Mengenal Gaya Fundamental Di Alam Semesta

posted by: Dunia Andromeda

Alam semesta, dengan dimensi yang luasnya tak terjangkau pemahaman manusia, berfungsi pada keseimbangan yang sensitif tanpa pernah gagal. Alam semesta juga berfungsi dengan keteraturan terencana, dan sudah demikian sejak awal pembentukannya. Bagaimana alam raya yang luas ini terwujud, akan menuju ke mana, dan bagaimana hukum-hukum alam bekerja
memper-tahankan keteraturan dan keseimbangan di dalamnya, selalu menjadi perhatian manusia sejak dulu sampai sekarang.

Para ilmuwan telah melakukan penelitian tak terhitung banyaknya mengenai subjek ini dan menghasilkan pelbagai teori dan pendapat. Bagi para ilmuwan yang mengukur rancangan dan keteraturan alam semesta dengan menggu-nakan akal dan kesadaran mereka, tidaklah susah sama sekali untuk menjelaskan kesempurnaan ini. Ini karena Allah, Zat Mahakuasa, Penguasa seluruh jagat raya, yang menciptakan rancangan sempurna ini. Dan ini sangatlah jelas bagi semua orang yang mau berpikir dan bernalar. Allah menyebutkan kebenaran nyata ini dalam ayat Al Quran:

“Sesungguhnya dalam penciptaaan langit dan bumi, dan silih bergantinya malam dan siang terdapat tanda-tanda bagi orang-orang yang berakal.”(QS. Ali ‘Imran, 3: 190)

---

Gaya-Gaya Fundamental di Alam Semesta

Hukum-hukum Fisika di alam semesta  didasari “empat gaya fundamental” yang dikenal fisika modern dewasa ini. Gaya-gaya ini terbentuk bersamaan dengan pembentukan partikel sub-atomik pertama pada waktu spesifik segera setelah Big Bang, untuk membentuk seluruh aturan dan sistem alam semesta. Atom-atom yang menyusun materi alam semesta terwujud dan tersebar merata di alam semesta berkat interaksi gaya-gaya ini.Gaya-gaya ini adalah gaya tarik massa atau yang dikenal sebagai gaya gravitasi, gaya elektromagnetik, gaya nuklir kuat, dan gaya nuklir lemah. Semua gaya ini memiliki intensitas dan bidang kerja berbeda. Gaya nuklir kuat dan gaya nuklir lemah beroperasi hanya pada skala subatomik. Dua gaya lainnya – gaya gravitasi dan gaya elektromagnetik – mengatur kumpulan atom, atau yang disebut “materi”. Pengaturan tanpa cacat di atas bumi disebabkan proporsi yang sangat rumit dari gaya-gaya ini. Perbandingan gaya-gaya ini menghasilkan suatu hal yang menarik. Semua materi yang diciptakan dan diedarkan ke penjuru alam semesta setelah Big Bang dibentuk oleh efek gaya-gaya yang sangat jauh berbeda ini. Berikut adalah nilai-nilai keempat gaya fundamental dengan selisih menakjubkan, dalam satuan standar internasional:

1. Gaya nuklir kuat :15
2. Gaya nuklir lemah: 7,03×10^-3
3. Gaya gravitasi: 5,90×10^-39
4. Gaya elektromagnetik: 3,05×10^-12

Gaya-gaya fundamental ini memungkinkan pembentukan alam semesta melalui penyebaran kekuatan dengan sempurna. Proporsi antara gaya-gaya ini didasarkan pada keseimbangan yang begitu rumit sehingga menimbulkan efek khusus itu terhadap partikel-partikel pada proporsi ini saja.

