Fisika Star Trek
Kita masih akan melanjutkan petualangan di dunia fisika, dan topik kita kali ini adalah Fisika Star Trek. Tentu saja ini bukan satu cabang ilmu fisika. Star Trek, kita tahu, adalah salah satu serial fiksi ilmiah paling populer sepanjang masa. Selama lebih dari 35 tahun serial ini terus diproduksi oleh Hollywood dan punya jutaan pemirsa fanatik yang menyebut diri mereka 'trekker'. Lantas apa hubungannya dengan fisika?Sebagai sebuah serial fiksi ilmiah, para penulis skenario Star Trek banyak memakai gagasan menarik dari ilmu fisika. Terkadang mereka menggunakannya secara tepat, kadang tidak. Kadang mereka hanya memetik istilah-istilah yang dipakai oleh fisikawan dan kadang memakai konsep yang terkait dengan istilah tersebut. Topik-topik yang mereka pakai menjadi mirip suatu ulasan ilmu fisika modern seperti: relatifitas umum dan khusus, kosmologi, fisika partikel, perjalanan waktu, penciutan ruang, hingga dinamika kuantum.
Tetapi tidak banyak yang tahu bahwa Star Trek menyimpan segudang kesalahan yang melanggar prinsip dasar sains, terutama fisika. Beranjak dari persoalan itulah, maka fisikawan Lawrance M Krauss secara khusus membahasnya dalam buku ini. Physics of Star Trek (terjemahan Indonesia: Fisika Star Trek, Kepustakaan Populer Gramedia, 2001), membawa kita untuk menyelami lebih jauh kesalahan-kesalahan fisika yang bertebaran di berbagai episode Star Trek.
Krauss memulai 'kuliahnya' dengan topik yang paling sederhana: bagaimana pengaruh percepatan pesawat antariksa terhadap awaknya. G-Force (gaya G, gravitasi alam) yang timbul saat pesawat melaju dengan percepatan yang sangat tinggi ternyata bisa membunuh awaknya dengan cepat. Ini bisa dijelaskan dengan mudah menggunakan prinsip hukum gerak Newton pada fisika klasik.
Dari sana kita akan beranjak pada soal lain yang lebih 'canggih' seperti kemungkinan untuk membuat pesawat yang mampu melaju dengan kecepatan melampaui kecepatan cahaya (yang di Star Trek dikenal sebagai kecepatan warp). Semua orang yang pernah belajar tentang teori relativitas khusus pasti tahu bahwa tidak ada sesuatupun yang bisa bergerak melebihi kecepatan cahaya. Bahkan untuk melaju dengan kecepatan mendekati kecepatan cahaya, kita juga akan berhadapan dengan tantangan tersendiri. Dengan menggunakan persamaan Einstein yang terkenal yang menggambarkan hubungan massa dengan energi (E=mc2), kita bisa menghitung kebutuhan bahan bakar untuk melaju, katakanlah, setengah kecepatan cahaya.
Kita bisa berasumsi bahwa pesawat kita digerakkan oleh reaksi nuklir yang serupa dengan yang terjadi di matahari, dimana hidrogen dirubah menjadi helium. Dalam reaksi ini, sekitar 1% massa yang tersedia dirubah menjadi energi. Energi sebanyak itu kemudian memancar keluar dari belakang roket dengan kecepatan 1/8 kecepatan cahaya. Seandainya seluruh pesawat terdiri dari hidrogen, maka untuk menambah kecepatan sampai separuh kecepatan cahaya, diperlukan bahan bakar sebesar 81 KALI BESAR MASSA PESAWAT. Apabila massa pesawat Voyager di Star Trek sekitar 4 juta metrik ton 3, maka bahan bakar yang dibutuhkan mencapai hampir 300 juta ton, dan ini baru untuk kecepatan tunggal. Hitungan ini akan lebih buruk lagi apabila pesawat harus berhenti. Untuk menghentikan pesawat dalam kecepatan sedemikian, maka kita memerlukan bahan bakar sejumlah 81 x 81 = 6561 KALI SELURUH MASSA PESAWAT. Sementara itu, tenaga yang dipancarkan oleh mesin akan setara dengan 1022 watt (angka satu diikuti 22 buah nol di belakangnya), atau semiliar kali rata-rata jumlah energi yang dihasilkan dan digunakan manusia di bumi. Rasanya hitung-hitungan ini tidak perlu dilanjutkan lagi karena kesimpulannya sudah jelas: ide untuk membuat pesawat yang bisa melaju melampaui, atau sekedar mendekati kecepatan cahaya adalah tidak mungkin diwujudkan dari segi fisika, baik di masa kini atau kapan saja.
