Kok Bisa Waktu Melambat di Dekat Lubang Hitam?


Info Astronomy - Pernahkah kamu menonton film Interstellar (2014)? Dalam film itu, pada salah satu adegannya terjadi fenomena pelambatan waktu karena para kru berada di dekat lubang hitam. Kenapa bisa begitu? Apakah memang terjadi di dunia nyata?

Jawabannya, bisa. Pelambatan waktu ini dikenal dengan istilah "dilatasi waktu". Fenomena ini bisa terjadi karena ruang-waktu ternyata saling berkaitan!

Kita kenalan dulu deh dengan apa itu "waktu".

Jadi, hingga abad ke-19, waktu pernah dianggap sebagai suatu hal yang mutlak, artinya di mana pun kita mencoba mengukurnya, waktu akan tetap sama. Jadi, pada dasarnya kita pernah berpikir waktu berjalan dengan kecepatan yang sama di mana-mana di alam semesta.

Contohnya begini. Katakan lah ada dua orang, Budi dan Bedu, yang saat ini keduanya sama-sama berusia 20 tahun. Pada suatu waktu, Budi sangat terpesona oleh misteri lubang hitam dan memutuskan untuk berkunjung sebentar ke salah satu lubang hitam terdekat di alam semesta, sementara Bedu tidak menyukai ide itu dan memutuskan untuk tetap tinggal di Bumi.

Berangkat lah Budi. Ia berkunjung ke lubang hitam selama sekitar sekitar satu jam, kemudian kembali ke Bumi. Pada saat itu, Budi masih berusia 20 tahun, tetapi temannya si Bedu ternyata sudah berusia 40 tahun, yang dengan kata lain 20 tahun telah berlalu di Bumi padahal bagi Budi dia cuma berjalan-jalan di sekitar lubang hitam selama satu jam. Artinya untuk Bedu, waktu berjalan jauh lebih cepat dari Budi, atau perjalanan waktu Bumi menjadi lambat dibandingkan dengan Bedu di Bumi.

Sudah paham konsepnya ya? Sekarang kita cari tahu dulu, kenapa bisa terjadi seperti ini.

Seperti yang sudah disinggung di atas, ini terjadi karena ruang-waktu ternyata berkaitan. Awalnya, diyakini bahwa ruang dan waktu tidak berkaitan satu sama lain, dengan ruang hanyalah medium di mana semua galaksi dan objek-objek semesta lainnya berada dan tidak terlibat dalam kejadian apa pun di alam semesta.

Namun, melalui teori relativitasnya, Albert Einstein membuktikan bahwa ruang dan waktu terjalin erat dalam lembaran kontinu yang disebut ruang-waktu, dan keduanya saling berkaitan satu sama lain. Pada dasarnya, Einstein menyatakan bahwa ketika ruang melengkung, waktu juga melengkung.

Kelengkungan ruang-waktu ini bisa disebabkan oleh gravitasi, yang disebut dilatasi waktu gravitasi. Semakin besar gravitasi yang dimiliki suatu objek (misalnya, lubang hitam), semakin besar lengkungan yang terjadi pada ruang-waktu.

Nah, gravitasi lubang hitam yang begitu kuat itu mampu melengkungkan lembaran ruang-waktu sedemikian rupa sehingga ruang-waktu teregang dengan hebat!

Kira-kira, ilustrasinya begini:


Jadi, kenapa waktu berjalan dengan kecepatan yang berbeda di lokasi yang berbeda di alam semesta? Gravitasi!

Gravitasi bukan sekadar gaya tarik-menarik antarobjek saja, atau gaya yang menarik tubuh kamu ke pusat Bumi sehingga tidak melayang-layang. Objek masif dengan gravitasi yang kuat seperti lubang hitam dapat membuat waktu berjalan lebih lambat dibandingkan dengan objek kurang masif seperti Bumi.

Dalam film Interstellar, ketika Cooper dan Amelia Brand berkeliling lubang hitam Gargantua, Cooper mengatakan bahwa manuver itu akan memakan waktu lima puluh satu tahun. Yang ia maksud adalah, ketika mereka melakukan perjalanan di sekitar Gargantua (yang mungkin akan memakan waktu sekitar satu jam atau bahkan kurang), lima puluh satu tahun akan berlalu di Bumi karena ruang-waktu yang melengkung sedemikian besar di dekat lubang hitam Gargantua itu.


Menarik, ya? Walau begitu, ada hal yang perlu dicatat nih.

Memang benar bahwa gravitasi yang besar seperti di sekitar lubang hitam dapat memperlambat waktu, tetapi kita hanya dapat menyadarinya dengan membandingkan pengalaman yang kita rasakan dengan seseorang yang jauh dari lubang hitam, di Bumi misalnya.

Karena pada dasarnya, kita tidak bisa "merasakan" berjalannya waktu. Jadi walaupun kita berada di dekat lubang hitam, kita akan tetap merasa bahwa waktu berjalan normal-normal saja. Dengan kata lain, kamu akan melihat teman yang jauh waktunya akan "dipercepat" daripada merasa waktu yang kamu rasakan "diperlambat". Pun mereka akan melihat waktu pada diri kamu "melambat" daripada mereka merasa waktu padanya "dipercepat".

Mau belajar lebih jauh tentang dilatasi waktu dan lubang hitam? Ikutan kelas onlinenya pada 19 Maret 2022 yuk. Daftarkan diri kamu di sini ya: BelajarAstro.id


Sumber Jurnal:
  • Austin, R. (2017). Gravitational Time Dilation Derived from Special Relativity and Newtonian Gravitational Potential. European Scientific Journal, 13(3), 447-454.
  • Hansen, D., Hartong, J., & Obers, N. A. (2019). Gravity between Newton and Einstein. International Journal of Modern Physics D, 28(14), 1944010.
  • Kersting, M., & Steier, R. (2018). Understanding curved spacetime. Science & Education, 27(7), 593-623.
  • Pikovski, I., Zych, M., Costa, F., & Brukner, Č. (2015). Universal decoherence due to gravitational time dilation. Nature Physics, 11(8), 668-672.