elemen

Mencari Zarah Terkecil Penyusun Jagat Raya

Oleh: Terry Mart

Sejauh saya bisa mengingat, hanya dua buku kosmologi
populer yang menarik dan enak dibaca. Pertama adalah
karya pemenang Nobel Fisika tahun 1979, Steven
Weinberg, berjudul ?The First Three Minutes? yang
bercerita tentang tiga menit pertama setelah jagat
raya diciptakan.

Buku kedua, A Brief History of Time, ditulis ahli
kosmologi Stephen Hawking dengan topik hampir sama,
kecuali diselingi upaya terakhir manusia dalam
menyatukan semua teori melalui teori Superstring.
Meski buku kedua ternyata jauh lebih laris dari buku
pertama, saya lebih ?jatuh hati? pada buku karya
Weinberg.

Saat menulis bukunya, Stephen Hawking memutuskan lebih
berorientasi pada tuntutan pasar. Pada pengantar ia
ungkapkan setiap persamaan matematika yang ia tulis
akan mengurangi separuh potensi penjualan. Akhirnya
Hawking hanya menulis satu persamaan saja, persamaan
terkenal Einstein E=mc². Mudah dimengerti,
menghapuskan sama sekali matematika dalam pembahasan
fisika merupakan hal yang absurd. Sama absurdnya
dengan mempertahankan argumen dominasi warna kuning
pada lukisan Van Gogh dengan kata-kata tanpa
menampilkan lukisan tersebut. Namun, haruslah ada
jalan tengah yang dapat diterima penulis, pembaca,
maupun penerbit buku.

Lebih dari 10 tahun sebelum Hawking, Steven Weinberg
membayangkan calon pembaca buku yang ia tulis seperti
seorang pengacara yang cerdas. Seorang pengacara yang
lihai biasanya tidak akan puas dengan sekeping
informasi yang disajikan, lebih-lebih jika informasi
tersebut merupakan kunci yang dapat menyibak misteri
utama yang sedang ia selidiki.

Untuk informasi penting ini dibutuhkan pembuktian yang
tidak dapat disanggah. Dengan filosofi ini, Weinberg
tetap menyediakan rumus-rumus matematika pembuktian
informasi kunci yang ia jelaskan dalam bukunya. Agar
tidak mengganggu pembaca ?lain?, maka rumus tadi
diberi sebagai lampiran. Tentu saja cara ini lebih
elegan karena tidak semua pembaca senang dianggap
sebagai orang awam.

Mendiang Hans Jacobus Wospakrik tampaknya menempuh
cara lain. Dalam bukunya ia menggunakan beberapa
persamaan matematika sederhana sebagai bagian integral
buku. Sepintas cara ini terdengar kurang bijak, namun
jika kita amati dengan teliti, ternyata hal ini sama
sekali bukan masalah. Formula matematika yang
digunakan sangat sederhana, dapat dimengerti bagi
mereka yang pernah belajar matematika dan fisika
setingkat SMP.

Cara ini juga saya nilai tepat untuk mendidik
masyarakat menjadi lebih kritis terhadap informasi,
terutama informasi kontroversial. Bayangkan seumpama
ada seorang yang mengklaim kehidupan abadi (paling
sedikit kehidupan dengan usia setara usia jagat raya)
dapat dicapai jika ia berhasil menciptakan kendaraan
yang dapat melaju mendekati kecepatan cahaya.

Buku berjudul Dari Atomos hingga Quark ini bercerita
tentang sejarah upaya manusia selama lebih dari 2.500
tahun mencari penyusun dasar jagat raya dan bagaimana
mereka berperilaku. Dimulai dari usaha awal filsuf
Yunani purba sekitar tahun 600 SM yang menahbiskan air
sebagai penyusun semua zat, hingga pencarian zarah
Higgs yang dapat menjelaskan mekanisme bagaimana
komponen dasar jagat raya memiliki massa, buku ini
menghadirkan aliran kontinu sejarah perkembangan sains
fisika secara jernih.

Sebagai peneliti, saya mencatat bagian paling menarik
diungkapkan di awal bab pertama yang menjelaskan
kemajuan sains hanya dapat diraih para pemikir bebas
yang tak terikat lingkungan pemerintah serta
kepentingan praktis atau sesaat. Harus diakui,
masyarakat Mesir dan Babilonia saat itu telah memiliki
ilmu astronomi dan matematika canggih. Namun, karena
tujuan utama ilmu tersebut hanya untuk keperluan
penujuman astrologi serta pemetaan lahan pertanian,
para ilmuwan setempat kurang tertarik memikirkan zarah
terkecil yang merupakan ?batu bata? jagat raya.

