Relativitas Einstein

Konsep Perjalanan Waktu dan Teori Relativitas Einstein

  Apakah anda pernah menonton film Back to the Future, Looper, Star Trek, dll dimana anda akan melihat adegan time travel atau perjalanan waktu? Apakah mesin waktu itu mungkin? Bagaimana bisa terjadi? Semua ini berawal dari teori relativitas yang dikemukakan oleh Albert Einstein. Apa sih teorinya? Mari kita simak sama-sama.
TEORI RELATIVITAS
Teori relativitas adalah teori yang dikemukakan Albert Einstein yang terbagi atas 2 teori, yaitu relativitas umum dan relativitas khusus. Namun saya akan menjelaskan tentang Relativitas khusus dahulu.


RELATIVITAS KHUSUS

Relativitas Khusus
Relativitas khusus terdiri dari dua postulat:
I. Hukum fisika dapat dinyatakan dalam persamaan yang berbentuk sama dalam semua kerangka acuan yang bergerak dengan kecepatan tetap satu sama lain.
II. Cepat rambat cahaya di dalam ruang hampa ke segala arah adalah sama untuk semua pengamat, tidak tergantung pada gerak sumber cahaya maupun pengamat.
Apa maksud dari kedua postulat tersebut?

Coba anda tanyakan pada diri sendiri bagaimana anda menentukan apakah suatu objek bergerak atau tidak? Tentu karena anda melihat objek tertentu berpindah dari satu titik ke titik yang lain. Sekarang coba anda bayangkan jika di dunia ini hanya ada dua objek. Tidak ada lantai, dinding, langit, dan objek lainnya. Apakah anda dapat menentukan objek mana yang bergerak dan objek mana yang diam? Jawabannya adalah tidak karena anda tidak memiliki pedoman titik posisi objek tersebut.

Sekarang anda coba bayangkan seandainya anda memiliki saudara kembar. Anda di dalam pesawat dan saudara kembar anda ada di permukaan bumi. Dari sudut pandang anda, pesawatnya diam di satu tempat dan permukaan bumi yang bergerak. Sedangkan dari Sudut pandang saudara kembar anda permukaan bumi tetap diam dan pesawat dengan anda didalamnya yang bergerak. Dan jika misalnya saudara kembar anda berpindah ke matahari, bumi dan pesawat anda yang terlihat bergerak (Ingat kalau bumi itu berevolusi mengelilingi matahari). Kesimpulan dari contoh tersebut adalah kita tidak dapat mengetahui objek mana yang bergerak dan objek mana yang diam karena pernyataan tersebut berbeda-beda tergantung sudut pandang pengamat dimana pengamat selalu diam dan alam di sekitar yang bergerak mengelilinginya. Inilah pengertian dari postulat I.

Postulat II menyatakan bahwa di alam semesta ini hanya ada satu benda yang bergerak dengan kecepatan yang selalu sama. Benda tersebut adalah cahaya dengan kecepatan 300.000.000 m/s. Coba anda bayangkan lagi di antara pesawat anda dan permukaan bumi ada sebuah cermin yang selalu mengikuti kemanapun pesawat anda pergi. Jika anda menembakkan laser ke arah cermin dan dipantulkan kembali ke pesawat, dari sudut pandang anda laser tersebut terlihat bergerak lurus ke bawah ke arah cermin dan lurus kembali ke atas menuju pesawat. Tetapi dari sudut pandang saudara kembar anda laser tersebut tidak terlihat tegak lurus namun membentuk “V” karena saat pesawat menembak dan menerima kembali lasernya pesawat tersebut berada di dua posisi berbeda.
Disini letak keunikannya. Laser yang bergerak membentuk huruf “V” memiliki jalur yang lebih panjang dibanding laser yang bergerak tegak lurus. Sebelumnya sudah saya jelaskan bahwa kecepatan cahaya selalu sama. Berarti dari sudut pandang saudara kembar anda laser tersebut membutuhkan waktu lebih lama untuk kembali ke pesawat dibandingkan sudut pandang anda. Dan jika anda dan saudara kembar anda sama-sama menggunakan jam untuk mengukur waktu perjalanan laser tersebut, jam anda akan menunjukkan waktu yang lebih singkat daripada jam saudara kembar anda. Artinya jam anda bergerak lebih lambat dari sudut pandang saudara kembar anda. Dari sudut pandang anda kecepatan jam tetap sama. Perbedaan ini disebut dengan Time Dilation/Dilasi Waktu.

TWIN PARADOX

Jika kecepatan pesawat semakin mendekati kecepatan cahaya, waktu di dalam pesawat akan berjalan semakin lambat. Namun anda tidak akan merasakan hal itu karena selain waktu seluruh benda termasuk anda juga bergerak semakin lambat sehingga bagi anda semuanya terlihat normal. Dan lebih uniknya lagi, karena dari sudut pandang anda bumi dan sekitarnya yang bergerak, berarti jam saudara kembar anda akan terlihat lebih lambat dibanding jam anda. Jika kedua waktu pengamat sama-sama melambat, lalu waktu siapa yang sebenarnya berjalan lebih lambat? Inilah yang disebut dengan Twin Paradox. Penjelasan diatas sebelumnya hanya berlaku jika pesawat tersebut bergerak dengan kecepatan tetap. Namun Jika pesawat mengubah kecepatan lain lagi ceritanya. Jika anda yang di dalam pesawat mempercepat kecepatan pesawat anda, anda akan terlempar ke belakang. Dari sudut pandang anda pesawat tetap diam, namun bumi dan sekitarnya yang bergerak semakin cepat. Dari sudut pandang anda juga hal ini bisa terjadi karena adanya medan gravitasi yang menyebabkan bumi dan sekitarnya bergerak semakin cepat. Tenaga yang ditembakkan roket saat anda mempercepat laju pesawat berfungsi untuk menyeimbangkan posisi pesawat dari dorongan gravitasi agar pesawat tetap diam. Medan gravitasi ini juga menyebabkan waktu berjalan lebih cepat di bumi. Lalu apa hubungannya dengan twin paradox? Anda yang mempercepat laju pesawat anda saat memutar balik ke bumi inilah yang mengakibatkan waktu di bumi berjalan semakin cepat sehingga saat anda tiba di bumi saudara anda menjadi lebih tua daripada anda. Artinya anda telah berhasil melakukan Time Travel ke masa depan.

