Tidak Ada Paradoks si Kembar dalam Relativitas

6 September 2009 at 9:54 pm Tinggalkan komentar

Cibinong 6 September 2009

Oleh Yohan Suryanto, yohan@rambinet.com

—————————————————————-

Dalam pengenalan teori relativitas, kita mengenal Twin Paradox yang membingungkan dan menjadi sumber benturan pemahaman. Paradoks si Kembar digambarkan  seperti cerita Jo pergi ke ruang angkasa menggunakan pesawat yang meluncur sangat cepat menjauhi bumi tempat Han kembarannya berdiam. Saking cepatnya, kecepatannya hanya beberapa persen lebih lambat dari kecepatan cahaya. Wush…waktupun berlalu. Han mendapati Jo sepuluh tahun kemudian kembali lagi ke bumi. Jo merasa hanya pergi beberapa tahun saja, kurang dari sepuluh tahun karena adanya time dilation. Jo menemukan dirinya jauh lebih muda dibanding kembarannya. Ini adalah konsekuensi dari teori relatifitas khusus yang selama ini diperkenalkan oleh Einstein.

Paradoks ini memang membingungkan, dan saya kira berasal dari pemahaman yang keliru tentang teori relativitas.  Atau sebagai pelampiasan pencarian jawaban atas keinginan manusia untuk tetap muda, menggunakan celah harapan teori relativitas. Sebenarnya paradoks si kembar memang tidak ada. Seandainya Newton dan Einstein dimintai pendapat mengenai paradoks si kembar yang sering kali kita dengar saat penyampaian teori relatifitas khusus tersebut, mungkin keduanya akan senyum-senyum saja. Saya pribadi sempat meragukan bahwa pemahaman paradoks si kembar tersebut adalah berasal dari Einstein. Kalaupun iya, tujuannya mungkin hanyalah sebagai bahan gurauan untuk melihat seberapa orang mengenal teorinya. Tetapi ternyata, paradoks si kembar adalah konsekuensi logis dari dua postulat yang menjadi dasar teori relativitas selama ini.

Penurunan teori relativitas khusus didasarkan pada dua postulat. Postulat  merupakan dasar pijakan yang taken for granted, tidak perlu dibuktikan karena dianggab mesti terjadi atau semua sudah menerima. Seperti misalnya 1+2=3 dalam matematika, tidak perlu dibuktikan lagi.

Postulat pertama adalah : hukum-hukum fisika berlaku sama untuk setiap pengamat di dalam kerangka acuan yang inersial. Yang sama bukan hasil pengukuran, melainkan hukum-hukum fisikanya. Postulat kedua adalah: laju cahaya dalam ruang hampa adalah sama, sebesar c, dalam segala arah dan dalam semua kerangka acuan yang inersial.

Berdasarkan  postulat pertama, tentu saja kejadian fisika yang dialami oleh Jo maupun Han adalah sama. Tetapi dalam pengamatan Jo maupun Han bisa berbeda. Yang berbeda bukanlah esensi dari kejadian fisika yang menimpa Jo dan Han. Yang berbeda adalah cara mengamati keduanya atas kejadian mereka masing-masing. Pengamatan tersebut berdasarkan informasi yang dibawa oleh gelombang elektromagnetik dalam hal ini cahaya.

Perbedaan cara pengamatan tersebut terjadi karena kecepatan informasi yang sampai kepada Jo dan Han adalah secepat c saja. Dalam hal ini yang sangat penting dipahami bahwa persepsi mereka adalah relevan dalam kerangka pengamatan. Jadi kejadian dilation time dan dilation ruang relevan dalam kerangka pengamatan saja. Tidak dalam kejadian fisika yang “sebenarnya”. Baik si Jo dan kembarannya ketika mereka bertemu kembali setelah 10 tahun detak atom cesium, tetaplah kembar. Jo akan setua kembarannya.

Bagaimana Kejadian Bukan Paradoks si Kembar

Kita asumsikan Jo meninggalkan Han dalam masa 10 tahun atom cesium bergetar. Jo bergerak menjauhi kembarannya selama 5 tahun dengan kecepatan 0,8 c. Kemudian dia mendekati Han dalam masa 5 tahun setelahnya dengan kecepatan yang sama.

