Paradoks Kembar

 Di atas keadaan ruang dan waktu yang memberi sebuah kenyataan, sebenarnya tersimpuh pemikiran yang radikal, sama seperti postulat Einstein tentang Teori Relativitas Khusus dalam fisika modern. Teori relativitas khusus ini telah mendapat reputasi yang tidak sepatutnya sebagai teori yang sangat aneh dan rumit, sehingga hanya sedikit orang yang dapat memahaminya, padahal tidaklah demikian. Teori ini memberi ramalan-ramalan yang tampak bertentangan dengan ‘akal sehat’ kita. Meskipun demikian, teori relativitas khusus telah diuji kebenarannya secara teliti dan seksama lewat berbagai percobaan dan didapati bahwa semua ramalannya benar.[1] Sehingga efek-efek yang tak terduga dan mempesonakan itu terungkap.

Paradoks Kembar merupakan satu dari sekian banyak akibat teori relativitas khusus yang menantang tetapi juga mengesalkan.
Paradoks kembar telah menimbulkan kebingungan yang lebih banyak daripada hasil relativitas khusus lainnya. walaupun demikian hasil tersebut sama konsistennya dengan dua postulat relativitas, yang pertama menyatakan bahwa hukum fisika dapat dinyatakan dalam persamaan yang berbentuk sama dalam semua kerangka acuan yang bergerak dengan kecepatan tetap satu terhadap lainnya.[2] Postulat ini menyatakan ketiadaan kerangka acuan yang universal. Jika hukum fisika berbeda untuk pengamat yang berbeda dalam keadaan “diam” dan mana yang “bergerak”, tetapi karena tidak terdapat kerangka acuan yang universal, perbedaan itu tidak terdapat, sehingga muncul postulat tersebut. Dan yang kedua menyatakan bahwa kelajuan cahaya dalam ruang hampa sama besar untuk semua pengamat, tidak bergantung dari keadaan gerak pengamat itu.[3] Untuk postulat ini, timbul dari hasil berbagai eksperimen.

Kesan pertama kedua postulat ini kelihatannya sangat radikal. Sebenarnya postulat itu mengikuti hampir semua konsep intuitif mengenai waktu dan ruang yang kita bentuk berdasarkan pengalaman sehari-hari. Dengan mempelajari andaian-andaiannya, implikasinya dan berbagai bukti percobaan yang mendukung tentang paradoks kembar dengan kedua postulat relativitas khusus tersebut, maka berdasarkan uraian di atas, penulis ingin memaparkan tema teori relativitas dengan sebuah karya yang berjudul “Teori Paradoks Kembar”.

  

B.     Pembahasan

Paradoks Kembar

            Mengartikan istilah paradoks kembar dari bentuk katanya, maka paradoks kembar terdiri dari dua suku kata yaitu paradoks dan kembar. Untuk memulai pemahaman tentang teori paradoks kembar, terlebih kita maknai dari masing-masing kata paradoks dan kembar dulu. Paradoks adalah kata serapan dari yunani yang secara etimologi berasal dari kata para yang berarti di samping atau selain, dan kata doxa yang berarti gagasan atau pendapat. Jadi secara terminologi paradoks adalah pernyataan yang bertentangan dengan pendapat yang sudah diterima, meskipun pernyataan itu mungkin saja benar. Sedangkan kembar adalah sama rupanya atau keadaannya.

            Kemudian dalam fisika, paradoks kembar adalah eksperimen bayangan dalam relativitas khusus. Dimana seorang dari dua orang kembar melakukan perjalanan ke angkasa dengan kecepatan tinggi kemudian kembali lagi ke bumi akan menemukan bahwa saudara kembarnya yang ada di bumi lebih tua dari dirinya sendiri. Paradoks ini sebenarnya berkaitan dengan dua lonceng atau dua jam identik, yang satu ditinggal di bumi, sedangkan yang lain dibawa ikut dalam perjalanan ke ruang angkasa dengan kelajuan v, kemudian dikembalikan ke bumi. Maka jam yang tetap di bumi berjalan lebih cepat dari jam yang diletakkan pada pesawat ke luar angkasa. Namun biasanya jamnya diganti dengan sepasang orang kembar A (pria) dan B (wanita), suatu penggantian yang boleh dilakukan, karena proses kehidupan sama dengan detak atau detik jantung, respirasi dan sebagainya merupakan lonceng detik biologis yang keteraturannya baik.

