Bab terakhir membahas mengapa kita melihat waktu bergerak maju: mengapa ketidakteraturan meningkat dan mengapa kita mengingat masa lalu tetapi bukan masa depan. Waktu diperlakukan seolah-olah ia adalah jalur rel lurus tempat seseorang hanya bisa bergerak ke satu arah atau yang lain.

Namun bagaimana jika jalur rel itu memiliki lingkaran dan percabangan sehingga sebuah kereta dapat terus bergerak maju tetapi kembali ke stasiun yang telah dilewatinya? Dengan kata lain, mungkinkah seseorang melakukan perjalanan ke masa depan atau ke masa lalu?

H. G. Wells dalam The Time Machine mengeksplorasi kemungkinan-kemungkinan ini, sebagaimana dilakukan oleh banyak penulis fiksi ilmiah lainnya. Namun banyak gagasan fiksi ilmiah, seperti kapal selam dan perjalanan ke bulan, telah menjadi kenyataan ilmiah. Jadi, bagaimana prospek perjalanan waktu?

Petunjuk pertama bahwa hukum fisika mungkin benar-benar memungkinkan manusia melakukan perjalanan dalam waktu muncul pada tahun 1949 ketika Kurt Gödel menemukan model ruang-waktu baru yang diperbolehkan oleh relativitas umum. Gödel adalah seorang matematikawan yang terkenal karena membuktikan bahwa mustahil membuktikan semua pernyataan yang benar, bahkan jika kita membatasi diri untuk membuktikan semua pernyataan benar dalam bidang yang tampaknya setegas dan sejelas aritmetika. Seperti prinsip ketidakpastian, teorema ketaklengkapan Gödel mungkin merupakan batasan mendasar atas kemampuan kita untuk memahami dan memprediksi alam semesta, tetapi setidaknya sejauh ini hal itu belum tampak sebagai hambatan dalam pencarian kita akan teori terpadu yang lengkap.

Gödel mengenal relativitas umum ketika ia dan Einstein menghabiskan tahun-tahun terakhir mereka di Institute for Advanced Study di Princeton. Ruang-waktu yang ia temukan memiliki sifat aneh bahwa seluruh alam semesta berotasi. Seseorang mungkin bertanya, “Berotasi terhadap apa?” Jawabannya adalah bahwa materi jauh akan berotasi terhadap arah yang ditunjukkan oleh gasing kecil atau giroskop.

Efek sampingnya adalah bahwa seseorang dapat berangkat dengan roket dan kembali ke bumi sebelum ia berangkat. Sifat ini benar-benar membuat Einstein gelisah, karena ia mengira relativitas umum tidak mengizinkan perjalanan waktu. Namun, mengingat catatan Einstein yang keliru dalam menentang keruntuhan gravitasi dan prinsip ketidakpastian, mungkin ini merupakan pertanda yang menggembirakan. Solusi yang ditemukan Gödel tidak sesuai dengan alam semesta yang kita huni, karena kita dapat menunjukkan bahwa alam semesta tidak berotasi. Model tersebut juga memiliki nilai konstanta kosmologis yang tidak nol, yang diperkenalkan Einstein ketika ia mengira alam semesta tidak berubah. Setelah Hubble menemukan bahwa alam semesta mengembang, tidak ada lagi kebutuhan akan konstanta kosmologis dan kini secara umum diyakini bernilai nol. Namun, sejak itu ditemukan model ruang-waktu lain yang lebih masuk akal dan tetap diizinkan oleh relativitas umum serta memungkinkan perjalanan ke masa lalu. Salah satunya adalah bagian dalam lubang hitam berotasi. Yang lain adalah ruang-waktu yang mengandung dua string kosmik yang bergerak saling melintasi dengan kecepatan tinggi.

Sesuai namanya, string kosmik adalah objek yang menyerupai tali karena memiliki panjang tetapi penampang yang sangat kecil. Sebenarnya, mereka lebih mirip karet gelang karena berada di bawah tegangan luar biasa besar, sekitar sejuta triliun triliun ton. Sebuah string kosmik yang terikat pada bumi dapat mempercepatnya dari 0 hingga 60 mil per jam dalam waktu 1/30 detik. String kosmik mungkin terdengar seperti fiksi ilmiah murni, tetapi ada alasan untuk percaya bahwa mereka dapat terbentuk di alam semesta awal sebagai akibat dari pemutusan simetri seperti yang dibahas dalam Bab 5. Karena berada di bawah tegangan besar dan dapat bermula dalam konfigurasi apa pun, mereka mungkin dapat dipercepat hingga kecepatan sangat tinggi saat melurus.