RELATIVITAS UMUM

Sekarang saya akan jelaskan mengenai teori relativitas Einstein yang kedua, yaitu relativitas umum. Pada tahun 1687 Isaac Newton dulu menjelaskan adanya gaya gravitasi. Namun beliau tidak pernah tahu apa penyebab gaya gravitasi (Hayo. Ada yang tahu kenapa ada gaya gravitasi?) Kemudian di tahun 1916 Einstein mempublikasikan teori relativitas umumnya yang menjelaskan bahwa gravitasi bukanlah gaya tarik menarik antar dua atau lebih objek yang bermassa. Namun gravitasi adalah akibat dari kelengkungan yang dibentuk oleh massa objek terhadap ruang dan waktu atau disebut juga dengan ruang-waktu.
Apa itu ruang-waktu? Selama ini kita hanya mengenal 3 dimensi. Yaitu maju mundur, kiri kanan, dan atas bawah. Namun sebenarnya masih ada dimensi ke-4, yaitu waktu. Ya, waktu adalah bagian dari dimensi. Contohnya: Jika anda ingin bertemu rekan anda di suatu tempat pada waktu pukul sekian, anda telah melewati 3 dimensi yaitu bergerak maju atau mundur, belok ke kiri atau ke kanan, naik ke atas atau turun ke bawah dan anda juga telah melewati dimensi waktu yaitu waktu pukul sekian. Jika anda tidak melewati dimensi waktu tersebut anda tidak akan menemui rekan anda.
Kelengkungan yang terjadi akibat massa suatu benda terhadap ruang-waktu dapat dianalogikan seperti gambar dibawah
Bentangan garis dari gambar di atas adalah ruang-waktu dan massa dari planet bumi mengakibatkan lengkungan yang merupakan gravitasi bumi. Setiap objek yang ada di ruang hampa akan selalu bergerak lurus dengan kecepatan tetap sehingga objek yang berada di wilayah lengkungan gravitasi akan menjadi bergerak mengikuti arah lengkungan.

Dan karena kecepatan cahaya selalu sama, artinya gravitasi juga mempengaruhi kecepatan waktu. Objek yang berada semakin dekat dengan pusat gravitasi waktu akan berjalan semakin lambat dan begitu pula sebaliknya. Perbedaan waktu ini disebut dengan Gravitational Time Dilation.
Teori ini nyata dan telah diterapkan pada satelit GPS sekarang ini. Jadi jangan tinggal di apartemen yang tinggi ya karena anda jadi cepat tua *beneran*
BLACK HOLE

Dari topik relativitas umum anda sudah tahu bahwa semakin besar massa lengkungan gravitasi akan semakin besar (Bayangkan bola bowling dan golf diletakkan di atas bentangan kain. Pasti lengkungan kain akibat bola bowling lebih besar) dan tentunya semakin besar massa suatu objek semakin besar pula ukurannya. Lalu bagaimana jika ada objek yang sangat kecil tapi memiliki massa yang sangat besar? (Bayangkan ukuran sebutir pasir tapi seberat gunung ) Tentu akan menghasilkan lengkungan kecil namun sangat dalam. Inilah yang disebut dengan [B]Black Hole.

Black Hole diperkirakan terbentuk ketika bintang raksasa mati dan hancur terserap oleh medan gravitasi yang dibuatnya sendiri. Ukurannya akan semakin kecil hingga menjadi sangat padat dan kecil yang disebut dengan Singularity. Massa Black Hole diperkirakan 10x massa matahari (sekitar 10^31 Kg) dengan diameter 4,3x diameter matahari (sekitar 6juta Km). Black Hole akan menyerap semua partikel termasuk cahaya kedalamnya dan materi tersebut akan hancur saat tiba di Singularity. Black Hole juga mampu membengkokkan cahaya yang disebut dengan Gravitational Lensing. Black Hole dapat dianalogikan sebagai pusaran air yang sangat besar yang mampu menarik segala sesuatu kedalamnya. Semakin dekat ke pusaran air, semakin besar tarikannya.

Animasi terbentuknya Black Hole bisa dilihat di film Star Trek 2009 saat Black Hole menelan Planet Vulkan.

Hubungan Black Hole terhadap time travel adalah jika kita berada di "perbatasan" Black Hole yang disebut dengan Event Horizon waktu akan berhenti karena medan gravitasi yang sangat besar (Ingat kalau semakin dekat ke pusat gravitasi waktu berjalan semakin lambat?). Jadi bisa dibilang metode ini bisa digunakan sebagai alternatif time travel ke masa depan jika membuat pesawat dengan kecepatan mendekati cahaya masih tidak memungkinkan walau praktikalnya jauh lebih tidak mungkin karena Black Hole terdekat dari bumi jaraknya diperkirakan 8000 tahun cahaya. Dan planet yang didekatinya saja terserap tak bersisa. Apalagi kita.
Video penjelasan cara time travel menggunakan Black Hole dari Stephen Hawking

Singularity pada Black Hole terbagi atas 2 jenis, yaitu singularity yang diam dan berputar. Seluruh materi yang masuk ke dalam Black Hole akan hancur saat mencapai singularity yang diam. Namun pada Black Hole yang singularity-nya berputar akan menghasilkan sebuah lubang sehingga terbentuk sebuah terowongan yang disebut dengan Einstein-Rosen Bridge atau lebih dikenal dengan Worm Hole. Materi yang berhasil melewati Worm Hole akan keluar dari ujung terowongan yang disebut dengan White Hole.

WHITE HOLE & WORM HOLE

Pada topic Black Hole telah dijelaskan bahwa White Hole merupakan “pintu keluar” untuk benda-benda yang masuk ke dalam Black Hole singularity berputar. Namun wujud White Hole tidaklah sesuai namanya. Bahkan sebenarnya wujud White Hole hampir sama dengan Black Hole. Sebutan White Hole hanya untuk membedakan karakteristik yang berlawanan dengan Black Hole. Sedangkan Worm Hole adalah terowongan penghubung Black Hole dan White Hole. Nama Worm Hole berasal dari lubang pada apel yang disebabkan oleh cacing sehingga terbentuk jalan singkat untuk menuju sisi lain apel.
 

Dengan adanya Worm Hole ada DUA hal yang dapat dilakukan:

1.      Manusia dapat menuju suatu tempat yang sangat jauh dalam waktu yang sangat singkat.
Analoginya adalah coba anda sediakan secarik kertas dan sebuah pena. Lalu gambar sebuah titik A di kiri kertas dan titik B di kanan kertas. Menurut anda apa cara tercepat untuk menghubungkan titik A ke B? Logikanya pasti kita menarik garis lurus dari A ke B. Tapi ada cara yang lebih cepat yaitu melipat kertas tersebut sehingga titik A dan B dapat bertemu. Itulah cara kerja Worm Hole sehingga tempat yang berada sangat jauh menjadi sangat dekat.

Misalkan kedua ujung lubang Worm Hole kita namai “A” dan “B”. Ujung “A” diletakkan di depan rumah anda. Ujung “B” digerakkan dengan kecepatan mendekati kecepatan cahaya atau diletakkan di tempat dengan gravitasi sangat tinggi akan terjadi dilasi waktu pada ujung B dimana waktu berjalan lebih lambat kemudian diletakkan kembali ke depan rumah anda. Lalu anggap saja ujung A telah melewati waktu selama 200 tahun dan ujung B yang hanya melewati waktu selama 5 tahun karena efek dilasi waktu. berarti yang melambat adalah saat anda memasuki ujung A menuju B anda akan kembali ke depan rumah anda 195 tahun lalu.

NB: Kalau penjelasan diatas masih tidak dimengerti, silahkan dibaca berkali-kali sampai mengerti karena saya sendiri juga butuh waktu yang lama untuk mengerti.

Konsep ini bisa anda temui di komik Doremon dimana mereka selalu keluar masuk laci meja yang sama tetapi di waktu yang berbeda. Berarti pengarang Doraemon, Fujiko. F. Fujio hebat sekali bisa kepikiran untuk mengambil konsep ini.

