Beranda / artikel / karya tulis

Penjelasan Ilmiah Film Interstellar || Teori dan Hipotesis

Oleh Veril Firmansyah Ridho Posting Komentar
(Gambar timeline dari Interstellar)

Teori dan Hipotesis Fisika Modern di balik film Interstellar 

-------------------------------------------------------
Film Interstellar memang agak membingungkan bagi orang umum yg tidak terlalu mengerti sains teoritis modern, tapi sebenarnya penjelasan itu film simple karena film Interstellar pada intinya membahas dilasi waktu (alias membengkoknya waktu) dan wormhole (yaitu jalan tembus antar dimensi karena membengkoknya ruang)
---------------------------------------------------------------------------
Mungkin bagi kita teori dilasi waktu (time dilation) dan wormhole alias membengkoknya ruang dan waktu adalah sekedar teori di film Interstellar, tapi sebenarnya tidak dilasi waktu alias membengkoknya waktu sudah terbukti kejadian real .... sedangkan untuk wormhole sendiri masih terus di selidiki karena kita masih terbentur teknologi kita yg masih belum cukup canggih untuk mengamati peristiwa ini secara langsung.. tapi klo gejala membengkoknya ruang memang sudah terbukti juga.
Gejala dilasi waktu sendiri yg paling umum terjadi ada pada satelit buatan terutama satelit GPS dimana saking cepatnya pergerakan relative satelit tersebut dengan bumi maka terjadi pergeseran waktu dimana jam di dalam satelit GPS bergerak lebih lambat dari jam stasiun di bumi, oleh sebab itu setiap hari satelit GPS selalu mengkoreksi jam nya sendiri secara otomatis agar selalu sama dengan jam stasiun kontrolnya di bumi, hal ini harus di lakukan klo tidak satelit akan error dimana jam stasiun kontrolnya di bumi berbeda dengan jam di satelitnya sendiri
Mungkin ada yg bertanya kok bisa ada terjadi pegeseran waktu atau waktu membengkok jangan2 itu cuman kesalahan alat jamnya doang, jawabanya tidak karena jam di satelit2 termasuk satelit GPS adalah jenis jam atom yg presisinya sangat tinggi dimana jam ini cuman akan eror 1 detik dalam rentang 8 milyar tahun, eror dalam jam satelit ini sendiri di sebabkan oleh kecepatan relativenya terhadap bumi begitu besar hal ini sesuai dengan konsep dilasi waktu dalam teori relativitas umum embah einstein dulu.
teori relativitas umum sendiri menjelaskan bahwa kecepatan tertinggi di alam semesta ini batasannya adalah kecepatan cahaya alias sekitar 300.000 km/detik (dibulatkan) jadi misalnya ada 2 benda bergerak pada kecepatan 200.000 km/detik saling mendekati harusnya kecepatan relative 2 benda ini menjadi 400.000 km/detik hal ini sama dengan klo terjadi tabrakan antara mobil dengan motor dimana mobil kecepatanya 100 km/jam dan motor kecepatanya 50 km/jam maka kecepatan relative tabrakan mobil dan motor hasilnya akan 150 km/jam hal ini sesuai rumus gaya newton jaman dulu ... tapi hal ini tidak berlaku bila kecepatanya mendekati kecepatan cahaya dimana bila ada 2 benda bergerak yg harusnya kecepatanya bisa menembus batasan 300.000 km/detik seperti contoh diatas. maka yg terjadi bukan kecepatan relativenya yg bertambah jadi 400.000 km/detik tapi waktunya yg melambat sehingga sampai kapan pun batasan 300.000 km/detik tersebut tidak akan di lampaui.
Dalam teorinya sendiri seandainya manusia bisa bergerak sama dengan kecepatan cahaya maka dia akan menemukan bahwa waktu akan membeku alias diam tapi untuk hal ini di perlukan energi yg gak terbatas sebagi pembalikan dari rumus E=M.C² einstein yg terkenal, jadi karena perlu energi yg gak terbatas kita hanya mampu mendekati kecepatan cahanya bukanya menyamai atau melampauinya. satu2nya benda yg bisa menyamai kecepatan cahaya adalah photon cahaya (partikel cahaya itu sendiri), karena photon cahaya walaupun umumnya bisa dianggap seperti benda tapi dia tidak punya massa dan malah bersifat seperti gelombang bukan materi.