Solusi Gödel dan ruang-waktu string kosmik sejak awal sudah begitu terdistorsi sehingga perjalanan ke masa lalu selalu mungkin. Tuhan mungkin saja menciptakan alam semesta yang demikian melengkung, tetapi kita tidak memiliki alasan untuk percaya bahwa Ia melakukannya. Pengamatan terhadap latar belakang gelombang mikro dan kelimpahan unsur-unsur ringan menunjukkan bahwa alam semesta awal tidak memiliki jenis kelengkungan yang diperlukan untuk memungkinkan perjalanan waktu. Kesimpulan yang sama juga muncul dari pertimbangan teoretis jika usulan tanpa batas benar. Maka pertanyaannya adalah: jika alam semesta bermula tanpa kelengkungan yang diperlukan untuk perjalanan waktu, dapatkah kita kemudian melengkungkan wilayah lokal ruang-waktu secukupnya untuk memungkinkannya?

Distributor pusat penjualan segala alat listrik tenaga surya. Toko online jual listrik tenaga matahari. Produsen Produk solar sel murah.www.tokosolarcell.net . daftar Paket harga penjualan listrik tenaga matahari

Masalah yang sangat berkaitan, dan juga menjadi perhatian para penulis fiksi ilmiah, adalah perjalanan antarbintang atau antargalaksi yang cepat. Menurut relativitas, tidak ada yang dapat bergerak lebih cepat dari cahaya. Jika kita mengirim pesawat ruang angkasa ke bintang tetangga terdekat kita, Alpha Centauri, yang berjarak sekitar empat tahun cahaya, maka diperlukan setidaknya delapan tahun sebelum kita dapat mengharapkan para pelancong itu kembali dan memberi tahu apa yang mereka temukan. Jika ekspedisi menuju pusat galaksi kita, maka akan diperlukan setidaknya seratus ribu tahun sebelum ia kembali.

Teori relativitas memang menawarkan satu penghiburan, yakni apa yang disebut paradoks kembar yang disebutkan dalam Bab 2. Karena tidak ada standar waktu yang unik dan setiap pengamat memiliki waktunya sendiri yang diukur oleh jam yang mereka bawa, maka perjalanan itu dapat tampak jauh lebih singkat bagi para pelancong ruang angkasa dibandingkan bagi mereka yang tetap tinggal di bumi. Namun tidak banyak kegembiraan dalam kembali dari perjalanan ruang angkasa dengan usia hanya beberapa tahun lebih tua, tetapi mendapati bahwa semua orang yang Anda tinggalkan telah meninggal ribuan tahun yang lalu.

Karena itu, agar kisah mereka memiliki daya tarik manusiawi, para penulis fiksi ilmiah harus mengandaikan bahwa suatu hari kita akan menemukan cara untuk bepergian lebih cepat daripada cahaya. Apa yang tampaknya tidak disadari oleh kebanyakan penulis tersebut adalah bahwa jika Anda dapat bepergian lebih cepat daripada cahaya, teori relativitas menyiratkan bahwa Anda juga dapat melakukan perjalanan kembali ke masa lalu, sebagaimana dinyatakan dalam limerik berikut:

Ada seorang gadis dari Wight
Yang bepergian jauh lebih cepat dari cahaya.
Ia berangkat suatu hari,
Secara relatif,
Dan tiba pada malam sebelumnya.

Intinya adalah bahwa teori relativitas menyatakan tidak ada ukuran waktu tunggal yang akan disepakati oleh semua pengamat. Setiap pengamat memiliki ukuran waktunya sendiri. Jika sebuah roket yang bergerak di bawah kecepatan cahaya dapat pergi dari peristiwa A (misalnya final lari 100 meter Olimpiade 2020) ke peristiwa B (misalnya pembukaan sidang ke-100.004 Kongres Alpha Centauri), maka semua pengamat akan sepakat bahwa peristiwa A terjadi sebelum peristiwa B menurut waktu mereka masing-masing.

Namun, jika pesawat ruang angkasa harus bergerak lebih cepat dari cahaya untuk menyampaikan berita perlombaan ke Kongres, maka pengamat yang bergerak dengan kecepatan berbeda dapat tidak sepakat mengenai apakah peristiwa A terjadi sebelum B atau sebaliknya. Bagi pengamat yang diam relatif terhadap bumi, mungkin Kongres dibuka setelah perlombaan. Tetapi bagi pengamat di Alpha Centauri yang bergerak menjauhi bumi hampir secepat cahaya, pembukaan Kongres dapat tampak terjadi sebelum perlombaan 100 meter.

