[Buku Bahasa Indonesia] Cosmos - Carl Sagan

BAB VIII : Perjalanan dalam Ruang dan Waktu

Kita telah terlalu mencintai bintang-bintang sehingga tidak lagi takut pada malam.
— Epita? pada batu nisan dua astronom amatir

Naik-turunnya ombak di pantai sebagian disebabkan oleh pasang surut. Moon dan Sun berada sangat jauh dari kita. Namun pengaruh gravitasi keduanya sangat nyata dan dapat dirasakan di sini, di Bumi.

Pantai mengingatkan kita pada ruang angkasa. Butiran pasir yang halus, yang ukurannya kurang lebih seragam, terbentuk dari batuan yang lebih besar melalui proses saling berbenturan dan bergesekan selama berabad-abad—abrasi dan erosi yang terus-menerus—yang kembali digerakkan oleh ombak dan cuaca di bawah pengaruh jauh Bulan dan Matahari.

Pantai juga mengingatkan kita pada waktu. Dunia ini jauh lebih tua daripada spesies manusia.

Segenggam pasir mengandung sekitar 10.000 butir, lebih banyak daripada jumlah bintang yang dapat kita lihat dengan mata telanjang pada malam yang cerah. Namun jumlah bintang yang dapat kita lihat hanyalah sebagian sangat kecil dari jumlah bintang yang sebenarnya ada. Apa yang kita lihat pada malam hari hanyalah segelintir kecil bintang yang paling dekat dengan kita. Sementara itu, Kosmos jauh lebih kaya daripada yang dapat dibayangkan: jumlah total bintang di alam semesta lebih banyak daripada semua butir pasir di seluruh pantai di planet Bumi.

Meskipun para astronom dan astrolog kuno berusaha menggambar berbagai bentuk di langit, sebuah rasi bintang pada dasarnya hanyalah pengelompokan bintang yang bersifat sewenang-wenang. Ia terdiri dari bintang-bintang yang secara intrinsik redup tetapi tampak terang karena dekat dengan kita, serta bintang-bintang yang sebenarnya jauh lebih terang tetapi berada sedikit lebih jauh.

Semua tempat di Bumi, dengan ketelitian yang sangat tinggi, memiliki jarak yang hampir sama terhadap bintang mana pun. Inilah sebabnya pola bintang dalam suatu rasi tidak berubah ketika kita berpindah dari, misalnya, Asia Tengah Soviet ke wilayah Midwest Amerika. Secara astronomis, Uni Soviet dan Amerika Serikat berada di tempat yang sama.

Bintang-bintang dalam suatu rasi berada begitu jauh sehingga kita tidak dapat mengenalinya sebagai konfigurasi tiga dimensi selama kita tetap terikat pada Bumi. Jarak rata-rata antar bintang adalah beberapa tahun cahaya, dan satu tahun cahaya—seperti yang kita ingat—sekitar sepuluh triliun kilometer.

Agar pola rasi bintang berubah, kita harus melakukan perjalanan sejauh jarak yang sebanding dengan jarak antar bintang; kita harus menjelajah melintasi tahun-tahun cahaya. Maka beberapa bintang yang dekat akan tampak keluar dari rasi itu, bintang lain akan masuk, dan bentuknya akan berubah secara dramatis.

Teknologi kita saat ini masih sepenuhnya belum mampu melakukan perjalanan antarbintang sebesar itu dalam waktu tempuh yang wajar. Namun komputer kita dapat diajarkan posisi tiga dimensi semua bintang yang berada relatif dekat. Kita kemudian dapat meminta komputer membawa kita dalam perjalanan kecil—misalnya mengelilingi kumpulan bintang terang yang membentuk Big Dipper—dan menyaksikan bagaimana rasi bintang berubah bentuk.

Kita menghubungkan bintang-bintang dalam rasi seperti biasa, seperti dalam gambar “menghubungkan titik-titik” di langit. Ketika sudut pandang kita berubah, bentuk tampaknya terdistorsi secara drastis. Para penghuni planet di sekitar bintang yang jauh akan melihat rasi bintang yang sangat berbeda di langit malam mereka dibandingkan dengan yang kita lihat di langit kita—semacam tes Rorschach kosmik bagi pikiran yang berbeda.

Barangkali suatu saat dalam beberapa abad ke depan sebuah pesawat antariksa dari Bumi akan benar-benar menempuh jarak seperti itu dengan kecepatan luar biasa dan menyaksikan rasi-rasi bintang baru yang belum pernah dilihat manusia sebelumnya—kecuali melalui simulasi komputer.

Sebagai contoh, Big Dipper, sebagaimana terlihat dari Bumi, akan tampak sangat berbeda jika kita melihatnya dari belakang atau dari samping. Pandangan semacam itu hanya dapat diperoleh jika kita bepergian hingga sekitar 150 tahun cahaya dari posisi kita sekarang.

Penampakan rasi bintang tidak hanya berubah dalam ruang, tetapi juga dalam waktu. Perubahan itu terjadi bukan hanya jika kita berpindah tempat, tetapi juga jika kita menunggu cukup lama.

Kadang-kadang bintang bergerak bersama dalam sebuah kelompok atau gugus. Dalam kasus lain, sebuah bintang tunggal dapat bergerak sangat cepat dibandingkan dengan tetangganya. Pada akhirnya bintang seperti itu akan meninggalkan rasi lama dan memasuki rasi baru.

Distributor pusat penjualan segala alat listrik tenaga surya. Toko online jual listrik tenaga matahari. Produsen Produk solar sel murah.www.tokosolarcell.net . daftar Paket harga penjualan listrik tenaga matahari

Kadang-kadang pula salah satu anggota sistem bintang ganda meledak, memutuskan ikatan gravitasi yang mengikat pasangannya. Bintang yang tersisa kemudian terlontar ke ruang angkasa dengan kecepatan orbit sebelumnya—seperti ketapel di langit.

Selain itu, bintang lahir, berevolusi, dan mati. Jika kita menunggu cukup lama, bintang-bintang baru akan muncul dan bintang-bintang lama akan lenyap. Pola langit perlahan-lahan meleleh dan berubah.

Bahkan dalam rentang waktu umur spesies manusia—beberapa juta tahun—rasi bintang telah berubah. Perhatikan konfigurasi Big Dipper, yang juga dikenal sebagai Ursa Major atau Beruang Besar. Komputer dapat membawa kita menjelajah dalam waktu maupun ruang.

Jika kita memutar waktu Big Dipper mundur ke masa lalu, dengan memperhitungkan gerakan bintang-bintangnya, kita menemukan bahwa bentuknya sangat berbeda satu juta tahun yang lalu. Pada masa itu, Big Dipper tampak seperti tombak.

Jika sebuah mesin waktu tiba-tiba menjatuhkan Anda di suatu masa yang sangat jauh di masa lalu, secara prinsip Anda dapat menentukan zaman tersebut dari konfigurasi bintang.

Jika Big Dipper tampak seperti tombak, maka kemungkinan besar Anda berada di **Pleistocene Tengah.

Kita juga dapat meminta komputer menjalankan suatu rasi bintang maju ke masa depan. Pertimbangkan rasi Leo, Sang Singa.