----------------------------------------
Analogi simple teori relativitas umum ini adalah dengan teori Twin paradox yaitu ada 2 anak kembar identik A (miko) dan B (miki)...dimana miko dan miki diberikan juga jam yg identik untuk mengukur waktu, baru kemudian si miko di kirim keluar angkasa dengan kecepatan mendekati kecepatan cahaya sedangkan B (miki) tinggal di bumi ... setelah beberapa menit si miko keluar angkasa pada kecepatan hampir mendekati kecepatan cahaya dan kembali lagi ke bumi maka dia menemukan saudaranya si miki sudah tua renta hal ini karena waktu bagi miko yg beberapa menit itu = bertahun2 bagi si miki yg tinggal di bumi.

Hal ini juga akan terlihat dari jam mereka yg walaupun edentik dan tidak rusak tapi waktu di jam A bergeser lebih lambat dari jam B (sama kayak kasus satelit GPS vs stasiun bumi diatas)
karena saat A bergerak dengan kecepatan mendekati kecepatan cahaya maka waktu di sekelilingnya akan melambat sedangkan bagi si B waktu berjalan normal jadi saat A mengira dia cuman pergi beberapa menit kenyataanya waktu yg dia tempuh sudah membengkok dan bergeser lebih lambat dari waktu saudaranya si B di bumi. ini lah yg dinamakan relativitas ruang dan waktu dan menyebkan teori enstein di sebut teori relativitas. karena dalam teori itu semua raltive bahkan termasuk waktu juga.
---------------------------------------------------------------------------
Nah kembali lagi ke film Interstellar, hal yg membingungkan penonton pasti karena tokoh utamanya si Cooper umurnya tetap sedangkan anak nya maupun temanya di pesawat induk Endurance malah tambah tua. hal itu terjadi saat Cooper pergi ke planet miller (planet yg isinya air doang dan mengorbit lubang hitam Gargantua)
kan pada awalnya temanya dan bilang 1 jam di plannet miller = 7 tahun bumi dan karena di planet itu miller sempat ketahan lama karena mesin pesawatnya kemasukan air maka saat dia kembali waktu dah berjalan 23 tahun padahal bagi dia cuman beberapa jam saja di planet miller.
Hal ini ya karena seperti yg ane bilang diatas semakin cepat benda bergerak mendekati kecepatan cahaya maka semakin melambatnya waktu (dilasi waktu) nah berhubung planet miller mengorbit lubang hitam Gargantua maka kecepatan planet ini sangat tinggi (karena lubang hitam mampu menyedot benda pada kecepatan sangat tinggi bahkan cahaya pun bisa di sedotnya) oleh sebab itu bila di bandingkan ama kecepatan temannya di pesawat induk Endurance atau anaknya di bumi maka waktu Cooper di planet miller sudah membengkok jauh karena saking cepatnya itu planet bergerak memutari lubang hitam Gargantua,
hal ini sama sepeti analogi anak kembar A dan B diatas.. dan sudah di buktikan di banyak satelit atau wahana luar angkasa buatan manusia dimana semuanya mengalamai dilasi waktu .. ya walaupun gak sebesar di film Interstellar, dilasi waktu di satelit cuman sepersepluh ribu sampai sepersejuta detik saja karena kecepatan relative satelit dan bumi masih jauh di bawah kecepatan cahaya, tapi ini sudah merupakan bukti bahwa teori relativitas einstein terkait dilasi waktu (membengkoknya waktu) terbukti.
----------------------------------------
Sedikit catatan pergerakan yg mempengaruhi waktu ini gak selalu gerakan melingkar atau lurus, tapi semua gerakan relative apapun bentuknya asal hampir mendekati kecepatan cahaya pasti akan membuat waktu nya melambat. Tapi selain kecepatan Gravitasi pun bisa menyebabkan waktu melambat dan biasanya di sebut Gravitational time dilation dimana masa yg besar juga selain bisa membengkokan ruang bisa juga melambatkan waktu, dan percobaan yg terkenal dari hal ini adalah percobaan National Bureau of standards di Colorado dengan Royal Observatory Greenwich di England, dimana kedua tempat ini memasang jam atom yg sama persis waktunya dengan ketepatan presisinya sangat tinggi, tapi setelah di amati selama beberapa tahun ternyata jam atom di Greenwich bergerak lebih lambat dari yg di Colorado (sekitar 5 microseconds atau 0.005 detik / pertahun lebih lambat), hal ini terjadi karena jam di Greenwich lebih dekat dengan pusat gravitasi bumi dan hasilnya waktu ikut melambat karena gravitasi bisa menyebabkan ruang dan waktu membengkok
---------------------------------------------------------------------------
Nah sedangkan untuk peristiwa wormhole di film itu sendiri kita masih belum menemukan bukti kongkritnya .. wromhole sendiri teorinya adalah membengkoknya ruang sehingga kita bisa menjelajahi jarak yg jauh dalam waktu singkat, ibaratnya seperti jalan tembus atau lubang cacing yg memendekan jarak. Teori wormhole ini sudah pernah di sampaikan oleh Albert Einstein dan Nathan Rosen makanya teori wormhole dikenal juga dengan teori Einstein-Rosen Bridge.
