Massa dalam relativitas khusus

Menurut teori relativitas Einstein, banyak hal yang nggak absolut, misalnya kecepatan, panjang benda, waktu, dan lain-lain. In fact, semuanya itu tergantung dari kerangka acuan mana kita melihatnya, nggak ada yang salah. Untuk gambar di atas, hal itu memang bisa dijelaskan dengan kontraksi panjang (length contraction). Namun, pertanyaannya, apakah massa orang tersebut benar-benar berubah saat dia bergerak terhadap kerangka acuan tertentu?

Untuk menjawabnya, saya sudah berpikir dan melakukan riset sehingga bisa menarik kesimpulan: teori massa relativistik itu sudah ketinggalan zaman! Intinya, massa bergerak sebenarnya tidak ada menurut saya.

Apa itu massa?

Menurut Wikipedia, massa berarti properti atau kepemilikan dari suatu objek. Menurut fisika klasik, semakin besar massa suatu benda, semakin susah untuk membuat benda itu mengalami percepatan ketika gaya dikerjakan pada benda tersebut. Menurut fisika modern, massa sebenarnya sama dengan energi, hanya saja berbeda wujud. Ini disebut juga dengan ekuivalensi massa-energi.

Fisika modern berhasil menjelaskan bagaimana suatu benda bisa memiliki massa tertentu. Benda, selain tersusun oleh inti atom (proton dan neutron) dan elektron, juga tersusun atas partikel-partikel yang tidak bisa terlihat oleh mata telanjang. Salah satu jenisnya adalah subpartikel gluon yang menjembatani antarpartikel dalam inti atom untuk mengerjakan gaya tarik menarik (strong force). Semakin kuat fluks medan yang dihasilkan gluon, semakin kuat gayanya. Nah, gaya tarik menarik tersebut menjadi asal dari energi yang kita kenal sebagai energi ikatan. Tetapi, sebenarnya massa benda berasal dari energi tersebut. Jadi, itulah asal muasal dari massa benda.

Apakah kecepatan mengubah massa?



Menurut rumus ini. massa benda tergantung pada kecepatannya. Karena penyebut selalu lebih kecil dari 1, maka massa bergerak akan selalu lebih besar dari massa diamnya. Pernyataan yang sama juga ditemukan di buku Fisika tulisan Marthen Kanginan.

Jadi, ketika kita sedikit berpikir, jika benda sekecil pasir kita jatuhkan dengan kecepatan mendekati cahaya, katakanlah 290.000.000 m/s, rumusannya akan menjadi:


Namun:

Penyebutnya mendekati 0 saat kecepatan mendekati kecepatan cahaya. Jadi, massa bergerak pun pasti mendekati tak hingga! Hasil yang sangat aneh, bagaimana suatu benda memiliki massa yang sangat besar hanya karena kecepatannya besar? Hal itulah yang mengawali pemikiran saya mengenai ini.

Yang kedua, jika massa benda menjadi sangat besar karena kecepatan, bagaimana kecepatan memengaruhi subpartikel yang ada di dalam benda sehingga energi ikatannya menjadi sangat besar? Melalui gaya gesekkah? Namun, di luar angkasa kan nggak ada hambatan udara? Ilmuwan pada saat itu masih belum bisa menjelaskan fenomena ini. Konsep relativitas pun menjadi semakin rumit dengan adanya istilah massa bergerak.

Kesimpulan

Sekarang, ilmuwan mendefinisikan massa sebagai properti yang inheren dari suatu benda, istilah lainnya adalah invariant mass. Artinya, massa tidak tergantung dari kerangka acuan pengamat suatu benda. Jika pengamat yang diam melihat benda bermassa tiga kilogram, pengamat yang bergerak tentu akan melihat benda itu bermassa tiga kilogram juga.

Menurut saya, yang bertambah dari hasil kecepatan relativistik adalah energi kinetiknya. Semakin besar kecepatannya, semakin besar energi kinetiknya. Jadi, pertambahan energi itulah yang membuat suatu benda seolah-olah semakin berat dan padat, karena ekuivalensi massa-energi yang sudah dijelaskan di atas. Massa dan energi serupa, jadi kita berpikir bahwa massa yang berubah.