Penemuan sederhana yang membuat kita terbang melebihi kecepatan bunyi.
Dalam buku Perelman, judul pembahasan ini adalah "Dengan Kecepatan Bunyi" dan sesuai dengan kontennya, maka saya mengganti judul tersebut menjadi "Paradoks Kecepatan Bunyi." Selamat mengikuti topik yang sangat menarik ini.
Apa yang akan Anda dengar jika Anda bergerak menjauhi sebuah band dengan kecepatan bunyi?
Anda mungkin memikirkan sebuah situasi di mana seorang penumpang kereta api pos bisa membeli seberkas koran yang sama dengan tanggal terbit yang sama dari stasiun-stasiun kereta api yang berbeda.
Jika Anda bergerak menjauhi sebuah band dengan kecepatan bunyi, Anda akan mendengar satu nada yang sama yang dimainkan oleh band itu ketika baru mulai.
Itu keliru, karena jika Anda bergerak menjauh dengan kecepatan bunyi, dalam hubungannya dengan diri Anda, gelombang bunyi yang dipancarkan oleh tangan pemain band akan berada dalam keadaan istirahat dan sama sekali tidak akan menimpa gendang telinga Anda. Anda tidak akan mendengar apa-apa dan mengira bahwa tangan pemain band itu telah berhenti bermain.
Mengapa perbandingan seperti ini memberikan jawaban yang salah? Karena kita salah mengaplikasikan analogi.
Walau bagaimana pun, si penumpang kereta api itu bisa membayangkan bahwa dia lupa dia sedang bepergian, bahwa sejak dia meninggalkan titik keberangkatan, belum ada koran baru yang dijajakan, karena dia melihat koran yang sama di setiap stasiun.
Dari sudut pandang si penumpang, para penjaja koran di semua stasiun seharusnya sudah tutup, sama seperti band yang sudah berhenti bermain, jika dia bergerak dengan kecepatan bunyi!
Cukup aneh bagi kita (saya dan pembaca sekalian), bahkan para ilmuwan kadang-kadang bingung dengan maksud uraian di atas, walaupun sebenarnya tidak serumit semua yang terlihat.
Ketika Perelman (penulis buku yang bahannya saya gunakan untuk menulis artikel-artikel saya termasuk artikel ini) masih seorang siswa sekolah, dia pernah berdebat dengan seorang astronom yang tidak setuju dengan solusi yang dia tawarkan, yaitu bahwa jika kita bergerak dengan kecepatan bunyi, maka kita akan mendengar nada yang sama sepanjang waktu.
Berikut adalah alur penalaran yang digunakan oleh si astronom. Karena Perelman tidak menyebutkan instrumen musik yang digunakan, maka saya mencontohkannya dengan harmonika.
"Misalkan kamu menghasilkan nada do dengan meniup lubang ke-4 dari sebuah harmonika diatonik (lihat artikel saya: Tutorial Harmonika dengan Metode Simak Johan Japardi), nada do yang sama akan dihasilkan setiap kali kamu meniup lubang ke-4 itu.
Sekumpulan pengamat di ruang angkasa akan mendengarnya secara berurutan, dan mari kita anggap, dengan sama nyaringnya. Lalu, sesuai dengan yang kamu bayangkan, kamu sendiri tidak mendengar bunyi nada yang berurutan menurut waktu tiup yang berbeda karena kamu kita mampu bergerak dengan kecepatan bunyi ke sisi salah seorang pengamat di ruang angkasa.
Kenyataannya, kamu akan mendengar bunyi nada itu sama seperti yang didengar oleh para pengamat.
Perbandingannya adalah bahwa seorang pengamat yang bergerak menjauh dari kilat dengan kecepatan cahaya akan selalu melihat kilat itu.
Bayangkan sederet mata yang tak ada habisnya di ruang angkasa. Setiap mata yang berurutan akan melihat kilatan cahaya secara berurutan.
Bayangkan kamu mengunjungi setiap mata secara berurutan, jelas kamu akan melihat kilatan cahaya sepanjang waktu."
Kesimpulan: YANG KELIRU ADALAH SI ASTRONOM ITU. Tak perlu dikatakan bahwa tidak ada pernyataan si astronom yang benar.
Dalam kondisi yang diberikan di atas, kita tidak akan mendengar nada maupun melihat kilat.
Catatan:
Kita lihat rumus panjang gelombang berikut:
Panjang gelombang dilambangkan dengan huruf Yunani lambda (), yang sama dengan kecepatan gelombang nu () dalam medium dibagi dengan frekuensinya (f).
Persamaan ini menunjukkan bahwa; jika = -c, maka panjang gelombang akan menjadi tak terhingga, yang sama dengan mengatakan bahwa gelombang seperti itu tidak ada.
Kepustakaan:
1. Perelman, Y., Physics for Entertainment, Book 2, Shkarovsky, A. (Transl.), Foreign Language Publishing House, Moscow, 1936.
2. Diary Johan Japardi
3. Berbagai sumber daring.
Jonggol, 2 Agustus 2021
Johan Japardi
Follow Instagram @kompasianacom juga Tiktok @kompasiana biar nggak ketinggalan event seru komunitas dan tips dapat cuan dari Kompasiana
Baca juga cerita inspiratif langsung dari smartphone kamu dengan bergabung di WhatsApp Channel Kompasiana di SINI
