Interstellar Teori
Norine Wiltshire
Interstellar merupakan film dengan genre science fiction yang dirilis pada tahun 2014. Film ini menceritakan misi umat manusia untuk mencari tempat tinggal baru di luar angkasa akibat keadaan bumi yang semakin memburuk. Film yang disutradarai oleh Christopher Nolan ini memiliki cerita yang menarik berdasarkan fenomena-fenomena fisika yang terdapat pada dunia nyata. Seorang profesor fisika peraih nobel yang bernama Kip Stephen Thorne juga ikut andil dalam pembuatan film ini.
Di dalam film Interstellar, terdapat sebuah lubang hitam atau black hole yang bernama Gargantua. Gargantua digambarkan sebagai lubang hitam yang sangat besar dan berputar dengan sangat cepat. Pada film ini, Gargantua diorbit oleh Planet Miller dan Planet Mann.
Profesor Kip Thorne bekerja sama dengan Tim Double Negative Visual Effects untuk membuat lubang hitam ini semirip mungkin dengan aslinya berdasarkan pada rumusan yang berasal dari Teori Relativitas Umum Einstein. Einstein telah menjelaskan black hole pada teori relativitas umum yang dibuatnya pada tahun 1915. Menurutnya, lubang hitam merupakan bagian dari ruang waktu dimana terdapat tarikan gravitasi yang sangat kuat, bahkan cahaya sekalipun tidak bisa lepas dari tarikan gravitasinya. Dari teori tersebut, para ilmuwan berpendapat bahwa gravitasi black hole akan memengaruhi bintang dan gas panas untuk berputar di sekitar lubang hitam.
Dalam proses pembuatannya, rumusan dan persamaan yang berasal dari teori relativitas umum tersebut dikomputasi melalui sebuah program komputer yang dinamakan Double Negative Gravitational Renderer. Program ini berfungsi untuk menyelesaikan persamaan berkas cahaya melalui ruang waktu dari lubang hitam yang berputar. Selain itu, program ini digunakan untuk rendering CGI yang telah dibuat untuk ditampilkan di dalam film dengan kualitas yang tinggi.
Dari kedua gambar terlihat perbandingan antara hasil proses rendering Lubang Hitam Gargantua pada film Interstellar yang dirilis pada tahun 2014, dengan gambar akurat pertama lubang hitam M87 yang ditangkap melalui teleskop bernama Event Horizon pada tahun 2019 yang lalu. Bukan hanya membuktikan keberadaan lubang hitam menggunakan Teori Relativitas Einstein, Profesor Kip Thorne dan Tim Double Negative Visual Effects juga berhasil memprediksi dan menggambarkan secara akurat lubang hitam pada film Interstellar.
Pada Planet Miller, diceritakan bahwa waktu berputar lebih cepat dibandingkan dengan waktu yang ada di bumi, dimana satu jam pada Planet Miller sama dengan tujuh tahun waktu di bumi. Ketika kecepatan yang digunakan Cooper untuk mencapai Planet Miller mendekati kecepatan cahaya atau sesuai dengan rotasi black hole Gargantua, akan didapatkan perbedaan waktu yang signifikan, yaitu satu jam di planet Miller sama dengan tujuh tahun di Bumi.
Dalam gambar tersebut dapat dilihat bahwa terdapat objek yang berbeda-beda. Objek-objek yang yang berada di atas garis-garis tersebut memiliki massa dan akan membuat lengkungan. Lengkungan tersebut biasa kita ketahui sebagai gravitasi. Hal ini akan menyebabkan objek-objek lain di sekitarnya bergerak mengikuti lengkungan tersebut.
Kembali ke konsep ruang waktu yang dikemukakan oleh Albert Einstein, bahwa ruang dan waktu memiliki keterkaitan dan akan berbeda pada setiap tempat. Oleh karena itu, dari teori yang telah dipaparkan sebelumnya, tentunya matahari dan lubang hitam memiliki massa yang berbeda, yang akan menciptakan ruang dan waktu yang berbeda.
Mengutip dari pernyataan Profesor Kip Thorne, tarikan gravitasi dari lubang hitam tiga kali lebih besar dibandingkan dengan matahari. Selanjutnya, ruang dan waktu dari lubang hitam atau black hole jauh lebih besar dibandingkan dengan matahari sehingga waktu akan melambat secara signifikan. Oleh karena itu, pada dalam film ini ditunjukkan bahwa terdapat perbedaan waktu diantara Planet Bumi dan Planet Miller.
Perbedaan waktu antara Planet Miller dan Bumi juga ditemukan konsep dilatasi waktu yang terdapat pada Teori Relativitas Khusus Einstein. Dilatasi waktu merupakan konsep dimana kecepatan pengamatan antar dua pengamat akan berpengaruh pada waktu. Waktu tersebut akan relatif pada kecepatan konstan, yaitu kecepatan cahaya. Pada konsep dilatasi waktu ini terdapat suatu persamaan yang disebut dengan Transformasi Lorentz yang dapat menunjukkan perbedaan waktu antara Planet Miller dan Bumi. Persamaan tersebut dituliskan sebagai berikut.
Wormhole atau lubang cacing merupakan ide yang dikembangkan oleh dua orang ilmuwan yaitu Albert Einstein dan Nathan Rosen dengan nama Einstein-Rosen Bridge. Wormhole merupakan suatu struktur ruang waktu yang dapat menghubungkan antara dua titik yang berbeda pada alam semesta. Berbeda dengan lubang hitam yang akan menarik dan mengoyak materi-materi didekatnya hingga menjadi atom, lubang cacing akan membawa materi-materi yang masuk ke dalamnya ke suatu tempat lain pada alam semesta. Lubang cacing dapat diibaratkan sebagai sebuah terowongan yang dapat mempersingkat perjalanan dari satu titik ke titik lainnya. Lubang cacing dapat mempersingkat jutaan tahun waktu perjalanan menjadi beberapa jam atau menit.
