Apakah Mungkin Melakukan Perjalanan Waktu?

Kamu pasti pernah menonton film di mana karakternya melakukan perjalanan waktu, seperti melompat ke masa lalu atau mengintip masa depan. Beberapa contoh film seperti Interstellar, About Time, dan The Adam Project mengusung tema tentang time travel ini. Namun, apakah kamu menyadari bahwa saat ini kamu juga sedang melakukan perjalanan waktu?

Mungkin terdengar klise, tetapi dapat dikatakan jawaban untuk pertanyaan "apakah perjalanan waktu itu mungkin?" adalah "ya". Seperti saat ini, kamu sedang meluncur ke masa depan dengan kecepatan stabil satu detik per detik. Tidak peduli apakah kamu sedang mengamati es batu di dalam minumanmu mencair atau berharap waktu berjalan lebih lambat saat sedang mengisi kertas ujian, laju waktumu tetap konstan dan tak bisa dihindari.

Akan tetapi, tentu saja ini bukan jenis perjalanan waktu yang biasa kita saksikan di film-film fiksi ilmiah. Kamu mungkin mendambakan penjelajahan yang lebih fantastis.

Dalam dunia filsafat dan fisika, konsep perjalanan waktu yang sesungguhnya jauh lebih kompleks. Filsuf David Lewis, dalam tulisannya The Paradoxes of Time Travel, memberikan definisi yang lebih presisi: perjalanan waktu terjadi ketika ada ketidaksesuaian antara "waktu pribadi" (durasi yang kamu rasakan, misalnya diukur dengan jam tanganmu) dan "waktu eksternal" (waktu di dunia luar). Bayangkan kamu pergi selama satu jam menurut jam tanganmu, tetapi saat sampai, kamu mendapati waktu yang jauh berbeda dari satu jam setelah keberangkatanmu. Begini misalnya, jika ada dua astronaut, A dan B. Astronaut A tinggal di Bumi, sedangkan astronaut B melakukan perjalanan pulang-pergi ke planet jauh dengan pesawat antariksa berkecepatan mendekati cahaya. Selama perjalanan, astronaut B merasakan waktu berjalan normal di pesawatnya; menurut pengalaman pribadinya, perjalanan itu hanya memakan waktu 10 tahun. Namun, dari perspektif astronaut A yang menunggu di Bumi, waktu bagi rekannya tampak berjalan jauh lebih lambat. Ketika astronaut B akhirnya mendarat kembali di Bumi, sebuah ketidaksesuaian waktu yang mengejutkan terungkap. Ternyata, astronaut B hanya bertambah usia 10 tahun, sementara astronaut A telah menua 50 tahun. Dengan kata lain, waktu pribadi astronaut B bergerak lebih lambat daripada waktu di Bumi yang dirasakan astronaut A, sehingga astronaut B dikatakan telah melompat 40 tahun ke masa depan. Itulah kira-kira yang disebut perjalanan waktu.

Bukti Nyata Relativitas: Kisah Astronaut Kembar dan Satelit GPS

Fisika modern telah membuktikan bahwa waktu bukanlah aliran yang mutlak, melainkan ilusi yang bergerak relatif terhadap pengamat. Berdasarkan data dari Space.com yang merujuk pada Teori Relativitas Khusus Einstein tahun 1905, semakin cepat kamu bergerak mendekati kecepatan cahaya, semakin lambat waktu berjalan bagimu dibandingkan dengan orang yang diam. Fenomena ini bukan sekadar teori di atas kertas, melainkan fakta yang telah teruji pada manusia.

Hal ini terjadi pada astronaut kembar Scott Kelly dan Mark Kelly. Astronaut Scott Kelly lahir setelah saudara kembarnya, Mark Kelly, dengan perbedaan 6 menit. Keduanya dikirim untuk berkeliling dengan kecepatan tinggi mencapai 28.160 km/jam di Stasiun Luar Angkasa Internasional (ISS). Scott menghabiskan 520 hari di orbit, sementara Mark hanya 54 hari di luar angkasa. Akibat perbedaan durasi ini, Mark Kelly kini tercatat secara biologis lebih tua 6 menit dan 5 milidetik daripada saudara kembarnya, Scott.