Zodiak adalah sabuk yang terdiri dari dua belas rasi bintang yang tampak membentang mengelilingi langit sepanjang jalur tahunan semu Sun di langit. Akar kata zodiak berasal dari kata untuk kebun binatang, karena rasi-rasi zodiak—seperti Leo—sebagian besar dibayangkan sebagai hewan.

Satu juta tahun dari sekarang, Leo akan tampak semakin tidak menyerupai singa dibandingkan sekarang. Mungkin keturunan jauh kita akan menyebutnya rasi teleskop radio—meskipun saya menduga bahwa satu juta tahun dari sekarang teleskop radio mungkin sudah menjadi jauh lebih usang daripada tombak batu pada masa kini.

Rasi (nonzodiak) Orion, Sang Pemburu, digambarkan oleh empat bintang terang dan dibelah oleh garis diagonal tiga bintang yang mewakili sabuk pemburu. Tiga bintang yang lebih redup yang menggantung dari sabuk tersebut, menurut “tes proyeksi astronomi” yang lazim, adalah pedang Orion.

Bintang tengah pada pedang itu sebenarnya bukan bintang, melainkan awan gas raksasa yang disebut Orion Nebula, tempat bintang-bintang baru sedang dilahirkan.

Banyak bintang di Orion bersifat panas dan muda, berevolusi dengan cepat dan mengakhiri hidupnya dalam ledakan kosmik dahsyat yang disebut Supernova. Mereka lahir dan mati dalam rentang waktu puluhan juta tahun.

Jika pada komputer kita menjalankan Orion dengan cepat ke masa depan yang jauh, kita akan melihat efek yang menakjubkan: kelahiran dan kematian spektakuler banyak bintang, berkedip dan padam seperti kunang-kunang di malam hari.

Lingkungan terdekat Matahari di ruang angkasa—yang disebut lingkungan Matahari—mencakup sistem bintang terdekat, Alpha Centauri. Sistem ini sebenarnya merupakan sistem tiga bintang: dua bintang saling mengorbit satu sama lain, dan sebuah bintang ketiga, Proxima Centauri, mengorbit pasangan tersebut pada jarak yang lebih jauh. Pada beberapa titik orbitnya, Proxima menjadi bintang terdekat yang diketahui dari Matahari—itulah sebabnya ia dinamai demikian.

Sebagian besar bintang di langit merupakan anggota sistem bintang ganda atau majemuk. Matahari kita yang sendirian merupakan sesuatu yang agak tidak lazim.

Bintang paling terang kedua dalam rasi Andromeda, yaitu Beta Andromedae, berjarak sekitar 75 tahun cahaya. Cahaya yang membuat kita melihatnya sekarang telah menghabiskan waktu 75 tahun melintasi kegelapan ruang antarbintang sebelum tiba di Bumi.

Jika—dalam kejadian yang sangat tidak mungkin—Beta Andromedae meledak pada hari Selasa lalu, kita tidak akan mengetahuinya selama 75 tahun lagi, karena informasi itu, yang bergerak dengan kecepatan cahaya, membutuhkan waktu selama itu untuk menempuh jarak antarbintang yang sangat besar.

Ketika cahaya yang kita lihat dari bintang ini memulai perjalanannya menuju Bumi, Albert Einstein, yang saat itu masih muda dan bekerja sebagai pegawai kantor paten di Swiss, baru saja menerbitkan teorinya yang monumental, Special Theory of Relativity, di Bumi.

Ruang dan waktu saling terjalin.
Kita tidak dapat memandang ke luar angkasa tanpa sekaligus memandang ke masa lalu.

Cahaya memang bergerak sangat cepat. Namun ruang angkasa sangat kosong, dan bintang-bintang terpisah oleh jarak yang sangat besar.

Jarak 75 tahun cahaya atau kurang sebenarnya sangat kecil dibandingkan jarak lain dalam astronomi. Dari Matahari ke pusat galaksi Milky Way berjarak sekitar 30.000 tahun cahaya. Dari galaksi kita ke galaksi spiral terdekat, Andromeda Galaxy (M31), jaraknya sekitar 2.000.000 tahun cahaya.

Ketika cahaya yang kita lihat hari ini dari M31 memulai perjalanannya menuju Bumi, belum ada manusia di planet kita, meskipun nenek moyang kita sedang berevolusi menuju bentuk manusia modern.

Jarak dari Bumi ke quasar yang paling jauh mencapai delapan hingga sepuluh miliar tahun cahaya. Kita melihatnya hari ini sebagaimana mereka sebelum Bumi terbentuk, bahkan sebelum Milky Way tercipta.

Situasi ini sebenarnya tidak hanya berlaku untuk objek astronomi. Namun hanya objek astronomi yang begitu jauh sehingga kecepatan cahaya yang terbatas menjadi penting.

Jika Anda melihat seorang teman yang berada tiga meter di ujung ruangan, Anda sebenarnya tidak melihatnya sebagaimana ia sekarang, melainkan sebagaimana ia seratus juta bagian detik yang lalu.

Perhitungannya sederhana:
jarak dibagi kecepatan cahaya.

Namun perbedaan antara teman Anda “sekarang” dan “seratus juta bagian detik yang lalu” terlalu kecil untuk disadari.

Sebaliknya, ketika kita melihat quasar yang berjarak delapan miliar tahun cahaya, fakta bahwa kita melihatnya delapan miliar tahun di masa lalu bisa menjadi sangat penting.

Sebagai contoh, ada ilmuwan yang berpendapat bahwa quasar adalah peristiwa ledakan besar yang hanya terjadi pada masa awal sejarah galaksi. Jika demikian, semakin jauh galaksi yang kita amati, semakin awal tahap sejarahnya yang kita lihat—dan semakin besar kemungkinan kita melihatnya sebagai quasar. Memang, jumlah quasar meningkat ketika kita mengamati jarak lebih dari lima miliar tahun cahaya.

Dua wahana antarbintang Voyager, mesin tercepat yang pernah diluncurkan dari Bumi, kini bergerak dengan kecepatan sekitar sepersepuluh ribu dari kecepatan cahaya. Dengan kecepatan itu, mereka memerlukan 40.000 tahun untuk mencapai bintang terdekat.

Apakah kita memiliki harapan untuk meninggalkan Bumi dan menempuh jarak yang sangat besar itu—bahkan hanya sampai Proxima Centauri—dalam waktu yang wajar?
Bisakah kita mendekati kecepatan cahaya?
Apa yang istimewa dari kecepatan cahaya?
Mungkinkah suatu hari kita dapat melampauinya?

Jika Anda berjalan-jalan melalui pedesaan Tuscany yang indah pada tahun 1890-an, Anda mungkin akan bertemu seorang remaja berambut agak panjang yang putus sekolah menengah di jalan menuju Pavia.

Guru-gurunya di Jerman mengatakan bahwa ia tidak akan pernah menjadi apa-apa, bahwa pertanyaannya merusak disiplin kelas, dan bahwa ia lebih baik keluar dari sekolah.

Maka ia pun pergi dan mengembara, menikmati kebebasan di Italia Utara, tempat ia dapat merenungkan berbagai persoalan yang jauh dari mata pelajaran yang dipaksakan kepadanya di ruang kelas Prusia yang sangat disiplin.

Namanya adalah Albert Einstein—dan renungannya mengubah dunia.