2.      Perjalanan waktu ke masa depan dan masa lalu.
Untuk perjalanan waktu ke masa depan konsepnya hampir sama dengan Black Hole dimana medan gravitasi yang sangat tinggi di dalam Worm Hole memperlambat laju waktu orang yang berada di dalamnya. Bagaimana dengan perjalanan waktu ke masa lalu? Perjalanan waktu ke masa lalu dapat dilakukan “jika” manusia sudah mampu menciptakan Traversable Worm Hole / Worm Hole yang dapat dipindahkan kemana saja.
E= MC^2 dan REALISASI PERJALANAN WAKTU

Spoiler for E= MC^2 dan Realisasi Perjalanan Waktu:

Dari seluruh penjelasan diatas dapat disimpulkan bahwa perjalanan waktu ke masa depan dan masa lalu SECARA TEORITIS dapat dilakukan dengan metode di bawah ini:

Perjalanan waktu ke masa depan:
1. Menaiki pesawat yang mampu bergerak mendekati kecepatan cahaya
2. Menetap di tempat yang medan gravitasinya sangat tinggi misalnya di dekat Black Hole
3. Menggunakan Traversable Worm Hole

Perjalanan waktu ke masa lalu:
1. Menaiki pesawat yang mampu bergerak melebihi kecepatan cahaya
2. Menggunakan Traversable Worm Hole


Pada tahun 1971 para ilmuwan pernah melakukan percobaan bernama Hafele-Keating Experiment dimana mereka menggunakan jam atom yang sangat akurat hingga sepersatumilyar detik pada pesawat yang mengelilingi bumi selama dua kali dan jam atom yang lain berada di bumi. Setelah dibandingkan ternyata ada perbedaan waktu dari kedua jam tersebut yang angkanya sesuai dengan perhitungan Einstein. Di kehidupan sekarang kita mengenal GPS yang juga menerapkan teori relativitas Einstein dimana jam pada satelit GPS berjalan lebih cepat sepertujuhjuta detik daripada jam di bumi.


Lalu bagaimana dengan praktik untuk menjelajahi waktu? Sayangnya ada beberapa faktor yang masih tidak memungkinkan realisasi hal tersebut.

1. Persamaan E= MC2 yang sangat terkenal di dunia sains ini dimana E = Energi, M = Massa, dan C = kecepatan cahaya menyatakan bahwa semakin besar energi yang digunakan objek untuk mencapai kecepatan cahaya maka semakin besar pula massa objek tersebut dan sebaliknya jika massa objek semakin besar semakin besar pula energi yang dibutuhkan untuk mencapai kecepatan cahaya. Artinya jumlah energi akan menjadi tak terbatas dimana saat ini masih belum ada sesuatu yang dapat menghasilkan energi tak terbatas untuk menerbangkan pesawat mendekati kecepatan cahaya.

2. White Hole dan Worm Hole masih sebatas teori matematis. Belum ada penemuan nyata. Berbeda dengan Black Hole yang telah ditemukan di beberapa galaksi sejak tahun 1995.

3. Pembuatan Traversable Worm Hole juga masih sebatas teori. Ilmuwan berspekulasi bahwa membutuhkan suatu materi yang disebut dengan Exotic Matter yang juga masih diragukan kebenarannya.


Tapi tidak ada yang pernah tahu masa depan akan seperti apa. Ilmu pengetahuan dan teknologi selalu berkembang. Teknologi seperti ponsel, tablet, cloud computing, GPS, dsb hanyalah fantasi film fiksi ilmiah dulunya namun sekarang menjadi bagiaan dari kehidupan masyarakat umum. Bisa saja 50, 100, atau 200 tahun lagi semua teori ini akan menjadi kenyataan.

SUMBER

http://science.howstuffworks.com/sci...relativity.htm
http://en.wikipedia.org/wiki/Special_relativity
http://www.dummies.com/how-to/conten...elativity.html
http://relativitytrail.com/twins_par..._explained.htm
http://www.space.com/17661-theory-ge...elativity.html
http://www.upscale.utoronto.ca/Gener...eDilation.html
http://en.wikipedia.org/wiki/Black_hole
http://www.phys.vt.edu/~jhs/faq/blackholes.html
http://cosmology.berkeley.edu/Education/BHfaq.html
http://www.cosmonline.co.uk/how-whit...ght-be-created
http://www.andersoninstitute.com/wormholes.html
http://en.wikipedia.org/wiki/Wormhole

TEORI ATOM

Perkembangan Teori

Istilah atom pertama kali dikemukakan oleh filsuf Yunani kuno, Demokritus (460 – 370 SM). Menurut Demokritus jika suatu materi dibelah maka pembelahan materi akan berakhir pada tingkat dimana partikel tidak dapat dibelah lagi, yang dinamakan Atom. Namun konsep atom yang dikemukakan oleh Demokritus tidak didukung oleh eksperimen yang tidak meyakinkan, sehingga tidak dapat diterima oleh beberapa ahli ilmu pengetahuan dan filsafat.

Pengembangan konsep atom-atom secara ilmiah dimulai oleh Jhon Dalton (1805), kemudian dilanjutkan oleh Thomson (1897), Rutherford (1911), dan disempurnakan oleh Bohr (1914).

Teori Atom Dalton

Berikut adalah postulat-postulat dalam teori atom Dalton.

1. Setiap unsur terdiri atas partikel yang sudah tak terbagi yang dinamai atom.
2. Atom-atom dari suatu unsur adalah identik. Atom-atom dari unsur yang berbeda mempunyai sifat-sifat yang berbeda, termasuk mempunyai massa yang berbeda.
3. Atom dari suatu unsur tidak dapat diubah menjadi atom unsur lain, tidak dapat dimusnahkan atau diciptakan. Reaksi kimia hanya merupakan penataan ulang atom-atom.
4. Senyawa terbentuk ketika atom-atom dari dua jenis unsur atau lebih bergabung dengan perbandingan tertentu.

Pada perkembangan selanjutnya diketahui bahwa beberapa postulat dalam teori atom Dalton ternyata kurang tepat, misalnya:

1. Ternyata atom bukanlah sesuatu yang tak terbagi, melainkan terdiri dari berbagai partikel subatom.
2. Meski mempunyai sifat-sifat yang sama, atom-atom dari unsur yang sama dapat mempunyai massa yang berbeda. Atom-atom dari unsur yang sama, tetapi mempunyai massa yang berbeda disebut isotop.
3. Melalui reaksi nuklir, atom dari suatu unsur dapat diubah menjadi atom unsur lain.
4. Beberapa unsur tidak terdiri atas atom-atom melainkan molekul-molekul. Molekul unsur terbentuk dari atom-atom sejenis dengan jumlah tertentu.

Meskipun demikian, Dalton telah meletakkan anak tangga pertama bagi perkembangan teori atom selanjutnya. Hal yang paling penting dari teori atom  Dalton yang hingga kini dapat diterima yaitu:

1. Atom adalah unit pembangun dari segala macam materi.
2. Atom merupakan bagian terkecil dari suatu unsur yang masih mempunyai sifat sama dengan unsurnya.
3. Dalam reaksi kimia, atom tidak dimusnahkan, tidak dicipakan, dan tidak dapat diubah menjadi atom unsur lain. Reaksi kimia hanyalah penataan ulang susunan atom-atom yang terlibat dalam reaksi.

