saham
Serangkaian animasi yang dibuat oleh ilmuwan dari badan antariksa Amerika, NASA, menunjukkan betapa cepatnya, namun juga betapa lambatnya kecepatan cahaya.
Kecepatan cahaya menggambarkan kecepatan tercepat suatu benda material dapat melakukan perjalanan melalui ruang angkasa. Pengecualian terhadap asumsi ini adalah perubahan teoritis dalam struktur ruang-waktu, yang disebut lubang cacing (dan kemungkinan untuk menembusnya tanpa dihancurkan).
Dalam ruang hampa yang benar-benar kosong, sebuah partikel cahaya, yang disebut foton, dapat mencapai kecepatan hingga 299.792 kilometer per detik (186.282 mil per detik), atau sekitar 1.079 miliar kilometer per jam (670.6 juta mil per jam).
Animasi NASA yang dipahami semua orang
Ini sangat cepat. Namun kecepatan cahaya bisa menjadi sangat lambat ketika mencoba berkomunikasi atau menjangkau planet lain, terutama dunia lain di luar tata surya kita.
James O’Donoghue, ilmuwan planet di Pusat Penerbangan Luar Angkasa Goddard NASA, sedang menjalankan misi untuk mengilustrasikan batas kecepatan kosmos kita dengan cara yang dapat dipahami semua orang.
“Animasi saya dimaksudkan untuk menunjukkan konteks penuh dari apa yang saya coba sampaikan secepat mungkin,” kata O’Donoghue Twitter kata Business Insider. “Saat saya belajar untuk ujian, saya menggambar hal-hal rumit dengan tangan agar benar-benar memahami apa yang saya lakukan.”
O’Donoghue mengatakan dia baru saja mempelajari cara membuat animasi seperti itu – yang pertama adalah yang pertama jumpa pers NASA tentang pembubaran cincin Saturnus. Dia kemudian melanjutkan untuk menganimasikan konsep ruang angkasa lain yang sulit dipahami, termasuk menciptakan Video, menggambarkan kecepatan rotasi dan ukuran planet. Setelah Anda memakainya Twitter Saat saya mempostingnya, sudah dilihat beberapa juta kali, kata O’Donoghue.
Karya terbarunya menunjukkan tiga skenario berbeda pada kecepatan cahaya, yang menggambarkan seberapa cepat (dan betapa lambatnya) foton.
Seberapa cepat cahaya merambat relatif terhadap bumi
Salah satu animasi pertama O’Donoghue menunjukkan betapa cepatnya cahaya bergerak relatif terhadap Bumi.
Bumi, diukur di ekuator, memiliki keliling kira-kira 40.074 kilometer. Jika Bumi kita tidak memiliki atmosfer (udara pecah dan memperlambat cahaya), sebuah foton dapat mengelilingi permukaan ekuator hampir 7,5 kali per detik.
Di dalam Lukisan Kecepatan cahaya nampaknya cukup cepat – meskipun video juga menunjukkan betapa terbatasnya kecepatan tersebut.
Ini adalah kecepatan perjalanan cahaya antara Bumi dan Bulan
Mati animasi kedua oleh O’Donoghue menunjukkan bumi dari kejauhan dan juga bulan.
Sekitar 384.400 kilometer (238.855 mil) terletak antara planet kita dan satelit alaminya yang besar.
Artinya, cahaya bulan yang bisa kita lihat sudah berumur 1,255 detik, dan perjalanan pulang pergi antara Bumi dan Bulan dengan kecepatan cahaya membutuhkan waktu sekitar 2,51 detik.
Waktu ini bertambah setiap hari saat Bulan menjauh dari Bumi sekitar 3,8 sentimeter per tahun. (Bulan terus-menerus menjauh dari Bumi karena gesekan pasang surut air laut menghabiskan energi dari sistem Bumi-Bulan.)
