Introduction to Special Relativity — Apakah itu dimensi ruang dan waktu?

Dunia ini penuh dengan dimensi. Ada dimensi ruang, dimensi waktu, dimensi cinta, film tiga dimensi, dan dimensi-dimensi apapun yang mungkin tidak ada hubungannya seperti dimensia.

Saat ini kita hanya berbicara masalah dimensi yang berhubungan dengan relativitas. Jika ingin berbicara tentang dimensi cinta, itu lain kali saja ditulisnya.

Kita hidup dalam ruang dan waktu. Kita bisa bergerak ke sini ke sana karena kita berada di dalamnya. Kita tidak bisa keluar dari dimensi ini sejauh pengalaman manusia sampai saat ini. Memang manusia terdiri dari jiwa dan roh sehingga secara roh bisa dikatakan manusia pergi ke dimensi lain sebab sudah tidak berada di dalam jasadnya itu. Namun itu pembahasan lain yang juga menarik.

Dalam dimensi ruang, kita bisa memikirkan mulai dari yang paling mudah.

1Dimensi

seperti gambar di atas yaitu 1 Dimensi. Kita bisa dengan bebas bergerak ke satu arah dan arah sebaliknya asalkan kita tidak meninggalkan garis tersebut. Kasihan sekali orang yang hidup dalam satu dimensi. Tapi begitulah dimensi. Secara matematis, kita mengekspresikan posisi orang tersebut dengan huruf x. Sesuai ketentuan masing-masing, biasanya ditetapkan ke kanan itu positif dan ke kiri negatif. Jika teman-teman berpikir ini diskriminatif terhadap orang kidal, silahkan buat konvensi sendiri. Tidak ada masalah.

Lalu untuk lebih sulitnya ada 2 Dimensi

2DImensi

Dalam 2 Dimensi, posisi seseorang dinyatakan dengan 2 penanda yang tidak saling berhubungan.

Posisi —> x,y

Namun, untuk kita, sudah jelas kita hidup dalam ruang 3 dimensi. Untuk membayangkan, silahkan kita melihat sekeliling kita saja dan coba bergerak sendiri.

Kita biasa bergerak dalam dua dimensi dan perlu berusaha keras untuk mengubah posisi dimensi ketiga kita. Itu karena biasanya kita perlu naik tangga, melompat, menunduk, atau melakukan hal lainnya yang memerlukan tenaga. Berjalan juga memerlukan tenaga, tapi intinya jika tidak ada gesekan, lebih mudah menggelinding daripada naik tangga.

Dunia seakan diskriminatif dengan dimensi ketiga ini. Bahkan bentuk galaksipun itu ceper ketimbang berbentuk bola (tapi ini pembahasan lain). Sebenarnya kasus di bumi hanya disebabkan ada gaya gravitasi dan gaya elektromagnetik yang menyebabkan kita menempel di dua dimensi ini. Sebenarnya dua dimensi ini juga hanyalah ilusi sebab faktanya bumi berbentuk bola (dan pembahasannya jadi kemana-mana).

Tapi intinya, kita ini hidup dalam 3 dimensi secara ruang dan segera kembali ke pembahasan relativitas.

Dalam relativitas, keberadaan waktu itu dijadikan sejajar dengan keberadaan ruang. Maksudnya bagaimana? Selama ini kita menganggap waktu adalah sesuatu yang berada bersama ruang namun tidak saling mempengaruhi. Contohnya di bawah

waktu dan ruang seakan terpisah
waktu dan ruang seakan terpisah

Kita menganggap waktu ya waktu dimana ia terus berjalan dan kita bergerak di dalam ruangan tidak bisa mempengaruhinya. Gambar di atas memberikan bayangan biasanya waktu itu seperti sesuatu yang kita lalui bersama (t).

Dalam relativitas, gambaran ini perlu diubah sebab kita perlu melihat waktu sebagai sesuatu yang sejajar dengan ruang. Maksudnya bagaimana? Anggap saja kita mempunyai dimensi yang lain bernama waktu dan lekatkan itu sebagai penanda baru.

Untuk mempermudah gambaran, kita bisa tempelkan waktu seperti gambar di bawah ini untuk orang yang hidup di 1 dimensi ruang.

waktu dan ruang dijadikan sejajar
waktu dan ruang dijadikan sejajar dalam relativitas.

Kita mungkin berpikir “Lho kan di pelajaran fisika mekanika, kita sudah sering disuruh menggambar grafik mobil yang sedang berjalan? Kita kan menggambar x dan t secara bersamaan.”

Betul! Tapi kita sebenarnya tidak pernah menyetarakan mereka. Dalam relativitas, kita bisa membayangkan orang yang hidup dalam 1 dimensi ruang itu sebenarnya seperti sedang hidup dalam ruang 2 dimensi dimana satu dimensinya lagi itu seperti air yang mengalir ke satu arah saja dan kita tidak bisa melawannya seperti di bawah.

orang 1 dimensi yang diam saja seperti hidup di ruang 2 dimensi dengan ada arus sungai mengalir ke satu arah saja (yaitu arah waktu)
orang 1 dimensi yang diam saja seperti hidup di ruang 2 dimensi dengan ada arus sungai mengalir ke satu arah saja (yaitu arah waktu)

Jadi, kita bisa menggambarkan pergerakan orang yang sebelumnya kita bahas menjadi seperti di bawah ini

gambaran pergerakan orang di dalam 1 dimensi
gambaran pergerakan orang di dalam 1 dimensi

Seperti yang sudah disebutkan sebelumnya, relativitas memang menjadikan dimensi waktu dan ruang menjadi setara, namun kita tetap memasukkan fakta bahwa kita tidak bisa berjalan mundur dalam waktu seperti kita berjalan mundur dalam ruang dengan mudahnya

tidak bisa berjalan mundur dalam waktu
tidak bisa berjalan mundur dalam waktu

kita akan melanjutkan dengan pembahasan apakah itu peristiwa?

bersambung

Advertisements

One thought on “Introduction to Special Relativity — Apakah itu dimensi ruang dan waktu?

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s