Albert Einstein pernah terpesona oleh buku People’s Book of Natural Science karya Aaron Bernstein, sebuah buku populer tentang sains yang pada halaman pertamanya sudah menggambarkan kecepatan luar biasa listrik yang merambat melalui kabel dan cahaya yang melintas melalui ruang angkasa.

Ia bertanya-tanya seperti apa dunia ini jika kita dapat melakukan perjalanan di atas gelombang cahaya.

Bepergian dengan kecepatan cahaya?

Betapa menarik dan ajaibnya gagasan itu bagi seorang anak laki-laki yang berjalan di jalan pedesaan, di bawah sinar matahari yang berkilau dan bergetar di permukaan tanah.

Jika Anda bergerak bersama gelombang cahaya, Anda tidak akan dapat mengatakan bahwa Anda sedang berada di atas sebuah gelombang. Jika Anda memulai perjalanan di puncak gelombang, Anda akan tetap berada di puncaknya dan kehilangan seluruh kesadaran bahwa itu sebenarnya adalah sebuah gelombang.

Sesuatu yang aneh terjadi pada kecepatan cahaya.

Semakin lama Einstein memikirkan pertanyaan-pertanyaan seperti ini, semakin mengganggu pula hasilnya. Paradoks tampaknya muncul di mana-mana jika kita membayangkan perjalanan dengan kecepatan cahaya. Beberapa gagasan yang sebelumnya diterima begitu saja ternyata tidak pernah dipikirkan dengan cukup hati-hati.

Einstein mengajukan pertanyaan-pertanyaan sederhana yang sebenarnya bisa saja ditanyakan berabad-abad sebelumnya.

Misalnya: apa yang sebenarnya kita maksud ketika mengatakan bahwa dua peristiwa terjadi secara bersamaan?

Bayangkan saya sedang mengendarai sepeda menuju ke arah Anda. Saat mendekati sebuah persimpangan, saya hampir bertabrakan—setidaknya menurut pandangan saya—dengan sebuah kereta yang ditarik kuda. Saya berbelok mendadak dan nyaris saja tertabrak.

Sekarang bayangkan kembali peristiwa itu, tetapi kali ini kereta dan sepeda sama-sama bergerak mendekati kecepatan cahaya.

Jika Anda berdiri di jalan agak jauh dari persimpangan, kereta itu bergerak tegak lurus terhadap garis pandang Anda. Anda melihat saya—melalui cahaya Matahari yang dipantulkan—sedang bergerak menuju ke arah Anda.

Bukankah seharusnya kecepatan saya ditambahkan pada kecepatan cahaya, sehingga citra saya sampai kepada Anda jauh lebih cepat daripada citra kereta itu?

Tidakkah Anda akan melihat saya berbelok lebih dahulu, sebelum melihat kereta itu tiba?

Mungkinkah kereta dan saya mendekati persimpangan secara bersamaan menurut sudut pandang saya, tetapi tidak bersamaan menurut sudut pandang Anda?

Mungkinkah saya mengalami hampir tabrakan dengan kereta itu, sementara Anda justru melihat saya berbelok menghindari sesuatu yang tidak ada dan kemudian mengayuh sepeda dengan riang menuju kota Vinci?

Pertanyaan-pertanyaan ini aneh dan halus. Mereka menantang apa yang tampaknya jelas. Ada alasan mengapa tidak ada orang yang memikirkannya sebelum Einstein.

Dari pertanyaan-pertanyaan yang sangat mendasar inilah Einstein menghasilkan pemikiran ulang yang radikal tentang dunia, sebuah revolusi dalam fisika.

Jika dunia ini ingin dipahami—jika kita ingin menghindari paradoks logika ketika bergerak dengan kecepatan sangat tinggi—maka ada beberapa aturan, semacam perintah alam, yang harus dipatuhi.

Einstein merumuskan aturan-aturan ini dalam Special Theory of Relativity.

Cahaya (baik yang dipantulkan maupun yang dipancarkan oleh suatu benda) selalu bergerak dengan kecepatan yang sama, apakah benda itu bergerak atau diam.

Dengan kata lain:

Jangan menambahkan kecepatanmu pada kecepatan cahaya.

Selain itu, tidak ada benda bermassa yang dapat bergerak lebih cepat daripada cahaya.

Dengan kata lain:

Jangan bergerak dengan kecepatan cahaya atau melampauinya.

Tidak ada hukum fisika yang melarang Anda bergerak sangat dekat dengan kecepatan cahaya. Kecepatan 99,9 persen dari kecepatan cahaya masih sepenuhnya diperbolehkan.

Namun, sekeras apa pun Anda mencoba, Anda tidak akan pernah mencapai angka desimal terakhir itu.

Agar dunia tetap konsisten secara logis, harus ada batas kecepatan kosmik. Jika tidak, kita dapat mencapai kecepatan berapa pun hanya dengan menambahkan kecepatan dari platform yang bergerak.

Pada pergantian abad ke-20, banyak orang Eropa percaya pada kerangka acuan yang istimewa. Mereka menganggap budaya Jerman, Prancis, atau Inggris lebih unggul daripada budaya negara lain; mereka menganggap bangsa Eropa lebih superior daripada bangsa-bangsa lain yang kebetulan dijajah.

Penerapan sosial dan politik dari gagasan Aristarchus of Samos dan Nicolaus Copernicus sering ditolak atau diabaikan.

Einstein muda memberontak terhadap gagasan kerangka acuan istimewa ini, baik dalam fisika maupun dalam politik.

Di dalam alam semesta yang dipenuhi bintang-bintang yang bergerak ke segala arah, tidak ada tempat yang benar-benar diam, tidak ada kerangka pandang yang lebih unggul daripada yang lain.

Inilah arti kata relativitas.

Gagasan ini sebenarnya sangat sederhana, meskipun sering tampak penuh keajaiban:

dalam memandang alam semesta, setiap tempat sama baiknya dengan tempat lainnya.

Hukum-hukum alam harus sama bagi siapa pun yang mendeskripsikannya.

Jika hal ini benar—dan akan sangat aneh jika posisi kecil kita di kosmos ternyata istimewa—maka konsekuensinya adalah tidak seorang pun dapat bergerak lebih cepat daripada cahaya.

Kita mendengar bunyi cambuk meletup karena ujung cambuk itu bergerak lebih cepat daripada kecepatan suara, sehingga menciptakan gelombang kejut kecil yang disebut ledakan sonik. Bunyi guntur memiliki asal yang serupa.

Dulu pernah diyakini bahwa pesawat tidak mungkin terbang lebih cepat daripada suara. Kini penerbangan supersonik sudah menjadi hal biasa.

Namun penghalang cahaya berbeda dari penghalang suara. Ia bukan sekadar persoalan teknik seperti yang dihadapi pesawat supersonik.

Ia adalah hukum dasar alam, sama mendasarnya dengan gravitasi.

Dan dalam pengalaman kita tidak ada fenomena—seperti letupan cambuk atau guntur untuk suara—yang menunjukkan kemungkinan bergerak lebih cepat daripada cahaya di ruang hampa.

Sebaliknya, terdapat rentang pengalaman yang sangat luas—misalnya melalui akselerator nuklir dan jam atom—yang semuanya menunjukkan kesesuaian kuantitatif yang sangat tepat dengan teori relativitas khusus.