Selain kecepatan, gravitasi juga memengaruhi waktu. Berdasarkan prinsip Teori Relativitas Umum, jam yang berada lebih dekat dengan pusat massa gravitasi besar (seperti Bumi) akan berdetak lebih lambat daripada yang lebih jauh. Misalnya, kalkulasi menarik yang terjadi pada Global Positioning System (GPS) di ponsel pintarmu. Satelit GPS dengan jam atom bergerak cepat sehingga membuat waktu melambat 7 mikrodetik (7 persejuta detik) setiap hari, karena Relativitas Khusus, menurut publikasi American Physical Society Physics Center. Tetapi, karena satelit GPS jauh lebih jauh dari pada pusat Bumi dibanding dengan jam di permukaan, ini membuat waktu berjalan lebih cepat 45 mikrodetik karena efek Relativitas Umum.

Hasil akhirnya? Jam di satelit berjalan lebih cepat 38 mikrodetik setiap harinya dibandingkan jam di Bumi. Ini berdasarkan pada hasil perhitungan 45 mikrodetik dari Relativitas Umum dikombinasikan dengan minus 7 mikrodetik dari hitungan Relativitas Khusus. Nah, jika para insinyur dan ilmuwan tidak memperhitungkan "perjalanan waktu" mini ini, akurasi lokasimu di peta digital bisa meleset drastis dan sistem navigasi global akan kacau. Jadi, setiap kali kamu menggunakan peta digital, kamu sedang mengandalkan koreksi waktu yang dihitung dari teori relativitas Einstein.

Bertentangan Dengan Hukum Kedua Termodinamika

Konsep perjalanan waktu dianggap bertabrakan dengan hukum kedua termodinamika, yaitu entropi, yang menyatakan tingkat keacakan di alam semesta harus selalu bertambah. Coba bayangkan sebuah telur orak-arik; mustahil bagimu untuk mengembalikannya ke bentuk telur utuh semula. Begitu pula dengan waktu. Jika kita nekat melompat ke masa lalu, itu sama saja dengan berpindah dari keadaan sekarang yang penuh chaos (entropi tinggi) menuju titik masa lalu yang lebih teratur (entropi lebih rendah), sebuah langkah yang melawan arus hukum fisika itu sendiri. Argumen ini dicetuskan oleh kosmolog Inggris, Arthur Eddington, yang memang menunjukkan ketidakmungkinan perjalanan ke masa lalu. Namun, ia seolah tidak menutup kemungkinan untuk menjelajahi masa depan, sebagaimana diungkap dalam laman artikel The Conversation.

Memang tidak dapat dipungkiri kalau melakukan perjalanan waktu ke hari Selasa mendatang sama sulitnya dengan melakukan perjalanan waktu ke hari Selasa lalu.

Wormhole dan Silinder Tipler

Jika melompat sedikit ke masa depan hanya butuh kecepatan tinggi, bagaimana dengan kembali ke masa lalu? Inilah tantangan terberatnya. Menurut artikel ilmiah Time Travel and Time Machines karya Chris Smeenk dan Christian Wüthrich, Teori Relativitas Umum atau General Relativity (GR) sebenarnya mengizinkan keberadaan struktur eksotis yang disebut Kurva Waktu Tertutup atau Closed Timelike Curves (CTC). Dalam istilah sederhana, CTC adalah lintasan di ruang-waktu yang memungkinkan sebuah objek material untuk kembali ke titik awal keberangkatannya, baik dalam ruang maupun waktu. Smeenk dan Wüthrich menegaskan bahwa keberadaan CTC ini adalah syarat mutlak bagi perjalanan waktu ke masa lalu dalam fisika modern.

Salah satu kandidat untuk menciptakan lintasan ini adalah wormhole atau lubang cacing. Dilansir dari Space.com, lubang cacing adalah terowongan teoretis yang menghubungkan dua titik berbeda dalam ruang-waktu, sering disebut jembatan Einstein-Rosen.

Lebih lanjut, dalam Space.com, ditulis bahwa fisikawan Stephen Hsu menyebutnya sangat hipotetis, karena lubang cacing primordial diprediksi sangat kecil (berukuran 10 pangkat minus 33 sentimeter). Namun, sebuah studi terbaru dari fisikawan Pascal Koiran menggunakan metrik Eddington-Finkelstein menunjukkan kemungkinan baru: partikel mungkin bisa melacak jalur melalui lubang cacing tersebut, sesuatu yang sebelumnya dianggap mustahil.

Selain itu, astronom Frank Tipler mengusulkan konsep gila bernama "Silinder Tipler". Maksud konsep ini adalah jika kamu bisa mengambil materi seberat 10 kali massa matahari, memadatkannya menjadi silinder yang sangat panjang, dan memutarnya miliaran kali per menit, kamu akan menciptakan distorsi ruang-waktu yang ekstrem. Sebuah pesawat ruang angkasa yang terbang spiral di sekitar silinder ini bisa masuk ke lintasan waktu mundur. Sayangnya, ada satu kendala besar: silinder tersebut harus memiliki panjang tak terhingga atau terbuat dari materi yang belum diketahui, menjadikannya mustahil dibangun dengan teknologi saat ini.

