Fisika di Dunia One Piece: Memahami Dunia Eiichiro Oda Pakai Sains Beneran
Di dunia One Piece, dimana yang fantastis dan menegangkan mendominasi, ada satu pertanyaan yang sering tidak terjawab: Kok bisa serial ini bertahan 26 tahun, apakah karena harinya lebih panjang atau lebih pendek dari waktu Bumi? Atau karena strategi penjualan aja sih karena laku banget Oda-sensei memiliki imajinasi yang tidak terbatas?
Sementara penggemar One Piece baru memulai petualangan mereka di medium live action, satu aspek mendasar dari dunia One Piece tetap menjadi misteri bagi banyak penggemar. Ya! Apalagi kalau bukan waktu. Bagaimana waktu di dalam planet tempat Luffy dan kawan-kawan bekerja?
Kita bisa melihat banyak kesamaan, baik tatanan makhluk hidup, struktur geologis, maupun kebudayaan, antara planet tempat One Piece ‘hidup’ dengan planet Bumi. Sama seperti dalam alam semesta kita sendiri, konsep waktu dalam One Piece dibentuk oleh pergerakan langit dan rotasi planet. Jadi, sangat mungkin untuk menghitungnya.
Ayo, angkat sauhmu, kembangkan layarmu, dan rasakan angin berembus dan mengibas buku catatanmu. Burung camar di geladak berseru, “Saatnya berhitung!”
Berapa panjang hari solar dalam dunia One Piece?
Dunia One Piece jelas berada di suatu planet, dimana planet itu dapat menopang beragam kehidupan.
Para pelaut di dalam One Piece juga menggunakan bintang-gemintang dan kompas sebagai panduan pelayaran. Artinya, jagat tempat Bumi beredar dan jagat One Piece memiliki mekanisme yang mirip. Untuk memahami bagaimana dunia tersebut berfungsi secara astronomis, kita perlu mempertimbangkan pertama-tama bagaimana menentukan panjang hari di planet tersebut.
Pertimbangan pertama untuk menentukan panjang hari suatu planet adalah rotasinya, dan revolusi planet itu terhadap bintang di pusat tata suryanya. Terdapat dua jenis hari: hari solar (ditentukan dari posisi planet terhadap bintang di pusat tata surya) dan hari sidereal (ditentukan dari posisi planet terhadap bintang yang jauh).
Untuk Bumi, hari solar adalah lamanya 24 jam, diukur mulai dari saat Matahari tepat di atas kita pada tengah hari hingga tengah hari berikutnya. Sebaliknya, hari sidereal Bumi adalah lebih singkat, hanya berlangsung selama 23 jam, 56 menit, dan 9.5 detik. Lalu, mengapa ada perbedaan ~4 menit antara kedua jenis hari ini?
Perbedaan ini terjadi karena Bumi tidak hanya berputar pada sumbunya, tetapi juga bergerak dalam orbit mengelilingi Matahari. Akibatnya, diperlukan waktu tambahan ~4 menit bagi Bumi untuk menghadap Matahari secara tepat setelah satu rotasi penuh.
Oleh karena itu, revolusi suatu planet juga mempengaruhi panjang hari planet itu. Efek dari periode revolusi (panjangnya satu tahun) cenderung sedikit jika terdapat banyak hari dalam setahun, tapi semakin lambat rotasi/semakin cepat revolusi, semakin besar efeknya. Kondisi paling ekstrim adalah jika sebuah planet terikat secara tidal terhadap bintangnya, sehingga panjang satu hari sidereal sama dengan panjang satu tahun, dan hari solar panjangnya tak hingga (karena bintangnya selalu berada di tempat yang sama).
Periode revolusi ditentukan oleh massa bintang, massa planet dan jarak antara planet ke bintang. Kondisi gaya sentripetal = gaya gravitasi harus terpenuhi, sehingga:
G m Mr2=m2r (1)
Dimana G adalah konstanta gravitasi, m adalah massa planet, M adalah massa bintang, r jarak antara planet dan bintang, ๐ adalah kecepatan angular.