Masalah mengenai keserempakan peristiwa (simultaneitas) tidak berlaku pada suara sebagaimana pada cahaya, karena suara merambat melalui suatu medium materi, biasanya udara. Gelombang suara yang mencapai Anda ketika seorang teman berbicara sebenarnya adalah gerakan molekul-molekul udara.

Cahaya, sebaliknya, dapat merambat di ruang hampa. Ada batasan tertentu mengenai bagaimana molekul udara dapat bergerak—batasan yang tidak berlaku pada ruang hampa.

Cahaya dari Sun mencapai kita melintasi ruang kosong di antaranya. Namun, sekeras apa pun kita mencoba mendengarkan, kita tidak akan pernah mendengar letupan bintik Matahari ataupun dentuman suar dari Matahari.

Pada masa sebelum teori relativitas, pernah diyakini bahwa cahaya merambat melalui suatu medium khusus yang memenuhi seluruh ruang angkasa, yang disebut eter pembawa cahaya (luminiferous aether). Namun eksperimen terkenal Michelson–Morley experiment menunjukkan bahwa eter semacam itu tidak ada.

Kadang-kadang kita mendengar tentang hal-hal yang dikatakan dapat bergerak lebih cepat daripada cahaya. Salah satunya adalah apa yang kadang disebut “kecepatan pikiran.”

Ini adalah gagasan yang sangat tidak masuk akal—terutama karena kecepatan impuls yang bergerak melalui neuron-neuron di otak kita kira-kira sebanding dengan kecepatan kereta yang ditarik keledai.

Bahwa manusia cukup cerdas untuk merumuskan teori relativitas menunjukkan bahwa kita berpikir dengan baik, tetapi bukan berarti kita berpikir dengan cepat.

Impuls listrik dalam komputer modern, bagaimanapun, bergerak hampir mendekati kecepatan cahaya.

Teori Special Theory of Relativity, yang sepenuhnya dirumuskan oleh Albert Einstein ketika ia masih berusia pertengahan dua puluhan, telah didukung oleh setiap eksperimen yang pernah dilakukan untuk mengujinya.

Mungkin saja suatu hari seseorang akan menemukan teori baru yang konsisten dengan semua pengetahuan kita saat ini—yang mampu menghindari paradoks mengenai simultaneitas, meniadakan kerangka acuan istimewa, namun tetap memungkinkan perjalanan lebih cepat daripada cahaya.

Namun kemungkinan itu tampaknya sangat kecil.

Larangan Einstein terhadap perjalanan yang lebih cepat daripada cahaya mungkin bertentangan dengan akal sehat kita. Tetapi dalam hal ini, mengapa kita harus mempercayai akal sehat?

Mengapa pengalaman kita pada kecepatan 10 kilometer per jam harus menentukan hukum alam pada kecepatan 300.000 kilometer per detik?

Relativitas memang menetapkan batas pada apa yang pada akhirnya dapat dilakukan manusia. Namun alam semesta tidak diwajibkan untuk selalu selaras dengan ambisi manusia.

Relativitas khusus menutup salah satu cara untuk mencapai bintang-bintang—yakni kapal yang dapat melaju lebih cepat daripada cahaya.

Namun secara menggoda, teori ini juga menyiratkan cara lain yang sama sekali tak terduga.

Mengikuti gagasan George Gamow, bayangkan suatu tempat di mana kecepatan cahaya bukan 300.000 kilometer per detik, melainkan sesuatu yang jauh lebih sederhana—misalnya 40 kilometer per jam—dan batas ini ditegakkan secara mutlak.

(Tidak ada hukuman karena melanggar hukum alam, sebab tidak ada kejahatan. Alam semesta mengatur dirinya sendiri dan memastikan bahwa larangan-larangannya mustahil dilanggar.)

Bayangkan Anda mengendarai skuter dan mulai mendekati kecepatan cahaya.

(Relativitas penuh dengan kalimat yang dimulai dengan “Bayangkan…”. Einstein menyebut latihan semacam ini sebagai eksperimen pikiran atau Gedankenexperiment.)

Ketika kecepatan Anda meningkat, Anda mulai melihat di sekitar sudut benda-benda yang Anda lewati. Meskipun Anda tetap menghadap lurus ke depan, benda-benda yang berada di belakang Anda mulai muncul dalam bidang pandang di depan Anda.

Ketika Anda mendekati kecepatan cahaya, dari sudut pandang Anda dunia akan tampak sangat aneh. Pada akhirnya seluruh dunia seolah-olah terperas menjadi sebuah jendela bundar kecil tepat di depan Anda.

Dari sudut pandang pengamat yang diam, cahaya yang dipantulkan dari tubuh Anda akan bergeser menjadi lebih merah ketika Anda menjauh, dan lebih biru ketika Anda kembali mendekat.

Jika Anda bergerak menuju pengamat hampir dengan kecepatan cahaya, Anda akan diselimuti oleh cahaya kromatik yang aneh: radiasi inframerah Anda yang biasanya tak terlihat akan bergeser ke panjang gelombang yang lebih pendek dan menjadi tampak oleh mata.

Tubuh Anda juga akan terkompresi sepanjang arah gerak, massa Anda akan meningkat, dan waktu—sebagaimana Anda mengalaminya—akan melambat.

Konsekuensi menakjubkan dari perjalanan mendekati kecepatan cahaya ini disebut dilatasi waktu (time dilation).

Namun bagi seorang pengamat yang bergerak bersama Anda—misalnya seseorang yang duduk di kursi kedua skuter itu—tidak satu pun dari efek ini akan terlihat.

Prediksi-prediksi aneh dari relativitas khusus ini, yang pada awalnya tampak membingungkan, sebenarnya benar dalam makna terdalam yang dimiliki kebenaran ilmiah.

Efek-efek tersebut bergantung pada gerak relatif. Namun mereka nyata, bukan ilusi optik.

Semua ini dapat dibuktikan dengan matematika sederhana, terutama aljabar tingkat awal, sehingga dapat dipahami oleh siapa pun yang berpendidikan.

Prediksi tersebut juga sesuai dengan banyak eksperimen.

Jam yang sangat akurat yang dibawa dalam pesawat terbang melambat sedikit dibandingkan dengan jam yang tetap berada di darat.

Akselerator nuklir juga dirancang dengan mempertimbangkan kenaikan massa ketika kecepatan meningkat. Jika tidak, partikel yang dipercepat akan menabrak dinding alat tersebut dan penelitian fisika nuklir eksperimental hampir tidak mungkin dilakukan.

Kecepatan adalah jarak dibagi waktu.

Namun ketika mendekati kecepatan cahaya, kita tidak dapat lagi menjumlahkan kecepatan secara sederhana, seperti yang biasa kita lakukan dalam kehidupan sehari-hari.

Akibatnya, gagasan lama tentang ruang absolut dan waktu absolut—yang tidak bergantung pada gerak relatif—harus ditinggalkan.

Inilah sebabnya mengapa Anda menyusut.
Inilah pula alasan terjadinya dilatasi waktu.

Jika Anda bepergian mendekati kecepatan cahaya, Anda hampir tidak akan menua sama sekali, sementara teman-teman dan keluarga Anda di Bumi akan menua seperti biasa.

Ketika Anda kembali dari perjalanan relativistik itu, perbedaannya akan sangat mencolok: mereka mungkin telah menua puluhan tahun, sedangkan Anda hampir tidak menua sama sekali.