Sampai saat ini, para ilmuwan belum dapat membuktikan keberadaan lubang cacing di alam semesta. Hal ini disebabkan oleh belum adanya pembuktian tentang mekanisme pembentukan lubang cacing secara alami yang terdapat di alam semesta. Sejauh ini, lubang cacing hanya berupa temuan dari teori relativitas umum yang pernah dikemukakan oleh Einstein sebelumnya. Stephen Hawking mengatakan bahwa lubang cacing memiliki sifat yang sangat tidak stabil sehingga tidak mungkin bisa dilewati. Oleh karena itu, menurut Stephen Hawking, apabila lubang cacing memang dapat dibuktikan kebenarannya, itu tidak membuat manusia dapat menggunakannya untuk melakukan teleportasi secara sembarangan.
Untuk membuka lubang cacing diperlukan exotic matter, yaitu materi yang memiliki kerapatan energi dan tekanan negatif. Sifat lubang cacing yang tidak stabil akan menyebabkan tertutupnya lubang cacing, berubah menjadi lubang hitam. Oleh karena itu, diperlukan suatu materi negatif yang dapat menjaga kestabilan dari lubang cacing dengan cara menolak gravitasi agar lubang cacing tetap terbuka agar bisa dilewati. Namun, materi semacam ini masih belum ditemukan sampai sekarang sehingga perjalanan intergalaktik melalui lubang cacing belum bisa diwujudkan.
Sarah Auliyaurrohman Setiawati Sukoco1, Muhamad Zaky Ibnu Malik21Program Studi Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam2Program Studi Teknik dan Pengelolaan Sumber Daya Air, Fakultas Teknik
The origin of water on our planet is not only of interest for our understanding of the evolution of our own planet and life thereon, but even more so for the increasing exploration of other planets within our solar system and the discovery of potential planetary systems in other galaxies.
Having spent half a lifetime teaching his students the accepted versions of the origin of our planetary water, which increasingly did not fit the available evidence, Dr Mike Drake at the University of Arizona suggested an alternative hypothesis: that water was already present at the surfaces of interstellar dust grains when they accreted to form our planet. Although this hypothesis fitted with all available evidence, it would only be feasible if the adhesion of water to the dust grains was sufficiently strong to survive the harsh conditions in the interstellar dust clouds where planets form.
Computer simulations by myself and colleagues in UCL, Arizona and Muenster on the adhesion of water to a mineral commonly found in the interstellar dust clouds, show that the kind of highly fractal surfaces found on the interstellar dust grains are indeed suitable for the strong retention of water under the extreme temperatures and pressure conditions prevalent in the accretion disk during planetary formation.
Film Christopher Nolan "Interstellar" menceritakan tentang seorang astronot dalam perjalanan menuju ke luar angkasa. Tujuan perjalanan ini adalah menemukan planet baru yang dapat dihuni. Dalam film ini digambarkan bahwa bumi mulai berada di ambang kehancuran yang ditandai oleh hawar bakteri dan badai pasir.
Film ini dimulai dengan Cooper yang diperankan oleh Matthew McConaughey, yang tinggal bersama kedua anaknya dan ayah mertuanya. Cooper adalah mantan pilot NASA dan sekarang menjadi penanam jagung, karena jagung dapat bertahan pada suhu tinggi dan dapat tumbuh di tanah liat yang kering dan berpasir.
Cooper sangat mencintai anak-anaknya, terutama putri bungsunya Murphy. Di kamar Murph, ada rak buku besar yang berisi banyak misteri. Dengan kode biner yang ditemukan di rak buku kamar Murp, Cooper bisa memecahkan tempat persembunyian NASA. Cooper direkrut untuk melakukan misi rahasia NASA, sebagai pilot kapal.
Tujuannya adalah menemukan planet baru agar dapat dihuni. Murph sangat kecewa oleh keputusan ayahnya. Cooper memasuki ruang angkasa bersama Amelia Brand, Doyle, dan Romilly. Berkat teori relativitas, Dr. Brand ayahnya Amelia dan Murph menjadi lebih tua secara duniawi, sementara Cooper dan Amelia memiliki umur yang masih sama saat awal penerbangan. Hal ini diakibatkan adanya teori Dilatasi Waktu.
Film ini menampilkan banyak panorama, panorama tersebut menunjukkan kondisi ruang angkasa yang menakjubkan, terutama gambaran wormhole dan black hole, serta bentuk dan urutan spasial pesawat ruang angkasa.
Film Interstellar karya Christopher Nolan ini sangat menyuguhkan pemandangan luar angkasa yang menarik, karena semua gambaran-gambaran mengenai alam semesta dibuat sesuai dengan teori-teori fisika dan sudah dihitung dengan baik serta relevan sehingga semua gambaran pada film ini merupakan gambaran sebenarnya mengenai objek atau benda-benda yang ada diluar angkasa.
Film ini juga diimbangi dengan banyak sekali teori fisika yang relevan dan terbukti secara ilmiah bahkan terdapat buku khusus yang berjudul The Science of Interstellar untuk film ini mengenai pembahasan teori-teori didalamnya. Teori fisika yang terdapat pada film ini mungkin terasa asing dan tidak dipelajari di bangku sekolah seperti SMA. Maka akan ada beberapa orang yang mungkin kesulitan memahami teori fisika yang terdapat pada film ini.
64591212e2