Dalam film Interstellar, sendiri wormhole itu digambarkan saat mereka menuju ke jupiter dimana di situ ada lubang (jalan masuk wormhole) yg bisa membawa mereka ke planet di luar sistem tata surya kita dengan cepat sampai mereka menemukan planet2 lainya seperti planet miller yg berisi air dan planet es yg berada di seputaran lubang hitam Gargantua
padahal klo menjelajahi normal planet tersebut dengan perjalanan biasa bisa di tempuh selama ribuan tahun, bahkan untuk sampai ke ujung sistem tata surya saja kita perlu waktu hampir 30 tahunan lebih (hal ini di buktikan dengan wahana pioner dan voyager yg saat ini sudah berada di ujung tata surya kita padahal wahana luar nagkasa ini di luncurkan di tahun 70 an dulu) dan untuk pergi ke sistem tata surya terdekat saja (gugus alpha centauri) mungkin satelit itu perlu waktu 400 tahun lagi baru sampe dengan kecepatan seperti sekarang ini (3000 km/detik)
Tapi mungkin ada yg bertanya emang bisa ruang membengkok seperti waktu diatas ?? dan jawabanya iya, klo waktu bisa membengkok karena kecepatan yg sangat besar, maka ruang pun bisa membengkok karena masa yg sangat besar, dan hal itu bisa menciptakan wormhole atau lubang cacing atau jalan tembus atau jalan pintas ruang antara 2 tempat
Hal ini karena dulu newton mengira masa itu menyebabkan daya tarik menarik pada dua benda (teori gravitasi fisika klasik).. sedangkan hari ini kita tahu (sesuai teori fisika modern einstein) bahwa hal itu kurang tepat tapi yg lebih tepat masa membuat ruang membengkok dimana makin besar masa suatu benda maka makin besar juga ruang yg membengkok dan fenomena ini lah yg membuat benda dengan masa lebih kecil tertarik.
Analogi sederhanaya seperti meletakan bola bowling dan bola pingpong diatas bentangan kain luas dimana kain itu di ibaratkan ruang sedangkan bola bowling dan bola pingpong di ibaratkan massa, jadi karena beratnya masa bola bowling maka dia akan membuat kain semakin tertarik dan akhirnya akan membuat bola pingpong jatuh mendekat kepadanya. hal inilah yg di sebut membengkoknya ruang karena massa atau di sebut gravitasi. bumi dan matahari pun sebenarnya mengalami fenomena ini tapi ada gaya lain yg mencegah bumi terjatuh ke matahari dan ini akan ane bahas di akhir tulisan ini.
----------------------------------------
Pembuktian fenomena dilasi ruang (ruang yg membengkok ini) dulu pernah di coba saat terjadi gerhana matahari para ilmuwan berusaha mengamati cahaya bintang di balik matahari ... seharusnya cahaya bintang di balik matahri tidak terlihat karena terhalang matahari, tapi ternyata tidak para ilmuwan berhasil melihat cahaya bintang yg datang dari balik matahari saat gerhana.. hal ini membuktikan ruangan membengkok karena cahaya dari bintang di belakang matahari yg harusnya berjalan lurus malah membengkok.
----------------------------------------
Nah wormhole dan lubang hitam sendiri adalah pembengkokan ruangan yg extreme dimana bukan lagi membengkok ruanganya seperti matahari atau bintang2 neutron berat tapi tembus dan yg membuat tembus ini adalah masa gravitasi sangat besar seperti yg ada di inti lubang hitam. dalam film tesebut di gambarkan lubang hitam Gargantua lah yg menyebabkan wormhole di sekitar jupiter yg membuat Copper dan teamnya bisa berpergian jauh mengunjungi planet2 di sekitar Gargantua .
