febdian.net fisika itu adalah sunnatullah

Oleh: Al Jupri Dulu saya pernah bertanya pada teman saya yang dari jurusan fisika. Kenapa rumus Einstein yang terkenal itu adalah *E = mc^2*? Kenapa rumusnya bukan *E = ma^2* atau *E = mb^2* atau yang lainnya? Mendapat pertanyaan itu, sepertinya teman saya itu menganggap pertanyaan saya tidaklah serius. Dia cuma ketawa saja. Terus, malahan dia balik bertanya ke saya. “Kenapa nama dai sejuta umat itu adalah Zainuddin MZ? Kenapa bukan Zainuddin MA, Zainuddin MB, atau yang lainnya?” begitu katanya. Saya pun jadi tertawa dibuatnya. Hahaha…. “Oh, iya. Saya tahu alasanya!” begitu kata teman saya itu.

Kiamat, adalah sebuah keniscayaan, baik dalah ranah agama maupun sains. Dalam Islam setiap muslim wajib beriman kepada kiamat. Al Quran dan hadits memberikan panduan kepada kita tentang tanda-tanda, dahsyat, dan keadaan kiamat itu. Namun, Allah tidak memberi tahu kepada kita kapan pastinya kiamat itu seperti pada surat Al A'raaf (7:187):

Mereka menanyakan kepadamu (Muhammad) tentang Kiamat, "Kapan terjadinya?"

Katakanlah, "Sesungguhnya pengetahuan tentang Kiamat itu ada pada Tuhanku; tidak ada (seorang pun) yang dapat menjelaskannya waktu terjadinya selain Dia. (Kiamat itu) sangat berat (huru-haranya bagi makhluk) yang di langit dan di bumi, tidak akan datang kepadamu kecuali secara tiba-tiba."

Mereka bertanya kepadamu (Muhammad) seakan-akan kamu mengetahuinya. Katakanlah (Muhammad), "Sesungguhnya pengetahuan tentang (hari Kiamat) itu pada Allah, tetapi kebanyakan manusia tidak mengetahuinya."

Perkara Alam Semesta selalu menjadi perkara menarik bagi umat manusia. Mungkin karena cerita tentang planet-planet, matahari dan bintang-bintang yang selalu disertai unsur mistik membuat kita semakin penasaran. Sepertinya kita secara intuisi tertarik dengan mistik (dan ilmu gaib).

Setidaknya ada dua pertanyaan yang sudah berkembang semenjak peradaban manusia: dari mana Alam Semesta ini berasal dan bagaimana akhirnya. Pertanyaan terakhir inilah yang menjadi tema pembicaraan saya saat diundang oleh Qalam Public Relation and Event Organier di Masjid Baitul Ihsan, Bank Indonesia, di Jl. Thamrin (Jakarta) — dalam rangka Nuzulul Quran "Memahami Al Quran dengan Cara Tak Biasa...". Qalam juga mengundang Cak Nun (Emha Ainun Nadjib), Fahmi Basya (matematikawan Islam), dan Agus Mustofa (pengarang buku "Akhirat Tidak Kekal"). Acara ini gratis untuk umum dan diadakan dua hari, 3-4 Oktober 2007. Kebetulan saya dan Cak Nun mengisi di hari pertama: saya sebelum berbuka dan Cak Nun setelah berbuka.

Insyaallah, tidak ada sedikitpun kerugian yang saya derita setelah saya mengambil keputusan untuk hijrah ke Surabaya. Kalaupun ada, mungkin menandakan iman yang masih rendah, adalah seringnya ketinggalan berita tentang perkembangan riset terbaru. D'oh, perasaan ini mungkin sama dengan mereka yang fanatik menonton telenovela atau siaran gosip di televisi kemudian tidak bisa lagi menikmatinya karena beberapa alasan. Hidup tidak tenang, tidur tidak nyenyak, makan pun tidak lahap... Fisika Unair memang belum berlangganan majalah atau jurnal ilmiah berskala internasional (untuk level nasional mungkin juga belum). Tapi saya masih bisa memakluminya, walau dengan batas toleransi yang sudah ekstrim kiri bawah, karena saya masih bisa menikmat jurnal-jurnal pilihan saya yang saya langganani saat masih di Groningen. Namun sialnya, port untuk akses ke sana ditutup oleh admin Unair. Masyaallah... Untung ada Gea yang bersedia saya ganggu — Thanks a lot buddy, I really appreciate it, it is like an oase in desert to me. Baiklah, untuk tidak terjebak pada sumpah-serapah di pagi yang cerah ini saya mau menuturkan sesuatu yang menggelitik dan membuat saya tidak sanggup tidur beberapa hari ini: Bahwasanya dugaan foton (partikel cahaya) memiliki muatan listrik sedang diteliti dan menunjukkan kemajuan dengan kesimpulan sementara muatan listrik foton adalah (batas atas) 10^-46 muatan elektron — batas atas maksudnya adalah nilai maksimal yang bisa dimiliki. Eksperimen ini dilakukan oleh Brett Alschul dari Universitas Indiana, Amerika Serikat, dan dipublikasikan di Physical Review Letter 98 261801 (2007).