Gambar1. Model Atom Dalton (sumber : kimia.upi.edu)

Model Atom Thomson

Setelah tahun 1897 Joseph John Thomson berhasil membuktikan dengan tabung sinar katode bahwa sinar katode adalah berkas partikel yang bermuatan negatif (berkas elektron) yang ada pada setiap materi maka tahun 1898 J.J.Thomson membuat suatu teori atom. Menurut Thomson, atom berbentuk bulat di mana muatan listrik positif yang tersebar merata dalam atom dinetralkan oleh elektron-elektron yang berada di antara muatan positif. Elektron-elektron dalam atom diumpamakan seperti butiran kismis dalam roti, maka Teori Atom Thomson juga sering dikenal Teori Atom Roti Kismis.  

Gambar 2. Model Atom Thomson (sumber : kimia.upi.edu)

Gambar 3. Percobaan Tabung Sinar Katoda (sumber : kimia.upi.edu)

Model Atom Rutherford

Pada tahun 1903 Philipp Lenard melalui percobaannya membuktikan bahwa teori atom Thomson yang menyatakan bahwa elektron tersebar merata dalam muatan positif atom adalah tidak benar. Hal ini mendorong Ernest Rutherford (1911) tertarik melanjutkan eksperimen Lenard. Dengan bantuan kedua muridnya Hans Geiger dan Ernest Marsden, Rutherford melakukan percobaan dengan hamburan sinar α. Partikel α bermuatan positif.

Kemudian Rutherford mengajukan teori atom sebagai berikut: atom tersusun atas inti atom yang bermuatan positif sebagai pusat massa dan dikelilingi elektron-elektron yang bermuatan negatif.

Gambar 4.Percobaan Rutherford (sumber : kimia.upi.edu)

Gambar 5. Model Atom Rutherford (sumber : kimia.upi.edu)

Model Atom Niels Bohr

Pada tahun 1913, berdasarkan analisis spektrum atom, Niels Bohr mengajukan model atom sebagai berikut:

1. Atom terdiri atas inti yang bermuatan positif dan dikelilingi oleh elektron yang bermuatan negatif didalam suatu lintasan.
2. Elektron dapat berpindah dari satu lintasan ke yang lain dengan menyerap atau memancarkan energi sehingga energi elektron atom itu tidak akan berkurang. Jika berpindah lintasan ke lintasan yang lebih tinggi, elektron akan menyerap energi. Jika beralih ke lintasan yang lebih rendah, elektron akan memancarkan energi.
3. Kedudukan elektron-elektron pada tingkat-tingkat energi tertentu yang disebut kulit-kulit elektron.

Gambar 6. Model Atom Bohr (sumber : kimia.upi.edu)

Model Atom Modern

Pada tahun 1927, Erwin Schrodinger, mengemukakan teori atom yang disebut teori atom mekanika kuantum atau mekanika gelombang. Teori tersebut dapat diterima para ahli sampai sekarang

Menurut teori atom mekanika kuantum, kulit-kulit elektron bukan kedudukan yang pasti dari suatu elektron, tetapi hanyalah suatu kebolehjadian saja.

Gambar 7. Mekanika Kuantum (sumber : kimia.upi.edu)

Handout Materi

No.	Model Atom	Keterangan
1.	Dalton (1803)	Atom menurut Dalton:a. Atom merupakan bagian terkecil dari materi yang sudah tidak dapat dibagi lagi b.Atom digambarkan sebagai bola pejal yang sangat kecil, suatu unsur memiliki atom-atom yang identik dan berbeda untuk unsur yang lainnya c. Atom-atom bergabung membentuk senyawa dengan perbandingan bilangan bulat dan sederhana. Misalnya air terdiri atas atom-atom hidrogen dan atom-atom oksigen d.Reaksi kimia merupakan pemisahan atau penggabungan atau penyusunan kembali dari atom-atom, sehingga atom tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan. Kelebihan : Dapat menerangkan Hukum Kekekalan Massa (Hukum Lavoisier) Dapat Menerangkan Hukum Perbandingan Tetap (hukum Proust) Menumbuhkan minat terhadap penelitian mengenai model atom Kelemahan : Tidak dapat menerangkan suatu larutan dapat menghantarkan listrik Berdasarkan percobaan, atom-atom dari unsur yang sama dapat mempunyai massa yang berbeda
2.	Thomson (1910)	Berdasarkan percobaan sinar katoda, atom menurut Thomson :Suatu materi berbentuk bola bermuatan positif, dan didalamnya tersebar elektron-elektron dengan jumlah muatan positif dan negatif sama sehingga membentuk atom yang bersifat netral Kelebihan : • Dapat menerangkan adanya partikel yang lebih kecil dari atom yang disebut partikel subatomik. • Dapat menerangkan sifat listrik atom Kelemahan : Tidak dapat menerangkan bagaimana susunan muatan positif dan negatif dalam bola atom tersebut
3.	Rutherford (1913)	Berdasarkan penembakan lempeng tipis dengan partikel alpha, atom menurut Rutherford :Atom terdiri dari inti atom yang bermuatan positif dan elektron bermuatan negatif yang mengelilingi inti atom, dimana massa atom terpusat pada inti atomnya Kelebihan : Tidak dapat menjelaskan mengapa elektron tidak jatuh ke dalam inti atom. Berdasarkan teori fisika klasik, gerakan elektron mengelilingi inti ini disertai pemancaran energi sehingga lama-kelamaan energi elektron akan berkurang dan lintasannya makin lama akan mendekati inti dan jatuh kedalam inti
4.	Bohr	Berdasarkan pengamatan spektrum garis atom hidrogen, ato menurut Bohr : Atom terdiri dari inti atom yang bermuatan positif dan dikelilingi oleh elektron yang bemuatan negatif didalam suatu lintasan Elektron-elektron yang mengitari inti atom berada pada tingkat energi tertentu yang bergerak secara stasioner Elektron dapat berpindah dari satu lintasan ke lintasan lain dengan menyerap atau memancarkan energi. Jika elektron berpindah ke lintasan yang lebih tinggi elektron akan menyerap energi, dan jika berpindah ke lintasan yang lebih rendah elektron akan memancarkan energi Kelebihan : Mampu membuktikan adanya lintasan elektron untuk atom hidrogen Kelemahan : Tidak dapat menjelaskan spektrum warna dari atom-atom yang memiliki banyak elektron
5.	Teori Atom Modern	Dikembangkan berdasarkan teori mekanika kuantum yang disebut mekanika gelombang; diprakarsai oleh 3 ahli :a) Louis Victor de Broglie : menyatakan bahwa materi mempunyai dualisme sifat yaitu sebagai materi dan sebagaigelombang. b) Werner Heisenberg : mengemukakan prinsip ketidakpastian untuk materi yang bersifat sebagai partikel dan gelombang. Jarak atau letak elektron-elektron yang mengelilingi inti hanya dapat ditentukan dengan kemungkinan – kemungkinan saja. c) Erwin Schrodinger (menyempurnakan model Atom Bohr): Berhasil menyusun persamaan gelombang untuk elektron dengan menggunakan prinsip mekanika gelombang. Elektron-elektron yang mengelilingi inti terdapat di dalam suatu orbital yaitu daerah 3 dimensi di sekitar inti dimana elektron dengan energi tertentu dapat ditemukan dengan kemungkinan terbesar. Model atom Modern : a) Atom terdiri dari inti atom yang mengandung proton dan neutron sedangkan elektron-elektron bergerak mengitari inti atom dan berada pada orbital-orbital tertentu yang membentuk kulit atom. b) Orbital yaitu daerah 3 dimensi di sekitar inti dimana elektron dengan energi tertentu dapat ditemukan dengan kemungkinan terbesar. c) Kedudukan elektron pada orbital-orbitalnya dinyatakan dengan bilangan kuantum.