Perjalanan mendekati kecepatan cahaya seolah-olah merupakan ramuan keabadian.

Karena waktu melambat ketika mendekati kecepatan cahaya, relativitas khusus sebenarnya memberikan cara untuk mencapai bintang-bintang.

Namun muncul pertanyaan penting:

Apakah secara rekayasa praktis kita benar-benar dapat bergerak mendekati kecepatan cahaya?

Apakah kapal antarbintang (starship) mungkin dibuat?

Wilayah Tuscany bukan hanya tempat berkembangnya sebagian pemikiran Einstein muda; wilayah itu juga merupakan rumah bagi seorang jenius besar lain yang hidup 400 tahun sebelumnya, yaitu Leonardo da Vinci.

Leonardo gemar mendaki bukit-bukit Tuscany dan memandang bumi dari ketinggian besar, seolah-olah ia sedang melayang seperti burung.

Ia menggambar perspektif udara pertama dari landskap, kota, dan benteng.

Di antara banyak minat dan pencapaiannya—dalam lukisan, patung, anatomi, geologi, sejarah alam, serta teknik militer dan sipil—Leonardo memiliki satu hasrat besar:

menciptakan mesin yang dapat terbang.

Ia membuat gambar, membangun model, bahkan merancang prototipe ukuran penuh.

Namun tidak satu pun yang berhasil.

Pada masa itu belum ada mesin yang cukup kuat sekaligus cukup ringan untuk memungkinkan penerbangan.

Meskipun demikian, rancangan-rancangannya sangat brilian dan kemudian mengilhami para insinyur di masa depan.

Leonardo sendiri merasa putus asa oleh kegagalan-kegagalan ini.

Namun sebenarnya itu bukan kesalahannya.

Ia hanya terlahir terlalu awal—terperangkap dalam abad ke-15.

Kasus serupa pernah terjadi pada tahun 1939, ketika sekelompok insinyur yang menamakan diri British Interplanetary Society merancang sebuah kapal untuk membawa manusia ke Moon—dengan teknologi yang tersedia pada tahun 1939.

Rancangannya tentu tidak identik dengan desain wahana Apollo Program, yang benar-benar melaksanakan misi tersebut tiga dekade kemudian. Namun rancangan itu sudah menunjukkan bahwa suatu hari perjalanan ke Bulan mungkin menjadi kemungkinan teknik yang nyata.

Saat ini kita telah memiliki rancangan awal kapal yang dapat membawa manusia menuju bintang-bintang.

Tak satu pun dari wahana ini dibayangkan berangkat langsung dari Bumi. Sebaliknya, mereka direncanakan dirakit di orbit Bumi, lalu diluncurkan dari sana untuk memulai perjalanan antarbintang yang panjang.

Salah satu rancangan itu disebut Project Orion, dinamai dari rasi bintang Orion, sebagai pengingat bahwa tujuan akhirnya adalah bintang-bintang.

Orion dirancang untuk menggunakan ledakan bom hidrogen, yaitu senjata nuklir, yang diarahkan ke sebuah pelat inersia di bagian belakang kapal. Setiap ledakan akan memberikan dorongan kecil—semacam putt-putt—sehingga kapal itu pada dasarnya merupakan perahu motor nuklir raksasa di ruang angkasa.

Dari sudut pandang rekayasa, Orion tampak sepenuhnya layak secara teknis.

Secara alami, metode ini akan menghasilkan sejumlah besar puing radioaktif, tetapi—dalam profil misi yang dirancang secara bertanggung jawab—ledakan tersebut hanya akan terjadi di ruang kosong antaraplanet atau antarbintang.

Proyek Orion pernah dikembangkan secara serius di United States hingga akhirnya dihentikan setelah ditandatanganinya perjanjian internasional yang melarang peledakan senjata nuklir di ruang angkasa.

Bagi saya, ini adalah kerugian besar. Kapal antarbintang Orion adalah pemanfaatan terbaik dari senjata nuklir yang dapat saya bayangkan.

Rancangan lain adalah Project Daedalus, sebuah desain yang lebih baru dari British Interplanetary Society.

Proyek ini mengasumsikan keberadaan reaktor fusi nuklir—teknologi yang jauh lebih aman dan efisien dibandingkan pembangkit listrik fisi yang ada sekarang.

Saat ini kita belum memiliki reaktor fusi yang berfungsi secara praktis, tetapi banyak ilmuwan yakin teknologi itu akan tersedia dalam beberapa dekade mendatang.

Baik Orion maupun Daedalus diperkirakan dapat mencapai sekitar 10 persen dari kecepatan cahaya.

Perjalanan menuju sistem bintang terdekat, Alpha Centauri, yang berjarak sekitar 4,3 tahun cahaya, akan memakan waktu sekitar 43 tahun—kurang dari satu masa hidup manusia.

Namun kapal-kapal ini tidak akan bergerak cukup dekat dengan kecepatan cahaya sehingga efek dilatasi waktu relativistik menjadi signifikan.

Bahkan dengan perkiraan optimistis mengenai perkembangan teknologi kita, tampaknya Orion, Daedalus, atau penerusnya tidak akan dibangun sebelum pertengahan abad ke-21—meskipun sebenarnya Orion dapat dibangun sekarang jika kita benar-benar menginginkannya.

Untuk perjalanan yang lebih jauh daripada bintang-bintang terdekat, diperlukan pendekatan lain.

Mungkin Orion atau Daedalus dapat digunakan sebagai kapal multigenerasi, sehingga mereka yang tiba di planet di sekitar bintang lain adalah keturunan jauh dari orang-orang yang memulai perjalanan berabad-abad sebelumnya.

Atau mungkin suatu hari akan ditemukan cara hibernasi manusia yang aman, sehingga para penjelajah ruang angkasa dapat dibekukan dan kemudian dibangunkan kembali berabad-abad kemudian.

Kapal antarbintang nonrelativistik semacam ini—meskipun sangat mahal—tampaknya relatif lebih mudah dirancang, dibangun, dan dioperasikan dibandingkan kapal yang harus bergerak mendekati kecepatan cahaya.

Sistem bintang lain memang dapat dijangkau oleh spesies manusia, tetapi hanya melalui usaha yang sangat besar.

Penerbangan antarbintang yang sangat cepat—dengan kecepatan kapal mendekati kecepatan cahaya—bukanlah tujuan untuk seratus tahun, melainkan untuk seribu atau bahkan sepuluh ribu tahun ke depan.

Namun secara prinsip, hal itu mungkin dilakukan.

Salah satu konsep adalah ramjet antarbintang yang diusulkan oleh Robert W. Bussard.

Kapal ini akan mengumpulkan materi tipis yang tersebar di ruang antarbintang, terutama atom hidrogen, lalu mempercepatnya ke dalam mesin fusi dan memuntahkannya ke belakang sebagai dorongan.

Hidrogen tersebut berfungsi sekaligus sebagai bahan bakar dan massa reaksi.

Masalahnya adalah bahwa di ruang antarbintang hanya terdapat sekitar satu atom dalam setiap sepuluh sentimeter kubik—volume kira-kira sebesar buah anggur.

Agar ramjet ini berfungsi, kapal memerlukan corong pengumpul di bagian depan yang lebarnya ratusan kilometer.

