Apakah Kecepatan Cahaya 'Star Trek' Dimungkinkan di Dunia Nyata?

JAKARTA - Penggemar film fiksi ilmiah Star Trek pasti familiar dengan kecepatan terbang dari pesawat ruang angkasa USS Enterprise. Berkat sistem propulsi yang dikenal sebagai penggerak warp , pesawat melesat dengan kecepatan cahaya.

Kedengarannya fiksi ilmiah dan memang demikian, tapi sejatinya drive warp sebenarnya tidak ada. Hanya secara teori, beberapa versi dari sistem penggerak ini dapat diciptakan dari ide.

Jadi, mungkin ada harapan untuk masa depan dengan perjalanan FTL (lebih cepat dari cahaya), tetapi tidak dalam waktu dekat.

Apa Itu Warp Drive?
Dalam fiksi ilmiah, tulis thoughtco.com, warp drive memungkinkan kapal melintasi ruang angkasa dengan bergerak lebih cepat dari kecepatan cahaya. Ini adalah detail penting, karena kecepatan cahaya adalah batas kecepatan kosmik —hukum dan penghalang lalu lintas utama alam semesta.

Sejauh yang kita tahu, tidak ada yang bisa bergerak lebih cepat dari cahaya. Menurut teori relativitas Einstein, dibutuhkan energi yang tak terhingga untuk mengakselerasi benda bermassa hingga kecepatan cahaya. Alasan mengapa cahaya itu sendiri tidak terpengaruh oleh fakta ini adalah karena foton — partikel cahaya —tidak memiliki massa. Akibatnya, pesawat ruang angkasa berjalan pada (atau melebihi) kecepatan cahaya adalah sangat tidak mungkin.

Namun, ada dua celah. Salah satunya adalah tidak ada larangan untuk bepergian sedekat mungkin dengan kecepatan cahaya. Yang kedua, ketika kita berbicara tentang ketidakmungkinan mencapai kecepatan cahaya, kita biasanya berbicara tentang penggerak benda.

Namun konsep penggerak warp tidak selalu didasarkan secara eksklusif pada kapal atau benda itu sendiri yang terbang dengan kecepatan cahaya. Seperti yang dijelaskan lebih lanjut di bawah ini.

Drive Warp versus Wormholes (Lubang Cacing)
Wormholes sering menjadi bagian dari percakapan seputar perjalanan luar angkasa melintasi alam semesta. Perjalanan melalui Wormholes sendiri akan sangat berbeda dengan menggunakan penggerak warp.

Sementara warp drive melibatkan pergerakan dengan kecepatan tertentu, wormhole merupakan struktur teoretis yang memungkinkan pesawat ruang angkasa melakukan perjalanan dari satu titik ke titik lainnya dengan melakukan tunneling melalui hyperspace. Secara efektif, mereka akan membiarkan kapal mengambil jalan pintas karena mereka secara teknis tetap terikat pada ruang-waktu normal.

Hasil samping positif dari ini ialah kapal luar angkasa dapat menghindari efek yang tidak diinginkan. Misalnya, pelebaran waktu dan reaksi terhadap percepatan besar-besaran pada tubuh manusia.

Apakah Warp Drive Dimungkinkan?
Pemahaman kita tentang fisika saat ini dan bagaimana perjalanan cahaya mengecualikan objek untuk mencapai kecepatan yang lebih besar dari kecepatan cahaya, tetapi tidak mengecualikan kemungkinan ruang itu sendiri bergerak pada atau di luar kecepatan itu. Faktanya, beberapa orang yang telah meneliti masalah ini mengklaim di alam semesta awal, ruang-waktu mengembang dengan kecepatan superluminal, meskipun hanya untuk interval yang sangat pendek.

Jika hipotesis ini terbukti benar, penggerak warp dapat memanfaatkan celah ini, meninggalkan masalah penggerak objek dan justru menugaskan ilmuwan dengan pertanyaan tentang bagaimana menghasilkan energi sangat besar yang dibutuhkan untuk memindahkan ruang-waktu.

Jika para ilmuwan mengambil pendekatan ini, penggerak warp dapat dianggap sebagai berikut: penggerak warp adalah yang menciptakan sejumlah besar energi yang mengontrak ruang-waktu di depan kapal luar angkasa, sekaligus memperluas ruang-waktu di bagian belakang, yang pada akhirnya menciptakan gelembung warp.

Hal ini akan menyebabkan ruang-waktu mengalir oleh gelembung —kapal tetap diam di area lokalnya saat warp melanjutkan ke tujuan baru pada perkembangan superluminal.