Dan bagaimana dengan teknologi transporter yang dilukiskan mampu memindahkan seseorang dari satu tempat ke tempat lain secara cepat? Dalam serial Star Trek, transporter dilukiskan bekerja dengan cara mengubah materi menjadi energi yang kemudian dipancarkan ke suatu tempat dimana energi itu akan kembali dirubah kedalam bentuk materi. Dengan 'rumus sakti' yang sama dari Einstein (E=mc2, tentu saja) kita kembali dapat menghitung bahwa jika seseorang dengan berat 50 kg dirubah menjadi energi murni, maka energi yang akan dilepas (entah akan disalurkan kemana) paling tidak setara dengan ledakan 1000 ton (1 megaton) bom hidrogen. Sulit dibayangkan cara yang aman dan ramah lingkungan untuk proses ini.
Belum lagi untuk memetakan 1028 atom materi yang membentuk tubuh seseorang yang akan dipindahkan dengan transporter akan melahirkan tantangan tersendiri dari segi komputasi. Diperlukan media penyimpanan berkapasitas ekstra besar dan sistem komunikasi berkecepatan ultra tinggi dalam proses pemindaian, penyimpanan hingga pengiriman objek lewat transporter. Ujung-ujungnya kita kembali dihadapkan pada hitung-hitungan sederhana tapi melibatkan angka yang sangat besar, dan semuanya berakhir pada kesimpulan bahwa teknologi transpoter termasuk yang mustahil untuk bisa diwujudkan.
Di akhir buku, masih ada ulasan soal kesalahan-kesalahan kecil namun fatal yang tersebar di berbagai episode serial ini. Kadang kesalahan itu nampak sangat konyol dan mengundang senyum. Salah satu contohnya adalah dalam suatu episode ketika dikisahkan seorang tokoh membekukan sebuah objek hingga -298 derajat Celcius. Ini tidak mungkin terjadi karena dalam skala Celcius, suhu nol mutlak adalah -273 derajat. Nol mutlak adalah suhu terendah yang bisa dicapai oleh segala sesuatu. Dalam suhu ini, segala gerak di tingkat atom dan molekul praktis terhenti. Dan karena temperatur diasosiasikan dengan gerak molekul dan atomik, maka kita tidak bisa memperoleh kondisi yang lebih membeku daripada tanpa gerakan sama sekali. Sampai kapanpun juga, baik di masa kini maupun masa mendatang, nol mutlak adalah tetap mutlak.
Secara umum, buku ini cukup mencerahkan. Ditulis dengan gaya bahasa sederhana dan gampang dicerna membuat buku ini juga cocok dibaca oleh mereka yang tidak punya latar belakang sains sekalipun. Walaupun judulnya mengandung kata "fisika", tetapi kita nyaris tidak menemukan persamaan matematika sebagaimana buku-buku fisika pada umumnya. Kalaupun ada yang bisa disebut kelemahan pada buku ini adalah kurangnya ilustrasi yang mendukung. Seandainya beberapa penjelasan dilengkapi dengan ilustrasi, tentu akan lebih memudahkan bagi pemahaman pembaca.
Akhirnya, apabila Anda seorang penggemar serial Star Trek, atau fiksi imiah pada umumnya, buku ini pantas dibaca sebagai rujukan. Tentu saja Anda boleh berkomentar bahwa Star Trek cukup dipandang sebagai hiburan dan tidak perlu terlalu diseriusi (apalagi dengan mendalami aspek fisikanya), namun seperti yang diungkapkan oleh fisikawan terkemuka, Stephen Hawking dalam pengantarnya untuk buku ini, "Fiksi ilmiah hari ini sering menjadi kenyataan di hari esok. Memang sangatlah perlu meneliti gejala fisika yang melandasi Star Trek. Membatasi perhatian kita pada benda-benda di bumi berarti membatasi cakrawala semangat manusia itu sendiri".