Ketika kapal mencapai kecepatan relativistik, atom hidrogen itu akan bergerak relatif terhadap kapal hampir dengan kecepatan cahaya.

Jika tidak dilakukan perlindungan yang memadai, kapal dan para penumpangnya dapat dipanggang oleh sinar kosmik yang diinduksi oleh tumbukan partikel tersebut.

Salah satu solusi yang diusulkan adalah menggunakan laser untuk melepaskan elektron dari atom-atom antarbintang sehingga atom-atom itu menjadi bermuatan listrik, lalu menggunakan medan magnet yang sangat kuat untuk membelokkannya ke dalam corong pengumpul dan menjauhkannya dari bagian lain kapal.

Ini adalah rekayasa teknik dalam skala yang belum pernah ada sebelumnya di Bumi.

Kita sedang berbicara tentang mesin sebesar dunia kecil.

Namun mari kita bayangkan sejenak kapal semacam itu.

Bumi menarik kita dengan gaya gravitasi tertentu, yang jika kita jatuh akan kita rasakan sebagai percepatan.

Jika kita jatuh dari pohon—seperti yang mungkin sering dialami oleh nenek moyang pramanusia kita—kita akan jatuh semakin cepat, meningkatkan kecepatan jatuh kita sekitar 10 meter per detik setiap detik.

Percepatan ini disebut 1 g, di mana g adalah percepatan gravitasi Bumi.

Kita terbiasa dengan percepatan 1 g; kita tumbuh dalam kondisi itu.

Jika kita hidup di dalam kapal antarbintang yang dapat mempercepat dengan 1 g secara terus-menerus, lingkungan yang kita rasakan akan sepenuhnya terasa alami.

Kesetaraan antara gaya gravitasi dan gaya yang kita rasakan dalam pesawat yang dipercepat merupakan salah satu ciri utama dari General Theory of Relativity yang kemudian dikembangkan oleh Einstein.

Dengan percepatan konstan 1 g, setelah satu tahun perjalanan di ruang angkasa kita akan bergerak sangat dekat dengan kecepatan cahaya.

Misalkan kapal semacam itu mempercepat dengan 1 g hingga mencapai titik tengah perjalanan, lalu diputar dan mulai memperlambat dengan 1 g hingga tiba di tujuan.

Selama sebagian besar perjalanan, kecepatannya akan sangat dekat dengan kecepatan cahaya, dan waktu akan melambat secara dramatis.

Salah satu tujuan yang relatif dekat adalah Barnard's Star, sekitar enam tahun cahaya dari kita. Bintang itu dapat dicapai dalam sekitar delapan tahun waktu kapal.

Pusat galaksi Milky Way dapat dicapai dalam sekitar dua puluh satu tahun waktu kapal.

Galaksi Andromeda Galaxy (M31) dapat dicapai dalam sekitar dua puluh delapan tahun waktu kapal.

Namun orang-orang yang tinggal di Bumi akan melihatnya secara berbeda.

Alih-alih dua puluh satu tahun menuju pusat galaksi, mereka akan mengukur waktu perjalanan sekitar 30.000 tahun.

Ketika kita kembali ke rumah, hampir tidak ada lagi teman yang tersisa untuk menyambut kita.

Secara prinsip, perjalanan seperti ini—dengan kecepatan yang semakin mendekati kecepatan cahaya—bahkan memungkinkan kita mengelilingi alam semesta yang diketahui dalam sekitar lima puluh enam tahun waktu kapal.

Namun kita akan kembali puluhan miliar tahun di masa depan—menemukan Bumi telah menjadi bara hangus dan Matahari telah mati.

Penerbangan ruang angkasa relativistik membuat alam semesta dapat dijangkau oleh peradaban maju, tetapi hanya oleh mereka yang benar-benar melakukan perjalanan itu.

Tidak tampaknya ada cara bagi informasi untuk kembali kepada mereka yang tertinggal lebih cepat daripada kecepatan cahaya.

Rancangan Project Orion, Project Daedalus, dan Bussard Ramjet mungkin masih jauh dari bentuk sebenarnya dari kapal antarbintang yang suatu hari akan kita bangun—sebagaimana model-model Leonardo da Vinci jauh berbeda dari pesawat supersonik masa kini.

Namun jika kita tidak menghancurkan diri kita sendiri, saya percaya bahwa suatu hari nanti kita akan menjelajah ke bintang-bintang. Ketika tata surya kita telah sepenuhnya dieksplorasi, planet-planet di sekitar bintang lain akan memanggil kita.

Perjalanan ruang angkasa dan perjalanan waktu saling berkaitan. Kita hanya dapat melakukan perjalanan cepat ke ruang angkasa dengan bergerak cepat menuju masa depan.

Namun bagaimana dengan masa lalu?

Apakah kita dapat kembali ke masa lalu dan mengubahnya?
Dapatkah kita membuat peristiwa terjadi secara berbeda dari yang dicatat dalam buku sejarah?

Kita sebenarnya selalu bergerak menuju masa depan—perlahan, dengan laju satu hari setiap hari. Dengan penerbangan ruang angkasa relativistik kita dapat bergerak cepat menuju masa depan.

Namun banyak fisikawan percaya bahwa perjalanan menuju masa lalu adalah mustahil.

Bahkan jika Anda memiliki alat yang dapat membawa Anda kembali ke masa lalu, mereka berpendapat bahwa Anda tidak akan dapat melakukan apa pun yang benar-benar mengubah hasil peristiwa.

Misalnya, jika Anda kembali ke masa lalu dan mencegah orang tua Anda bertemu, maka Anda tidak akan pernah lahir—sebuah kontradiksi, karena jelas Anda ada.

Seperti pembuktian irasionalitas √2 atau diskusi tentang simultaneitas dalam Special Theory of Relativity, ini adalah argumen di mana premisnya dipertanyakan karena kesimpulannya tampak absurd.

Namun beberapa fisikawan lain mengusulkan kemungkinan yang berbeda: bahwa dua sejarah alternatif, dua realitas yang sama-sama sah, dapat eksis berdampingan—yang satu adalah dunia yang Anda kenal, dan yang lain adalah dunia di mana Anda tidak pernah dilahirkan.

Mungkin waktu sendiri memiliki banyak dimensi potensial, meskipun kita hanya dapat mengalami salah satunya.

Bayangkan Anda kembali ke masa lalu dan mengubahnya—misalnya dengan meyakinkan Queen Isabella I of Castile untuk tidak mendukung pelayaran Christopher Columbus.

Dalam hal itu, Anda mungkin telah memulai rangkaian peristiwa sejarah yang berbeda, yang tidak akan pernah diketahui oleh orang-orang yang tetap berada dalam garis waktu kita.

Jika perjalanan waktu semacam itu mungkin terjadi, maka setiap sejarah alternatif yang dapat dibayangkan mungkin benar-benar ada dalam suatu makna tertentu.

Sejarah sebagian besar terdiri dari anyaman kompleks berbagai benang—kekuatan sosial, budaya, dan ekonomi—yang saling terkait sangat erat dan tidak mudah diurai.

Banyak peristiwa kecil yang acak dan tak terduga terjadi terus-menerus, dan sering kali tidak memiliki konsekuensi jangka panjang.

Namun beberapa peristiwa—yang terjadi pada titik kritis atau percabangan sejarah—dapat mengubah pola perjalanan sejarah.