Teori relativitas menyatakan bahwa hukum fisika tampak sama bagi pengamat yang bergerak dengan kecepatan berbeda. Hal ini telah diuji dengan baik melalui eksperimen dan kemungkinan akan tetap menjadi ciri bahkan jika kita menemukan teori yang lebih maju untuk menggantikan relativitas. Maka pengamat yang bergerak akan mengatakan bahwa jika perjalanan lebih cepat dari cahaya memungkinkan, maka harus mungkin untuk pergi dari peristiwa B kembali ke peristiwa A. Jika seseorang bergerak sedikit lebih cepat lagi, ia bahkan dapat kembali sebelum perlombaan dimulai dan memasang taruhan dengan keyakinan pasti akan menang.

Namun ada masalah dengan menembus batas kecepatan cahaya. Teori relativitas menyatakan bahwa daya roket yang diperlukan untuk mempercepat pesawat ruang angkasa semakin besar ketika mendekati kecepatan cahaya. Kita memiliki bukti eksperimental mengenai hal ini, bukan dengan pesawat ruang angkasa tetapi dengan partikel elementer dalam akselerator partikel seperti di Fermilab atau CERN. Kita dapat mempercepat partikel hingga 99,99 persen kecepatan cahaya, tetapi berapa pun daya yang kita masukkan, kita tidak dapat melampaui batas kecepatan cahaya. Demikian pula dengan pesawat ruang angkasa: seberapa pun besar daya roketnya, ia tidak dapat melampaui kecepatan cahaya.

Hal ini tampaknya menutup kemungkinan perjalanan ruang angkasa yang cepat maupun perjalanan kembali ke masa lalu. Namun ada kemungkinan jalan keluar. Mungkin saja kita dapat melengkungkan ruang-waktu sehingga ada jalan pintas antara A dan B. Salah satu caranya adalah dengan menciptakan lubang cacing antara A dan B. Seperti namanya, lubang cacing adalah tabung tipis ruang-waktu yang dapat menghubungkan dua wilayah yang hampir datar tetapi berjauhan.

Tidak perlu ada hubungan antara jarak melalui lubang cacing dan jarak antara kedua ujungnya dalam latar belakang hampir datar. Seseorang dapat membayangkan menciptakan atau menemukan lubang cacing yang menghubungkan Tata Surya dengan Alpha Centauri. Jarak melalui lubang cacing mungkin hanya beberapa juta mil, meskipun bumi dan Alpha Centauri terpisah dua puluh juta juta mil dalam ruang biasa. Ini akan memungkinkan berita tentang lari 100 meter mencapai pembukaan Kongres. Namun pengamat yang bergerak menuju bumi juga seharusnya dapat menemukan lubang cacing lain yang memungkinkannya kembali ke bumi sebelum perlombaan dimulai. Maka lubang cacing, seperti bentuk perjalanan lebih cepat dari cahaya lainnya, akan memungkinkan perjalanan ke masa lalu.

Gagasan tentang lubang cacing bukanlah ciptaan penulis fiksi ilmiah, melainkan berasal dari sumber yang sangat terhormat. Pada tahun 1935, Einstein dan Nathan Rosen menulis makalah yang menunjukkan bahwa relativitas umum memungkinkan apa yang mereka sebut “jembatan,” yang kini dikenal sebagai lubang cacing. Namun jembatan Einstein-Rosen tidak bertahan cukup lama untuk dilalui pesawat ruang angkasa: pesawat akan menabrak singularitas saat lubang cacing menyempit. Meski demikian, telah diajukan bahwa peradaban maju mungkin dapat menjaga lubang cacing tetap terbuka.

Untuk melakukan hal ini, atau melengkungkan ruang-waktu dengan cara lain agar memungkinkan perjalanan waktu, diperlukan wilayah ruang-waktu dengan kelengkungan negatif, seperti permukaan pelana. Materi biasa dengan kerapatan energi positif memberikan kelengkungan positif, seperti permukaan bola. Jadi, untuk melengkungkan ruang-waktu agar memungkinkan perjalanan ke masa lalu, dibutuhkan materi dengan kerapatan energi negatif.

Energi sedikit mirip uang: jika Anda memiliki saldo positif, Anda dapat membagikannya dengan berbagai cara, tetapi menurut hukum klasik yang diyakini pada awal abad ini, Anda tidak boleh memiliki saldo negatif. Hukum klasik itu akan meniadakan kemungkinan perjalanan waktu. Namun hukum klasik telah digantikan oleh hukum kuantum berdasarkan prinsip ketidakpastian. Hukum kuantum lebih longgar dan memungkinkan saldo negatif pada satu atau dua akun asalkan total saldo tetap positif.

