Selama lebih dari satu abad, prediksi aneh mengenai relativitas khusus Einstein – efek Terrell-Penrose – masih bersifat teoritis. Efek ini menunjukkan bahwa objek yang mendekati kecepatan cahaya tidak akan tampak terkompresi (sesuai kontraksi Lorentz), tetapi berputar. Kini, para peneliti telah mendemonstrasikan fenomena ini di laboratorium untuk pertama kalinya, membenarkan kekhasan fisika relativistik yang sudah lama ada.
Dari Fiksi Ilmiah ke Realitas Ilmiah
Eksperimen ini bermula dari pemikiran yang dipicu oleh cerita H.G. Wells tahun 1901, “The New Accelerator,” yang membayangkan obat yang memperlambat waktu. Para peneliti bertanya-tanya apakah perlambatan seperti itu dapat mengungkap efek relativistik, khususnya efek Terrell-Penrose, yang hanya ada dalam simulasi. Terobosan ini dicapai melalui kolaborasi dengan proyek SEEC, yang berfokus pada visualisasi pergerakan cahaya, dan penggunaan fotografi ultracepat untuk secara efektif “memperlambat” kecepatan nyata cahaya.
Mengapa Efek Terrell-Penrose Penting
Kebingungan muncul dari dua konsep utama: kontraksi Lorentz (benda menyusut dengan kecepatan tinggi) dan efek Terrell-Penrose (benda malah tampak berputar). Karya teoritis awal fisikawan seperti Anton Lampa dan Hendrik Lorentz memperdebatkan apakah efek ini akan terlihat. Belakangan, Roger Penrose dan James Terrell secara independen menghitung bahwa kontraksi tidak akan diamati secara langsung; sebaliknya, perbedaan waktu tempuh yang tipis akan menciptakan ilusi rotasi. Prediksi yang tampaknya berlawanan dengan intuisi ini masih belum terverifikasi hingga sekarang.
Eksperimen: Meniru Kecepatan Relativistik
Tim menggunakan laser berdenyut, memancarkan cahaya dalam semburan pikodetik, dan kamera ultracepat yang mampu menangkap gambar hanya dalam 300 pikodetik. Dengan secara cepat mengambil “potongan” objek – bola dan kubus – saat bergerak, mereka meniru distorsi yang diperkirakan terjadi pada kecepatan mendekati cahaya. Kuncinya adalah pada waktunya: setiap gambar menangkap cahaya dari momen yang sedikit berbeda, sehingga menciptakan efek selang waktu.
Untuk memastikan efeknya terlihat, peneliti sengaja memampatkan objek sepanjang arah geraknya. Tanpa langkah ini, perpanjangan akan membatalkan rotasi. Bola dipindahkan dengan kecepatan cahaya 99,9%, sedangkan kubus dipindahkan dengan kecepatan cahaya 80%. Gambar yang dihasilkan mengkonfirmasi efek Terrell-Penrose: kedua objek tampak diputar, sesuai dengan prediksi teoretis. Kubus juga memperlihatkan kelengkungan hiperbolik pada tepinya, sebuah detail yang diperkirakan pada tahun 1970 oleh Ramesh Bhandari.
Implikasi dan Penelitian Masa Depan
Eksperimen ini tidak hanya memvalidasi prediksi berusia satu abad tetapi juga membuka jalan baru untuk mempelajari relativitas. Para peneliti berpendapat bahwa teknik serupa dapat menguji pelebaran waktu, aberasi bintang, dan bahkan eksperimen pemikiran Einstein tentang simultanitas. Dengan mengurangi kecepatan cahaya secara artifisial melalui pencitraan cepat, mereka telah secara efektif membawa fisika relativistik ke dalam laboratorium, mengubah fiksi ilmiah menjadi kenyataan yang dapat diamati.
Keberhasilan ini menyoroti kekuatan menggabungkan teknologi canggih dengan keingintahuan teoretis. Eksperimen ini membuktikan bahwa relativitas terus menawarkan kejutan, bahkan setelah penelitian selama lebih dari satu abad.
