Gravitasi Buatan

Salah satu masalah besar yang dihadapi manusia saat melakukan perjalanan luar angkasa yang sangat jauh adalah dampak ketiadaan gravitasi di luar angkasa. Karena lahir di Bumi, tubuh manusia sudah beradaptasi untuk bertahan dalam keadaan gravitasi tertentu. Apabila kita lama sekali berada di luar angkasa, otot kita mulai merenggang.

Untuk meminimalkan pengaruh tersebut, para ilmuwan telah merancang berbagai cara untuk menciptakan gravitasi buatan pada wahana antariksa. Salah satunya adalah dengan memutar wahana tersebut. Putaran (rotasi) ini menghasilkan gaya sentrifugal yang mendorong benda ke dinding terluar wahana antariksa. Dorongan ini sama seperti dorongan gravitasi alami, namun arahnya saja yang berlawanan.

Kamu juga bisa merasakan gravitasi buatan ini saat mengendarai mobil di belokan tajam. Rasanya seperti terdorong ke luar menjauhi titik pusat belokan jalan. Pada wahana antariksa yang berputar, dindingnya dapat difungsikan sebagai lantai.

Lubang Hitam Berputar

Di tengah setiap lubang hitam terdapat bintang superpadat berukuran sangat besar yang disebut bintang neutron. Selama beberapa dasawarsa, para astronom menemukan bahwa bintang neutron jenis tertentu berputar — beberapa di antaranya berputar ribuan kali per detik.

Bintang-neutron-berputar yang kepadatannya pas mampu menghasilkan lubang hitam yang berputar. Para astronom telah mengamatifenomena ini meski secara tidak langsung. Kamu perlu tahu bahwa lubang hitam berputar justru membelokkan ruang di sekitarnya dengan cara yang berbeda dibandingkan dengan lubang hitam yang tidak berputar (stasioner).

Proses pembelokan (warping) ini disebut penyeretan kerangka (frame dragging). Penyeretan kerangka memengaruhi penampilan lubang hitam tersebut dan membelokkan ruang sekaligus ruang-waktu (spacetime) di sekitarnya. Lubang hitam berputar yang kamu lihat di film ini sangat akurat secara ilmiah.

Lubang Cacing

Lubang cacing — seperti yang muncul di film "Interstellar" — adalah satu-satunya fenomena fisika di film ini yang keberadaannya sejauh ini belum dibuktikan melalui pengamatan. Lubang cacing merupakan teori saja, namun bermanfaat untuk melengkapi alur film fiksi ilmiah apapun yang berkisah tentang perjalanan luar angkasa jarak jauh.

Lubang cacing merupakan jalan pintas melintasi ruang. Benda apapun yang memiliki massa akan menciptakan lengkungan dalam ruang, artinya ruang dapat diperlebar, dibelokkan, atau bahkan dilipat. Sebuah lubang cacing adalah suatu lipatan dalam bidang ruang (dan waktu) yang menghubungkan kedua wilayah angkasa yang sangat jauh. Penjelajah antariksa dapat menempuh jarak jauh dalam waktu singkat melalui lubang cacing.

Di dunia fisika, lubang cacing secara resmi disebut "jembatan Einstein-Rosen" karena konsepnya pertama kali dicetuskan oleh Albert Einstein dan rekannya, Nathan Rosen, pada tahun 1935.

Dilasi Waktu

Dilasi waktu gravitasional merupakan fenomena nyata yang juga terjadi di Bumi. Dilasi waktu terjadi karena waktu bersifat relatif, artinya waktu berjalan dengan kecepatan berbeda pada kerangka patokan yang berbeda pula. Saat kamu berada di lingkungan yang gravitasinya kuat, waktu berjalan lebih lambat daripada orang-orang yang berada di lingkungan yang gravitasinya lemah.

Jika kamu berada dekat lubang hitam seperti yang ada di film, kerangka patokan gravitasi (gravitational reference frame) dan persepsi waktumu berbeda dengan kerangka patokan gravitasi dan persepsi waktu seseorang yang berdiri di Bumi. Hal ini disebabkan oleh tarikan gravitasi lubang hitam yang semakin kuat ketika kamu mendekatinya.

Bagimu, satu menit dekat lubang hitam tetap 60 detik. Bagi jam di Bumi, satu menit berlangsung kurang dari 60 detik. Artinya kamu akan menua lebih lambat daripada manusia di Bumi. Semakin kuat medan gravitasi tempat kamu berada, semakin ekstrem dilasi waktunya.

Dilasi waktu memainkan peran penting dalam film ini ketika para penjelajah antariksa melintasi lubang hitam di pusat tata surya lain.

Dunia Lima Dimensi

Albert Einstein menghabiskan 30 tahun menjelang kematiannya dengan menyelesaikan sesuatu yang disebut para fisikawan sebagai teori terpadu(unified theory). Teori terpadu akan menggabungkan konsep gravitasi secara matematis dengan tiga gaya alamiah paling dasar: gaya kuat, gaya lemah, dan gaya elektromagnet. Einstein gagal menyusun teori ini sebagaimana halnya para fisikawan generasi berikutnya.

Gravitasi seolah menolak teori terpadu. Para fisikawan pun berpikir bahwa misteri sains ini dapat dipecahkan dengan memperlakukan alam semesta layaknya benda dengan lima dimensi, bukan empat dimensi seperti yang dipaparkan Einstein dalam teori relativitasnya. Alam empat dimensi Einstein menggabungkan ruang tiga dimensi dengan waktu (satu dimensi) sehingga muncullah istilah ruang-waktu (spacetime).

Nolan memasukkan ide alam lima dimensi ke film ini dan mempertegas peran penting gravitasi di alam semesta.