Mesin Waktu ala Gödel

Lantas, apa itu "mesin waktu" dalam kacamata sains? Smeenk dan Wüthrich dalam analisis artikelnya mendefinisikan mesin waktu secara spesifik sebagai perangkat yang memanipulasi materi dan energi secara lokal untuk menciptakan CTC di wilayah yang sebelumnya tidak memilikinya. Bukti teoretis terkuat bahwa alam semesta mengizinkan struktur semacam ini datang dari matematikawan legendaris Kurt Gödel yang menemukan solusi valid bagi persamaan medan Einstein. Gödel menggambarkan sebuah model alam semesta di mana materi berada dalam keadaan rotasi yang seragam dan kaku. Rotasi materi dalam model ini menyebabkan efek yang unik pada struktur ruang dan waktu sehingga tidak mungkin bagi kita untuk membagi waktu menjadi lapisan-lapisan "sekarang" yang berlaku secara universal bagi seluruh alam semesta.

Ketidakmungkinan menentukan waktu "sekarang" secara global ini dijelaskan menggunakan analogi serat-serat pada tali. Jika serat-serat tersebut dipilin menjadi tali yang kuat, kita tidak bisa memotong tali tersebut dengan satu irisan datar yang tetap tegak lurus terhadap setiap serat sekaligus, yang menggambarkan bagaimana garis dunia dalam model Gödel saling terpilin sehingga waktu tidak berjalan lurus secara universal. Konsekuensi fisik dari struktur "terpilin" ini sangat mencengangkan karena sebuah kurva waktu tertutup atau CTC akan melewati setiap titik di dalam ruang dan waktu tersebut. Artinya, dalam alam semesta tipe Gödel ini, perjalanan kembali ke masa lalu adalah sesuatu yang secara fisik dimungkinkan dari titik mana pun dan pengamat yang menelusuri kurva tersebut akan dapat kembali ke titik awal yang sama persis di masa lalu.

Penemuan ini sangat berarti mendalam karena Gödel menggunakannya untuk berargumen mengenai "idealitas waktu" atau gagasan bahwa waktu yang berlalu secara objektif itu sebenarnya tidak ada. Gödel berpendapat bahwa jika hukum alam kita, yaitu Relativitas Umum, mengizinkan keberadaan dunia tanpa waktu absolut seperti model rotasinya, maka berlalunya waktu bukanlah sifat dasar yang hakiki dari realitas. Meskipun alam semesta kita mungkin tidak berotasi seperti model Gödel dan mesin waktu dalam definisi Smeenk serta Wüthrich mensyaratkan penciptaan CTC baru dan bukan sekadar menemukannya yang sudah ada, keberadaan solusi Gödel tetap menjadi bukti krusial. Hal ini menegaskan bahwa Relativitas Umum memiliki fleksibilitas luar biasa yang tidak secara otomatis melarang skenario perjalanan waktu dan menunjukkan bahwa hambatan utama perjalanan waktu bukan terletak pada logika atau metafisika, melainkan pada distribusi materi dan energi di alam semesta.

Paradoks Kakek: Bisakah Kamu Mengubah Sejarah Melalui Perjalanan Waktu?

Skenario kembali ke masa lalu selalu memicu perdebatan logika yang sengit. David Lewis dalam The Paradoxes of Time Travel mengupas tuntas paradoks kakek (Grandfather Paradox): Bayangkan seorang penjelajah waktu bernama Tim yang membenci kakeknya dan ia melakukan perjalanan waktu ke tahun 1921 untuk membunuh kakeknya. Pertanyaannya: Bisakah Tim membunuh kakeknya?

Jawaban Lewis sangat menarik: Tim "bisa" dan "tidak bisa" sekaligus. Tim bisa melakukannya dalam artian dia memiliki senapan terbaik, pelatihan menembak yang sempurna, dan kondisi yang sehat ideal. Namun, Tim tidak bisa melakukannya karena fakta sejarah mencatat kakeknya hidup, memiliki anak (ayah Tim), dan Tim kemudian lahir. Menurut Lewis, tidak ada kontradiksi di sini karena kata "bisa" bersifat ambigu tergantung fakta apa yang kita lihat dan jika Tim berhasil membunuhnya maka Tim tidak akan pernah lahir untuk melakukan perjalanan waktu. Jadi, meskipun Tim "bisa" membunuh kakeknya dalam arti kemampuan fisik, ia "tidak bisa" melakukannya karena fakta sejarah menunjukkan kakeknya tetap hidup. Kisah ini tetap konsisten jika Tim akhirnya gagal menembak kakeknya, bukan karena keajaiban, tetapi karena alasan biasa seperti gugup, meleset, atau perubahan pikiran. Dengan demikian, paradoks ini bukan bukti ketidakmungkinan perjalanan waktu, melainkan menunjukkan bahwa dunia dengan perjalanan waktu akan mengikuti aturan kausalitas yang unik dan "aneh", di masa lalu tidak benar-benar "diubah", tetapi hanya terungkap sebagai apa adanya, termasuk kehadiran sang penjelajah waktu.

