Waktu yang sinkron | Pengantar Relativitas Khusus

Ketika kita bicara mengenai relativitas khusus, yang selalu menjadi perhatian dan pokok bahasan yang penting adalah mengenai definisi dari ruang dan waktu. Artikel yang saya tulis ini akan membahas mengenai waktu dan sinkronisasiya.

Jelas sekali, setiap kali kita akan membahas gerak mekanis benda, ia akan dinyatakan sebagai fungsi waktu. Tentu saja sebelum melangkah lebih jauh perlu diperjelas dahulu apa yang dimaksud sebagai "waktu" itu. Tentunya sangat wajar kalau pemahaman tentang waktu selalu dikaitkan dengan kejadian yang serentak.

Pada konsep klasik, waktu dikatakan mutlak. Artinnya, waktu kejadian serentak di semua tempat, tidak memandang posisi pengamat atau kejadian di manapun pada sembarang kerangka acuan inersial [1]. misalnya terdapat 2 lampu yang menurut 1 pengamat menyala bersamaan, menurut pengamat lain pun demikian. ini disebut konsep waktu mutlak.

Sebelum melanjutkan lebih jauh akan didefinisikan dahulu konsep waktu yang sinkron. Andaikan ada 2 pengamat A dan B berada pada tempat yang terpisah. masing-masing mempunyai alat ukur waktu (jam tangan misalnya). Kedua waktu A dan B dikatakan sinkron apabila, selang waktu yang dibutuhkan oleh cahaya berangkat dari A dan memantul kembali ke B, sama dengan selang waktu dari B ke A. jika waktu di A menunjukkan tA, dan sampai di B pada tB, dan kembali lagi tA', maka waktu A dan B dikatakan sinkron apabila

tB - tA = tA' - tB

dari definisi tersebut, kesimpulan berikut juga benar :
a. Apabila waktu A sinkron dengan waktu B, maka waktu B pun sinkron pula dengan waktu A.
b. Apabila waktu A sinkron dengan B, dan waktu B sinkron dengan C, maka waktu A pun sinkron dengan C.

Maka, dapat dikatakan "waktu" suatu kejadian adalah angka yang ditunjukkan oleh suatu jam yang berada pada kerangka kejadian, yang selalu sinkron dengan suatu jam yang diam pada suatu kerangka tertentu. Tentusaja karena "mengukur" waktu adalah membandingkan antara suatu waktu dengan waktu acuan.

karenanya : 2.AB/(tA' - tA) = c = konstan.  universal untuk semua kerangka.

Ini menunjukkan cepat rambat cahaya adalah suatu invarian, tidak bergantung pada pengamat.

Lalu kenapa menggunakan cepat rambat cahaya untuk mendefinisikan waktu yang sinkron tersebut? Einstein memakainya sebagai postulat, karena ia menganggap informasi (apapun) membutuhkan waktu untuk merambat, dan kecepatan rambat informasi tersebut tidak bisa lebih cepat dari c (kecepatan cahaya pada vakum), sehingga digunakan c pada proses pensinkronan tersebut.

Semua waktu di semua tempat dan disemua kerangka acuan bisa sinkron secara mutlak apabila kecepatan informasi bisa menjalar dengan kecepatan tak-hingga. Artinya tidak membutuhkan waktu untuk informasi merambat.

Sebagaimana yang ditanyakan oleh Einstein : apabila saat ini matahari menghilang, apakah secara serentak kita akan merasakannya? Bumi langsung lepas dari orbitnya seketika itu pula (gunakan waktu mutlak untuk "seketika" ini). ataukah perlu waktu agar informasi "matahari lenyap" itu sampai ke bumi, sehingga bumi harus mengoreksi gerakannya? menurutnya, harus ada limit kecepatan yang dibutuhkan oleh informasi itu merambat, dan itu

Maka dari itu, Postulat pertama yang diajukan oleh einstein adalah invariansi c,menurut semua pengamat.

Dari definisi tersebut pula dapat kita akan mengetahui bahwa jam yang bergerak dengan kecepatan cahaya akan berhenti berdetak, jika diukur oleh pengamat yang diam terhadapnya.

Lebih lanjut pada diagram ruang waktu, kita bisa menghubungkan titik-titik yang sinkron dengan garis cahaya. Pada pembahasan selanjutnya akan dipelajari tentang diagram ruang-waktu dan bebrapa hal penting seputar paradoks kembar. Insya Allah

pembahasan selanjutnya : paradoks kembar.

[1] Kerangka acuan inersial adalah kerangka tempat hukum newton pertama berlaku.