” Dan Dia menundukkan malam dan siang, matahari dan bulan untukmu. Dan bintang-bintang itu ditundukkan (untukmu) dengan perintah-Nya. Sesungguhnya pada yang demikian itu benar-benar ada tanda-tanda (kekuasaan Allah) bagi kaum yang memahami (nya)” (QS. An Nahl, 16:12)

Gaya Nuklir Kuat : Kekuatan Raksasa Di Dalam Inti

Sampai di sini, kita telah menyaksikan bagaimana atom diciptakan, momen demi momen, dan keseimbangan rumit yang berlaku dalam penciptaan ini. Kita melihat bahwa semua yang ada di sekitar kita, termasuk diri kita sendiri disusun oleh atom-atom, dan atom-atom ini mengandung banyak partikel. Lalu, apakah gaya yang tetap menyatukan semua partikel yang membentuk inti atom itu? Gaya yang menjaga inti tetap utuh, dan yang merupakan gaya paling dahsyat menurut hukum-hukum fisika, adalah 



gaya nuklir kuat

Gaya ini menjaga proton dan netron dalam inti atom tetap di tempatnya. Inti atom dibentuk dengan cara demikian. Gaya ini sangat kuat sehingga nyaris menyebabkan proton dan netron dalam inti saling berikatan. Inilah sebabnya partikel-partikel kecil yang memiliki gaya ini disebut juga “gluon” yang dalam bahasa Latin berarti lem. Kekuatan ikatan tersebut disesuaikan dengan sangat teliti. Intensitas gaya ini telah diatur secara spesifik agar proton dan netron tetap berjarak tertentu. Bila gaya ini sedikit saja lebih kuat, maka proton dan netron akan saling bertabrakan. Bila gaya ini sedikit saja lebih lemah, mereka akan saling menjauh. Besarnya gaya ini tepat sesuai dengan yang dibutuhkan untuk membentuk inti atom setelah detik-detik pertama Big Bang.

Gaya Nuklir Lemah : Sabuk Pengaman Atom

Salah satu faktor penting yang menjaga keteraturan di muka bumi ini adalah keseimbangan di dalam atom. Keseimbangan ini menjaga agar segala sesuatu tidak tiba-tiba terurai atau memancar-kan radiasi berbahaya. “Gaya nuklir lemah” ber-tanggung jawab atas keseimbang-an antara proton dan netron dalam inti atom. Gaya ini memainkan peran penting dalam menjaga keseimbangan inti yang mengandung sejumlah besar netron dan proton.

Sembari keseimbangan ini dijaga, sebuah netron, bila dibutuhkan dapat berubah menjadi proton. Karena jumlah proton dalam inti di akhir proses berubah, atom berubah pula dan menjadi atom yang lain. Di sini hasilnya sangatlah penting. Sebuah atom berubah menjadi atom berbeda tanpa terurai dan meneruskan eksistensi-nya. Sabuk pengaman ini melindungi organisme hidup dari bahaya yang akan muncul jika partikel-partikel terurai tanpa terkendali dan membahayakan manusia

Gaya Elektromagnetik : Gaya yang Menjaga Elektron Tetap  pada Orbitnya

Penemuan gaya ini mengantarkan kita pada era baru dalam dunia fisika. Baru pada saat itulah dipahami bahwa setiap partikel mengan-dung “muatan listrik” menurut karakteristik strukturnya masing-masing dan bahwa ada gaya di antara muatan-muatan listrik ini. Gaya ini membuat partikel-partikel yang bermuatan listrik berlawanan saling tarik dan partikel-partikel bermuatan sama akan saling tolak, sehingga menjamin proton dalam inti atom dan elektron yang mengorbit di sekelilingnya tarik-menarik. Dengan cara ini, “inti” dan “elektron”, dua elemen dasar atom, tetap di tempat mereka.

Perubahan kekuatan sekecil apa pun pada gaya ini dapat menyebab-kan elektron-elektron terlepas jauh dari inti atau melekat pada inti. Dalam kedua kasus ini, atom tidak mungkin terbentuk, sehingga alam semesta pun tidak ada. Tetapi, sejak momen pertama gaya ini terbentuk, proton-proton dalam inti menarik elektron dengan besar gaya yang tepat dibutuhkan untuk pembentukan atom.