Ini adalah kecepatan perjalanan cahaya antara Bumi dan Mars
Animasi cahaya kecepatan ketiga O’Donoghue menggambarkan tugas yang dihadapi banyak ilmuwan setiap hari.
Saat NASA mencoba berkomunikasi dengan pesawat luar angkasa atau mengunduh data, seperti wahana InSight di Mars, NASA hanya dapat melakukannya dengan kecepatan cahaya. Tapi itu terlalu lambat jika Anda ingin mengendalikan pesawat ruang angkasa dalam “mode langsung” seperti mobil kendali jarak jauh. Oleh karena itu, pesanan harus dipikirkan secara matang terlebih dahulu, untuk tempat tertentu dalam ruang, pada waktu tertentu, agar tidak meleset dari sasaran.
Komunikasi tercepat dapat terjadi antara Bumi dan Mars ketika planet-planet berada pada jarak terdekat satu sama lain, sebuah peristiwa yang disebut “pendekatan terdekat” yang terjadi kira-kira setiap dua tahun sekali. Jarak dalam skenario ini rata-rata 54,6 juta kilometer (33,9 juta mil).
Seperti yang ditunjukkan dalam klip video berdurasi enam menit dari O’Donoghue ini, cahaya memerlukan waktu tiga menit dua detik untuk berpindah dari Bumi ke Mars, jadi dibutuhkan enam menit empat detik untuk melakukan perjalanan bolak-balik dengan kecepatan cahaya – paling dekat dengan kecepatan cahaya. perkiraan yang mungkin.
Namun jarak rata-rata antara Mars dan Bumi adalah sekitar 254 juta kilometer (158 juta mil). Rata-rata waktu komunikasi pulang pergi adalah sekitar 28 menit 12 detik.
Semakin jauh jaraknya, semakin melambat kecepatan cahayanya
Kecepatan cahaya yang terbatas akan menjadi tantangan tersendiri bagi pesawat ruang angkasa seperti wahana New Horizons, yang saat ini berjarak lebih dari 4 miliar mil dari Bumi, atau pesawat ruang angkasa Voyager 1 dan 2, yang keduanya telah mencapai ruang antarbintang.
Situasinya menjadi sangat menyedihkan ketika kita memikirkan apa yang ada di luar tata surya kita. Planet terdekat yang diketahui berpotensi layak huni ke Bumi, disebut Proxima b, berjarak sekitar 4,2 tahun cahaya (jarak sekitar 24,7 triliun mil atau 39,7 triliun kilometer).
Pesawat luar angkasa tercepat yang pernah diluncurkan adalah Parker Solar Probe milik NASA dengan kecepatan 213.200 mil per jam atau 343.112 kilometer per jam. Dengan kecepatan seperti itu, dibutuhkan waktu 13.211 tahun untuk mencapai Proxima b.
Proyek miliarder Rusia-Amerika, yang disebut Breakthrough Starshot, mencoba mengembangkan visi untuk mengatasi masalah kecepatan. Rencana jangka panjangnya adalah membangun nanocraft (pesawat ruang angkasa kecil) yang bisa terbang, dilengkapi dengan mesin laser yang sangat kuat, idealnya mampu mencapai kecepatan tertinggi 20 persen kecepatan cahaya. Sejauh ini, konsep tersebut hanya ada dalam teori, mungkin tidak akan pernah terwujud dan dapat beroperasi pada kecepatan yang sangat kecil.
Alam semesta sangatlah besar. Meskipun alam semesta berumur 13,77 miliar tahun, batas-batasnya berjarak sekitar 45,34 miliar tahun cahaya di setiap arah dan terus berkembang.
Itu terlalu besar untuk ditampilkan dalam animasi sederhana. Namun ada satu ilustrasi yang hampir mendekatinya: gambar karya musisi Pablo Carlos Budassi, yang menunjukkan peta logaritmik alam semesta dari Princeton dan gambar dari NASA dalam satu gambar.