Dilasi masa

Daripada Wikipedia, ensiklopedia bebas.
Lompat ke: pandu arah, cari
Dilasi masa menjelaskan mengapa dua jam yang berjalan akan memaparkan waktu yang berbeza setelah mengalami pecutan yang berbeza-beza. Misalnya, angkasawan ISS yang kembali dari misi telah meningkat usia dengan kurang sedikit berbanding jika mereka kekal di Bumi, tetapi satelit GPS berfungsi dengan membuat pelarasan untuk sisihan ruang masa untuk berselaras dengna sistem-sistem Bumi.[1]

Dalam ilmu teori kerelatifan, dilasi masa merupakan perbezaan sebenar antara tempoh berlangsungnya dua peristiwa seperti yang disukat oleh pemerhati-pemerhati yang bergerak secara relatif dengan satu sama lain ataupun terletak di tempat-tempat berlainan dari jasad graviti.

Sebuah jam yang jitu dan pegun untuk satu pemerhati mungkin didapati berdetik pada kadar yang berbeza jika dibandingkan dengan jam pemerhati kedua yang sama jitunya. Kesan ini tidak timbul daripada segi-segi teknikal jam mahupun hakikat bahawa isyarat memerlukan masa untuk dirambat, sebaliknya dari sifat ruang masa itu sahaja.

Jenis dilasi masa[sunting | sunting sumber]

Menurut teori kerelatifan Albert Einstein, dilasi masa ada dua jenis. Dalam ilmu kerelatifan khas, jam yang bergerak secara relatif dengan jam pemerhati yang pegun berdetik lebih perlahan. Contohnya, jika Orang A bergerak lebih pantas daripada Orang B, maka Orang A akan mengalami peredaran masa yang lebih perlahan, maka jam yang dibawanya berdetik lebih perlahan daripada jam yang dibawa oleh Orang B.

Dalam ilmu kerelatifan am, jam yang lebih dekat dengan medan graviti yang kuat (seperti cakerawala) lebih perlahan berdetik.

Dilasi masa daripada halaju relatif[sunting | sunting sumber]

Rumus untuk menentukan dilasi masa dalam kerelatifan khas ialah:

 \Delta t' = \frac{\Delta t}{\sqrt{1-v^2/c^2}} \,

yang mana

 \Delta t \, adalah selang masa bagi seseorang pemerhati (cth. detikan jamnya) – inilah yang dipanggil masa wajar,
 \Delta t' \, adalah selang masa bagi orang yang bergerak dengan halaju v secara relatif dengan pemerhati,
 v \, adalah halaju relatif di antara pemerhati dan jam yang bergerak,
 c \, adalah kelajuan cahaya.

Rumusnya juga boleh ditulis sebagai:

 \Delta t' = \gamma  \Delta t \,

yang mana

 \gamma = \frac{1}{\sqrt{1-v^2/c^2}} \, adalah faktor Lorentz.

Kesimpulan ringkasnya, jam yang pegun mencatat peredaran masa yang lebih lama daripada jam yang bergerak; oleh itu, jam yang bergerak itu "berdetik perlahan".

Apabila kedua-dua jam tidak bergerak, secara nisbi dengan satu sama lain, maka dua masa yang diukur adalah sama. Ini terbukti secara matematik oleh

 \Delta t' = \frac{\Delta t}{\sqrt{1-0/c^2}} = {\Delta t} \,

Contohnya, dalam sebuah kapal angkasa yang bergerak pada 99% kelajuan cahaya, berlalunya setahun. Berapa banyakkah masa yang akan berlalu di Bumi?

 v=0.99c \,
 \Delta t=1\, tahun
 \Delta t'=? \,

Digantikan kepada: \Delta t' = \frac{\Delta t}{\sqrt{1-v^2/c^2}} \,

 \Delta t'=\frac{1}{\sqrt{1-(.99c)^{2}/c^{2}}}=\frac{1}{\sqrt{1-\frac{(.99)^{2}(c)^{2}}{c^{2}}}}=\frac{1}{\sqrt{1-(.99)^{2}}}=\frac{1}{\sqrt{1-0.9801}}=\frac{1}{\sqrt{0.0199}}=7.08881205tahun

Maka kira-kira 7.09 akan telah berlalu di Bumi untuk setiap tahun di dalam kapal angkasa.

Dalam kehidupan biasa di mana orang bergerak pada kelajuan yang jauh lebih perlahan daripada kekajuan cahaya, walaupun setelah mengambil kira perjalanan di angkasa lepas, adalah tidak cukup besar untuk membuahkan kesan dilasi masa yang ketara, dan oleh itu boleh diabaikan dengan selamat. Hanya apabila sesebuah objek menghampiri kelajuan pada 30,000 km/s (10% kelajuan cahaya) barulah dilasi masa menjadi penting.

Bagaimanapun, dilasi masa ada kegunaan amalinya. Salah satu contoh adalah berkenaan dengan menjaga kejituan jam pada satelit GPS. Tanpa mengambil kira dilasi masa, GPS adalah tidak berguna.

Rujukan[sunting | sunting sumber]