Istilah time travel atau penjelajahan waktu mungkin sudah sering kita dengar. Sejak kita kecil kita telah mengenal Doraemon dengan mesin waktunya yang dapat membawa Doraemon beserta Nobita dan kawan-kawan berpergian dari satu zaman ke zaman lainnya. Salah satu karakter fiktif yang sangat berkaitan dengan time travel adalah Hiro Nakamura salah satu karakter pada film “Heroes”, pada film ini Hiro memiliki kemampuan untuk berpindah dari masa depan ke masa lalu dan juga sebaliknya. Contoh-contoh tersebut menunjukkan bahwa time travel merupakan sesuatu yang sudah dimajinasikan oleh banyak orang. Bahkan tanpa disadari sesungguhnya kita juga merupakan penjelajah waktu karena setiap aktivitas yang kita lakukan merupakan sebuah peristiwa yang bergerak pada dimensi waktu. Tetapi bagaimana jika kita ingin melakukan perpindahan waktu secara langsung misalnya dari tahun 2010 kita ingin berpindah ke tahun 2200 seperti yang dilakukan mesin waktu Doraemon dan Hiro, mungkinkah time travel ini dapat dilakukan?. Melalui makalah ini akan dilakukan pembahasan mengenai time travel dalam sudut pandang Teori Relativitas Khusus.

Sejarah Perkembangan Teori Time Travel
Sudah sejak lama ilmuwan mempertanyakan mengenai time travel tetapi sejak sekian lama pula jawabannya tidak ditemukan. Baru ketika Einstein mengemukakan teori Relativitas Khusus-nya lah para Ilmuwan mulai menemukan titik terang pada permasalahan ini. Dalam teori relativitas khusus terdapat hal-hal fundamental yang membuat time travel mungkin terjadi. Beberapa hal fundamental tersebut adalah pada relativitas khusus waktu relatif sehingga waktu yang dialami oleh orang yang bergerak akan berbeda dengan waktu yang dialami oleh pengamat. Perkembangan mengenai time travel juga semakin berkembang saat dikembangkannya teori relativitas umum. Pada relativitas umum terdapat konsep seperti wormhole yang memungkinkan time travel.

Hal ini dapat dibuktikan dengan menggunakan transformasi Lorentz[2]

                                                                                    (1)

Selisih perbedaan waktu yang diamati oleh pengamat di O’

                                                     (2)

Dimana                                                              (3)

Sehingga                                                                        (4)

Masukkan Δt’ = 10 tahun dan v = 0,999992c, didapatkan Δt=2500 tahun

Dari persamaan diatas dapat dilihat jika kecepatan kita semakin mendekati kecepatan cahaya maka waktu 1 detik yang kita alami bisa berupa 1 atau bahkan 10 tahun bagi orang yang mengamati. Atau dengan kata lain berdasarkan teori relativitas khusus jika kita bergerak dengan kecepatan mendekati kecepatan cahya maka kita dapat pergi ke masa depan.

Konsep time travel juga bisa digambarkan dalam diagram ruang dan waktu minkowski contohnya pada gambar 1a. Dapat kita lihat Bob adalah seorang astronot yang pergi ke luar angkasa dengan kecepatan mendekati kecepatan cahaya. Sedangkan Dave adalah orang yang menunggu di Bumi. Dapat kita lihat pada world line Bob, dia hanya mengalami waktu selama 6 tahun sedangkan Dave sudah mengalami waktu selama 10 tahun. Jadi jika Bob melakukan perjalanan pulang pergi selama 6 tahun maka dia akan kembali ke Bumi pada 10 tahun setelah dia meninggalkan Bumi. Dengan kata lain Bob pergi ke masa depan dalam perjalanan 6 tahunnya. Contoh lainnya dapat kita lihat pada gambar1b. Pada kasus ini astronot bergerak dengan kecepatan 0,9c. Setiap tahun baru yang dirasakan Astronot dia mengirimkan pesan ucapan selamat tahun baru kepada pengamat di Bumi, pesan tersebut bergerak dengan kecepatan cahaya sehingga pengamat menerimanya tidak tepat pada tahun yang sama. Misalnya astronot mengucapkan selamat tahun baru 2010 maka pengamat akan menerimanya pada 2014 lebih beberapa bulan dan saat dia mengirim ucapan selamat tahun 2014 maka sang pengamat menerimanya pada tahun 2027. Pada kasus ini astronot nampak seperti sedang melakukan perjalanan ke massa depan. 