Ini berkaitan dengan apa yang disebut Smeenk dan Wüthrich sebagai Kendala Konsistensi (Consistency Constraints). Hukum fisika di dunia dengan perjalanan waktu menuntut agar sejarah hanya diceritakan satu kali dan harus konsisten secara global; tidak boleh ada kontradiksi logis. Lewis juga menegaskan bahwa kita tidak bisa mengubah masa lalu; kita hanya bisa menjadi bagian dari masa lalu tersebut.

Selain itu, fisikawan Stephen Hawking juga berpendapat mengenai kemustahilan perjalanan ke masa lalu. Dalam hipotesisnya Chronology Protection Conjecture, ia menyatakan bahwa hukum fisika itu sendiri akan berkonspirasi untuk mencegah benda-benda makroskopis membawa informasi ke masa lalu.

Putaran Informasi Tanpa Awal: Paradoks Ontologis (Bootstrap Paradox)

Keanehan lain yang dapat terjadi dalam perjalanan waktu adalah paradoks ontologis (Bootstrap Paradox) atau konsep putaran (loop) kausal. Bayangkan dirimu sebagai penjelajah waktu pergi ke masa lalu dan memberi tahu cara membuat mesin waktu kepada dirimu yang lebih muda. Dirimu yang muda menggunakan informasi itu untuk membuat mesin waktu, kemudian dirimu yang muda bertumbuh menjadi tua, lalu kembali ke masa lalu untuk memberikan informasi itu lagi. Pertanyaannya: Dari mana asal ide mesin waktu itu?

Kamu mendapatkannya dari dirimu sendiri. Tapi informasi tersebut seolah-olah "ada begitu saja" tanpa pernah diciptakan oleh siapa pun. Lewis dalam penelitiannya menyebut hal ini aneh dan tak terjelaskan (inexplicable), tetapi tidak mustahil terjadi dalam dunia yang mengizinkan perjalanan waktu. Bagian-bagian dari kejadian tersebut bisa dijelaskan secara kausal, tetapi keseluruhan siklusnya tidak memiliki penjelasan asal-usul. Ini mirip dengan pertanyaan "dari mana asal Big Bang?". Beberapa hal di alam semesta ini mungkin memang ada tanpa sebab jelasnya, dan putaran informasi ini hanyalah salah satunya.

Masa Depan Penelitian: Di Antara Harapan dan Batas Fisika

Pada akhirnya, tantangan terbesar perjalanan waktu bukanlah pada logika, melainkan pada realitas fisika. Meskipun banyak yang skeptis karena Perlindungan Kronologi (Chronology Protection) yang mungkin mencegah terbentuknya mesin waktu di alam semesta nyata demi menjaga kausalitas, beberapa ilmuwan menekankan bahwa harapan belum sepenuhnya pupus.

Smeenk dan Wüthrich dalam penelitiannya mencatat bahwa fisikawan masih meneliti Teori Dawai (String Theory) dan Gravitasi Kuantum Simpal (Loop Quantum Gravity). Menariknya, String Theory tampaknya memunculkan struktur CTC secara alami dalam solusi-solusinya, memberikan harapan kecil bagi para penggemar fiksi ilmiah.

Meskipun kamu belum bisa memesan tiket ke masa lalu, sains mengakui bahwa alam semesta jauh lebih misterius daripada yang kita duga. Jadi, kalau perjalanan waktu memungkinkan di masa depan, apakah kamu berminat mencobanya?

Ilustrasi time travel. (Sumber: Adobe Stock/Andrey_1)

Astronot NASA dan Saudara Kembar Mark dan Scott Kelly. (Foto: NASA Johnson via Flickr)

Ilustrasi wormhole. (Sumber: Gosharpener.com)

Ilustrasi Silinder Tipler. (Sumber: Rutlishscience)

Ilustrasi Grandfather Paradox. (Sumber: X/@Explorecosmos_)