Cakrawala, Suplemen Pikiran Rakyat, Edisi Kamis 7 Juni 2007 Radiasi CMB yang menyebar ke seluruh bagian Alam Semesta melintasi galaksi-galaksi dan kluster-kluster sebelum sampai ke Bumi, tempat kita mengamati CMB. Dalam perjalanannya, radiasi CMB memiliki kemungkinan untuk berubah atau korup. Data yang sudah berubah atau korup ini kemudian ditangkap oleh detektor kita dan kemudian menghasilkan prediksi dark energy dan dark matter. Inilah teori yang dikemukakan tim kolaborasi astrofisikawan di Universitas Durham (Inggris) tiga tahun yang lalu, beberapa saat setelah COBE (Cosmic Background Explorer) mempublikasikan ketidakisotropisan CMB dan jauh hari sebelum tim kolaborasi astronomi Universitas Johns Hopkins (Amerika Serikat) mengklaim penemuan dark matter.

Cakrawala, Suplemen Pikiran Rakyat, Edisi Kamis 7 Juni 2007 Pada bulan Oktober 2006 tahun yang lalu, proyek COBE (Cosmic Background Explorer) memenangkan hadiah Nobel atas hasil pengamatan mereka terhadap ketidakisotropisan (anisotropis) radiasi latar kosmik gelombang radio (cosmic microwave background, CMB). Ketidakisotropisan ini bisa dilihat dari temperaturnya yang tidak sama di setiap titik pengamatan, adanya fluktuasi. Fakta ini berbeda dengan penemuan CMB pertama kali tahun 1964 yang melihat bahwa CMB isotropis, ke manapun mata memandang akan mendapatkan CMB dalam jumlah yang sama dan temperatur yang sama. Fakta ini sungguh berdampak besar dalam dunia kosmologi. Teori Dentuman besar menyaratkan ketidakisotropisan CMB untuk bisa menjelaskan terbentuknya galaksi-galaksi dan formasi-formasi galaksi (kluster). Namun selain itu, ketidakisotropisan CMB juga mengantarkan kita kepada satu kemungkinan yang mungkin tidak menggembirakan: bahwa komposisi Alam Semesta kita terdiri dari 74% dark energi, 22% dark matter, dan cuma 4% saja materi yang kita kenal – dengan kata lain, sains kita hanya mengkaji 4% dari Alam Semesta dan itu pun belum sempurna. Dua pekan yang lalu, tepatnya 15 Mei 2007, tim kolaborasi astronomi internasional yang bermarkas di Universitas John Hopkins America Serikat mengklaim telah menemukan dan memetakan keberadaan dark matter. Ini jelas sebuah klaim yang tidak main-main karena berdampak besar dalam pemahaman kita terhadap Alam Semesta.

Ini adalah transkrip wawancara Tempo dengan saya pekan lalu. Artikelnya ditulis oleh wartawan Tempo Yandi MR dengan judul "Titik Terang si Gelap". Artikel dipublikasikan pada Tempo edisi 14/XXXIIIIII/28 Mei - 3 Juni 2007 dalam rubrik Ilmu dan Teknologi. Dengan alasan sudah menjadi milik publik, Yandi MR mengizinkan saya untuk menyantumkan transkrip ini di situs febdian.net. Selamat menikmati. 1. Mohon dijelaskan secara singkat apa itu materi gelap. Dark matter (saya juga belum tahu namanya dalam bahasa Indonesia) adalah istilah untuk bongkahan materi yang kita belum tahu terbuat dari apa. Materi yang kita sudah kita kenal terbuat dari atom-atom yang ada dalam Tabel Periodik Unsur-unsur. 2. Apakah partikel penyusun materi gelap tersebut? Belum ada jawaban yang pasti. Berdasarkan model baku (standard model) yang saat ini masih merupakan mainstream fisika partikel, kalaupun dark matter benar-benar ada maka dibagi atas dua kelas: barionik dan non-barionik.

KECEPATAN CAHAYA Kecepatan cahaya adalah kecepatan yang tercepat di jagat raya ini yaitu 299279.5 Km/det. Bisa ditentukan/dihitung dengan tepat berdasar informasi dari petunjuk AL Quran Mungkin anda pernah tahu bahwa konstanta C, atau kecepatan cahaya yaitu kecepatan tercepat di jagat raya ini diukur, dihitung atau ditentukan oleh berbagai institusi berikut: • US National Bureau of Standards C = 299792.4574 + 0.0011 km/det • The British National Physical Laboratory C = 299792.4590 + 0.0008 km/det • Konferensi ke-17 tentang Penetapan Ukuran dan Berat Standar ”Satu meter adalah jarak tempuh cahaya dalam ruang vacum selama jangka waktu 1/299792458 detik". Tapi anda seharusnya tahu bahwa konstanta C bisa dihitung/ditentukan secara tepat menggunakan informasi dari kitab suci yang diturunkan 14 abad silam: Al Quran, kitab suci umat Islam