Periode revolusi dapat ditemukan dengan persamaan
T = 2 (2)
dan dengan mensubstitusi ๐ dari persamaan (1), maka didapatkan
T = 2r3/2(GM)1/2 r3/2M1/2 (3)
Bintang yang lebih besar cenderung lebih terang, sehingga planet yang bisa ditinggali akan berjarak lebih jauh. Jarak dari bintang sebanding dengan akar dari terangnya bintang (stellar luminosity), karena intensitas cahaya berkurang dengan akarnya. Hubungan massa-keterangan (mass-luminosity relation) menyatakan keterangan sebuah bintang berskala kurang lebih massa bintang dipangkatkan 7/2, sehingga jarak planet yang layak huni dapat diperkirakan sebanding dengan massa bintang dipangkatkan 7/4 atau
r = M7/4 (4)
Subtitusikan relasi ini ke persamaan (3) maka kita akan mendapatkan
T = M17/8 (5)
Karena itu, durasi satu tahun akan bervariasi tergantung pada massa bintang pusatnya, walaupun pengaruhnya tidak begitu signifikan. Untuk meminimalkan pengaruh ini terhadap durasi hari, idealnya kita memilih tahun yang paling pendek, yang biasanya terjadi di sekitar bintang-bintang kecil seperti bintang red dwarf, atau dengan menempatkan planet yang akan kita huni di zona layak huni (habitable zone). Menariknya, bintang-bintang kecil ini adalah tempat yang paling berpotensi untuk mendukung kehidupan karena mereka memiliki waktu hidup paling lama.
Efek terbesar dari panjangnya suatu hari adalah kecepatan rotasi dari planet. Kecepatan rotasi biasanya ditentukan dari momentum angular awal ketika planet terbentuk, tapi mungkin terpengaruhi oleh tumbukan besar (misalnya tumbukan antar planet). Setelah itu, kecepatan rotasi dikurangi oleh gaya tidal yang dipengaruhi oleh ketidakseragaman dari medan gravitasi benda-benda lainnya.
Setiap planet mengalami gaya tidal dari bintang utamanya, tetapi gaya tidal berkurang dengan skala orde 3 dari jarak planet ke bintang, meski sebanding dengan massanya. Meninjau estimasi jarak planet ke bintang sebagai fungsi dari massa bintang, maka
Ftidal,starM-7/4 (6)
Untuk mendapatkan efek terbesar, kita ingin gaya tidal dari bintang sebesar mungkin. Tetapi, bintang bukanlah satu satunya sumber gaya tidal; misalnya, di Bumi, gaya tidal terbesar datang dari Bulan. Jadi, untuk memperlambat rotasi planet, kita membutuhkan bulan (atau satelit alami) yang besar. Tentunya bulan tersebut harus memiliki jarak yang cukup jauh sehingga periode revolusi bulan lebih lambat dari satu hari di planet, karena kalau lebih cepat, maka bulan akan membuat planet berputar lebih cepat.
Besar pengaruh gaya tidal bergantung dengan umur planet tersebut. Planet yang lebih tua cenderung berotasi lebih lambat dibanding planet yang baru terbentuk. Planet yang lebih tua mengimplikasikan bintang yang lebih tua, sehingga kita kembali lagi ke syarat bintang kecil.
Berdasarkan gambar di atas, planet dunia One Piece memiliki diameter hampir enam kali lipat Bumi, sekitar 10 km lebih besar dari planet Uranus (50.724 km). Apakah planet yang lebih besar akan memiliki waktu rotasi (panjang hari) yang lebih lama? Kalau di Tata Surya dimana Bumi mengorbit, tidak. Uranus memiliki panjang hari setara dengan 17 jam di Bumi, Jupiter memiliki panjang hari setara dengan 10 jam Bumi. Tentu saja, panjang hari bergantung dengan properti-properti fisis yang sudah dijelaskan sebelumnya. Selain itu, panjang hari juga bergantung dengan isi planet tersebut, Uranus berisi kebanyakan dengan es, dan Jupiter berisi gas.
Planet dunia One Piece bisa dianggap serupa dengan Bumi, dengan kedalaman laut terdalam 10 km dan perbandingan laut terdalam Bumi yang sedikit lebih dalam dari 10 km. Planet One Piece menyokong daratan dan air pada kerak planetnya serupa dengan Bumi, sehingga mungkin secara geologis memiliki struktur yang serupa dengan Bumi.
Kenapa kita membicarakan durasi hari di dunia One Piece? Kita dapat berargumen bahwa, dengan durasi hari yang lebih panjang, maka lebih banyak kejadian yang dapat dilalui Luffy dan gengnya untuk merasionalkan jumlah episode One Piece yang sudah melebihi 1000 episode. Jika kita mengasumsikan planet One Piece mengikuti hukum-hukum fisika yang berlaku di Bumi, dengan perhitungan yang sudah kita lakukan: mempertimbangkan waktu revolusi planet dan gaya yang bekerja pada planet, kita bisa saja menyatakan bahwa dalam sistem planet One Piece, planet tersebut memiliki hari yang lebih panjang dari Bumi* (*S&K berlaku).
