Pernahkah Anda bertanya-tanya apakah mungkin melakukan perjalanan dengan kecepatan cahaya? Mungkin, dengan teknologi yang diperlukan untuk membantu kita mencapai kecepatan ini, suatu hari kita bisa terbang ke tepi alam semesta dan melihat apa yang ada di baliknya?
Sedikit teori
Kecepatan cahaya dalam ruang hampa adalah konstanta yang kita ketahui cukup akurat: misalnya, cahaya bergerak dengan kecepatan 299.792.458 meter per detik. Ini adalah kecepatan propagasi semua medan elektromagnetik dalam ruang hampa, termasuk gelombang radio, inframerah, ultraviolet, sinar-X, dan radiasi gamma.
Menurut Teori Relativitas Khusus Einstein, tidak ada yang bisa bergerak lebih cepat daripada cahaya. Dalam kondisi normal, cahaya benar-benar bergerak seketika untuk kita. Misalnya, kita tidak punya waktu untuk melihat bagaimana foton dipantulkan dari objek dan diserap oleh permukaan di ruangan saat lampu dimatikan - ini terjadi begitu cepat.
Kecepatan cahaya di ruang hampa (vakum) tidak bergantung pada kecepatan relatif antara sumbernya dan pengamat. Beberapa percaya bahwa pernyataan ini bertentangan dengan akal sehat, namun, inilah yang telah dibuktikan secara eksperimental. Eksperimen serupa yang paling terkenal dilakukan oleh fisikawan Albert Michelson dan Edward Morley pada akhir abad ke-19. Mereka menemukan bahwa kecepatan cahaya sama di semua arah, terlepas dari fakta bahwa Bumi sendiri bergerak di luar angkasa.
Albert Michelson.
Video promosi:
Manusia dan kecepatan
Orang pasti menyukai kecepatan. Sejak roda ditemukan, dan kecepatan tidak lagi ditentukan oleh kekuatan kaki kami, kami ingin bergerak semakin cepat. Semakin cepat seseorang bergerak, semakin menyenangkan jadinya (walaupun, perlu dicatat bahwa bagi sebagian orang kecepatan tinggi adalah hal yang menakutkan). Saat ini, umat manusia telah berhasil mengembangkan pesawat luar biasa cepat, pesawat tempur sangat cepat, kereta api berkecepatan tinggi super cepat, dan sebagainya. Namun, alam semesta memiliki sesuatu yang lebih cepat dari apapun yang telah kita capai - cahaya.
Jadi, mungkin beberapa dari Anda pada suatu malam setelah seharian bekerja keras, duduk dengan sebotol bir atau secangkir teh, bertanya-tanya bagaimana rasanya bergerak dengan kecepatan cahaya.
Apa yang terjadi jika kita bergerak dengan kecepatan cahaya
Seseorang yang bergerak dengan kecepatan cahaya akan mengalami pelebaran waktu. Baginya, waktu akan berlalu lebih lambat dibandingkan dengan orang yang diam saja. Selain itu, bidang penglihatan mereka akan sangat berubah. Bagi seseorang yang bergerak dengan kecepatan cahaya, alam semesta akan tampak dalam bentuk terowongan di depan peralatan yang dilaluinya. Pertimbangkan ide menarik ini.
Hingga abad ke-20, dunia yakin akan kebenaran pandangan Isaac Newton tentang benda dan gravitasi. Namun, di tahun 1900-an, tak lain Albert Einstein mengambil alih dan mengubah dunia selamanya.
Albert Einstein mengajar di Wina pada tahun 1921.
Teori relativitas yang dikemukakannya memperjelas banyak hal yang berkaitan dengan massa dan energi. Persamaan ekivalensi massa dan energi membuktikan bahwa massa dan energi dapat dipertukarkan, yaitu satu dapat diubah menjadi yang lain - dan sebaliknya. Ia juga menyarankan agar tidak ada kerangka acuan standar tunggal. Semuanya relatif bahkan waktu. Kemudian pemahaman datang kepadanya bahwa kecepatan cahaya adalah konstan dan tidak bergantung pada pengamat. Jadi, jika seseorang bergerak dengan kecepatan 50% dari kecepatan cahaya ke arah yang sama dengan cahaya, maka pancaran cahaya itu akan melihatnya sama seperti orang yang berdiri diam.
Adapun ekuivalensi massa dan energi, singkatnya, ini berarti jika suatu benda bergerak 10% dari kecepatan cahaya, massanya akan bertambah 0,5% dari massa aslinya. Pada saat yang sama, jika sebuah benda bergerak dengan kecepatan 90% kecepatan cahaya, massanya akan berlipat ganda.
Bisakah kita melakukan perjalanan dengan kecepatan cahaya
Tidak, kami tidak bisa bergerak dengan kecepatan cahaya. Intinya adalah ketika bergerak dengan kecepatan cahaya, massa suatu benda akan bertambah secara eksponensial. Bayangkan hal berikut: kecepatan cahaya hampir 300 ribu kilometer per detik, dan ketika sebuah benda bergerak dengan kecepatan itu, massanya menjadi tak terhingga. Oleh karena itu, untuk memindahkan benda ini, dibutuhkan energi tak hingga (ingat kesetaraan massa dan energi), yang sangat tidak praktis.
Secara kasar, karena alasan inilah tidak ada benda yang dapat bergerak dengan kecepatan cahaya (kecuali cahaya itu sendiri) atau lebih cepat.
Adapun pergerakannya hampir pada kecepatan cahaya, katakanlah 90% darinya, maka kita akan memiliki pengamatan yang menarik.
Bergerak (hampir) dengan kecepatan cahaya
Pertama-tama, seseorang yang bergerak dengan kecepatan seperti itu akan mengalami pelebaran waktu. Waktu akan berlalu lebih lambat baginya daripada seseorang yang berdiri diam. Misalnya, jika seseorang bergerak dengan kecepatan 90% dari kecepatan cahaya, maka ketika 10 menit berlalu untuknya, 20 menit berlalu untuk orang yang berdiri diam.
Diagram yang menunjukkan kelengkungan waktu saat mendekati kecepatan cahaya.
Perlu disebutkan perubahan besar di bidang visi. Bagi seseorang yang bergerak - ke mana saja - dengan kecepatan 90% kecepatan cahaya, seperti yang disebutkan di atas, alam semesta akan terlihat seolah-olah sedang dilihatnya melalui jendela di depan pesawat ruang angkasa miliknya. Bintang yang didekatinya akan tampak biru, dan yang tertinggal akan tampak merah. Ini karena gelombang cahaya dari bintang di depannya akan menggumpal, membuat objek tampak biru, dan gelombang cahaya dari bintang yang tertinggal akan meregang dan berubah menjadi merah, sehingga menimbulkan efek Doppler yang ekstrem.
Setelah mengatasi tanda tertentu, seseorang akan terjun ke dalam kegelapan, karena panjang gelombang yang masuk ke matanya berada di luar spektrum yang terlihat.
Tentu saja, bahkan dengan semua ketidakpraktisan dan rintangan yang terkait dengan perjalanan dengan kecepatan cahaya (atau dekat), ini pasti akan menjadi petualangan lain.
Vladimir Guillen
