Jakarta, CNN Indonesia —
Para fisikawan berhasil mengungkap ternyata waktu di Bulan berjalan lebih cepat dibandingkan di Bumi. Simak penjelasannya.
Pada April 2024, Gedung Putih menantang para ilmuwan untuk menciptakan standar waktu Bulan. Tantangan ini bukan sekedar menanyakan “Jam berapa sekarang di Bulan?” melainkan, “Seberapa cepat waktu berlalu di Bulan?”
Pertanyaan ini penting karena perbedaan gravitasi dan kecepatan relatif Bulan dibandingkan Bumi memengaruhi bagaimana waktu dirasakan di kedua tempat tersebut.
Menurut fisikawan teoritis Bijunath Patla dari National Institute of Standards and Technology (NIST), gravitasi yang lebih rendah di Bulan menyebabkan jam di sana bergerak lebih cepat dibandingkan dengan di Bumi.
“Jika kita berada di Bulan, jam akan berdetak secara berbeda [dibandingkan di Bumi],” kata Patla, melansir Live Science, Senin (2/12).
Menurut mereka gerakan relatif Bulan terhadap Bumi juga membuat jam di Bulan berjalan lebih lambat. Dua efek ini bersaing satu sama lain, tetapi hasil akhirnya adalah adanya perbedaan waktu sebesar 56 mikrodetik per hari atau 0,000056 detik.
“Jadi ini adalah dua efek yang saling bersaing, dan hasil akhirnya adalah pergeseran 56 mikrodetik per hari,” tulis Patla.
Patla berkolaborasi dengan rekannya di NIST, Neil Ashby, merumuskan temuan ini menggunakan teori relativitas umum Albert Einstein dan temuan mereka diterbitkan di Astronomical Journal.
Walaupun perbedaan 5 mikrodetik terdengar kecil, implikasinya sangat besar terutama dalam misi luar angkasa yang membutuhkan akurasi tinggi, seperti komunikasi dan navigasi antara Bumi dan Bulan.
Perbedaan waktu ini menjadi krusial untuk memastikan keselamatan navigasi di lingkungan Bulan, terutama dengan banyaknya aktivitas yang direncanakan di masa depan.
Dampak perbedaan waktu
Cheryl Gramling, seorang insinyur sistem di Pusat Penerbangan Luar Angkasa Goddard NASA, menjelaskan bahwa navigasi modern bergantung pada sinkronisasi jam dengan menggunakan gelombang radio.
Dengan kecepatan cahaya, selisih 56 mikrodetik dapat menghasilkan kesalahan navigasi hingga 17 kilometer per hari, yang sangat tidak dapat diterima dalam misi Artemis yang membutuhkan akurasi posisi hingga 10 meter.
“Hal yang paling mendasar adalah keselamatan navigasi dalam konteks ekosistem bulan ketika ada lebih banyak aktivitas di Bulan daripada yang ada saat ini,” kata Gramling.
Teori relativitas Einstein menyatakan bahwa waktu tidak bersifat absolut. Jam di permukaan Bumi berdetak lebih lambat dibandingkan dengan di orbit karena pengaruh gravitasi. Hal ini telah diimplementasikan dalam sistem navigasi GPS, yang perlu memperhitungkan efek gravitasi agar tetap akurat.
Namun, menentukan perbedaan waktu antara Bumi dan Bulan memberi kompleksitas baru. Selain gravitasi Bulan, pengaruh gravitasi Bumi juga berperan,bersama dengan gerakan rotasi masing-masing benda dan orbit Bulan terhadap Bumi.
Untuk mengatasi tantangan ini, Patla dan Ashby menggunakan kerangka referensi yang menganggap sistem Bumi-Bulan bergerak di bawah pengaruh gravitasi Matahari.
Selain itu, penelitian ini juga memperhitungkan Lagrange points atau posisi stabil di orbit antara Bumi dan Bulan. Dengan analisis ini, para ilmuwan berharap dapat menciptakan sistem waktu standar yang akan memudahkan koordinasi internasional di Bulan.
Fisikawan Sergei Kopeikin dari University of Missouri dan astroom George Kaplan dari Observatorium Angkatan Laut AS juga melakukan perhitungan independen yang mendukung perbedaan waktu 56 mikrodetik tersebut.
Mereka menemukan bahwa variansi kecil akibat gaya pasang surut dari Matahari dan Jupiter juga mempengaruhi waktu pada skala nanodetik. Hal ini penting untuk mencapai akurasi navigasi hingga skala 10 meter atau lebih baik.
Meskipun populasi manusia dan robot di Bulan masih jauh dari kenyataan, standar waktu lunar perlu disiapkan sejak dini. Penelitian yang ada telah memberikan landasan penting untuk membangun konsensus internasional di antara para ahli waktu global.
“Komunitas [relativitas] telah memberikan layanan yang luar biasa kepada kita dengan menerbitkan semua karya ini,” kata Gramling.
(wnu/dmi)
[Gambas:Video CNN]