Ada kalanya perubahan besar dapat dipicu oleh penyesuaian kecil yang tampaknya sepele. Semakin jauh peristiwa itu terjadi di masa lalu, semakin besar pengaruhnya—karena tuas waktu menjadi semakin panjang.

Virus polio adalah mikroorganisme yang sangat kecil. Kita mungkin menjumpai banyak di antaranya setiap hari. Namun hanya jarang sekali—untungnya—salah satunya menginfeksi manusia dan menyebabkan penyakit yang menakutkan ini.

Franklin D. Roosevelt, Presiden ke-32 United States, menderita polio.

Karena penyakit ini melumpuhkan, mungkin ia memberi Roosevelt rasa empati yang lebih besar terhadap mereka yang tertindas, atau mungkin memperkuat tekadnya untuk berhasil.

Jika kepribadian Roosevelt berbeda, atau jika ia tidak pernah memiliki ambisi menjadi presiden, maka Depresi Besar tahun 1930-an, World War II, dan bahkan pengembangan senjata nuklir mungkin saja berlangsung dengan cara yang berbeda.

Masa depan dunia mungkin telah berubah.

Namun virus hanyalah sesuatu yang sangat kecil—sekitar seperseratus juta meter. Hampir tidak berarti apa-apa.

Sebaliknya, bayangkan penjelajah waktu kita berhasil meyakinkan Ratu Isabella bahwa perhitungan geografi Columbus salah—bahwa berdasarkan perkiraan Eratosthenes mengenai keliling Bumi, Columbus tidak mungkin mencapai Asia dengan berlayar ke barat.

Hampir pasti seorang pelaut Eropa lain akan datang beberapa dekade kemudian dan berlayar ke arah barat menuju Dunia Baru.

Kemajuan dalam navigasi, daya tarik perdagangan rempah-rempah, dan persaingan antar kekuatan Eropa membuat penemuan Amerika sekitar tahun 1500 hampir tak terelakkan.

Memang, mungkin hari ini tidak akan ada negara Colombia, District of Columbia, kota Columbus, Ohio, atau Columbia University.

Namun jalannya sejarah secara keseluruhan mungkin tidak akan terlalu berbeda.

Untuk benar-benar mengubah masa depan secara mendalam, seorang penjelajah waktu mungkin harus campur tangan dalam banyak peristiwa yang dipilih dengan sangat hati-hati, untuk mengubah pola tenunan sejarah.

Betapa indahnya fantasi untuk menjelajahi dunia-dunia yang tidak pernah terjadi.

Dengan mengunjungi dunia-dunia itu, kita mungkin benar-benar dapat memahami bagaimana sejarah bekerja; sejarah dapat menjadi ilmu eksperimental.

Jika tokoh yang tampaknya sangat menentukan tidak pernah hidup—misalnya Plato, Paul the Apostle, atau Peter the Great—seberapa berbeda dunia ini?

Bagaimana jika tradisi ilmiah dari Ionian Greeks pada zaman kuno terus bertahan dan berkembang?

Hal itu tentu memerlukan perubahan banyak kekuatan sosial pada masa itu—termasuk keyakinan umum bahwa perbudakan adalah sesuatu yang alami dan benar.

Namun bagaimana jika cahaya pengetahuan yang terbit di wilayah Mediterania timur 2.500 tahun lalu tidak pernah padam?

Bagaimana jika sains, metode eksperimen, dan martabat keterampilan teknik telah berkembang dengan kuat dua ribu tahun sebelum Revolusi Industri?

Kadang-kadang saya berpikir kita mungkin telah menghemat sepuluh atau dua puluh abad.

Mungkin kontribusi Leonardo da Vinci telah muncul seribu tahun lebih awal, dan gagasan Albert Einstein lima ratus tahun lebih awal.

Namun dalam Bumi alternatif seperti itu, tentu saja Leonardo dan Einstein tidak akan pernah lahir.

Terlalu banyak hal yang akan berbeda.

Dalam setiap ejakulasi terdapat ratusan juta sel sperma, tetapi hanya satu yang dapat membuahi sel telur dan menghasilkan manusia generasi berikutnya.

Sperma mana yang berhasil membuahi sel telur bergantung pada faktor yang sangat kecil dan tampaknya tidak penting.

Jika sedikit saja sesuatu terjadi secara berbeda 2.500 tahun yang lalu, maka tidak seorang pun dari kita akan ada di sini hari ini. Akan ada miliaran orang lain yang hidup menggantikan kita.

Jika semangat ilmiah bangsa Ionia menang, saya kira kita—meskipun “kita” yang berbeda—mungkin sekarang sudah menjelajah bintang-bintang.

Kapal survei pertama kita ke Alpha Centauri, Barnard's Star, Sirius, dan Tau Ceti mungkin sudah lama kembali.

Armada besar kapal transportasi antarbintang mungkin sedang dibangun di orbit Bumi—kapal survei tanpa awak, kapal penumpang untuk para imigran, dan kapal dagang raksasa yang mengarungi lautan ruang angkasa.

Pada kapal-kapal itu akan terdapat simbol dan tulisan.

Jika kita melihat lebih dekat, mungkin kita akan menyadari bahwa bahasanya adalah bahasa Yunani.

Dan mungkin pada haluan salah satu kapal antarbintang pertama terdapat simbol dodekahedron dengan tulisan:

“Starship Theodorus of the Planet Earth.”

Dalam garis waktu dunia kita, semuanya berjalan sedikit lebih lambat.

Kita belum siap menuju bintang-bintang.

Namun mungkin dalam satu atau dua abad lagi, ketika tata surya telah sepenuhnya dijelajahi, kita juga telah menata planet kita sendiri.

Kita akan memiliki kemauan, sumber daya, dan pengetahuan teknis untuk pergi ke bintang-bintang.

Kita akan mempelajari dari kejauhan keragaman sistem planet lain—sebagian sangat mirip dengan tata surya kita, sebagian lagi sangat berbeda.

Kita akan mengetahui bintang mana yang layak dikunjungi.

Mesin-mesin kita dan keturunan kita kemudian akan meluncur melintasi tahun cahaya—anak-anak dari Thales of Miletus, Aristarchus of Samos, Leonardo, dan Einstein.

Kita belum mengetahui secara pasti berapa banyak sistem planet yang ada, tetapi tampaknya jumlahnya sangat melimpah.

Di lingkungan kosmik kita sendiri, sebenarnya terdapat empat sistem semacam itu: Jupiter, Saturn, dan Uranus masing-masing memiliki sistem satelit yang dalam ukuran relatif dan jarak orbitnya mirip dengan sistem planet yang mengelilingi Matahari.

Ekstrapolasi dari statistik bintang ganda dengan perbedaan massa besar menunjukkan bahwa hampir semua bintang tunggal seperti Matahari kemungkinan memiliki planet pendamping.

Kita belum dapat melihat langsung planet-planet di sekitar bintang lain karena mereka hanyalah titik cahaya kecil yang tertelan oleh cahaya terang bintang induknya.

Namun kita mulai mampu mendeteksi pengaruh gravitasi planet yang tak terlihat terhadap bintangnya.

Bayangkan sebuah bintang yang memiliki gerak diri besar (proper motion), bergerak perlahan selama puluhan tahun terhadap latar belakang rasi bintang yang lebih jauh.

