Perjalanan Lebih Cepat dari Cahaya, Mungkinkah?

Melakukan perjalanan di ruang hampa dengan kecepatan sama atau melebihi kecepatan cahaya salah satu yang dipikirkan banyak ilmuwan. Apakah hal itu bisa terwujud?

Pada 1676, dengan mempelajari gerakan bulan Jupiter, Io, astronom Denmark, Ole Christensen Roemer menyebutkan cahaya bergerak dengan kecepatan terbatas. Dua tahun kemudian, berdasarkan data yang dikumpulkan oleh Roemer, matematikawan dan ilmuwan Belanda Christiaan Huygens menjadi orang pertama yang mencoba menentukan kecepatan cahaya yang sebenarnya.
Menurut American Museum of Natural History di New York City, Huygens menyatakan kecepatan cahaya adalah 211.000 kilometer per detik, sebuah angka yang kurang akurat. Para ilmuwan saat ini sepakat kecepatan cahaya di ruang hampa atau ruang kosong sekitar 299.792 kilometer per detik. Hasil penilaian ini menunjukkan cahaya bergerak dengan kecepatan luar biasa.
Menurut teori relativitas khusus Albert Einstein, cahaya bergerak sangat cepat. Pada ruang hampa tidak ada sesuatu pun materi di alam semesta yang mampu bergerak lebih cepat darinya.
"Kita tidak bisa bergerak melalui ruang hampa udara lebih cepat dari kecepatan cahaya," tegas seorang profesor teknik kedirgantaraan di Pusat Penelitian Propulsi, Universitas Alabama di Huntsville, Jason Cassibry, kepada Live Science.
Namun hal itu disanggah oleh Claudia de Rham, fisikawan teoretis di Imperial College London. "Secara teknis, pernyataan 'tidak ada yang bisa melakukan perjalanan lebih cepat dari kecepatan cahaya' tidak sepenuhnya benar," ujar de Rham. "Tetapi ada peringatan tertentu yang perlu dipertimbangkan," imbuh dia.
Cahaya menunjukkan karakteristik seperti partikel dan seperti gelombang. Oleh karenanya tidak dapat dianggap sebagai partikel (foton) dan gelombang. Inilah mengapa cahaya dikenal sebagai dualitas gelombang-partikel.
Menurut de Rham jika melihat cahaya sebagai gelombang, maka ada beberapa alasan mengapa gelombang tertentu dapat bergerak lebih cepat daripada cahaya putih (atau tidak berwarna) dalam suatu medium. Salah satu alasannya, kata dia, adalah saat cahaya bergerak melalui media, misalnya, kaca atau tetesan air frekuensi atau warna cahaya yang berbeda bergerak pada kecepatan yang berbeda.
Contoh visual yang paling jelas dari hal ini terjadi pada pelangi. Pada warna merah yang berada paling atas panjang gelombang yang lebih panjang dan lebih cepat dibandingkan dengan panjang gelombang warna ungu yang lebih lambat di bagian bawah. Karena pelangi berada di atmosfer Bumi maka hal itu tidak berlaku ketika cahaya bergerak melalui ruang hampa.
"Semua cahaya adalah jenis gelombang elektromagnetik, dan mereka semua memiliki kecepatan yang sama dalam ruang hampa (3 x 10^8 meter per detik). Ini berarti gelombang radio dan sinar gamma memiliki kecepatan yang sama," kata seorang ahli fisika profesor di Universitas Louisiana Tenggara, Rhett Allain.
Jadi, menurut de Rham, satu-satunya hal yang mampu bergerak lebih cepat dari kecepatan cahaya adalah meskipun agak paradoks adalah cahaya itu sendiri. Terlepas dari medianya, cahaya tidak akan pernah melebihi kecepatan maksimumnya 299.792 kilometer per detik.