            Si kembar A pergi ketika ia berumur 20 tahun (sebagai L_o) dan mengembara dengan kelajuan   ke suatu angkasa berjarak 20 tahun-cahaya, kemudian ia kembali ke bumi. Terhadap saudara wanitanya B yang berada di bumi, A kelihatannya hidup lebih lambat selama perjalanan itu, kelajuannya hanya

Dari B. Untuk setiap tarikan napas yang diambil A, B mengambil kali. Untuk setiap suap A makan, B makan  nya; untuk setiap hal A berpikir, B berpikir    nya. Akhirnya setelah 50 tahun ( ) berlalu menurut perhitungan B, A telah meninggalkan bumi 30 tahun lamanya dan ia kini berumur 50 tahun , sedangkan B berumur 70 tahun.

            Lalu letak paradoks dalam teori ini adalah keduanya saling beranggapan bahwa saudaranyalah yang sedang melakukan perjalanan dengan gerak yang berkecepatan. Jadi A beranggapan dirinya yang diam dalam roket dan B bergerak dengan kecepatan 0,8c. sehingga A beranggapan saudaranya B yang lebih muda. Kedua situasi ini tidaklah sama. A mengalami dua karangka acuan, yang pertama yaitu ketika ia pergi ke angkasa dan yang kedua ketika ia kembali ke bumi. Sedangkan B hanya berada pada satu kerangka acuan sepanjang waktunya.

            Menurut B, saudaranya A membutuhkan waktu untuk ke angkasa yaitu  dan kembali ke bumi juga 25 tahun. Sehingga waktu yang diperlukan A pergi dan kembali ke bumi adalah 50 tahun. Sedangkan menurut pandangan A jarak bumi ke angkasa tersebut memendek atau mengalami pengerutan panjang (Lorentz), yaitu = = 12 tahun cahaya. Pada laju 0,8c A akan melakukan perjalanannya selama . Sehingga perjalanan pergi-pulangnya adalah 30 tahun.

Untuk mempertegas perhitungan pada uraian tersebut, bayangkan antara keduanya saling mengirimkan sinyal satu kali tiap tahun selama perjalanan tersebut, sehingga dapat diketahui proses pertambahan usia mereka. Sinyal yang dikirim akan mengalami efek dopler (pergeseran frekuensi) bahwa masing-masing akan menerima sinyal     = 3 tahun periodenya. Dalam perjalanan pulang A dan B saling mendekati kelajuan yang sama, dan masing-masing menerima sinyal lebih sering, yaitu 1/3 tahun periodenya. Menurut perhitungan A dalam waktu 15 tahun perjalanan ke bintang, A menerima  dari saudaranya B. dalam 15 tahun perjalanan kembalinya mendapatkan . Jadi menyimpulkan saudaranya di bumi telah bertambah umur 50 tahun. Yaitu menjadi 70 tahun. Mengenai sinyal yang dikirim oleh A, karena menurut B saudaranya membutuhkan waktu 25 tahun perjalanannya yang jauhnya 20 tahun cahaya, B menerima sinyal dari A dengan kelajuan satu kali setiap 3 tahun untuk 20 tahun lamanya sehingga A sampai ke angkasa. Jadi B menerima sinyal dengan selang waktu 3 tahun selama 25+20 = 45 tahun, sehingga jumlahnya 45/3 = 15 sinyal. Kemudian untuk sisa waktu 5 tahun dalam perjalanan yang memakan waktu 50 tahun menurut B, sinyal tersebut datang dalam selang waktu yang pendek 1/3 tahun, sehingga jumlah sinyalnya 5/(1/3) = 15 sinyal. Seluruh sinyal yang diterima B di bumi adalah 30 sinyal. Jadi A berumur 20 tahun lebih muda dari B.

Apa yang terjadi sehingga A lebih muda dari B adalah cara kerja semesta. Dengan semakin jauhnya dari bumi, maka semakin berada dalam ruang hampa yang membuat waktu semakin melambat. Ruang dan waktu hanyalah suatu cara untuk memberikan kenyataan, sama seperti postulat Einstein juga. Proses penuaan yang asimetri dari si kembar merupakan akibat dari hukum alam, sama seperti dunia pengalaman kita sehari-hari.

