Bisakah Anda Memanjat Seberkas Cahaya? Teka-teki Fisika dengan Umpan Lucu
Dua pria mabuk, satu senter, dan sebuah tantangan: panjatlah berkas cahaya itu. Salah satu pria menyalakan lampu dan menantang temannya untuk memanjat tiang bercahaya tersebut. Yang lain, tidak bodoh, menjawab bahwa ia dengan senang hati akan memanjat — hanya saja, di tengah jalan, pria satunya mungkin mematikan sakelar dan menjatuhkannya. Penonton tertawa, tetapi lelucon itu diam-diam mengusik para fisikawan selama puluhan tahun.
Lawakan ini adalah salah satu nomor tetap dalam pertunjukan komedi Tiongkok, yang dipopulerkan oleh mendiang maestro crosstalk Hou Baolin. Lucunya karena lawakan ini mengambil citra yang familier — seberkas cahaya yang terlihat — dan memperlakukannya sebagai benda padat. Pertanyaan pertama adalah apakah berkas itu benar-benar ada. Di udara bersih, berkas senter tidak terlihat; yang kita lihat adalah cahaya yang terhambur oleh debu, kabut, dan asap. Tiang itu bukanlah benda, melainkan jalur, aliran foton yang memantul dari partikel dan masuk ke mata Anda.
Misalkan Anda tetap bisa memanjatnya. Foton membawa momentum, jadi berkas cahaya memang mendorong apa pun yang ditabraknya — prinsip di balik layar surya dan pinset optik, yang menggunakan cahaya laser terfokus untuk memegang dan menggerakkan benda-benda kecil. Namun, gayanya sangat kecil. Berkas senter saku akan memberikan tekanan yang jauh terlalu lemah untuk menopang manusia, bahkan sebutir pasir, melawan gravitasi. Anda memerlukan sesuatu yang lebih mirip lampu sorot berskala bintang.
Lalu datanglah sakelar. Cahaya merambat dengan kecepatan sekitar 300.000 kilometer per detik, jadi ketika senter dimatikan, berkasnya tidak berlama-lama dan memudar seperti asap rokok. Foton-foton terakhir melesat pergi hampir seketika. Siapa pun yang bertengger di berkas itu tidak akan dijatuhkan oleh tiang yang lenyap; mereka hanya akan mendapati diri berada dalam kegelapan, tunduk pada gravitasi biasa, dan jatuh. Dalam pengertian itu, kekhawatiran pria mabuk itu beralasan, meskipun alasannya salah.
Para fisikawan punya cara yang lebih tepat untuk mengatakannya. Cahaya bukanlah tangga kaku, melainkan gelombang elektromagnetik yang merambat. Momentumnya dibawa oleh gelombang itu sendiri, dan ketika sumbernya berhenti, gelombang berhenti dipancarkan. Tidak ada struktur sisa untuk dipijak. Pertanyaan tentang apa yang terjadi pada berkas setelah sakelar dimatikan sebenarnya adalah pertanyaan tentang apa itu cahaya: benda, peristiwa, atau deskripsi tentang bagaimana energi bergerak.
Teka-teki ini juga menyinggung relativitas. Jika Anda bisa menunggangi berkas cahaya dengan kecepatan cahaya, kerangka acuan senter itu sendiri akan berperilaku aneh — dilatasi waktu dan kekonstanan kecepatan cahaya membuat gagasan mengejar foton menjadi licin. Einstein terkenal membayangkan mengejar seberkas cahaya saat remaja, dan eksperimen pemikiran itu membantunya menuju relativitas khusus. Para pria mabuk itu, dengan caranya sendiri, berada dalam perusahaan yang baik.
Jadi jawabannya berlapis. Anda tidak bisa melihat berkasnya tanpa sesuatu yang menghamburkannya. Anda tidak bisa berdiri di atasnya karena dorongannya dapat diabaikan. Dan jika cahayanya padam, Anda jatuh — bukan karena tiangnya ditarik pergi, tetapi karena tiang itu memang tidak pernah ada. Lelucon itu bertahan karena intuisi yang ditertawakannya begitu keras kepala: kita memperlakukan cahaya sebagai benda padat, padahal ia adalah hal paling sulit dipahami yang kita kenal.
Itulah sebabnya nomor ini terus muncul di ruang kelas fisika dan tulisan sains populer. Ia dimulai dengan tawa dan berakhir dengan momentum, hamburan, dan kecepatan cahaya — sebuah pengingat bahwa bahasa sehari-hari tentang hal-hal biasa dapat menyembunyikan fisika yang luar biasa. Lain kali seseorang mengayunkan senter, berkasnya ada di sana, tetapi hanya karena sesuatu di udara menangkapnya.