Pada akhir abad ke-20, ilmuwan Meksiko, Miguel Alcubierre, membuktikan bahwa warp drive, pada kenyataannya, konsisten dengan hukum yang mengatur alam semesta. Termotivasi oleh ketertarikannya pada penggerak plot revolusioner Gene Roddenberry, desain kapal luar angkasa Alcubierre —dikenal sebagai Alcubierre drive— menunggangi "gelombang" ruang-waktu, seperti peselancar menunggangi ombak di lautan.

Tantangan Warp Drive
Terlepas dari bukti Alcubierre dan fakta bahwa tidak ada dalam pemahaman kita saat ini tentang fisika teoretis yang melarang penggerak warp dikembangkan, gagasan secara keseluruhan masih dalam ranah spekulasi. Teknologi kita saat ini belum cukup sampai di sana, dan meskipun orang-orang sedang mencari cara untuk mencapai prestasi luar biasa dalam perjalanan luar angkasa ini, ada banyak masalah yang masih harus diselesaikan.

Massa Negatif
Penciptaan dan pergerakan gelembung lungsin mengharuskan ruang di depannya musnah, sedangkan ruang di belakang perlu berkembang pesat. Ruang yang musnah ini disebut sebagai massa negatif atau energi negatif, jenis materi yang sangat teoretis yang belum "ditemukan".

Dengan demikian, tiga teori telah membawa kita lebih dekat ke realitas massa negatif. Misalnya, efek Casimir menjabarkan pengaturan di mana dua cermin paralel ditempatkan dalam ruang hampa. Ketika mereka digerakkan sangat dekat satu sama lain, tampaknya energi di antara mereka lebih rendah daripada energi di sekitar mereka, sehingga menciptakan energi negatif, meskipun hanya dalam jumlah yang sangat kecil.

Pada 2016, para ilmuwan di LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) membuktikan bahwa ruang-waktu dapat "melengkung" dan menekuk di hadapan medan gravitasi yang sangat besar. Dan pada 2018, para ilmuwan dari University of Rochester menggunakan laser untuk mendemonstrasikan kemungkinan lain penciptaan massa negatif.

Meskipun penemuan-penemuan ini membuat umat manusia semakin dekat dengan penggerak warp yang berfungsi, jumlah kecil massa negatif ini sangat jauh dari besarnya kepadatan energi negatif yang akan dibutuhkan untuk melakukan perjalanan 200 kali FTL (kecepatan yang dibutuhkan untuk mencapai bintang terdekat dalam jumlah waktu yang wajar).

Jumlah Energi
Dengan desain Alcubierre pada 1994 dan juga desain lainnya, tampaknya jumlah energi yang dibutuhkan untuk menciptakan perluasan dan penyusutan ruang-waktu yang diperlukan akan melebihi keluaran Matahari selama 10 miliar tahun umurnya. Namun penelitian lebih lanjut mampu menurunkan jumlah energi negatif yang dibutuhkan untuk planet raksasa gas, yang, meskipun perbaikannya, masih merupakan tantangan yang harus dihadapi.

Satu teori untuk memecahkan rintangan ini adalah dengan mengekstraksi sejumlah besar energi yang diciptakan dari pemusnahan materi-antimateri — ledakan partikel yang sama dengan muatan berlawanan — dan menggunakannya di "inti lengkungan" kapal.

Berpergian dengan Warp Drive
Bahkan jika para ilmuwan berhasil membengkokkan ruang-waktu di sekitar pesawat ruang angkasa tertentu, itu hanya akan menimbulkan lebih banyak pertanyaan tentang perjalanan ruang angkasa.

Para ilmuwan berteori seiring perjalanan antarbintang, gelembung lungsin berpotensi mengumpulkan sejumlah besar partikel, yang dapat menyebabkan ledakan besar pada saat kedatangan. Masalah lain yang mungkin terkait dengan ini adalah masalah bagaimana menavigasi seluruh gelembung lengkungan dan pertanyaan tentang bagaimana para pelancong akan berkomunikasi dengan Bumi.

Kesimpulan
Secara teknis, kita masih jauh dari warp drive dan perjalanan antarbintang. Tetapi dengan kemajuan teknologi dan mendorong inovasi, jawabannya lebih dekat dari sebelumnya.

Orang-orang seperti Elon Musk dan Jeff Bezos yang bercita-cita menjadikan kita peradaban luar angkasa adalah rangsangan yang diperlukan untuk memecahkan kode penggerak warp. Untuk pertama kalinya dalam beberapa dekade, ada kegembiraan tentang penerbangan luar angkasa, dan antusiasme semacam ini adalah bagian penting lainnya dalam upaya menjelajahi alam semesta.