Bisnis.com, JAKARTA – Waktu yang ditunjukkan oleh jam dapat diatur oleh pencatat waktu mana pun, tetapi fisika menentukan seberapa cepat waktu berlalu.
Pada tahun-tahun awal abad ke-20, Albert Einstein menetapkan bahwa dua pengamat tidak akan sepakat tentang berapa lama satu jam jika mereka tidak bergerak dengan kecepatan yang sama ke arah yang sama.
Ketidaksepakatan itu juga berlaku antara seseorang di permukaan Bumi dan orang lain di orbit atau di Bulan.
“Jika kita berada di Bulan, jam akan berdetak secara berbeda [daripada di Bumi],” kata fisikawan teoretis Bijunath Patla dari National Institute of Standards and Technology (NIST) di Boulder, Colorado dilansir dari livescience.
Ia mencatat bahwa gerakan Bulan relatif terhadap kita membuat jam berjalan lebih lambat dari standar Bumi, tetapi gravitasinya yang lebih rendah menyebabkan jam berjalan lebih cepat.
“Jadi ini adalah dua efek yang saling bersaing, dan hasil akhirnya adalah pergeseran 56 mikrodetik per hari.” (Itu sama dengan 0,000056 detik.)
Patla dan rekannya di NIST, fisikawan Neil Ashby menggunakan teori relativitas umum Einstein untuk menghitung angka ini, sebuah peningkatan dari analisis sebelumnya. Mereka menerbitkan hasil mereka di Astronomical Journal.
Meskipun perbedaan 56 mikrodetik itu kecil menurut standar manusia, perbedaan itu signifikan dalam hal memandu beberapa misi dengan akurasi yang tepat atau berkomunikasi antara Bumi dan Bulan.
“Hal mendasar adalah keselamatan navigasi dalam konteks ekosistem bulan saat Anda memiliki lebih banyak aktivitas di Bulan daripada yang Anda miliki saat ini,” kata Cheryl Gramling, seorang insinyur sistem di Pusat Penerbangan Antariksa Goddard NASA.
Dalam hal navigasi, pergeseran 56 mikrodetik selama sehari antara jam di Bulan dan [jam] di Bumi merupakan perbedaan besar, jadi Anda harus mengakomodasinya.
Navigasi presisi modern bergantung pada sinkronisasi jam, yang melibatkan koordinasi menggunakan gelombang radio, yang bergerak dengan kecepatan cahaya.
Gramling mencatat bahwa cahaya bergerak sejauh 30 sentimeter (11,8 inci) dalam 1 nanodetik (0,001 mikrodetik) waktu yang sangat singkat menurut standar manusia jadi jika tidak memperhitungkan perbedaan 56 mikrodetik tersebut, kemungkinan besar akan mengakibatkan kesalahan navigasi hingga 17 kilometer per hari.
Bahkan sebagian kecil dari itu tidak dapat diterima dalam misi Artemis, yang mengharuskan mengetahui posisi setiap penjelajah, pendarat, atau astronot dalam jarak 10 meter setiap saat. Hasil utama dari teori relativitas adalah tidak ada yang namanya waktu absolut.
Jam di permukaan Bumi akan berdetak lebih lambat daripada jam di orbit karena efek gravitasi, itulah sebabnya satelit GPS harus memperhitungkan relativitas. (Waktu universal terkoordinasi dan standar lain di Bumi juga menggunakan jaringan jam yang mengoreksi perbedaan gravitasi kecil di berbagai ketinggian.)
Menentukan perbedaan ketepatan waktu antara Bumi dan Bulan menambah kerumitan tambahan. Bulan bergerak relatif terhadap titik mana pun di permukaan Bumi karena rotasi dan orbitnya di sekitar kita, yang berarti setiap jam bulan akan tampak berjalan lebih lambat dari sudut pandang kita. Selain itu, setiap jam di Bulan dipengaruhi oleh gravitasi Bulan dan Bumi.
(Satelit buatan tidak cukup besar atau masif untuk memengaruhi efek gravitasinya sendiri.).
Penanganan efek relativitas ini dengan tepat memerlukan pemilihan kerangka acuan yang tepat. Ashby dan Patla mengatasi masalah tersebut dengan mengakui bahwa sistem Bumi-Bulan mengalami jatuh bebas bergerak hanya di bawah pengaruh gravitasi Matahari dengan masing-masing mengorbit pusat massanya.
Hal itu memungkinkan mereka untuk merumuskan kontribusi dari setiap komplikasi: rotasi setiap benda, gaya pasang surut, penyimpangan bentuk dari bola sempurna, dan sebagainya.
Ashby dan Patla juga melakukan perhitungan untuk posisi yang stabil secara gravitasi di orbit antara Bumi dan Bulan yang dikenal sebagai titik Lagrange, yang dapat digunakan untuk satelit relai komunikasi.
