Karena efek ini, objek yang lebih dekat dengan pusat bumi mengalami waktu yang lebih lambat daripada objek yang lebih jauh, namun efek ini dapat diabaikan dalam pengukuran fisika sehari-hari karena sangat kecil sekali perbedaannya, misalnya orang yang tinggal di lantai atas suatu apartemen hanya lebih tua sekitar satu mikrodetik sepanjang usianya dibandingkan dengan kembarannya yang tinggal di lantai bawah. Bahkan dalam kurun waktu milyaran tahun usia bumi, inti bumi berusia hanya 2,5 tahun lebih muda dibandingkan permukaan bumi. Namun efek ini mempengaruhi kehidupan modern kita ketika kita menggunakan GPS (Global Positioning System): satelit yang digunakan oleh sistem GPS yang berada pada orbit geo-sinkron (memiliki periode rotasi sama dengan rotasi bumi) harus menyesuaikan jamnya memperhitungkan perbedaan waktu akibat kecilnya gravitasi yang dialaminya dibandingkan di permukaan bumi, yaitu sekitar 38 mikrodetik sehari. Jika tidak disesuaikan waktunya, akurasi GPS diperkirakan akan berbeda 10 km!
Sebuah bintang massif (bermassa lebih dari 25 kali massa matahari) pada masa akhir siklus hidupnya akan kehilangan bahan bakarnya untuk meneruskan reaksi termonuklir dalam intinya sehingga meledak sebagai supernova dan mengalami keruntuhan gravitasi menjadi sebuah lubang hitam. Lubang hitam merupakan sebuah singularitas (titik yang sangat kecil) dengan massa yang sangat besar sehingga ruang-waktu di sekitarnya melengkung begitu besarnya (dengan kata lain, gravitasinya sangat besar) dan mengakibatkan cahaya tidak dapat lolos darinya. Dengan demikian, jika kita berada di dekat lubang hitam, waktu akan berjalan sangat lambat bahkan berhenti ketika kita berada pada horizon peristiwa, yaitu daerah di sekitar singularitas lubang hitam di mana cahaya tidak bisa lolos dari lubang hitam tersebut (karena kecepatan lolosnya sama dengan kecepatan cahaya).
Jadi, berdasarkan teori relativitas khusus maupun umum, sebuah jam yang berada di galaksi Andromeda akan mengukur waktu yang berbeda dengan jam identik yang berada di bumi bergantung pada kecepatan gerak relatif galaksi tersebut terhadap bumi dan gravitasi yang dialami jam itu di galaksi tersebut. Tidak ada kerangka acuan khusus yang bisa ditetapkan di alam semesta untuk menetapkan waktu absolut yang sama bagi semua bagian di alam semesta karena semua bagian alam semesta ini bergerak relatif satu sama lainnya dan juga dipengaruhi oleh gravitasi yang berbeda-beda bergantung pada jumlah massanya.
Dapatkah Kita Berjalan Mundur dalam Waktu?
Dalam kehidupn sehari-hari kita dapat bergerak maju dan mundur dalam dimensi ruang (berpindah tempat), namun kita hanya dapat berjalan maju dalam waktu, yaitu dari masa lampau menuju masa sekarang dan masa depan; tidak bisa kebalikannya. Pengamatan sehari-hari bahwa waktu memiliki arah maju dan tidak bisa mundur ini disebut panah waktu. Walaupun panah waktu bersifat asimetris (hanya bersifat satu arah), hukum fisika bersifat simetris, yang artinya tidak peduli apakah waktu berjalan maju atau mundur, hampir semua hukum fisika berlaku sama dalam setiap peristiwa tersebut. Misalkan, kita melihat sebutir telur jatuh dari atas meja ke lantai dan pecah berkeping-keping; jika kita dapat membalikkan kejadiannya dan menyaksikan pecahan telur tersebut menjadi utuh lalu kembali ke atas meja, maka kejadian ini juga tidak melanggar hukum fisika. Namun demikian, kejadian kedua tidak bisa terjadi begitu saja seperti kejadian pertama karena waktu tidak bisa berjalan mundur.