Penjelasan Atom dalam Al-Quran

Atom juga ternyata dibahas dalam Al-Quran surat Saba ayat 3   yang artinya:Dan orang-orang yang kafir berkata, “Hari Kiamat itu tidak akan datang kepada kami”.Katakanlah, “Pasti datang, demi Tuhanku yang mengethui yang ghaib, Kiamat itu pasti akan datang kepadamu. Tidak ada yang tersembunyi bagiNya sekalipun seberat zarrah1 baik yang dilangit maupun yang di bumi, yang lebih kecil dari itu atau yang lebih besar, semuanya tertulis dalam kitab yang jelas (Lauh Mahfuz),” Penjelasan: Zarrah adalah jenis yang terkecil dari semut. Orang Arab mengungkapkan sesuatu yang paling kecil dengan sebutan Zarrah.

Perkembangan Teori Atom

Dari zaman yunani kuno hingga sekarang, model dan teori atom terus berkembang. Melalui model dan teori atom, kita dapat mengetahui struktur suatu atom. Perkembangan tersebut tidak dapat dilepaskan dari upaya para ilmuwan diantaranya Democritus, John Dalton, J.J. Thomson, Rutherford, Chadwick, Milikan, Niels Bohr, Schrodinger, de Broglie dan Heisenberg.

1.  Teori Atom Democritus (460 SM–370 SM)

Democritus mengembangkan teori tentang penyusun suatu materi. Menurut Democritus jika suatu materi dibelah terus-menerus suatu ketika akan diperoleh suatu partikel fundamental yang disebut sebagai atom (Yunani: atomos = tidak terbagi). Pendapat ini ditolak oleh Aristoteles (384–322 SM), yang berpendapat bahwa materi bersifat kontinu (materi dapat dibelah terus-menerus sampai tidak berhingga). Aristoteles lebih menyetujui teori Empedokles, yaitu materi tersusun atas api, air tanah dan udara. Sekitar tahun 1592 - 1655  Gasendi mengemukakan bahwa atom merupakan bagian terkecil suatu zat.

2.  Teori Atom Dalton (1803)

John Dalton mengungkapkan bahwa :
a. Atom adalah bagian terkecil dari suatu zat.
b. Atom berbentuk bola sederhana yang sangat kecil, tidak dapat dibelah, diciptakan ataupun dimusnahkan.
c. Unsur yang sama mengandung atom-atom yang sama.
d. Atom sejenis memiliki sifat yang sama dalam segala hal, sedangkan atom yang berbeda memiliki sifat yang berbeda.
e. Reaksi kimia terjadi karena adanya penggabungan dan pemisahan atom-atom.
f.  Bila atom-atom bergabung akan membentuk molekul. Bila atom-atom yang bergabung sama akan terbentuk molekul unsur,     sedangkan bila atom-atom yang bergabung berbeda akan terbentuk molekul senyawa.

Kelemahan teori atom Dalton

Pada perkembangan selanjutnya ditemukan berbagai fakta yang tidak dapat dijelaskan oleh teori tersebut, antara lain :
a. Tidak dapat menjelaskan sifat listrik materi.
b. Tidak dapat menjelaskan cara atom-atom saling berikatan.
c. Model atom  Dalton tidak dapat menjelaskan perbedaan antara atom unsur yang satu dengan unsur yang lain.

Kelemahan –kelemahan tersebut dapat dijelaskan setelah ditemukan beberapa partikel penyusun atom, seperti elektron ditemukan oleh Joseph John Thomson tahun 1900, penemuan partikel proton oleh Goldstein tahun 1886.

Kelebihan teori atom Dalton

a. Dapat menerangkan Hukum Kekekalan Massa (Hukum Lavoisier)
b. Dapat menerangkan Hukum Perbandingan Tetap (Hukum Proust)

3. Teori Atom Thomson

Berdasarkan percobaan tentang hantaran listrik melalui tabung hampa/tabung pengawan muatan (discharge tube) atau tabung sinar katode. Dalam tabung katode tekanan gas dalam tabung dapat diatur melalui pompa isap (pompa vakum). Pada tekanan cukup rendah  dan tegangan yang cukup tinggi (beberapa ribu volt), gas dalam tabung akan berpijar dengan cahaya yang warnanya tergantung pada jenis gas dalam tabung (gas neon berwarna merah, gas natrium berwarna kuning). Jika tekanan gas dikurangi, maka daerah didepan katode akan menjadi gelap. Daerah gelap ini akan bertambah jika tekanan gas dalam tabung terus dikurangi, akhirnya seluruh tabung menjadi gelap, tetapi bagian tabung didepan katode berpendar dengan warna kehijauan.

Melalui percobaan dapat ditunjukkan bahwa  perpendaran tersebut disebabkan oleh suatu radiasi yang memancar dari permukaan katode menuju anode. Oleh karena berasal dari katode, maka radiasi ini disebut sinar katode. Hasil percobaan tabung katoda ini membuktikan bahwa ada partikel bermuatan negatif dalam suatu atom karena sinar tersebut dapat dibelokkan ke arah kutub positif medan listrik. selanjutnya sinar katode ini merupakan partikel yang bermuatan negatif dan oleh Thomson partikel ini dinamakan elektron.

Satu Jam Dua Waktu: Saat Mekanika Kuantum Bertemu Relativitas Umum

"Ini adalah paradoks kembar untuk 'anak tunggal' kuantum, dan membutuhkan relativitas umum serta mekanika kuantum. Interaksi antara kedua teori ini belum pernah diselidiki dalam percobaan."

Penyatuan mekanika kuantum dan relativitas umum Einstein merupakan salah satu pertanyaan yang paling menarik dan masih terbuka dalam fisika modern. Dalam relativitas umum, gabungan teori gravitasi, ruang dan waktu memberikan prediksi-prediksi yang menjadi bukti jelas pada skala kosmik bintang dan galaksi. Di sisi lain, efek kuantum bersifat rapuh dan biasanya terobservasi pada skala kecil, misalnya ketika mempertimbangkan partikel tunggal dan atom. Itulah mengapa sangat sulit untuk menguji interaksi antara mekanika kuantum dan relativitas umum.

Kini, fisikawan teoritis yang dipimpin Prof. Caslav Brukner dari Universitas Wina mengusulkan suatu eksperimen baru yang dapat mengamati ketumpangtindihan dari kedua teori tersebut. Fokus pekerjaan ini adalah mengukur konsep waktu relativistik umum pada skala kuantum. Temuan ini dipublikasikan minggu ini dalam Nature Communications.