Teori kuantum memungkinkan kerapatan energi menjadi negatif di beberapa tempat, asalkan diimbangi oleh kerapatan energi positif di tempat lain sehingga total energi tetap positif. Contohnya adalah efek Casimir. Bahkan ruang yang kita anggap “kosong” dipenuhi pasangan partikel dan antipartikel virtual yang muncul bersama, bergerak menjauh, lalu kembali dan saling melenyapkan.

Jika dua pelat logam sejajar diletakkan berdekatan, pelat tersebut bertindak seperti cermin bagi foton virtual. Foton virtual di antara pelat hanya dapat memiliki panjang gelombang tertentu yang cocok dengan jarak di antara pelat. Karena itu jumlah foton virtual di antara pelat sedikit lebih sedikit dibandingkan di luar. Akibatnya, terdapat gaya yang mendorong kedua pelat saling mendekat. Gaya ini telah terdeteksi dan sesuai dengan prediksi.

Karena energi di antara pelat lebih rendah daripada di luar, dan energi ruang kosong jauh dari pelat harus nol, maka energi di antara pelat harus negatif. Dengan demikian kita memiliki bukti eksperimental bahwa ruang-waktu dapat dilengkungkan dan bahwa kelengkungan yang diperlukan untuk perjalanan waktu dapat terjadi.

Mungkin saja suatu hari kita dapat membangun mesin waktu. Namun jika demikian, mengapa belum ada yang kembali dari masa depan untuk memberi tahu kita caranya? Mungkin ada alasan kuat untuk tidak membagikan rahasia itu kepada kita dalam tahap perkembangan kita yang masih primitif. Namun sulit dipercaya bahwa tidak ada seorang pun pengunjung dari masa depan yang akan membocorkan rahasianya.

Sebagian orang mengklaim bahwa penampakan UFO adalah bukti kunjungan makhluk asing atau manusia dari masa depan. Namun jika mereka benar-benar datang, kunjungan itu kemungkinan akan jauh lebih jelas dan mungkin jauh lebih tidak menyenangkan.

Salah satu penjelasan atas ketiadaan pengunjung dari masa depan adalah bahwa masa lalu sudah tetap karena telah kita amati, sedangkan masa depan belum diketahui dan terbuka. Ini berarti perjalanan waktu mungkin hanya mungkin ke masa depan, bukan ke masa kini atau masa lalu kita.

Namun hal ini tidak menghindari paradoks jika seseorang dapat kembali dan mengubah sejarah, seperti membunuh leluhur sendiri sebelum ia memiliki keturunan. Ada dua kemungkinan penyelesaian paradoks ini.

Yang pertama adalah pendekatan sejarah konsisten: apa pun yang terjadi harus konsisten dengan hukum fisika. Anda tidak dapat kembali dan mengubah sejarah yang telah tercatat. Dalam hal ini, tidak ada kehendak bebas untuk mengubah masa lalu.

Yang kedua adalah hipotesis sejarah alternatif: ketika kembali ke masa lalu, Anda memasuki sejarah berbeda dari yang tercatat. Dengan demikian Anda dapat bertindak bebas tanpa kontradiksi. Gagasan ini mirip dengan konsep jumlah atas sejarah dalam teori kuantum Feynman, tetapi dalam pendekatan Feynman setiap sejarah harus tetap konsisten.

Teori kuantum memungkinkan perjalanan ke masa lalu dalam skala mikroskopis. Antipartikel dapat dipandang sebagai partikel yang bergerak mundur dalam waktu. Ruang kosong dipenuhi pasangan partikel-antipartikel virtual yang dapat dipandang sebagai satu partikel yang bergerak dalam lintasan tertutup dalam ruang-waktu.

Radiasi lubang hitam menunjukkan bahwa teori kuantum memungkinkan perjalanan mundur dalam waktu pada skala mikroskopis dan bahwa hal itu dapat menghasilkan efek yang teramati.

Pertanyaannya adalah apakah teori kuantum memungkinkan perjalanan waktu pada skala makroskopis yang dapat digunakan manusia. Salah satu gagasan untuk menghindari paradoks adalah dugaan perlindungan kronologi, yang menyatakan bahwa hukum fisika mencegah benda makroskopis membawa informasi ke masa lalu.

Ketika ruang-waktu cukup melengkung untuk memungkinkan perjalanan ke masa lalu, partikel virtual yang bergerak dalam lintasan tertutup dapat menjadi partikel nyata. Energi mereka dapat terakumulasi sangat besar sehingga mencegah kelengkungan yang diperlukan untuk perjalanan waktu.

Kemungkinan perjalanan waktu tetap terbuka. Tetapi saya tidak akan bertaruh padanya. Lawan saya mungkin memiliki keuntungan tidak adil karena mengetahui masa depan.