Postulat kedua mendasarkan bahwa semua pengamatan dalam ruang hampa yang sampai di mata kita adalah secepat c.  Dalam pengamatan Han, ada delation waktu dan jarak antara ia dan Jo. Ini mudah saja dipahami. Karena ketika Jo menjauhi dirinya selama 1 tahun menurut jam atom cesium di pesawat Jo, informasi jarak dan waktu Jo yang dikirim oleh cahaya pada Han adalah saat Jo berada pada jarak 0,8 tahun cahaya. Informasi ini baru akan sampai pada Han setelah 1,8 tahun (0,8c/c tahun + 1 tahun) dari saat keberangkatan. Itu artinya informasi kondisi Jo pada masa 1 tahun, akan sampai kepada Han setelah 1,8 tahun. Itulah alasan kenapa Han melihat Jo pada saat 1,8 tahun nampak seperti Jo baru menarik nafas selama 1 tahun saja.

Ketika Jo berhenti sejenak sebelum mendekati Han, dia juga terheran-heran. Jo akan melihat bahwa Han masih seperti 1 tahun berpisah darinya. Rambutnya tidak sepanjang rambut Jo. Han nampak lebih rapi. Sementara jam atom ditangannya sudah 5 tahun berdenyut. Diapun merasa lebih tua dari Han. Ini terjadi karena saat pergi menjauh, Jo mengejar batas informasi yang disampaikan lewat cahaya. Dalam masa 5 tahun menurut Jo, dia sampai pada titik 4 tahun cahaya (0,8 c x 5 tahun) dari Han. Informasi Han yang dia terima, berasal dari masa 4 tahun yang lalu. Dalam pengamatan Jo, Han lebih muda. Sementara Jo sudah 5 tahun menarik nafas, sepertinya Han masih menarik nafas selama 1 tahun.

Ketika Jo memutuskan kembali untuk mendekati Han. Gambar Han yang nampak di pengamatan Jo adalah gambar yang dipercepat. Masa 9 tahun tarikan nafas Han akan diamati sebagai masa 5 tahun saja. Han dalam pengamatan Jo, nampak menua dengan cepat. Rambut Han tumbuh lebih cepat dibandingkan pertumbuhan rambutnya. Sampai akhirnya ketika rambut Jo sama panjang dengan rambut Han. Jo tiba kembali ke bumi, dia mendapati kembarannya tersebut setua dirinya.

Beda lagi dengan pengamatan Han ketika Jo memutuskan untuk mendekatinya. Han belum menyadari bahwa Jo sudah memutuskan untuk kembali ke bumi. Bahkan dia tidak mengetahui kalau Jo sudah mendekatinya selama 4 tahun.  Dia baru menyadari ketika Jo sudah berada pada jarak 0,8 tahun cahaya. Tiba-tiba gambar Jo selama 5 tahun terakhir dipercepat selama masa 1 tahun saja. Han pun akan mendapati rambut kembarannya tumbuh lebih cepat. Ketika Han melihat rambutnya sepanjang rambut kembarannya, saat itulah dia bertemu dengan Jo. Jo persis setua dirinya ketika bertemu.

Jadi dilation time dan ruang hanya terjadi dalam kerangka pengamatan saja. Selebihnya teori Newton berlaku. Bahwa rata-rata kecepatan Jo terhadap Han selama 10 tahun getaran atom cesium adalah 0 m/10 tahun. Rata-rata kecepatannya adalah 0 m/detik. Tidak mengherankan kenapa Jo akan setua Han ketika bertemu setelah melakukan perjalanan secepat 0,8c yang sangat melelahkan.

———————-

Last edited: 28th January 2013

Entry filed under: Pengetahuan. Tags: , , , .

Sharing Alokasi Frekuensi 3.5 GHz di Indonesia Penyebab Kontradiksi si Kembar dalam Relativitas Khusus

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

Trackback this post  |  Subscribe to the comments via RSS Feed


Kalender

September 2009
S S R K J S M
« Agu   Okt »
 123456
78910111213
14151617181920
21222324252627
282930  

Most Recent Posts


%d blogger menyukai ini: