hal ini akan saya jelaskan di lain kesempatan.

        Lalu apa aplikasi dari Relativitas waktu menurut Einstein pada kehidupan kita saat ini? Jawabannya adalah GPS (Global Positionilng System). GPS dalam kerjanya menggunakan prinsip relativitas, meskipun tidak bergerak dengan kecepatan cahaya, namun GPS bergrak dengan kecepatan sekitar 10.000 km/jam dan mengorbit pada ketinggian 20.300 km diatas bumi. Hal ini tentu akan memberikan efek dilatasi waktu sekitar 4 mikrodetik/hari dan jika ditambah efek gravitasi dilatasi akan bertambah sekitar 7 mikrodetik. Tanpa perhitungan efek relativitas, jika kamu mengitung jarak dari rumah ke sekolah berjarak 0.5 km, pada hari berikutnya akan berubah menjadi 5 km pada GPS di smartphone anda.

            Maka dari itu, satelit menggunakan jam yang memiliki akurasi hingga beberapa miliar detik, untuk mendapatkan tingkat keakuratan gps yang mendekati jarak sesungguhnya.