Saat kamu berpikir dari Star Wars, Anda memikirkan lightsaber. Benar? Apa yang bisa lebih baik, dari sudut pandang pembuatan film, selain pedang futuristik yang memungkinkan Anda menciptakan duel anggar yang mengagumkan seperti para petualang Errol Flynn di masa lalu. (Jauh lebih baik daripada menonton Stormtroopers menembakkan peledaknya ke dinding dan langit-langit dan apa pun kecuali targetnya.)
Lightsaber hadir dalam warna pelangi kosmik (kode warna biru atau hijau untuk orang baik, merah untuk orang jahat) dan berbagai bentuk. Bahkan ada versi berbilah ganda Ancaman Hantu. (Saya belum ingin memulai pertarungan nerd—tetapi pertarungan lightsaber terbaik dalam kanon adalah “Duel Takdir” di film itu, berkat keterampilan dan kelangkaannya Aktor Darth Maul, Ray Park.)
Jadi… sebenarnya apa adalah lightsaber? Tentu saja, itu tidak nyata, jadi tidak ada yang tahu cara kerjanya. Bahkan karakter dalam film pun tampak sedikit bingung mengenai hal itu. Di dalam Ancaman HantuAnakin menyebutnya sebagai “pedang laser”. Ya, dia masih kecil, tapi Din Djarin (Mandalorian) dan Luke Skywalker juga menyebutnya sebagai pedang laser—walaupun saya curiga Luke sedang menyindir.
Bagaimanapun, itu salah: Itu tidak mungkin laser. Sebagai permulaan, sinar laser tidak terlihat dari samping, jadi Anda tidak akan melihat apa pun kecuali Anda melakukannya menggelar duel di disko dengan mesin kabut untuk menyebarkan sinar. Kedua, pancaran sinarnya berlangsung selamanya; mereka tidak memiliki akhir. Ketiga, sinar laser tidak bisa berdenting seperti pedang—mereka hanya akan saling menembus saat Anda mencoba menangkis.
Tapi lalu apa itu? Kita dapat mempersempit kemungkinan dengan menanyakan apakah bilahnya memiliki massa. Jika itu beberapa jenis cahaya (seperti yang Anda pikirkan dari nama “lightsaber”), maka jawabannya adalah tidak—cahaya, atau radiasi elektromagnetik, tidak memiliki massa. Jika kita dapat menentukan bahwa ia mempunyai massa, maka ia bukanlah cahaya.
Ini adalah pertanyaan kita Bisa jawabannya, dengan menganalisis bagaimana lightsaber bergerak saat Anda mengayunkannya. Dengan kata lain, ini waktunya untuk belajar fisika!
Massa dan Gerak
Jangan bingung antara massa dan berat. Massa adalah ukuran seberapa banyak “benda” seperti proton, neutron, dan elektron di dalam suatu benda, dan berat adalah besarnya gaya gravitasi yang bekerja pada sebuah objek. Di sini kita ingin melihat apa dampak massa lightsaber terhadap gerakannya. Tapi mari kita mulai dengan sesuatu yang lebih sederhana.
Daripada menggunakan lightsaber, katakanlah kita memiliki “bola lampu” yang terbuat dari bahan yang sama. Karena simetris, kita dapat mendeskripsikan gerakannya tanpa mengkhawatirkan rotasi. Jika kita ingin menggerakkan bola ini maju mundur, kita menggunakan hukum gerak kedua Newton. Ini menyatakan percepatan (A) suatu benda bergantung pada massanya (M) dan besarnya gaya (F) diterapkan padanya.
Jika bola berhenti dan Anda menendangnya, bola akan mengalami percepatan—kecepatannya akan meningkat dari 0 ke angka positif. Seperti yang bisa kamu lihat dari persamaannya, semakin besar bolanya, semakin keras kamu harus menendangnya untuk mencapai percepatan tertentu. Ini adalah kasus sederhana dari gerak linier. Tapi yang kami inginkan adalah…
Gerak Sudut
Hukum kedua Newton keren dan segalanya, dan berguna jika Anda ingin menggerakkan lightsaber maju mundur. Tetapi jika Anda melawan raja Sith, Anda pasti ingin mengayunkan benda itu. Sekarang Anda mempunyai gerak rotasi, disebut juga gerak sudut. Anggap saja seperti gerakan menyapu kaca depan di sekitar titik pivot. Dan itu memerlukan model yang sedikit berbeda.
Sekali lagi, kita akan mulai dengan sederhana: Bayangkan Anda memegang lightsaber secara horizontal dan Anda ingin mengubahnya ke orientasi vertikal. Untuk memutar senjata, Anda perlu memberinya percepatan sudut (A). Ya, itu seperti akselerasi biasa (A), kecuali yang berkaitan dengan gerak rotasi.
Seharusnya ada hukum kedua Newton untuk rotasi, bukan? Ya, ada. Kita mempunyai gaya rotasi yang kita sebut torsi (T), dan “massa rotasi” disebut momen inersia (SAYA):
Momen inersia ini (SAYA) adalah bagian yang benar-benar perlu kita pahami. Ini adalah sifat suatu benda yang menolak perubahan gerak rotasi, dan ini tidak hanya bergantung pada massa benda tetapi juga di mana massa tersebut berada.
Berikut demo sederhana untuk merasakannya. Yang Anda butuhkan hanyalah tongkat biasa. Pertama, pegang tongkat di salah satu ujungnya (ya, seperti lightsaber) dan gunakan pergelangan tangan Anda untuk memutarnya maju mundur secepat mungkin. Sekarang pegang tongkat di tengah dan putar lagi ke depan dan ke belakang. Saya menggunakan pipa PVC di bawah ini:
Itu tongkat yang sama, jadi panjang dan massanya tidak berubah. Perbedaannya hanya pada titik putarannya. Memegangnya di tengah membuatnya lebih mudah untuk diputar. Saat Anda memegangnya di bagian ujung, sebagian massa tongkat berada jauh dari titik rotasi. Jadi, meskipun massanya tidak berubah, momen inersianya telah melakukan mengubah.
Apa hubungannya dengan lightsaber? Nah, jika bagian bilah lightsaber tersebut mempunyai massa, maka momen inersianya juga akan bertambah. Ini seperti memegang tongkat di ujungnya (atau mengayunkan pedang sungguhan). Ayunannya akan lebih lambat dan membutuhkan lebih banyak usaha untuk mengayunkannya.
Sekarang mari kita pikirkan tentang pertarungan lightsaber di Star Wars. Ya, terkadang segala sesuatunya bergerak cepat—tapi sepertinya mereka sedang menebas dengan pedang. Anda dapat melihat bahwa mereka menaruh semangat ke dalamnya. Itu saja memberi tahu kita bahwa bilah lightsaber ini memiliki massa. Kalau tidak, mereka akan bergerak secara berbeda.
Pusat Misa
Tapi tunggu! Masih ada lagi. Ingat pertarungan klimaks antara Luke dan Darth Vader di Kembalinya Jedi? Pada suatu saat (2:37 dalam kutipan ini), Vader mengambil lightsabernya dan melemparkannya ke arah Luke. Sekarang, setelah lightsaber lepas dari tangan Darth Vader, ia akan berputar di sekitar pusat massanya.
Jika bilahnya tidak memiliki massa, lightsaber akan berputar di sekitar bagian tengah gagangnya. Jika bilahnya memiliki suatu massa, titik rotasi akan bergerak ke atas menuju bagian sudu, seperti yang ditunjukkan di kanan bawah. Titik tersebut menunjukkan pusat massa pada setiap kasus.
Hal ini akan menyebabkannya berputar sangat berbeda. Lihatlah pemandangan itu lagi: Cukup jelas bahwa pusat massa lebih mirip kasus di sebelah kanan, yang artinya bilahnya mempunyai massa. QED, perdebatan selesai. Lightsaber melakukannya bukan gunakan cahaya untuk tujuan bisnisnya.
Ya, aku tahu, gerakannya seperti itu karena itu adalah properti film dengan tongkat sungguhan sebagai bilahnya, yang kemudian ditumpangkan pada efek khusus yang bersinar. Saya tidak gila. Tapi semuanya cocok satu sama lain, bukan? Jika bilah lightsaber tidak memiliki massa, duel akan terlihat seperti dua orang yang mengayunkan laser pointer. Bilahnya akan bergerak sangat cepat, bahkan tidak menyenangkan.
Jadi apa sebenarnya yang membuat bagian bilah cahaya? Mungkin ada mekanisme internal yang memanjang dari gagangnya dan mengeluarkan semacam medan plasma. Saya tidak begitu yakin. Namun tidak mengetahui semua jawabannya itulah yang membuat fiksi ilmiah begitu menarik.
