Thread by @logos_id

Pernahkah kamu mendengar peribahasa “nasi sudah menjadi bubur”?

Peribahasa ini mengungkapkan bahwa waktu/peristiwa yang sudah berlalu, tak dapat diulangi lagi. Jadi, sebenarnya waktu yang kita punya selalu bergerak dari masa lalu ke masa depan.

Kok bisa?

- a thread!

Ternyata pertanyaan tersebut dapat dijawab oleh hukum-hukum sains loh!

Kali ini Logos akan mencoba menjelaskan secara sederhana mengapa waktu itu selalu bergerak dari masa lalu ke masa depan menggunakan hukum-hukum sains.

Bayangkan kamu merekam kejadian di mana segelas kopi jatuh dari meja dan gelasnya pecah berkeping-keping di lantai. Saat kamu putar kembali rekaman tersebut, kamu tahu apakah rekamannya diputar maju atau mundur.

Soalnya, di dunia nyata, kita tidak pernah melihat pecahan-pecahan gelas di lantai, tahu2 saja bersatu kembali membentuk sebuah gelas.
Kenapa pecahan gelas yang tahu-tahu saja bersatu, tidak pernah kita temui di dunia nyata? Karena hal ini dilarang oleh hukum termodinamika kedua.

Hukum termodinamika ini adalah salah satu penunjuk arah kenapa waktu bergerak maju. Setidaknya ada dua lagi penunjuk arah kenapa waktu bergerak maju: penunjuk secara psikologis dan kosmologis.

Secara termodinamis, waktu semestinya bergerak maju. Energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan; ia hanya bisa berubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya. Itu adalah bunyi hukum termodinamika pertama yang kerap diajarkan di sains sekolah dasar.

Hukum pertama ini yang menjelaskan kenapa untuk mendapat air panas demi menyeduh kopi butuh energi panas dari api, sementara api itu sendiri perlu dihasilkan oleh kompor dari energi dalam gas LPG.

Hukum termodinamika kedua secara sederhana menyatakan bahwa dalam suatu sistem tertutup, contohnya benda yang berdiri sendiri macam gelas kopi di atas, entropinya selalu bertambah. Entropi biasa didefinisikan dan diterjemahkan sebagai derajat kekacauan.

Istilah derajat kekacauan memang terdengar aneh, tapi memang itu definisinya. Dengan kata lain, suatu benda atau sistem akan bisa (dan dengan senang hati) berubah ke bentuk yang lebih “kacau” tapi tidak bisa sebaliknya.

Hukum kedua termodinamika ini mirip Murphy’s Law: semua hal cenderung ke arah kacau atau berantakan! Gelas yang bentuknya sudah pecah berkeping-keping punya derajat kekacauan lebih besar daripada gelas yang masih utuh.

Makanya, suatu gelas hanya bisa pecah berkeping-keping dan tidak sebaliknya (seperti menyatu dengan sendirinya membentuk gelas kembali).
Panas adalah bentuk energi dengan entropi (derajat kekacauan) tinggi.

Saat energi berubah bentuk, seperti saat memanaskan air dengan api kompor gas, tidak semua energi bisa berubah. Sebagian pasti ada yang hilang ke sekitar berupa panas. Hal ini sama saja dengan melepaskan entropi ke sekitar sehingga menambah derajat kekacauan di alam.

Uniknya, hukum kedua termodinamika ini satu-satunya hukum fisika yang mengenal masa depan dan masa lalu.

Hukum-hukum lain tidak, entah hukum-hukum Newton yang mengatur pergerakan mekanis benda di dunia, hukum relativitas umum dari Einstein, sampai hukum-hukum mekanika kuantum.

Hukum termodinamika kedua menyatakan bahwa waktu bergerak dari masa lalu ke masa depan, ke arah di mana terdapat kekacauan yang lebih besar, adalah penentu arah pergerakan waktu secara termodinamis.

Secara psikologis, waktu pun bergerak maju

Kita merasa bahwa waktu mengalir maju. Kita ingat masa lalu tapi tidak masa depan. Kalau yang terjadi sebaliknya, dalam kasus gelas kopi misalnya, kita akan melihat gelas naik dari lantai ke meja & ingat pecahan-pecahan gelas di lantai.

Sekarang pertanyaannya: kenapa kita ingat masa lalu dan bukan masa depan?

Untuk membaca, mencerna, dan mengingat tulisan ini, kamu butuh energi dari makanan. Makanan dalam bentuk aslinya punya derajat kekacauan lebih rendah dibanding dalam kondisi tercerna.

Berhubung arah pergerakan entropi (kekacauan) selalu dari rendah ke tinggi, makanan yang sudah tercerna tidak bisa serta-merta kembali ke bentuk awalnya.

Selama proses membaca dan mengingat tulisan ini pun kamu telah mencerna makanan (mengubah dari entropi rendah ke tinggi) guna mengambil kalorinya untuk berpikir.

Dalam prosesnya, sebagian energi hilang dalam bentuk panas yang kamu lepaskan ke sekitar, entah dari panas tubuh atau dalam bentuk keringat. Pelepasan panas ini melepaskan entropi ke sekitar sehingga menambah entropi ke alam.

Kita beraktivitas, berproses, dan mengingat segala sesuatu dengan cara yang membuat entropi bertambah. Apa yang kita rasakan secara psikologis sebagai arah gerak waktu dari masa lalu ke masa depan, ditentukan dalam otak kita sesuai dengan petunjuk arah dari hukum termodinamika.

Secara kosmologis, waktu hanya bisa bergerak maju

Saat tulisan ini dibuat dan kamu membaca tulisan ini, alam semesta sedang terus berekspansi (meluas). Nun jauh di sana galaksi-galaksi, bintang-bintang, dan planet-planet baru lahir. Mengapa?

Karena hanya di tahap ekspansi inilah dapat tinggal makhluk hidup dengan inteligensi cukup untuk bertanya: “Kenapa waktu bergerak seiring dengan bertambahnya entropi?”

Anggap semesta ini sudah di akhir masa berkembangannya, semua bintang sudah mati dan semua proton dan neutron di dalamnya mungkin sudah terpecah menjadi partikel cahaya dan radiasi.

Dalam kondisi ini, alam semesta akan ada dalam derajat kekacauan yang sedemikian besarnya.

Karena sudah dalam keadaan “kacau”, tidak ada ruang lagi secara termodinamika untuk bergerak dari kondisi kekacauan rendah ke tinggi.

Padahal, seperti dijelaskan di kondisi nomor dua, aktivitas kita sebagai manusia bisa terjadi karena adanya aliran dari kondisi berderajat kekacauan rendah ke tinggi (entropi rendah ke entropi tinggi).

Hukum-hukum sains tidak membedakan arah aliran waktu, entah mau maju atau mundur. Akan tetapi, ada setidaknya tiga penunjuk yang menunjukkan ke mana arah aliran waktu

Secara termodinamika, ke arah di mana derajat kekacauan (entropi) meningkat

Secara psikologis, ke arah di mana kita ingat masa lalu dan bukan masa depan
Secara kosmologis, ke arah di mana alam semesta berkembang

Sumber:
1. A Brief History of Time oleh Stephen Hawking
2. The Order of Time oleh Carlo Rovelli

Researcher: @fcitra
Content Writer: @rizqifadhiila