Meninjau fakta bahwa di dunia One Piece, di luar dari Grand Line, daratan di planet tersebut memiliki pola cuaca yang serupa dengan Bumi (memiliki empat musim), dapat kita deduksi bahwa planet One Piece juga mengitari bintangnya pada sumbu tertentu yang menyebabkan terjadinya musim-musim. Selain itu, Luffy juga memiliki tanggal ulang tahun yang sesuai dengan kalender Gregorian, sehingga kita dapat berasumsi bahwa satu tahun dalam planet One Piece sama dengan satu tahun di Bumi, 365 hari. Selain itu, dengan struktur geologis yang serupa dengan Bumi atau berbentuk planet terrestrial, dengan diameter 6x lipat lebih besar dari Bumi, maka logikanya massa dari planet One Piece akan lebih besar secara proporsional dengan massa Bumi, sehingga gaya gravitasi di planet tersebut akan lebih besar pula, hal ini akan mempengaruhi morfologi makhluk-makhluk hidup yang ada di dunia One Piece.
Gambaran planet One Piece secara canon hanya terdapat dalam adegan di atas. Dalam gambaran tersebut, planet One Piece memiliki enam satelit alami (atau bulan), dan salah satu bulan memiliki satelit alaminya sendiri. Berdasarkan perhitungan yang telah dilakukan, lebih banyak bulan memberikan lebih banyak gaya tidal pada planet One Piece. Gaya tidal yang dihasilkan enam planet ini bisa jadi memperlambat panjang hari di planet One Piece, sehingga membenarkan asumsi kita bahwa hari dalam dunia One Piece lebih lambat.
Selebihnya, gaya tidal juga berpengaruh dalam pasang-surut laut. Cerita One Piece kebanyakan berlatar di laut, apakah dengan memiliki enam bulan, laut di dunia One Piece memiliki pola pasang-surut yang lebih kacau dibandingkan Bumi? Jika suatu planet memiliki lebih dari satu bulan, akibat interaksi gravitasi antar bulan, ukuran dari bulan-bulan tersebut akan terbatasi menjadi massa yang lebih kecil dibandingkan jika kita memiliki satu bulan. Lalu, bulan-bulan itu harus berada dalam rata-rata jarak yang lebih jauh.
Pengaruh total terhadap pasang-surut dalam suatu planet justru akan mengurangi besar pasang surut dalam planet tersebut. Hal ini disebabkan dengan jumlah total massa dari bulan-bulan penyebab pasang surut. Ditambah dengan jarak yang relatif lebih jauh dari planet. Secara umum, pasang surut umumnya terjadi dalam siklus/periode/arah berbeda, maka dari itu bisa jadi efek dari satu bulan menihilkan efek dari bulan lainnya, dan disaat bersamaan jika memiliki arah yang sama, bisa saja saling menguatkan efek pasang surutnya. Siklus pasang-surut sangat bergantung pada massa dan bukan ukuran dari bulan, dan lebih-lebih bergantung pada jarak antara bulan-bulan tersebut terhadap planet. Sehingga planet dengan beberapa bulan yang relatif lebih kecil, memiliki kondisi pasang-surut yang lebih tenang jika dibandingkan dengan planet dengan satu bulan besar.
Jika kita memiliki asumsi-asumsi:
Panjang hari di dunia One Piece lebih lama dibanding panjang hari di Bumi,
Siklus pasang-surut laut di dunia One Piece lebih brutal dibanding laut di Bumi
Planet One Piece merupakan planet yang layak huni, dan secara geologis memiliki struktur yang serupa dengan Bumi
Maka ada syarat syarat tertentu yang perlu dipenuhi oleh dunia One Piece
Bintang pusat sistem planet One Piece merupakan bintang kecil, lebih memungkinkan kalau bintang red dwarf
Jarak antara planet One Piece ke bintang relatif dekat, agar periode revolusi singkat
Gaya tidal yang diberikan oleh benda langit di sekitar planet One Piece (bintang atau bulan-bulan) harus cukup besar untuk memperlambat rotasi planet
Bulan-bulan yang mengelilingi planet One Piece harus memiliki periode revolusi lebih lama daripada waktu satu hari di planet One Piece
Bulan-bulan yang mengelilingi planet One Piece harus memiliki massa yang relatif besar dan jarak yang relatif dekat ke planet untuk menghasilkan pola pasang-surut yang hebat
Kalau kalian bisa sampai ke paragraf ini, selamat! Dalam proses pencarian jawaban ini, kalian sudah menghadapi tantangan yang mungkin lebih rumit daripada menghadapi Yonkล. Perlu juga untuk disadari bahwa fisika yang bekerja dalam planet One Piece adalah yang memungkinkan Luffy untuk meraih mimpinya menjadi Raja Bajak Laut.