Gaya Gravitasi : Gaya yang Menjaga Alam Semesta Tetap Utuh

Gravitasi adalah satu-satunya gaya yang dapat kita rasakan sehari-hari, namun sedikit sekali yang kita ketahui tentangnya. Gaya gravitasi sesungguhnya disebut “gaya tarik massa”. Gaya ini paling lemah dibandingkan gaya lainnya, namun karena gaya inilah, massa-massa yang sangat besar tarik-menarik. Gaya inilah yang membuat galaksi dan bintang-bintang di alam semesta tetap berada pada orbitnya masing-masing. Bumi dan planet-planet lain tetap di dalam orbit tertentu mengi-tari matahari, sekali lagi karena adanya gaya gravitasi. Kita dapat berjalan di atas bumi karena gaya ini. Bila ada pengurangan dalam nilai gaya ini, bintang-bintang akan jatuh, bumi akan keluar dari orbitnya, dan kita akan bertebaran ke luar angkasa. Bila nilainya lebih besar sedikit saja, bintang-bintang akan bertabrakan, bumi akan bergerak menuju matahari, dan kita akan melesak ke dalam kerak bumi. Walaupun tampak kecil sekali kemungkinan ini bagi Anda, semua itu tidak akan terelakkan bila gaya ini bergeser dari nilainya yang sekarang sekalipun hanya untuk sesaat.

Semua ilmuwan yang sedang meneliti subjek ini mengakui bahwa ketepatan nilai gaya-gaya fundamental ini sangat penting demi keber-adaan alam semesta. Mengomentari hal ini, seorang ahli biologi molekuler yang terkenal, Michael Denton menyatakan dalam bukunya Nature’s Destiny: How the Laws of Biology Reveal Purpose in the Universe:

Jika, misalnya, gaya gravitasi satu triliun kali lebih kuat, maka alam semesta akan jauh lebih kecil dan sejarah hidupnya jauh lebih pendek. Sebuah bintang rata-rata akan mempunyai massa satu triliun lebih kecil dari matahari dan masa hidup sekitar satu tahun. Di lain pihak, jika gravitasi kurang kuat, tidak ada bintang atau galaksi yang akan pernah terbentuk. Hubungan dan nilai-nilai lain tidak kurang kritisnya. Jika gaya nuklir kuat sedikit lebih lemah saja, satu-satunya unsur yang akan stabil hanya hidrogen. Tidak ada atom lain yang bisa terbentuk. Jika gaya nuklir kuat tersebut sedikit lebih ku-at dalam kaitannya dengan elektromagnetisme, maka inti atom yang terdiri dari dua proton menjadi yang paling stabil di alam semesta – yang berarti tidak akan ada hidrogen, dan jika ada bintang atau galaksi yang terbentuk, mereka akan sangat berbeda dari bentuknya sekarang. Jelas sekali, jika se-mua gaya dan konstanta ini tidak mempunyai nilai tepat demikian, takkan ada bintang, supernova, planet, atom, dan kehidupan.

Seorang ahli fisika terkemuka, Paul Davies, menyatakan kekaguman-nya terhadap penetapan nilai-nilai hukum-hukum fisika yang berlaku di alam semesta. Bila seorang melanjutkan studi kosmologi, keingintahuannya bertambah. Temuan-temuan tentang sejarah kosmos membuat kita menerima bahwa perluasan alam semesta telah diatur dalam gerakannya dengan ketepatan yang sangat mengagumkan

Rancangan agung dan keteraturan sempurna yang berlaku di seluruh alam semesta dibangun di atas pondasi yang disediakan gaya-gaya fundamental ini. Pemilik keteraturan ini, tanpa keraguan, adalah Allah, yang menciptakan segala sesuatu tanpa cacat. Allah, Raja seluruh alam, menjaga bintang-bintang tetap berada di orbitnya dengan gaya-gaya terlemah, dan menjaga keutuhan inti atom dengan gaya-gaya terkuat. Semua gaya bekerja sesuai dengan “ukuran” yang telah Dia tentukan. Allah menujukkan keteraturan dalam penciptaan alam semesta dan keseimbangan “yang ditetapkan dengan serapi-rapinya” dalam salah satu ayat-Nya:

“Yang kepunyaan-Nya-lah kerajaan langit dan bumi, dan Dia tidak mempunyai anak, dan tidak ada sekutu bagi-Nya dalam kekuasaan (Nya), dan Dia telah menciptakan segala sesuatu, dan Dia mene-tapkan ukuran-ukurannya dengan serapi-rapinya.” (QS. Al Furqan, 25: 2).