Mengapa Belum Ada Ilmuwan yang Sukses Mengukur Kecepatan Cahaya Bahkan Einstein Sekalipun?

Sejak era Roemer hingga Einstein, kecepatan cahaya hanya terukur bolak-balik. Mengukur satu arah sulit karena masalah sinkronisasi jam.

Kecepatan cahaya di ruang hampa dikenal sebesar 299.792.458 meter per detik. Angka ini jadi landasan penting dalam hukum fisika modern.

Tapi tahukah Anda? Hingga saat ini, ilmuwan belum pernah mengukur kecepatan cahaya satu arah. Yang diukur selama ini hanyalah kecepatan cahaya bolak-balik.

Dulu, banyak ilmuwan, termasuk René Descartes, percaya bahwa cahaya bergerak seketika alias berkecepatan tak terhingga. Keyakinan itu runtuh di abad ke-17 ketika astronom Denmark, Ole Roemer, mengamati gerhana Io, salah satu bulan Jupiter.

Mengutip IFLScience, Minggu (2/3), Roemer menemukan bahwa waktu gerhana bervariasi tergantung jarak Bumi-Jupiter. Cahaya ternyata butuh waktu untuk mencapai Bumi, membuktikan kecepatannya terbatas.

Ilmuwan Belanda, Christiaan Huygens, lalu menghitung kecepatan cahaya sekitar 210.824 km/detik—masih jauh dari angka yang kita kenal saat ini karena data orbit Bumi kala itu belum akurat.

Seiring kemajuan teknologi, ilmuwan menggunakan laser dan cermin untuk mengukur kecepatan cahaya. Cahaya ditembakkan ke cermin, dipantulkan kembali, lalu dihitung waktu tempuhnya. Dengan membagi jarak dan waktu, kecepatan cahaya pun didapat.

Namun, metode ini hanya mengukur kecepatan dua arah (round-trip), bukan kecepatan satu arah (one-way).

Mengapa Kecepatan Satu Arah Sulit Diukur?

Untuk mengukur kecepatan cahaya satu arah, kita butuh dua jam yang disinkronkan sempurna—satu di titik awal (pemancar) dan satu di titik akhir (detektor).

Masalahnya, menurut relativitas khusus, begitu jam dipisahkan dan bergerak, ritme detiknya berubah karena efek kecepatan dan gravitasi. Artinya, sinkronisasi jam otomatis terganggu.

Lebih rumit lagi, metode penyinkronan jam juga menggunakan sinyal cahaya, menciptakan lingkaran masalah yang membuat pengukuran ini menjadi tidak sah secara ilmiah.

Albert Einstein telah menyadari dilema ini dalam makalahnya tahun 1905. Ia menyatakan bahwa kecepatan cahaya satu arah tak bisa diverifikasi secara eksperimental. Karena itu, Einstein memilih mengasumsikan bahwa kecepatan cahaya sama ke segala arah—sebuah asumsi yang hingga kini masih kita gunakan.

Meski terlihat logis, fondasi fisika modern ini tetap berdiri di atas asumsi, bukan fakta terukur. Ini membuat sebagian fisikawan tidak nyaman. Namun, karena pengukuran satu arah terhalang keterbatasan sinkronisasi, asumsi Einstein masih jadi solusi paling masuk akal.

Sampai teknologi atau metode baru ditemukan, ilmuwan tampaknya harus menerima kenyataan bahwa kecepatan cahaya satu arah adalah misteri yang belum terpecahkan.