Salah satu prediksi kontraintuitif relativitas umum Einstein adalah gravitasi mendistorsi aliran waktu. Teori ini memprediksi bahwa jam berdetak lebih lambat di dekat objek yang besar dan berdetak semakin cepat saat semakin menjauh dari massa. Efek ini menghasilkan “paradoks kembar”: jika salah satu kembar bergerak keluar untuk tinggal di ketinggian yang lebih tinggi, maka usianya akan lebih cepat dari usia kembar lain yang tetap tinggal di darat. Efek ini telah tepat diverifikasi dalam percobaan klasik, namun tidak dalam hubungannya dengan efek kuantum, yang merupakan tujuan dari percobaan baru yang diusulkan kali ini.

Kelompok peneliti Wina ingin mengeksploitasi kemungkinan yang luar biasa bahwa sebuah partikel kuantum tunggal dapat kehilangan properti klasiknya dalam memiliki posisi yang didefinisikan dengan baik, atau sebagaimana yang diutarakan dalam istilah mekanik kuantum: ia dapat berada dalam “superposisi”. Hal ini memungkinkan untuk efek seperti-gelombang, yang disebut interferensi, dengan sebuah partikel tunggal. Namun, jika posisi partikel diukur, atau bahkan jika secara prinsip dapat diketahui, maka efek ini menghilang. Dengan kata lain, tidak mungkin mengamati interferensi dan sekaligus mengetahui posisi partikel. Hubungan antara informasi dan interferensi merupakan contoh komplementaritas kuantum – prinsip yang diusulkan oleh Niels Bohr.

Usulan eksperimental yang sekarang dipublikasikan dalam Nature Communications ini menggabungkan prinsip tersebut dengan “paradoks kembar” dari relativitas umum.

Tim riset Universitas Wina beranggapan bahwa sebuah jam tunggal (partikel dengan perkembangan derajat kebebasan internal seperti spin) dibawa dalam superposisi dari dua lokasi – yang satu lebih dekat dan yang yang satunya lagi lebih jauh dari permukaan bumi.

Berdasarkan relativitas umum, jam berdetak pada tingkat yang berbeda pada dua lokasi, dalam cara yang sama seperti dua kembar yang berbeda usia. Tapi karena waktu yang diukur dengan jam mengungkapkan informasi di mana jam itu terletak, interferensi dan sifat-gelombang jam menjadi menghilang.

“Ini adalah paradoks kembar untuk ‘anak tunggal’ kuantum, dan membutuhkan relativitas umum serta mekanika kuantum. Interaksi antara kedua teori ini belum pernah diselidiki dalam percobaan,” kata Magdalena Zych, penulis utama makalah dan anggota Program Doktor CoQuS Wina. Dengan demikian, ini merupakan usulan pertama untuk percobaan yang memungkinkan pengujian gagasan waktu relativistik umum dalam hubungannya dengan komplementaritas kuantum.

Kredit: Universitas Wina
Jurnal: M. Zych, F. Costa, I. Pikovski, C. Brukner. Quantum interferometric visibility as a witness of general relativistic proper time. Nature Communications, 18 October 2011. DOI: 10.1038/ncomms1498

Sumber : FaktaIlmiah.com, 19 Oktober 2011

Science dalam film, menarik lho...

Anda pasti pernah mendengar atau bahkan menonton yang cukup terkenal yaitu Jurassic Park!
Kita masih belum lupa betapa mengerikannya t-rex dan raptor, yang dengan ganasnya membunuh manusia. Dan apakah anda ingat juga waktu dinosaurus itu menetas, keluar dari telornya, dan bagaimana mereka "diciptakan" oleh para ilmuwan di pilem tersebut?
Ya mereka diciptakan dari DNA-DNA dinosaurus yang ada di dalam fosil nyamuk purbakala.
Dan kita tahu bahwa dasar pemikiran yang tadi merupakan dasar yang ilmiah, yang dituangkan dalam sebuah film.

Masih banyak film-film lainnya yang didasari atas sebuah ide ilmiah/science yang mungkin dapat direalisasikan atau bahkan sudah terrealisasi. Film-film ini dapat dikategorikan dalam film science fiction. Yang membuat unik film seperti ini menarik selain menghibur kita, juga dapat mengajarkan kita secara tidak langsung. Bahkan beberapa film dalam kategori ini sudah pernah dilakukan risetnya, dan masih dikembangkan hingga sekarang. Contohnya film Jurassic Park, pernah ada penelitian untuk menciptakan kembali dinosaurus. Perbedaannya dari film tersebut, para ilmuwan ini menggunakan bantuan DNA burung, bukan DNA kodok seperti di filmnya. Karena diyakini, dinosaurus tersebut diyakini termasuk spesies burung.

Terkadang, film-film ini dapat membuat kita untuk mengkaji sisi ilmiah dari film itu dan mungkin saja, membuat anda tertarik sebagai referensi bahan penelitian anda. Tentunya juga dengan pencarian dan riset-riset yang akurat dan fakta yang sebenarnya.

Beberapa film termasuk dalam science fiction (menurut saya):
01. Jurassic Park. Gagasan untuk menggunakan DNA untuk menciptakan kembali dinosaurus.
02. Star Trek. Mengenai teori fisika, salah satunya mengenai teori Relatifitas Einstein.
03. Minority Report. Penggunaan cenayang untuk mendeteksi kriminal di masa depan ( fisika kuantum)
04. Empire of The Sun. Mengenai sistem keamanan yang berbasis teknologi di sebuah gedung.
05. Matrix. U know lah, masa g nonton sih ... Akang Keanu. Religi, filsafat, science.
06. Stealth. Film baru nih. Membahas tentang Artificial Intelegence dari sebuah komputer.
07. Anti Trust. Pengendali satelit dengan sistem teknik digital (fisika komputer), salah pelajaran favorit saya wkt kuliah, hehe..
08. Kongo. Tentang permata yang digunakan dalam pengembangan prosesor komputer (baca novelnya juga)
09. Deep Blue Sea. Tentang masalah penggunaan cairan otak hiu untuk menyembuhkan penyakit Alzheimer(sorry kalo salah ketik).
10. The Day After Tommorow. Tentang pemanasan global yang mengakibatkan mencairnya es di kutub.
11. Chain Reaction. Tentang ditemukannya sumber energi lain yang dapat menggantikan minyak dan gas dengan kekuatan yang besar.
12. iRobot. Tentang Artifial Intelegence.
13. Bicenntenial Man. Artificial Intelegence dan robotik.
14. Hulk. Penggunaan sinar gamma untuk regenerasi sel dalam tubuh ( fisika modern)
15. Time Line. Teori relatifitas waktunya Einstein. Lebih jelas, baca novelnya.
16. Back to The Future. Sama dengan nomor 15
17. Contact. Riset untuk mencari kehidupan lain di angkasa luar.
18. Demolition Man. Teori tentang pembekuan orang, dan ketika dia dicairkan, tubuhnya sama dengan sewaktu dia dibekukan.
19. Jhonny Mnemonic. Mengintegrasikan komputer dengan otak manusia.
20. Twister. Gejala alam.

Kalo masih penasaran tentang cerita-cerita science fiction, boleh baca novelnya Michael Crichton (Sorry kalo salah). Dijamin menghibur dan membuat otak berfikir jadi lebih smart deh.
Sebagai tambahan, u know film Disclosure?(Demi Moore n Michael Douglas). Diangkat dari karangan Michael Crichton. Dijamin deh keren banget, hehe...

Film-film tersebut, tidak murni dalam science fiction. Ada yang science fiction-action, science fiction-drama, dsb.