Mengapa waktu tidak bisa berjalan mundur? Ini salah satu misteri terbesar dalam sains yang masih dicari jawabannya oleh para ilmuwan. Salah satu penjelasan yang banyak diterima para ilmuwan berasal dari hukum kedua termodinamika yang menyatakan bahwa entropi sebuah sistem tertutup tidak pernah berkurang (atau dengan kata lain, selalu meningkat atau setidaknya tetap). Dalam termodinamika (cabang ilmu fisika yang mempelajari tentang panas dan hubungannya dengan energi mekanis), entropi merupakan ukuran kekacauan partikel-partikel penyusun suatu sistem akibat pergerakannya, atau dengan bahasa yang lebih sederhana, entropi menggambarkan kecenderungan benda-benda (materi dan energi) untuk menyebar.
Misalkan, terdapat sebuah kotak tertutup dengan sekumpulan partikel gas yang berada di salah satu sudutnya. Pada kondisi awal partikel-partikel gas berada di sudut kotak dan ini dikatakan sebagai entropi minimum (keadaan teratur) sistem kotak tersebut. Setelah beberapa lama partikel-partikel gas tersebut akan menyebar ke seluruh bagian kotak dan memenuhi isi kotak. Ini dikatakan entropinya bertambah, yaitu tingkat kekacauannya bertambah karena partikel-partikel gas cenderung bergerak ke segala arah untuk memenuhi seluruh bagian dalam kotak. Secara alamiah, sistem tertutup selalu berperilaku seperti kotak berisi gas tersebut dan untuk mengembalikannya ke kondisi awal diperlukan sejumlah usaha atau energi tertentu sehingga dikatakan proses ini bersifat satu arah dan tidak berkebalikannya (irreversible). Hal yang sama juga berlaku pada kejadian pecahnya telur di atas.
Dalam suatu sistem termodinamika yang tidak tertutup, entropi dapat berkurang seiring waktu, misalnya kotak terbuka yang berisi kumpulan partikel gas akan berkurang entropinya karena partikel-partikel gas tersebut akan menyebar ke luar kotak dan meninggalkan kotak. Bahkan, pembentukan bintang dan planet-planet dari kumpulan awan gas dan debu (nebula) juga mengurangi entropi dari sistem tersebut karena dalam proses ini partikel-partikel nebula terkumpul oleh tarikan gravitasi, alih-alih menyebar. Namun berkurangnya entropi pada sistem yang terbuka ini mengakibatkan entropi lingkungan sekitarnya meningkat sehingga total entropi sistem dan lingkungannya meningkat atau tetap sesuai dengan hukum kedua termodinamika. Demikian juga, jika dipandang dari keseluruhan sistem alam semesta, entropi alam semesta telah bertambah sejak awal pembentukannya dari sebuah singularitas Big Bang yang mengembang menjadi alam semesta seperti sekarang.
Karena entropi selalu meningkat seiring waktu, maka waktu selalu berjalan maju dan kita dapat membedakan masa lampau dengan masa sekarang atau masa depan dengan mengukur entropi. Dengan alasan yang sama juga kita hanya dapat mengingat masa lampau yang telah berlalu dari ingatan atau catatan sejarah dan tidak bisa mengetahui masa depan yang akan terjadi. Bayangkan jika terjadi sebaliknya: kita mengingat suatu kejadian lalu kejadian tersebut terjadi dan kemudian ingatan tersebut menghilang. Kemungkinan terjadinya hal aneh tersebut sangat kecil pada otak kita sama kecilnya seperti kemungkinan terjadinya pecahan telur yang kembali menjadi sebutir telur yang utuh.
Walaupun hukum kedua termodinamika dapat menjelaskan mengapa panah waktu bersifat satu arah, tetapi masih terdapat misteri lainnya, seperti mengapa alam semesta pada awalnya memiliki entropi yang rendah, apakah entropi alam semesta akan terus bertambah, dan seterusnya. Namun, hal ini yang merupakan salah satu objek penyelidikan para ilmuwan dalam kosmologi modern tidak menjadi fokus pembahasan kita pada artikel ini.
Mungkinkah Kita Mengadakan Perjalanan Waktu?