Berpindah tangan

Dari Yunani ilmu pengetahuan berpindah ke tangan
Aleksandria (Iskandariah) dan Arab. Tidak dapat
dibantah, kontribusi ilmuwan Arab sangat penting dalam
meneruskan dan mengembangkan konsep yang dilahirkan
para filsuf Yunani, terutama dalam bidang matematika,
fisika, kimia, dan astronomi. Di bidang matematika,
ilmuwan paling menonjol adalah Al-Khawarizmi
(algorithm menurut ucapan orang Eropa) yang melahirkan
konsep aljabar. Mungkin tidak semua orang tahu bahwa
galaksi Andromeda pertama kali berhasil diamati
ilmuwan Arab Persia yang bernama Abdul Rahman Al-Sufi
pada tahun 964 yang memublikasikan pengamatan tersebut
dalam buku berjudul Kitab al-Kawatib al-Thabit
al-Musawwar (The Book of Fixed Stars). Meskipun
demikian, yang menjadi selebriti masa itu adalah
bidang alkimia. Sumbangan ilmuwan Arab di bidang ini
sangat membantu melicinkan pengembangan ilmu kimia
beberapa abad kemudian di Eropa.

Perpindahan ilmu pengetahuan ke tangan Eropa
dijelaskan pada bab tiga. Perkembangannya dimulai
dengan pertanyaan kebenaran tujuan alkimiawan, ?Apakah
emas dan perak dapat diciptakan dari logam biasa??

Dari sini muncul terobosan baru fisikawan Irlandia,
Robert Boyle, yang menolak teori empat unsur Yunani
purba serta tiga asas alkimiawan Arab. Mulailah
petualangan fisikawan mencari zarah penyusun semesta
hingga mengalami ?titik belok? pada awal tahun 1900
dengan lahirnya mekanika kuantum. Kelahiran mekanika
diskret ini serta dampaknya dijelaskan penulis pada
bab sepuluh.

Pada tahun 1961, Murray Gell-Mann berhasil
mengelompokkan zarah-zarah yang berinteraksi kuat
melalui kesamaan bilangan kuantum mereka.
Pengelompokan ini ternyata sesuai dengan teori simetri
istimewa yang ia namakan the Eightfold Way. Dari
pengelompokan tersebut, Gell-Mann meramalkan kehadiran
zarah baru bernama yang saat itu belum teramati.

Pada kenyataannya, hanya dibutuhkan tiga tahun hingga
ramalan Gell-Mann ini terbukti secara eksperimen.
Selain itu, teori Gell-Mann juga mengizinkan
dekomposisi hadron menjadi zarah yang lebih kecil yang
dia sebut quark. Ada enam jenis quark yang dikenal
ilmuwan saat ini. Cerita tentang quark yang diberikan
pada bab 15 (terakhir) ini ditutup dengan teori
Weinberg-Salam, diiringi penormalan ulang oleh
Gerardus ?t Hooft, serta pencarian zarah Higgs yang
(jika ditemukan) akan semakin mengukuhkan teori
kuantum.

Memahami fisika

Secara umum, buku setebal 324 halaman ini berhasil
menjelaskan kronologi perkembangan sains fisika (dan
kimia) selama lebih dari 25 abad dalam mencari atomos
(zarah terkecil yang tak dapat dibagi) sebenarnya.
Buku ini dapat dipakai memahami mekanisme perkembangan
fisika bagi pembaca yang relatif awam di bidang ini,
atau menutupi lubang-lubang pengetahuan umum bagi para
profesional fisika.

Meski tergolong relatif serius, beberapa selingan
berupa biografi singkat ilmuwan diberikan secara
santai. Pada halaman 292 misalnya, dikisahkan ironi
yang menimpa matematikawan jenius Norwegia, Niels
Henrik Abel, yang meninggal pada usia 27 tahun karena
penyakit paru-paru. Dua hari setelah kepergiannya,
datang sepucuk surat menawarkan jabatan akademik di
salah satu universitas di Berlin.

Terry Mart Dosen di Departemen Fisika, FMIPA UI

Baktos,

Rahman, Wassenaar/NL

__________________________________________________
Do You Yahoo!?
Tired of spam?  Yahoo! Mail has the best spam protection around 
http://mail.yahoo.com 


Ti urang, nu urang, ku urang jeung keur urang balarea