Mudah-mudahan teman-teman tertarik dan boleh menceritakan film lain yang termasuk science fiction.
Thx alot deh, hehe..

7 Penemuan Besar Antariksa 2010

Laman space.com mencatat tujuh temuan yang patut diacungi jempol. Temuan ini bukan hanya penting bagi kemajuan ranah antariksa, namun juga berpengaruh besar bagi peradaban umat manusia pada masa mendatang. Berikut temuan bidang antariksa sepanjang 2010

1. PLANET KEMBARAN BUMI

Berita yang telah lama dinanti itu hadir pada September. Sebuah planet yang mirip Bumi diduga ada di angkasa. Ia bukan lagi sekadar ilusi atau mimpi. Hampir semuanya identik, bahkan ukurannya seperti Bumi. Sang planet diberi nama Gliese 581g.
Temuan itu diungkap oleh para astronom dari Universitas California Santa Cruz. Steven Vogt, salah satu anggota tim, menyatakan, terdapat kondisi yang menunjang bagi adanya air di sana. Karenanya Vogt yakin manusia bisa hidup dan menetap. Tapi, beberapa astronom lain mengingatkan bahwa temuan ini masih terlalu dini.

2. SAMPEL DEBU ASTEROID

Wahana antariksa Jepang, Hayabusha, membawa pulang kado spesial bagi sains dunia. Penjelajahannya sukses membawa sampel debu asteroid yang diambil dari sumbernya langsung.
Debu berasal dari permukaan asteroid Itokawa yang berjarak 2 miliar km dari Bumi. Hayabusah yang berarti elang, menempuh perjalanan selama 7 tahun untuk sampai ke asteroid itu.
Pengambilan sampel dilakukan langsung oleh wahana antariksa itu. Bukan perkara mudah mendarat di Itokawa. Sebab baru pada percobaan kedua misi berhasil dituntaskan.
Hayabusha tiba kembali ke Bumi pada 13 Juni lalu. Ia setidaknya membawa sebanyak 1.500 butiran debu asteroid yang sangat penting bagi bidang sains dan pengetahuan.

3. HIDUP DENGAN ARSENIK

Gara-gara Badan Pengembangan dan Antariksa Nasional AS (NASA) berencana menggelar konferensi ilmiah bertajuk “Diskusi tentang Temuan Astrobiologi untuk Mengungkap Kehidupan di Luar Bumi”, spekulasi pun merebak.
Sebagian pemerhati sains dan wartawan menduga peneliti NASA telah melacak makhluk angkasa yang berada di salah satu bulan Saturnus, Titan, yang mampu hidup pada kondisi lingkungan penuh gas beracun.
Pada kenyataannya tidak seheboh yang dikira. Peneliti mengklaim hanya menemukan mikroba di Bumi yang memakan arsenik. Makhluk itu kemudian disebut GFAJ-1.
Ia bisa mentransformasikan racun ke dalam DNA-nya. Perilakunya ini membuktikan bahwa makhluk hidup bisa bertahan dalam kondisi apa pun dari yang sebelumnya dibayangkan.
Lebih jauh, temuan itu membuka peluang bagi upaya pencarian tanda-tanda kehidupan di luar angkasa. Keraguan mengemuka dari peneliti lain terkait kebenaran makhluk yang bisa hidup dari arsenik. Pembuktiannya patut dinanti, seperti pula klaim adanya kehidupan di meteorit Martian ALH 84001.

4. MATAHARI ‘BANGUN DARI TIDURNYA’

Para ilmuwan menjuluki fenomena itu sebagai tsunami Matahari. Sekitar Agustus lalu, Matahari mengalami aktivitas luar biasa. Terjadi serangkaian ledakan besar di permukaan bintang yang terdekat dengan Bumi itu.

Energi ledakan melintasi angkasa sepanjang 93 juta mil. Ledakan tersebut menghasilkan aurora di langit. Ini merupakan siklus yang akan berakhir 11 tahun lamanya, ditandai dengan naik turunnya tingkat gelombang elektromagnetik, semburan api, dan cahaya.
Ada kekhawatiran, dampak ledakan bisa merusak satelit komunikasi yang mengorbit Bumi. Tidak diragukan, Matahari berada pada periode teraktif. Ia seolah bangun dari tidurnya.

5. MATERI GELAP TERIDENTIFIKASI

Bertahun-tahun materi gelap menjadi misteri. Padahal, unsur itu melingkupi 80% materi jagat raya. Namanya disematkan karena sangat sulit dilihat oleh instrumen luar angkasa.

Akan tetapi, para ahli astro fisika membuat terobosan besar. Mereka berhasil mengidentifikasi tanda-tanda materi gelap ini. Dari situ ada harapan untuk menyingkap segala hal tentangnya. Salah satu temuan menyangkut partikel materi gelap. Partikelnya berciri antipartikel. Ia akan menghancurkan apa pun yang berada di dekatnya.
Para peneliti menduga, tanda dari partikel materi gelap yakni adanya sinar gamma penghancur. Teleskop antariksa Fermi pernah mendeteksi gelombang sinar gamma dari pusat galaksi yang lebih terang dari perkiraan semula.
Ada kemungkinan kejadian berasal dari partikel materi gelap yang sedang bereaksi antipartikel. Berdasar data aktivitas radiasi ini, materi gelap terdiri dari partikel yang disebut WIMP (weakly interacting massive particles). Partikel itu memiliki massa sembilan kali lebih besar dari proton.
Peneliti juga menduga adanya semacam cross section yang menjelaskan kerapatan kaitan artikel. Temuan itu merupakan langkah besar dalam upaya menyingkap selubung misteri materi gelap.

6. PERTEMUAN DENGAN KOMET HARTLEY

Tidak ada yang menyangka wahana antariksa Deep Impact sanggup menyambangi dua komet sekaligus. Setelah menempuh jarak ekstra hingga 4,6 juta kilomete, Deep Impact akhirnya mencapai target berikutnya, Komet Hartley 2.
Sebelum itu, tepatnya pada 2005, Deep Impact telah sampai ke Komet Tempel 1. Ia meluncurkan alat peneliti ke permukaan planet untuk mempelajari komposisi komet tersebut.
Namun, para ilmuwan menemukan bahwa Deep Impact masih memiliki tenaga cadangan untuk melakukan penjelajahan lagi. Misi ke Hartley 2 menghasilkan temuan bahwa komet berbentuk kacang itu masih sangat aktif. Ia menyenburkan gas pendorong sianida yang berasal dari karbon dioksida.

7. KETETAPAN YANG TIDAK TETAP

Di alam selalu ada ketetapan. Teori itu diyakini selama berpuluh-puluh tahun. Misalnya, kekuatan elektromagnetik yang kerap disebut struktur konstan atau alpha. Unsur tersebut selalu tetap di mana pun. Namun, observasi di galaksi terdekat menunjukkan bahwa alpha bisa berbeda-beda. Perbedaan bergantung pada galaksi mana ia berada. Ini artinya, kecepatan cahaya atau kekuatan elektron memiliki aneka variabel sesuai lokasi masing-masing.
Penelitian dilakukan di dua tempat, yakni melalui Keck di Hawaii dan teleskop besar di Cile. Keduanya melingkupi pengamatan di langit selatan dan utara. Dari situ diketahui, unsur alpha punya perbedaan di angkasa. Di langit utara, struktur tetap ternyata bisa mengecil seiring bertambahnya jarak. Sedangkan, kebalikannya terdapat di langit selatan

Lebih lanjut ttg penemuan neutrino

Tolong Dibaca ya? nanti diskusiin sama2, ya...