Ternyata kota Padang dan kota Medan berbagi makna yang sama atas namanya: field. Mereka saudara semakna yang benar-benar adil dan tahu diri. Si "Padang" lebih memilih untuk melekat pada hal-hal religus dan sosial-lingkungan, katakanlah kita mengenal ada padang Mahsyar atau padang rumput/ilalang; sementara si "Medan" mengambil peran nuansa yang lebih seram, katakanlah ada medan perang atau medan gravitasi. Wah... Mungkin kalau kita ganti, misalnya medan Mahsyar atau padang gravitasi, secara makna tidak berbeda tapi hanya ganjal di telinga. Hmm... tapi ide menarik juga kalau saya coba mulai dari sekarang menyebut Quantum Field Theory sebagai "Teori Kuantum Padang", hahaha. Mungkin orang yang mendengar akan mengasosiasikannya sebagai "Teori Kuantum dari Padang". Ngomong-ngomong tentang medan gravitasi, apa sih itu? Selain itu kita juga sering mendengar medan listrik atau medan magnet, apa sih itu? Atau lebih tepatnya, apa sih arti medan dalam fisika? Saat Newton menyadari, sekitar tahun 1750, bahwa ada sesuatu yang membuat kita tertahan di kulit Bumi, sesuatu yang sama yang membuat Bulan mengorbit Bumi dan Bumi mengorbit Matahari, dia mengusulkan sesuatu itu adalah gaya umum (universal force) yang membuat segala sesuatu menarik segala sesuatu yang lain. Gaya itu kemudian disebut gaya gravitasi, berbanding lurus dengan dua objek bermassa yang terlibat dalam aksi tarik-tarikkan tersebut dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak dua objek tersebut. Walau sukses menjelaskan gaya gravitasi, Newton tidak benar-benar menjelaskan bagaimana gravitasi bekerja. Newton menjelaskan bagaimana Bumi mengorbit Matahari dan bagaimana kita tertahan di kulit Bumi, tapi dia tidak menjelaskan apa yang membuat ini terjadi. Sekitar seratus delapan puluh tahun kemudian penjelasan ini datang dari Einstein dengan teori Relativitas Umumnya: bahwa benda bermassa akan menciptakan medan di sekitarnya, melengkungkan ruang sehingga dimensi ruang memendek (kontraksi panjang) dan dimensi waktu memanjang (dilatasi waktu).

Gambar 1. Medan gravitasi berdasarkan teori Relativitas Umum. Benda bermassa menyebabkan ruang melengkung disekitarnya. Lengkungan ruang inilah medan gravitasi dari benda tersebut. Jika ada partikel yang masuk dalam medan tersebut, dia akan "jatuh" ke dalam benda ini. Bahkan cahaya pun terpengaruh oleh medan gravitasi, sehingga kita bisa melihat benda lain di belakang benda ini seperti yang diilustrasikan gambar di atas.

Nyaris semua orang pernah dengar, pernah memakainya dalam kalimat sehari-hari: arus bolak-balik, atau AC (alternating current). Tapi ketika ditanya apa itu arus bolak-balik, kebanyakan dari kita angkat bahu atau menggeleng. Jangankan orang kebanyakan seperti kita, para mahasiswa yang sedang mengambil kuliah Fisika Dasar pun banyak yang angkat bahu. "Apa itu AC," kata saya membuka tes awal di sebuah praktikum Fisika Dasar. "Arus bolak-balik, Pak," kata mereka. "Ya, apa itu arus bolak-balik?" tanya saya balik. Mereka mulai saling pandang. Saya coba bantu mereka dengan mengganti pertanyaan, "Yang bolak-balik apanya?". "Arusnya Pak..." Wah, saya ingin tertawa tapi miris: Mahasiswa yang sedang praktikum listrik tidak tahu apa itu arus bolak-balik. Mau menangis tapi ini lucu, lebih tepatnya lucu menertawakan nasib sendiri (kalau tidak ingin mengatakan sebuah kebodohan). Saya tidak ingin membahas aspek sosial atau kondisi pendidikan Indonesia yang mungkin layak disalahkan atas nasib ini. Mental enggan dan manja yang melekat erat pada jiwa mahasiswa kita untuk mengubah nasib juga mungkin pantas untuk disalahkan. Namun kali ini saya ingin membahas sedikit tentang apa itu arus bolak-balik. Mudah-mudahan tulisan secuil ini bisa membantu kita untuk memahami arus bolak-balik — setidak-tidaknya setelah membaca tulisan ini kita bisa mengerti apa itu arus bolak-balik saat mengucapkannya dalam kalimat sehari-hari.