Masa, menurut persepsi kita, adalah sesuatu yang takkan berubah. Berubah di sini maksudnya, kalau 1 saat tu, sepanjang hayat kita, kita akan rasa satu saat tu sama je. Tak pernah lagi panjang satu saat tu rasa lain.

Kan?

Tapi, definasi masa sendiri adalah sesuatu yang relatif. Maksudnya di sini, kita kata satu hari di bumi adalah 24 jam, sebab bumi mengambil masa 24 jam untuk buat pusingan di atas paksinya (yang menjadikan malam dan siang).

Katakan anda duduk di planet Marikh. Panjang 1 hari yang anda rasa adalah 25 jam, kerana Marikh mengambil masa 25 jam untuk membuat putaran mengelilingi paksinya.

Maka untuk membuat definasi masa yang lebih tepat, sebenarnya, masa adalah kadar perkiraan berkala bagi sesuatu peristiwa.

Untuk contoh yang diberi tadi, peristiwanya adalah sehari. Maka definasi sehari bagi Bumi adalah 24 jam, dan definasi sehari bagi Marikh adalah 25 jam. Pastinya definasi sesaat bagi Marikh juga akan berbeza dengan sesaat di Bumi, berdasarkan argument di atas.

Maka, apabila kita ingin menerbitkan satu jenis masa yang universal, masa yang semua orang boleh cakap “Oh, masa kau sama dengan masa aku”, maka kita juga kena guna sesuatu yang universal; sesuatu yang semua orang boleh persetujui bersama.

Apa bendanya itu?

Cahaya.

Kelajuan cahaya ini telah dikaji dengan amat luas, oleh ramai saintis. Maxwell menyatakan bahawa kelajuan cahaya adalah tetap, tak kisahlah walau siapa pun yang mengira kelajuan tersebut. Hal ini telah dibuktikan secara matematik (mathematically proven) oleh ramai lagi tokoh-tokoh matematik dan fizik seperti Henri Poincaré dan Hendrik Lorentz.

Maka, hari ini kita akan akhiri tajuk mengenai Teori Relativiti Khusus, dan harapnya di akhir bacaan, pembaca akan faham apa maksudnya Pengembangan Masa (Time Dilation), situasi di mana masa adalah berbeza untuk dua orang dalam situasi berbeza.

Argument ini adalah mudah untuk dihadam. Sekiranya di akhir bacaan, pembaca masih kurang jelas mengenai situasi yang penulis terangkan, pembaca dinasihatkan untuk membuka pautan yang telahpun penulis sediakan.

Jadi, bergerak ke Gedanken eksperimen kita, mula-mula, kita akan bayangkan dua orang, Abu dan Ali. Abu akan berada bumi, dan Ali akan berada dalam kapal angkasa lepas yang amat laju.

Jadi, Ali ada bawak satu jam ni. Jam ni dipanggil sebagai Jam Cahaya. Cara jam ni berfungsi adalah senang. Cahaya akan bergerak dari satu sumber (laser), naik ke cermin, dan memantul semula ke sumber (rujuk gambar kiri).

Kita akan definasikan satu saat sebagai masa untuk satu pantulan berlaku.

Sekarang, adalah menarik untuk bagitau yang Ali melihat jam tu berfungsi dari dalam kapal angkasa dia. Maksudnya, dari perspektif dia, cahaya tu keluar, kena cermin dan pantul balik dalam keadaan cahaya tu bergerak lurus (dari bawah, pergi ke atas, turun ke bawah semula).

Untuk Abu pulak, oleh sebab dia melihat kapal angkasa Ali bergerak, dan pada masa yang sama Jam Cahaya Ali turut bergerak, dia takkan nampak pergerakan cahaya tu sebagai satu garisan lurus.

Sebaliknya, pergerakkan kapal angkasa Ali ke kanan, akan “menarik” pergerakan jam cahaya Ali, menjadikan satu saat, menurut perspektif Abu, adalah tempoh bagi cahaya dari bawah kiri, bergerak ke atas tengah, dan akhirnya kembali ke sumber di kanan bawah, sebab kapal angkasa tu sendiri bergerak dari kiri ke kanan (rujuk gambar kanan).

Hal ini memberi satu indikasi baru. Masa untuk Ali, menurut persepsi Ali, adalah masa yang normal. Namun begitu, untuk Abu, Abu akan melihat masa Ali dalam kapal angkasa yang sedang bergerak sebagai lebih panjang daripada masanya sendiri di bumi.

Fenomena masa yang tak sama antara dua orang pemerhati ini dipanggil sebagai Pengembangan Masa (Time Dilation).

Fenomena Time Dilation ini dah pun dibuat secara eksperimentasi.

Pada tahun 2005, National Physical Laboratory di UK dahpun melakukan eksperimen ini dengan menggunakan jam Caesium. Jam Caesium ni gunakan getaran atom Caesium sebagai indikator masa, di mana dalam masa satu saat adalah bersamaan dengan 9,192,631,770 getaran atom Caesium.

Apa yang National Physical Laboratory buat adalah hantar jam Caesium tadi dengan menggunakan kapal terbang, dan buat perbandingan dengan jam yang ada di permukaan Bumi.

Beza jam dalam kapal terbang (jam Ali tadi) dengan jam yang ada dekat bumi (jam Abu) adalah dalam lingkungan 16.1 nano saat. That is like 0.00000000016 saat kot! Ada beza ke? Haha.

Jadi konklusinya di sini adalah:

– Tiada masa yang universal. Masa sebenarnya adalah relatif.

– Untuk objek yang bergerak, masa akan jadi lebih panjang berbanding objek yang tak bergerak. Namun begitu, fenomena ini kebiasaannya takkan dirasai dalam keadaan biasa, sebaliknya akan kelihatan signifikan apabila kita bergerak menghampiri kelajuan cahaya.

– Jam Caesium yang digunapakai dalam eksperimen tu dahpun digunapakai dalam kebanyakan sistem jam digital. Pembaca boleh cari di google kalau nak beli. Paling murah RM 69.00 rasanya.

P.S: Ada satu lagi faktor Pengembangan Masa, iaitu akibat dari Graviti. Pengembangan masa akibat graviti ini adalah idea asas yang digunapakai dalam filem fiksyen sains popular, Interstellar.

Pautan dan rujukan:

Analogi Ali dan Abu oleh Prof Brian Cox – https://www.youtube.com/watch?v=-O8lBIcHre0

Link eksperimen oleh National Physical Laboratory: http://www.npl.co.uk/upload/pdf/metromnia_issue18.pdf

Einstein A. (1905). “Zur Elektrodynamik bewegter Körper”. Annalen der Physik (in German). 17: 890–921. Bibcode:1905AnP…322..891E. doi:10.1002/andp.19053221004. ” English translation: Perrett, W; Jeffery, GB (tr.); Walker, J (ed.). “On the Electrodynamics of Moving Bodies”. Fourmilab. Retrieved 2009-11-27.