Sangat Sulit
Namun, menurut Cassibry, ada hal lain yang perlu dipertimbangkan ketika membahas hal-hal yang bergerak lebih cepat daripada kecepatan cahaya. "Ada bagian alam semesta yang mengembang menjauhi kita lebih cepat dari kecepatan cahaya, karena ruang-waktu mengembang," kata dia.
Misalnya, Teleskop Luar Angkasa Hubble baru-baru ini melihat cahaya berusia 12,9 miliar tahun dari bintang jauh yang dikenal sebagai Earendel. Namun karena alam semesta mengembang di setiap titik, Earendel bergerak menjauh dari Bumi sejak pembentukannya. Alam yang mengembang membuat galaksi terjauh saat ini berada pada jarak 28 miliar tahun cahaya dari Bumi.
Ketika ruang-waktu mengembang tetapi materi dalam ruang-waktu masih bergerak dalam batas kecepatan cahaya. Jadi, jelas bahwa tidak ada yang bergerak lebih cepat dari cahaya yang diketahui. Namun masih ada situasi yang memungkinkan?
Teori relativitas khusus Albert Einstein, dan teori relativitas umum berikutnya, dibangun di bawah prinsip gagasan tentang ruang dan waktu adalah relatif. "Artinya ini jika seseorang (mampu) melakukan perjalanan lebih cepat dari cahaya dan membawa informasi bersama, gagasan mereka tentang waktu akan dipelintir dibandingkan dengan kita," kata de Rham.
Membuat perjalanan manusia lebih cepat daripada kecepatan cahaya menjadi sangat sulit. Akankah manusia mampu menciptakan pesawat yang dapat mendorong material dan akhirnya manusia melalui ruang dengan kecepatan yang melebihi kecepatan cahaya?
"Para ahli teori telah mengusulkan berbagai jenis gelembung lusi (warp bubble) yang memungkinkan perjalanan lebih cepat dari cahaya," kata Cassibry. hay/I-1

"Lubang Cacing" Sebagai Alternatif

Salah satu yang menjadi pertanyaan adalah bisakah materi lain seperti pesawat luar angkasa dapat melesat pada kecepatan cahaya. Jika ini dimungkinkan penjelajahan ruang hampa alam semesta menjadi mudah.
"Kita bisa membayangkan bisa berkomunikasi dengan kecepatan cahaya dengan sistem di luar tata surya kita," kata fisikawan teoretis di Imperial College London, Claudia de Rham kepada laman Live Science. "Mengirim manusia secara fisik yang sebenarnya dengan kecepatan cahaya sama sekali tidak mungkin, karena kita tidak dapat mempercepat diri kita sendiri ke kecepatan seperti itu," ujar dia.
Bahkan dalam situasi yang sangat idealis ketika terus mempercepat diri kita sendiri pada tingkat yang konstan dengan mengabaikan teknologi yang dapat terus mempercepat secara terus-menerus tidak akan pernah benar-benar mencapai kecepatan cahaya.
"Kita bisa mendekati, tetapi tidak pernah benar-benar mencapainya," ujar dia.
Peneliti di Pusat Penelitian Propulsi, Universitas Alabama di Huntsville, Jason Cassibry mengatakan, dengan mengabaikan relativitas, jika seseorang mempercepat dengan kecepatan 1 G (gravitasi Bumi), maka akan membutuhkan waktu satu tahun untuk mencapai kecepatan cahaya.
"Namun, Anda tidak akan pernah benar-benar mencapai kecepatan itu karena saat Anda mulai mendekati kecepatan cahaya, energi massa meningkat, mendekati tak terbatas," papar dia.
Salah satu dari sedikit upaya mengakalinya yang diketahui untuk pembatasan ini adalah untuk memperluas dan mengontrak ruang-waktu, untuk menarik materi. Tampaknya tidak ada batasan mendasar pada tingkat dimana ruang-waktu dapat berkembang atau menyusut, yang berarti mungkin bisa melewati batas kecepatan ini suatu hari nanti.
Ahli fisika profesor di Universitas Louisiana Tenggara, Rhett Allain, juga yakin, bergerak lebih cepat dari cahaya jauh dari kemungkinan. Sementara itu menurut Cassibry, jika manusia ingin menjelajahi planet yang jauh, mungkin sebenarnya tidak perlu mencapai kecepatan seperti itu.
"Satu-satunya cara kita dapat memahami bahwa bergerak lebih cepat daripada cahaya adalah dengan menggunakan beberapa jenis lubang cacing (wormhole) di luar angkasa," kata Allain. "Ini tidak akan benar-benar membuat kita pergi lebih cepat dari cahaya, tetapi malah memberi kita jalan pintas ke beberapa lokasi lain di luar angkasa," kata dia.
Namun kata Cassibry tidak yakin lubang cacing akan menjadi pilihan yang realistis. Lubang cacing diteorikan menjadi mungkin berdasarkan solusi khusus untuk persamaan medan Einstein. Pada dasarnya jika memungkinkan, akan memberi jalan pintas dari satu tujuan ke tujuan lainnya.
Lubang cacing merupakan suatu struktur dalam ruang-waktu yang dapat menghubungkan dua daerah berjauhan di alam semesta. Dengan menggunakan lubang cacing, perjalanan yang normalnya memakan waktu ribuan tahun cahaya dapat ditempuh dalam waktu singkat.
"Saya tidak tahu apakah mungkin untuk membangunnya, atau bagaimana kita akan melakukannya," ujar dia. hay/I-1