Relatif Spesial

Bayangkan ada dua titik di sebuah rel kereta api — A dan B, dimana kereta bergerak dari A ke B. Kereta sesaat sedang berada di tengah-tengah, katakanlah titik M. Jika ada petir yang menyambar di kedua titik tadi — A dan B, pengamat yang berada di rel pada titik M akan melihat kedua petir secara bersamaan karena jarak antara kedua petir dan titik M sama; sementara untuk pengamat yang berada di dalam kereta, petir di titik B akan nampak lebih dahulu, karena dalam selang waktu antara terjadinya petir dan sampainya cahaya di retina sang pengamat kereta sedang bergerak, dan jarak dari B ke M akan menjadi lebih pendek dari A ke M.

Sampai disini saya masih mengerti.

Dengan thought experiment tadi, kesimpulannya adalah bahwa kejadian yang simultan bagi pengamat yang diam akan terlihat tidak simultan bagi pengamat yang bergerak. Simultan disini penting, karena simultan adalah bagaimana kita mendefinisikan waktu. Saya tahu kuliah dimulai pukul sembilan karena secara simultan jarum jam tangan saya berada di angka sembilan; bagaimana saya tahu jam berapa kuliah dimulai jika saya tidak bisa memastikan bahwa mulainya kuliah dan angka yang ditunjukkan jarum jam itu simultan?

Mulai bingung, bung.

Bayangkan di sebuah kereta yang sedang bergerak, ada penanda waktu berupa foton yang memantul dari atas ke bawah — dari atap ke lantai kereta. Untuk pengamat yang berada di dalam kereta, gerakan foton terlihat tegak lurus dengan lantai kereta, dan waktu yang diamati adalah jarak antara atap dan lantai dibagi kecepatan cahaya. Sementara bagi pengamat yang berdiri di luar kereta, lintasan foton akan terlihat miring, karena (sekali lagi) dalam selang waktu tadi kereta sedang bergerak. Dengan lintasan yang miring, jarak yang ditempuh foton tentu lebih jauh, dan waktunya lebih panjang.

Damn you, Einstein.