Belum lama berselang, tepatnya tanggal 5 Juni yang lalu, suatu berita
besar iptek muncul dari sebuah konperensi fisika “Neutrino 98″ yang
berlangsung di Jepang. Neutrino, salah satu partikel dasar yang jauh lebih
kecil daripada elektron, ternyata memiliki massa, demikian laporan dari
suatu tim internasional yang tergabung dalam eksperimen
Super-Kamiokande. Tim ahli-ahli fisika yang terdiri dari kurang lebih 120 orang dari
berbagai negara termasuk AS, Jepang, Jerman, dan Polandia tersebut
melakukan penelitian terhadap data-data yang dikumpulkan selama setahun oleh
sebuah laboratorium penelitian neutrino bawah tanah di Jepang.

Jika laporan ini terbukti benar dan dapat dikonfirmasi kembali oleh tim
lainnya maka akan membawa dampak yang sangat luas terhadap beberapa
teori fisika, terutama pembahasan mengenai interaksi partikel dasar, teori
asal mula daripada alam semesta ini serta problema kehilangan massa
(missing mass problem) maupun teori neutrino matahari.

Neutrino, atau neutron kecil, adalah suatu nama yang diberikan oleh
fisikawan dan pemenang hadiah Nobel terkenal dari Jerman: Wolfgang Pauli.
Neutrino adalah partikel yang sangat menarik perhatian para fisikawan
karena kemisteriusannya. Neutrino juga merupakan salah satu bangunan
dasar daripada alam semesta yang bersama-sama dengan elektron, muon, dan
tau, termasuk dalam suatu kelas partikel yang disebut lepton. Lepton
bersama-sama dengan enam jenis partikel quark adalah pembentuk dasar semua
benda di alam semesta ini.

Ditemukan secara eksperimental pada tahun 1956 (dalam bentuk anti
partikel) oleh Fred Reines (pemenang Nobel fisika tahun 1995) dan Clyde
Cowan, neutrino terdiri dari 3 rasa (flavor), yakni: neutrino elektron,
neutrino mu dan neutrino tau. Neutrino tidak memiliki muatan listrik dan
selama ini dianggap tidak memiliki berat, namun neutrino memiliki
antipartikel yang disebut antineutrino. Partikel ini memiliki keunikan karena
sangat enggan untuk berinteraksi. Sebagai akibatnya, neutrino dengan
mudah dapat melewati apapun, termasuk bumi kita ini, dan amat sulit untuk
dideteksi.

Diperkirakan neutrino dalam jumlah banyak terlepas dari hasil reaksi
inti pada matahari kita dan karenanya diharapkan dapat dideteksi pada
laboratorium di bumi. Untuk mengurangi pengaruh distorsi dari sinar
kosmis, detektor neutrino perlu ditaruh di bawah tanah. Dengan mempergunakan
tangki air sebanyak 50 ribu ton dan dilengkapi dengan tabung foto
(photomultiplier tube) sebanyak 13 ribu buah, tim Kamiokande ini menemukan
bahwa neutrino dapat berosilasi atau berganti rasa. Karena bisa
berosilasi maka disimpulkan bahwa neutrino sebenarnya memiliki massa.

Penemuan ini sangat kontroversial karena teori fisika yang selama ini
kerap dipandang sebagai teori dasar interaksi partikel, yakni disebut
teori model standard, meramalkan bahwa neutrino sama sekali tidak
bermassa. Jika penemuan neutrino bermassa terbukti benar maka boleh jadi akan
membuat teori model standard tersebut harus dikoreksi.

Penemuan neutrino bermassa juga mengusik bidang fisika lainnya yakni
kosmologi. Penemuan ini diduga dapat menyelesaikan problem kehilangan
massa pada alam semesta kita ini (missing mass problem). Telah sejak lama
para ahli fisika selalu dihantui dengan pertanyaan: Mengapa terdapat
perbedaan teori dan pengamatan massa alam semesta? Jika berat daripada
bintang-bintang, planet-planet, beserta benda-benda alam lainnya
dijumlahkan semua maka hasilnya ternyata tetap lebih ringan daripada berat
keseluruhan alam semesta.

Para ahli fisika menganggap bahwa terdapat massa yang hilang atau tidak
kelihatan. Selama ini para ahli tersebut berteori bahwa ada partikel
unik yang menyebabkan selisih massa pada alam semesta. Namun teori
semacam ini memiliki kelemahan karena partikel unik yang diteorikan tersebut
belum pernah berhasil ditemukan.

Dari hasil penemuan tim Kamiokande ini dapat disimpulkan bahwa ternyata
partikel unik tersebut tidak lain daripada neutrino yang bermassa.

Menurut teori dentuman besar (Big Bang) alam semesta kita ini bermula
dari suatu titik panas luar biasa yang meledak dan terus berekspansi
hingga saat ini. Fisikawan Arno Penzias dan Robert Wilson (keduanya
kemudian memenangkan hadiah Nobel fisika tahun 1978) pada tahun 1965
menemukan sisa-sisa gelombang mikro peninggalan dentuman besar yang sekarang
telah mendingin hingga suhu sekitar 3 Kelvin. Namun salah satu hal yang
masih diperdebatkan adalah masalah ekspansi alam semesta itu sendiri.
Apakah hal ini akan terus menerus terjadi tanpa akhir? Penemuan neutrino
bermassa diharapkan akan bisa menjawab pertanyaan yang sulit ini.

Bayangkan suatu neutrino yang sama sekali tidak bermassa, seperti yang
diperkirakan selama ini. Gaya gravitasi tentu tidak akan berpengaruh
sama sekali pada partikel yang tidak memiliki berat. Namun apa yang
terjadi jika neutrino ternyata memiliki berat? Dalam jumlah yang amat sangat
banyak neutrino-neutrino ini tentu akan bisa mempengaruhi ekspansi alam
semesta. Tampaknya ada kemungkinan ekspansi alam semesta suatu saat
akan terhenti dan terjadi kontraksi atau penciutan kembali jika ternyata
neutrino memiliki massa.

Terakhir masih ada satu lagi problem fisika yang akan diusik oleh hasil
penemuan ini yaitu problem neutrino matahari, dimana terjadi selisih
jumlah perhitungan dan pengamatan neutrino yang dihasilkan oleh matahari
kita.

Untuk keabsahan penemuan ini tim internasional dari eksperimen super
Kamiokande dalam laporannya juga mengajak tim-tim saintis lainnya untuk
mengkonfirmasi penemuan mereka. Namun menurut pengalaman di masa lalu,
laporan osilasi neutrino dan neutrino bermassa selalu kontroversi dan
jarang bisa dikonfirmasi kembali.

Untuk sementara ini para ahli harus sabar menunggu karena eksperimen
semacam ini hanya bisa dilakukan oleh segelintir eksperimen saja di
seluruh dunia. Yang pasti jika hasil penemuan ini memang nantinya terbukti
benar maka jelas dampaknya akan sangat terasa pada beberapa teori fisika modern.