 Gambar 1. Diagram minkowski dilasi waktu (a) untuk kasus 1[4] (b) untuk kasus 2 [3]

Bagaimana jika kita ingin pergi ke masa lalu apakah hal ini dapat dilakukan. Dalam relativitas khusus hal ini hanya bisa terjadi jika kita bergerak dengan kecepatan lebih besar daripada cahaya. Jika kita bergerak dengan kecepatan melebihi cahaya maka akibatnya akan terjadi ketidakfisisan. Misalnya jika ditinjau dari segi energi maka saat bergerak dengan kecepatan melebihi kecepatan cahaya maka kita akan memiliki massa yang imajiner dan ini tidaklah fisis.

Ketika kecepatan lebih cepat dibandingkan dengan c, kita dapat mengganti arah perambatan dalam arah waktu menggunakan transformasi Lorentz. Misalkan pengamat pertama mengamati partikel bergerak melewati dua titiki x₁, x₂, dan pada waktu t₁,t₂ dengan :

 dan Δt = t₂ - t₁ > 0

untuk pengamat kedua yang bergerak dengan kecepatan u dalam arah sumbu-z, kita dapatkan

Dengan uv > c², kita dapatkan bahwa Δt’ memiliki tanda yang berlawanan dengan Δt, atau dengan kata lain kita dapat pergi ke masa lampau [1].

Dengan diagram ruang waktu minkowski dapat kita gambarkan seperti gambar 2.Dalam gambar di bawah, kita melihat sebuah sinyal dikirim dengan kecepatan melebihi c. Jika penerima sinyal di kerangka B menerima dan membalas sinyal tersebut dengan mengirimkan sinyal tachyon maka sinyal balasan akan diterima saat t₂ . Dengan kata lain,  jika sinyal itu berupa pesan maka jawaban pesan akan diterima oleh pengirim sebelum pengirim mengirimkan pesannya.

Gambar 2. Tachyon pada Minkowski space-time diagram

Tachyon adalah sebuah partikel bermassa imajiner yang memiliki sudah memiliki kecepatan yang lebih besar daripada kecepatan cahaya. Mungkin kita akan sedikit bertanya-tanya apakah bisa kita dari keadaan kecepatan kurang dari c kita melakukan akselerasi sehingga dicapai kecepatan c dan lebih besar lagi. Jawabannya adalah tidak, karena untuk menambah kecepatan dari 0,999c ke 0,9999c saja dibutuhkan energi yang sangat besar. Sehingga dibutuhkan energi yang tak terhingga untuk mempercepat partikel ke kecepatan c. Hal ini berlaku juga apabila kita ingin mendapatkan suhu nol mutlak (tidak mungkin).

Kesimpulan
Time travel ditinjau dari segi teori relativitas khusus adalah suatu hal yang mungkin untuk dilakukan. Untuk dapat melakukan time travel ke masa depan diperlukan kecepatan yang sangat tinggi (mendekati kecepatan cahaya) sehingga terjadi dilasi waktu di mana waktu yang dirasakan oleh orang yang bergerak lebih lambat dibandingkan dengan pengamat yang diam. Sedangkan untuk backward time travel dapat dilakukan oleh partikel yang mempunyai kecepatan lebih besar dari kecepatan cahaya. Kemungkinan  lainnya tentang time travel diperlukan teori relativitas umum untuk menjelaskannya.

Referensi

[1]Feinberg, G., 1967, Possibility of Faster-Than-Light Particles, Physical Review Vol 159 no 5, p.1091
[2]Lahanas, A.B., Special Relativity, University of Athens
[3]Luminet, J.P, 2009, Time, Topology and the Twin Paradox, arxiv.org
[4]Resnick, R., 1968, Introduction of Special Relativity, John Wiley & Sons, p.205