            Implikasi Paradoks Kembar

            Adanya teori paradoks kembar yang menggambarkan pengaruh ruang dan waktu tersebut jelas membawa implikasi dalam dunia nyata (pengalaman sehari-hari) dan dunia ilmu pengetahuan. Dalam ilmu psikologi misalnya, tentang teori tingkah laku (behaviorisme), dimana anak kembar identik yang memiliki gen dan kromosom sama, bila ditempatkan pada lingkungan yang berbeda selama beberapa masa, sejak terjadinya pembuahan atau konsepsi kehidupan, secara berkesinambungan dipengaruhi oleh bermacam-macam faktor lingkungan yang merangsang. Maka akan terbentuk perbedaan tingkah laku yang dimiliki oleh masing-masing mereka. Hal ini karena adanya faktor perbedaan lingkungan tempat tinggal mereka yang berbeda.

Dalam dunia pendidikan, tentang variasi individual peserta didik. Karakteristik individu adalah keseluruhan kelakuan dan kemampuan yang ada pada individu sebagai hasil dari pembawaan dan lingkungan.[4] Sebagai contoh, yaitu adanya siswa pintar dan kurang bisa dalam suatu kelas. Adanya perbedaan kemampuan siswa ini dalam ilmu perkembangan peserta didik dikarenakan adanya faktor ruang dan waktu yang berbeda dari masing-masing siswa. Pada faktor ruang, misalnya dalam lingkungan keluarga dan sosial yang akan mempengaruhi karakteristik individu dan faktor waktu misalnya intensitas belajar mereka di rumah dalam mereview pelajaran yang sudah mereka peroleh di sekolah. Sehingga akan terbentuk variasi individu diantaranya perbedaan fisik-motorik, intelegensi, kecakapan bahasa dan psikologi yang akan merangsang perkembangan potensi-potensi bologis.

Sedangkan dalam perspektif islam, diriwayatkan oleh Abu Hurairah bahwa Rasulullah saw, bersabda :

وان يوماعندربك كا لف سنة مما تعدون

yang artinya: “Dan sesungguhnya satu hari dalam perhitungan Tuhan adalah sama dengan seribu tahun dalam perhitungan manusia.”

Bahwa waktu di dunia dan di akhirat sangat jauh jaraknya. Perbedaan waktu di dunia dan akhirat diantaranya ditandai oleh waktu dan tempat. Apa yang kita lalui selama sehari di dunia sama dengan seribu tahun waktu yang berjalan di akhirat. Jadi waktu di akhirat akan terasa sangat lambat berjalan dibanding di dunia. Sama seperti kejadian yang pernah dilalui Nabi Muhammad saw yaitu Isra Mi’raj, perjalanan yang kalau diukur dengan nalar manusia sangat tidak mungkin itu lah contoh perbedaan waktu antara dunia dan akhirat. Isra Mi’raj terjadi pada tanggal 12 Rajab tahun 11 kenabian. saat itu Nabi Muhammad SAW berumur 51 tahun, Isra Mi’raj adalah perjalanan yang berbeda sebenarnya kalau kita ketahui Isra adalah perjalanan Nabi Muhammad yang di berangkatkan oleh Allah swt dari Masjidil Haram ke Masjidil Aqso dengan menaiki Buroq sebagai kendaraannya, sedangkan Mi’raj adalah perjalanan Nabi Muhammad kelangit tertinggi yaitu Sidratul Muntaha. Disinilah Nabi Muhammad SAW mendapatkan perintah langsung oleh Allah swt untuk menunaikan sholat lima waktu. dan perjalanan ini hanya dilakukan dalam kurun waktu semalam. Hal ini menandakan bahwa perjalanan Nabi ke langit tertinggi dengan perintah menunaikan sholat 5 waktu yang dalam bumi ditempuh selama sehari semalam, dan bumi sebagai kerangkanya menganggap hanya semalam untuk menunaikan sholat 5 waktu tersebut.

DAFTAR PUSTAKA

      Krane, Kenneth.1992.Fisika Modern.Jakarta:UI-Press

      Beiser, Arthur.1990.Konsep Fisika Modern.Jakarta:Erlangga

      Desmita.2009.Psikologi Perkembangan Peserta Didik.Bandung:PT Remaja Rosdakarya

      Bahreisy, Salim.1977.Bekal Juru Da’wah.Surabaya:Balai Buku

      Widy, Putu.2009.Paradoks Kembar (Twin Paradox),(online),( http://physicsnext.wordpress.com/, diakses 22 Desember 2011).

                 

---

[1] Kenneth Krene, Fisika Modern (Jakarta,1992),  hlm. 24.

[2] Arthur Beiser, Konsep Fisika Modern (Jakarta,1990), hlm. 3.

[3] Ibid.

[4] Desmita, M.Si. Psikologi Perkembangan Peserta Didik (Bandung,2009), hlm. 56.