Bagi yg gak tahu lubang hitam adalah sisa dari keruntuhan bintang yg besarnya berkali2 lipat dari matahari kita karena saking besarnya massanya maka saat bintang tersebit mati seluruh atomnya runtuh karena tekanan gaya gravitasi yg sangat besar sehingga menciptakan sebuah lubang yg bisa menyedot apa saja termasuk cahaya dan mampu membengkokan dan melubangi ruang semesta sehingga terciptalah lubang cacing (wormhole) yg menebus dimensi ruang. tapi ini masih sekedar teori karena sampai saat ini kita tidak bisa melihat menembus lubang hitam dan mencari tahu dimana ujungnya (biasa ujungnya di sebut white hole kebalikan dari black hole)... tapi gejala pembengkokan ruanganya memang terjadi,
Tapi banyak ilmuwan juga berpendapat seandainya manusia selamat dan bisa masuk kedalam lubang hitam (seperti yg di lakukan copper di film itu) maka kita akan berada di dimensi lain dalam singularity sehingga kita bisa melihat potongan2 dimensi kita yg terdiri dari 3 dimensi ruang dan 1 dimensi waktu. dalam fisika teoritis modern sendiri dimensi mungkin ada 11 (teori strings dan M-theory) sedangkan manusia dan alam semesta yg kita ketahui ini sendiri ada di ruang dimensi ke 3 dengan 1 dimensi waktu.
Makanya di film interstellar itu saat copper terhisap kedalam lubang hitam gargantua dia bisa melihat berbagai potongan kejadian anaknya dan bisa berpindah2 waktunya, tapi anaknya sendiri tidak sadar dan menganggap itu adalah fenomenan hantu (saat kejadian buku2 dan debu berjatuhan di kamarnya saat dia masih bocah) padahal itu adalah copper sendiri saat terjebak dalam lubang hitam,
mungkin hal ini agak susah di terima nalar kita tapi seandainya kita bisa menembus dimensi kita saat ini kita akan melihat dimensi kita itu sepeti universe yg terdiri dari potongan2 waktu yg berbeda dan inilah dasar pemikirian pararel universe (atau alam semesta lain yg pararel) atau lebih di kenal dengan teori many-worlds interpretation dan terkait dengan gejala Superposisi dalam fisika quantum.
Dimana mungkin saja di semesta (universe) lain saat ini ane tidak sedang menulis resume ini atau ente tidak sedang membaca tulisan ini. bisa jadi ane di alam semesta lain sedang noton tipi dan ente sedang makan,
Hal ini agak membingungkan karena kita masih susah menerima alam semesta lain apalagi menerima pemikiran adanya dimensi lain, tapi hal ini kemungkinan benar adanya karena hari ini kita tahu sebagian besar bagian penyusun alam semesta ini tidak terlihat dan teramati dimana masa pembentuk planet, matahari, bintang, bulan, dan berbagai hal di alam semesta kita ini cuman 4 % saja dari total masa dan energi yg harusnya ada ... sedangkan sisanya 96 % kita tidak mengatahuinya, oleh sebab itu bagian yg tidak di ketahui ini disebut materi gelap dan energi gelap.
----------------------------------------
contoh paling real fenomena materi dan energi gelap ini adalah mengembangnya alam semesta ini, karena secara teoritisnya klo alam semesta ini masa dan meterinya sama maka harusnya planet, matahari, galaksi, bahkan sampai supercluster yg berisi trilunan bintang harusnya tetap gak bergerak karena terkunci gaya gravitasi tapi ternyata tidak alam semesta malah bergerak samakin cepat dan saling menjauh... hal ini menandakan ada gaya dan materi lain yg jauh lebih besar dari gaya tarik gravitasi sehingga gaya tarik gravitasi malah kalah ama gaya tolak misterius ini...
Dan hal ini mungkin jugalah yg menyebabkan bulan gak jatuh menimpa bumi, bumi beserta planet lainnya gak terhisap matahari, dan matahri beserta bintang2 lain gak tersedot oleh lubang hitam di tengah galaksi bima sakti ini, dan galaksi beserta supercluster kita gak saling menyatu. karena bila ini yg terjadi maka harusnya sudah lama alam semesta ini kiamat bukanya semakin meluas.
---------------------------------------------------------------------------
Well itulah sekelumit sains dari film Interstellar ini yg sebagian besar adegan dalam film tersebut memang terinspirasi oleh teori ilmiah dan fenomena ajaib alam semesta ini,
Btw: konslutan untuk film Interstellar ini memang adalah para ilmuwan real jadi film ini walaupun fiksi ilmiah bukan di buat asal2an tapi sesuai dengan teori ilmiah yg berlaku saat ini .... ya walaupun sudah di sederhanakan, tapi tetep saja film Interstellar ini masih membuat bingung dan membosankan bagi banyak orang (mungkin sama membosakan dengan tulisan panjang ane ini), ya karena memang sains dan fenomena ilmiah terkadang susah di pahami tapi hal itulah fakta kehidupan di alam semesta ini. Seperti kata prof Lawrence Krauss "Fisika jauh lebih aneh dari cerita fiksi"
---------------------------------------------------------------------------
Sumber Referensi :

Posting Komentar untuk "Penjelasan Ilmiah Film Interstellar || Teori dan Hipotesis"