Jika bintang itu memiliki sebuah planet besar—misalnya seukuran Jupiter—dan bidang orbitnya kebetulan tegak lurus terhadap garis pandang kita, maka ketika planet berada di sebelah kanan bintang (dari perspektif kita), bintang itu akan tertarik sedikit ke kanan.

Ketika planet berada di sebelah kiri, bintang akan tertarik ke kiri.

Akibatnya jalur gerak bintang akan berubah dari garis lurus menjadi jalur bergelombang.

Bintang terdekat yang dapat diteliti dengan metode ini adalah Barnard's Star, bintang tunggal terdekat dari kita.

Interaksi kompleks tiga bintang dalam sistem Alpha Centauri membuat pencarian planet kecil di sana sangat sulit.

Bahkan untuk Barnard’s Star sekalipun, penelitian ini memerlukan ketelitian luar biasa—mencari pergeseran posisi yang sangat kecil pada pelat fotografi yang diambil dengan teleskop selama puluhan tahun.

Dua pencarian semacam itu telah dilakukan untuk menemukan planet di sekitar Barnard’s Star, dan keduanya—menurut beberapa kriteria—berhasil, menunjukkan kemungkinan adanya dua atau tiga planet bermassa mirip Jupiter.

Namun sayangnya, kedua kumpulan pengamatan tersebut tidak sepenuhnya konsisten satu sama lain.

Sebuah sistem planet di sekitar Barnard’s Star mungkin telah ditemukan, tetapi bukti yang benar-benar meyakinkan masih menunggu penelitian lebih lanjut.

Metode lain untuk mendeteksi planet di sekitar bintang-bintang sedang dikembangkan. Salah satunya adalah dengan menghalangi cahaya bintang secara artifisial—misalnya dengan menempatkan sebuah cakram di depan teleskop ruang angkasa, atau dengan memanfaatkan tepi gelap Bulan sebagai cakram penghalang. Dengan cara ini, cahaya yang dipantulkan oleh planet—yang sebelumnya tersembunyi oleh kilau terang bintang induknya—dapat muncul dan terdeteksi.

Dalam beberapa dekade mendatang kita seharusnya memperoleh jawaban yang pasti mengenai bintang-bintang mana di antara seratus bintang terdekat yang memiliki planet raksasa sebagai pendampingnya.

Dalam beberapa tahun terakhir, pengamatan inframerah telah mengungkap sejumlah awan gas dan debu berbentuk cakram di sekitar beberapa bintang terdekat—awan yang kemungkinan merupakan cakram pra-planet. Sementara itu, beberapa kajian teoretis yang cukup menggugah telah mengemukakan bahwa sistem planet kemungkinan merupakan fenomena yang sangat umum di galaksi.

Serangkaian penelitian komputer telah menelaah evolusi cakram gas dan debu yang pipih dan memadat, jenis struktur yang diyakini melahirkan bintang dan planet. Gumpalan kecil materi—kondensasi pertama dalam cakram—dimasukkan secara acak ke dalam awan tersebut pada waktu-waktu yang berbeda. Gumpalan-gumpalan ini mengakresi partikel debu ketika bergerak melalui awan.

Ketika ukurannya membesar, gumpalan tersebut juga mulai menarik gas secara gravitasi, terutama hidrogen, dari awan di sekitarnya. Ketika dua gumpalan yang bergerak itu bertabrakan, program komputer membuat keduanya menempel dan bergabung. Proses ini berlanjut hingga seluruh gas dan debu dalam awan tersebut habis terserap dengan cara demikian.

Hasil akhirnya bergantung pada kondisi awal, khususnya pada bagaimana kepadatan gas dan debu terdistribusi terhadap jarak dari pusat awan. Namun untuk berbagai kondisi awal yang masuk akal, terbentuklah sistem planet yang sangat mirip dengan sistem kita sendiri—sekitar sepuluh planet, dengan planet kebumian dekat bintang dan planet raksasa gas di bagian luar.

Dalam kondisi lain, mungkin tidak terbentuk planet sama sekali, hanya sebaran asteroid. Atau mungkin terdapat planet raksasa gas dekat bintang, atau sebuah planet raksasa yang menyerap begitu banyak gas dan debu sehingga akhirnya berubah menjadi bintang, menghasilkan sistem bintang ganda.

Masih terlalu dini untuk memastikan, tetapi tampaknya keragaman sistem planet yang luar biasa tersebar di seluruh galaksi, dan dengan frekuensi yang tinggi—karena kita menduga hampir semua bintang terbentuk dari awan gas dan debu semacam ini.

Di galaksi Milky Way mungkin terdapat seratus miliar sistem planet yang menunggu untuk dijelajahi.

Tidak satu pun dari dunia-dunia itu akan identik dengan Bumi.
Sebagian kecil mungkin ramah bagi kehidupan; sebagian besar kemungkinan akan tampak sangat tidak bersahabat.

Banyak di antaranya akan sangat menakjubkan keindahannya.

Di beberapa dunia, akan ada banyak matahari di langit siang hari, banyak bulan di langit malam, atau sistem cincin partikel raksasa yang membentang dari cakrawala ke cakrawala.

Beberapa bulan akan begitu dekat dengan planetnya sehingga planet itu tampak sangat besar di langit, menutupi setengah cakrawala. Ada pula dunia yang memandang ke arah nebula gas raksasa, sisa-sisa sebuah bintang biasa yang pernah ada tetapi kini telah tiada.

Di semua langit itu—dipenuhi rasi bintang yang jauh dan asing—akan tampak sebuah bintang kuning yang redup. Mungkin hampir tak terlihat oleh mata telanjang, mungkin hanya tampak melalui teleskop. Bintang itu adalah bintang asal armada kapal antarbintang yang menjelajahi wilayah kecil dari galaksi besar ini.

Bintang itu adalah Sun kita.

Tema ruang dan waktu, seperti yang telah kita lihat, saling terkait erat.

Dunia dan bintang, seperti manusia, lahir, hidup, dan mati.

Usia manusia diukur dalam puluhan tahun; usia Matahari sekitar seratus juta kali lebih lama.

Dibandingkan dengan sebuah bintang, kita seperti serangga sehari hidup—makhluk fana yang menjalani seluruh kehidupannya dalam rentang satu hari saja.

Dari sudut pandang serangga itu, manusia tampak lamban, membosankan, hampir tak bergerak, seolah tidak pernah melakukan apa pun.

Namun dari sudut pandang sebuah bintang, manusia hanyalah kilatan kecil—salah satu dari miliaran kehidupan singkat yang berkelip rapuh di permukaan sebuah bola yang aneh: dingin, padat secara tak lazim, dan sangat jauh, tersusun dari silikat dan besi.

Di semua dunia lain di ruang angkasa itu, peristiwa-peristiwa sedang berlangsung, kejadian-kejadian yang akan menentukan masa depan mereka.

Dan di planet kecil kita sendiri, momen dalam sejarah ini merupakan sebuah titik percabangan sejarah yang sama mendalamnya dengan pertemuan antara para ilmuwan Ionian philosophers dan para mistikus sekitar 2.500 tahun yang lalu.

Apa yang kita lakukan dengan dunia kita pada masa ini akan merambat sepanjang abad-abad yang akan datang, dan secara kuat menentukan nasib keturunan kita—serta kemungkinan tempat mereka di antara bintang-bintang.