Kalau kita sedang duduk di sebuah mobil yang sedang melaju di jalan yang mulus, sensasi yang kita rasakan adalah kita tidak bergerak. Kita diam. Yang bergerak adalah benda-benda di sekitar kita, seperti pohon-pohon atau tiang-tiang listrik di pinggir jalan. Dari arah depan benda-benda itu bergerak mendekati kita, berpapasan, lalu menjauhi. Itu adalah contoh sederhana relativitas. Kita yang berada di dalam mobil dapat menganggap diri kita diam. Dalam bahasa fisika kita menjadikan mobil yang kita tumpangi sebagai kerangka acuan yang diam. Semua benda di dekat kita yang bergerak.
Bila ada mobil lain (mobil A) bergerak dengan kecepatan dan arah yang sama dengan kita, maka kita melihat bahwa mobil itu juga diam.
Kalau kita bergerak dengan kecepatan dengan kecepatan 60 km/jam, dan ada mobil lain (mobil B) yang bergerak dengan kecepatan 20 km/jam dengan arah yang sama, maka kita melihatnya sebagai benda yang bergerak dengan kecepatan 40 km/jam, mendekati kita kemudian menjauh. Mobil lain (mobil C) yang bergerak dengan kecepatan 40 km/jam berlawanan arah dengan kita tampak seperti sedang bergerak dengan kecepatan 100 km/jam, mendatangi lalu menjauhi kita.
Orang lain yang berdiri di pinggir jalan melihat kejadian yang kita alami sebagai kejadian yang berbeda. Bagi dia mobil A bergerak dengan kecepatan yang sama dan searah dengan kita. Dia melihat mobil kita bergerak dengan kecepatan 60 km/jam, dan mobil B searah dengan kita, dengan kecepatan 20 km/jam. Mobil C bagi dia bergerak dengan kecepatan 40 km/jam ke arah yang berlawanan dengan mobil kita. Bila kita berada di mobil melempar bola ke depan dengan kecepatan 20 km/jam maka kecepatan bola bagi kita adalah 20 km/jam. Tapi orang yang berdiri di pinggir jalan melihat bola tadi bergerak dengan kecepatan 80 km/jam.
Itulah yang disebut keadaan-keadaan relatif. Besar kecepatan benda-benda yang bergerak tidak mutlak, melainkan relatif, sesuai dengan posisi dan kecepatan pengamat. Tidak ada kerangka acuan absolut. Semua titik di alam semesta bisa dijadikan kerangka acuan. Dalam pengertian ini kita yang berada di mobil tadi bisa menganggap diri kita sedang diam, pohon-pohon dan tiang-tiang listrik, serta benda-benda lainlah yang bergerak.
Setiap hari kita melihat matahari terbit di timur, lalu meninggi, dan terus berjalan menuju ke barat lalu tenggelam. Orang zaman dulu mengira matahari itu bergerak mengitari kita. Karena itulah selama ribuan tahun orang mengira bumi merupakan pusat alam semesta. Pengalaman harian kita terhadap matahari itu tak berbeda dengan pengalaman kita melihat pohon-pohon yang berlari saat kita berkendara tadi.
Kalau kita berada dalam sebuah kendaraan tertutup yang sedang bergerak, kita tidak akan merasakan efek gerakan apa pun selama tidak ada perubahan kecepatan. Ini sesuai Hukum Newton I. Kita merasakan segala sesuatu di dalam ruangan kendaraan itu berperilaku sama seperti saat kita berada di rumah.
Hal yang kita saksikan itu bukan ilusi. Rumah kita seebnarnya juga bukan tempat yang diam. Rumah kita berada di permukaan bumi yang sedang bergerak mengitari matahari dengan kecepatan 107.000 km/jam atau sekitar 30 km/detik. Itu bukan kecepatan yang kecil nilainya dalam kehidupan kita sehari-hari. Itu belum seberapa. Bumi ini bersama matahari dan planet-planet lain di Tata Surya bergerak mengelilingi pusat Galaksi Bima Sakti dengan kecepatan 828.000 km/jam, atau 230 km/detik.
Kenapa kita tidak merasakannya? Ada hukum fundamental fisika yang berlaku di situ. Bunyinya adalah setiap hukum fisika berlaku sama dalam sebuah kerangka inersial. Apa itu kerangka inersial? Yaitu kerangka yang diam atau sedang bergerak dengan kecepatan tetap. Kita bisa main pingpong dalam pesawat yang sedang terbang, dengan cara dan rasa yang sama dengan kita main ping pong di halaman rumah kita. Syaratnya tidak ada gaya yang bekerja pada pesawat itu. Kecepatannya tidak bertambah maupun berkurang, juga tidak ada guncangan apa pun.
Bila kita sadari bahwa Bumi ini bergerak, dan semua benda di alam semesta ini bergerak, maka kita menyadari sebuah prinsip penting dalam ilmu fisika, yaitu tidak ada sebuah kerangka acuan yang benar-benar diam. Tidak ada kerangka acuan yang diam absolut.
Karena tidak adanya kerangka acuan absolut, maka ketika kita mengatakan nilai kecepatan, kita sebenarnya sedang membandingkannya dengan kecepatan sesuatu yang lain, yang kita anggap diam. Di Bumi kita ukur kecepatan berdasarkan kerangka acuan bumi, yang kita anggap diam. Padahal Bumi tidak diam.
Ada cerita menarik yang ditulis oleh Stephen Hawking soal relativitas ini. Perumusnya adalah Isaac Newton. Tapi, kata Hawking, Newton tidak menyadari konsekuensi teori yang ia rumuskan. Newton tadinya percaya tentang adanya suatu kerangka absolut. Tapi justru rumusan yang ia buat meruntuhkan kepercayaan dia sendiri.
BACA JUGA Kecepatan dan Percepatan dan esai sains Hasanudin Abdurakhman lainnya di kolom TEMAN SEKELAS.