Ulasan
Satu Detik Itu Berapa Lama? Ternyata Kita Sering Keliru!
ANTARIKSA -- Satu detik adalah perjalanan waktu yang singkat dan biasa. Namun di balik kesederhanaan yang terbiasa kita abaikan itu, satu detik ternyata cukup rumit. Bahkan masih akan menjadi soal hingga beratus tahun ke depan.
Lamanya satu detik bergantung pada cara Anda mengukurnya. ??Ada 24 jam dalam sehari, 60 menit dalam satu jam, dan 60 detik dalam satu menit. Jadi pastinya, satu detik hanya 1/(24 x 60 x 60) atau 1/86400 dalam sehari. Ternyata, menentukan waktu tidaklah sesederhana itu.
Scroll untuk membaca
Scroll untuk membaca
Tanpa disadari, kita terbiasa menganggap satu detik sebagai pertambahan waktu yang tetap. Padahal, satuan kecil ini telah berubah beberapa kali selama berabad-abad.
“Detik awalnya didasarkan pada lamanya hari,” kata Peter Whibberley, ilmuwan senior di National Physical Laboratory di Inggris kepada Live Science.
Baca Juga: Apa Itu Tahun Cahaya?
Saat itu, orang-orang mengamati matahari yang melintas di atas kepala dan mulai mengukur pergerakannya menggunakan jam matahari. Alat seperti itu memberikan waktu berdasarkan pada posisi langsung matahari di langit, yang disebut waktu matahari semu.
Namun jam matahari mempunyai beberapa kelemahan. Selain masalah nyata karena tidak dapat menunjukkan waktu saat matahari tidak terlihat, mengandalkan rotasi harian bumi (waktu astronomi) juga ternyata tidak akurat. “Rotasinya tidak konstan,” kata Whibberley.
Bumi mengalami percepatan dan perlambatan seiring berjalannya waktu. Terdapat variasi musiman, variasi besar yang tidak dapat diprediksi dari satu dekade ke dekade lainnya karena perubahan pada inti cair bumi, dan perlambatan jangka panjang yang disebabkan oleh pasang surut yang bergerak maju dan mundur.
Jadi bagaimana kita bisa mengukur waktu dengan tepat, jika lamanya satu hari tidak bisa diandalkan? Pada abad ke-16, orang-orang beralih ke solusi teknologi untuk masalah tersebut, dan jam mekanis pertama mulai bermunculan.
“Inti dari pembuatan jam pada dasarnya berpindah dari menjaga waktu dengan mengikuti posisi matahari, menjadi membuat osilator dan menentukan jumlah osilasi tetap yang setara dengan satu detik,” kata Sumit Sarkar, fisikawan dari Universitas Amsterdam kepada Live Science.
Baca Juga: 1 Tahun Cahaya Sama dengan Berapa Km?
Contoh mekanis paling awal adalah jam pendulum, yang dirancang untuk berdetak pada frekuensi tertentu, setara dengan satu detik astronomi, yang dirata-ratakan sepanjang tahun. Selama beberapa ratus tahun berikutnya, para ilmuwan berupaya membangun osilator yang lebih baik dan presisi. Mereka juga mengembangkan berbagai sistem penunjuk waktu lainnya, termasuk pegas dan roda gigi.
Sekitar tahun 1940, jam kristal kuarsa telah menjadi standar baru. “Jika Anda memberikan tegangan pada sepotong kuarsa yang dibentuk dengan hati-hati, ia akan mulai bergetar dan Anda dapat menyetel frekuensi osilasi tersebut dengan sangat tepat,” kata Sarkar.
Meskipun presisi tersebut baik untuk penggunaan umum, namun tidak cukup baik untuk aplikasi yang sangat teknis, seperti internet, sistem GPS, atau mempelajari penelitian fundamental. Masalah muncul karena setiap bagian kuarsa bersifat unik dan beresonansi sedikit berbeda bergantung pada kondisi fisik seperti suhu dan tekanan.
Agar benar-benar akurat, jam perlu disetel berdasarkan referensi yang independen dan tidak berubah. Di sinilah jam atom mulai berperan.
“Atom memiliki resonansi alami yang tetap. Mereka hanya ada dalam keadaan energi tertentu dan hanya dapat berubah dari satu keadaan ke keadaan lain dengan menyerap atau memancarkan sejumlah energi tertentu. Energi tersebut sesuai dengan frekuensi yang tepat, sehingga Anda dapat menggunakan frekuensi tersebut sebagai referensi untuk menjaga waktu,” jelas Whibberley.
Jam atom praktis pertama diluncurkan pada tahun 1955. Jam itu mengukur jumlah transisi energi yang disebabkan oleh gelombang mikro pada atom cesium selama satu detik astronomi. Pada tahun 1967, komunitas ilmiah global sepakat untuk mendefinisikan ulang detik menurut angka tersebut. Kini, Sistem Satuan dan Pengukuran Internasional mendefinisikan satu detik sebagai durasi 9.192.631.770 osilasi energi dalam atom cesium. Mulai ketemu, bukan?
Sejak itu, detik astronomi terus bervariasi, sedangkan detik atom tetap tepat pada 9.192.631.770 osilasi. Variasi waktu astronomi ini sebenarnya mengartikan bahwa, setiap beberapa tahun para ilmuwan harus menambahkan satu detik kabisat agar rotasi bumi yang melambat bisa mengimbangi waktu atom.
"Kabisat detik (berikutnya) akan dihapuskan pada tahun 2035. Namun para ilmuwan dan lembaga pemerintah belum menemukan cara untuk menangani perbedaan kecil ini," kata Whibberley.
Baca Juga: Mengapa Panjang Hari di Bumi Hanya 24 Jam? Padahal Bisa Lebih Lama
Para ilmuwan juga belum puas hanya dengan definisi tersebut, yang akurat hingga 10^-15 detik atau sepersejuta detik. Di seluruh dunia, tim peneliti sedang mengerjakan jam atom optik yang lebih presisi. Jam ini akan menggunakan transisi atom yang diinduksi cahaya tampak berenergi lebih tinggi dalam unsur-unsur seperti strontium dan ytterbium untuk meningkatkan akurasi lebih dari 100 kali lipat.
Faktanya, para ilmuwan sedang mendiskusikan apakah sudah waktunya untuk mendefinisikan ulang detik berdasarkan osilasi jam optik, menggunakan sumber cahaya UV dan cahaya tampak sebagai pengganti gelombang mikro. Meskipun beberapa pertanyaan penting masih perlu dijawab sebelum hal ini terjadi, jelas bahwa definisi tepat satu detik masih akan berubah. Sumber: Live Science
Ikuti Ulasan-Ulasan Menarik Lainnya dari Penulis Klik di Sini
