Fisika berawal dari imajinasi

imajinasi lebih utama daripada pengetahuan. Pengetahuan bersifat terbatas. Imajinasi melingkupi dunia. -Albert Einstein-

Itulah sepatah kata yang pernah dikatakan oleh Einstein. Berbicara tentang fisika dapat menimbulkan tanggapan yang beragam. Bukan gosip lagi kalau fisika merupakan salah satu "hantu" yang ditakuti oleh banyak pelajar, baik itu di tingkat menengah, umum, dan bahkan di perguruan tinggi. Sebagian orang menghafalkan rumus-rumus fisika layaknya buku sejarah tanpa menyadari maknanya. Ada juga yang pasrah karena menganggap fisika hanyalah milik orang-orang yang serius, cerdas, gila matematika, dan pada umumnya "kurang gaul". Bahkan, tidak sedikit yang beranggapan bahwa menjadikan fisika sebagai karir hidup adalah pilihan yang salah karena "masuknya" mudah tapi "keluarnya" susah. Dengan kata lain, menjadi mahasiswa fisika tidaklah sulit tapi lulusnya setengah mati dan kerjanya paling-paling menjadi guru atau kalau beruntung bisa menjadi dosen.

Beberapa pelajar mengagumi fisika karena membaca berita mengenai keberhasilan tim olimpiade fisika atau membaca buku tentang kehidupan para ilmuwan besar. Sayang, banyak juga yang hanya sebatas mengagumi tidak sampai menghayati atau mendalami fisika. Seringkali orang yang menguasai fisika dianggap sebagai orang "keren" sekaligus "aneh" karena mau belajar sesuatu yang sulit, padahal kalau jadi pengusaha bisa kaya-raya. Persepsi-persepsi demikian mengakibatkan masyarakat umum cenderung menggemari ilmu lain seperti metafisika. Disaat negara-negara lain berusaha untuk menyadarkan masyarakatnya agar tidak "gatek" alias gagap iptek negara kita melalui beberapa media massa tampaknya bekerja keras meyakinkan masyarakat agar tidak "gagib" atau gagap gaib. Padahal, penyampaian informasi ini menggunakan aplikasi fisika dan elektronika. Singkatnya, menemukan orang yang menyukai fisika bagaikan mencari jarum pentul didalam tumpukan jerami.

Banyak sekali pelajar atau mahasiswa yang sabar menunggu penayangan rumus-rumus fisika di papan tulis, kemudian mengerjakan soal-soal fisika. Dari pengalaman, soal-soal tersebut diselesaikan dengan cara "gotong-royong" karena hanya sedikit orang yang bisa atau mau mengerjakannya. Keberhasilan pengajaran tidak jarang didasarkan atas kemampuan mengerjakan soal-soal ujian akhir, bukan pada penguasaan makna fisis dari rumus tersebut.

Baca Selengkapnya Klik Judul

Ajaib,plastik menjadi logam

Ini berita aneh dan menarik banget bagi saya, siapa mengira dengan menempelkan dua lembar plastik dapat menghasilkan material konduktor yang dapat menghantarkan listrik seperti logam. Penemuan ini menjanjikan pengembangan sistem elektronika dengan materi nonlogam, bahkan material superkonduktor jenis baru.

Konduktor dari plastik itu dikembangkan para peneliti dari Universitas Teknologi Delft, Belanda, yang dipimpin Alberto Morpurgo. Dalam penelitian tersebut mereka menempelkan lapisan kristal plastik polimer jenis TTF setebal satu mikrometer dan kristal organik polimer lainnya jenis TNCQ dengan ketebalan yang sama.

Kedua jenis polimer termasuk insulator atau tidak menghantarkan listrik. Namun, hasil penggabungan keduanya menghasilkan gaya Van der Walls yang menyebabkan bidang permukaan yang saling menempel dapat menghantarkan listrik.

"Kedua permukaannya tidak mengalami perubahan fisika, namun kerja elektron di sepanjang permukaan yang berdekatan berubah," ujar Morpurgo. Pada kondisi normal, elektron-elektron pada setiap materi tidak dapat berpindah bebas, tapi pada kasus ini elektron dari TTF dapat melompat ke bagian yang disebut hole di TNCQ.

Mereka juga menemukan bahwa sifat konduktivitasnya justru naik saat berada di lingkungan yang lebih dingin. Sifat tersebut berkebalikan dengan sifat logam yang justru menurun kemampuannya menghantar listrik di lingkungan yang dingin.

Awal alam semesta

Para pakar fisika hendak membuat simulasi tahapan sesaat setelah dentumen besar menggunakan pemercepat partikel-LHC terbesar di dunia di CERN Jenewa.

Para pakar fisika Eropa sejak 20 tahun terakhir ini membangun instalasi pemercepat partikel, Large Hadron Collider-LHC berupa cincin raksasa dengan diameter 27 kilometer di kedalaman 100 meter di seputar kota Jenewa Swiss. Instalasi seharga 4 milyar Euro di pusat penelitian nuklir Eropa-CERN itu, diharapkan mampu memecahkan misteri unsur terkecil penyusun alam semesta.

Di instalasi pemercepat partikel terbesar di dunia di Jenewa itu, Proton dari inti atom unsur Hidrogen dipercepat hingga kecepatan mendekati kecepatan cahaya, yakni sekitar 300.000 km per detik. Separuh proton dari inti atom Hidrogen dipercepat searah jarum jam, separuh lagi melawan arah jarum jam. Pada satu titik proton ini akan saling bertabrakan dengan kecepatan super tinggi.

Operasi pertama instalasi pemercepat partikel –LHC di Jenewa itu sukses dilakukan tanggal 10 September lalu. Sekitar 10.000 pakar fisika di seluruh dunia mengamati dengan tegang peristiwa penting dalam pembuktian komposisi materi awal ketika terbentuknya alam semesta. Beberapa abad lamanya, para pakar fisika meyakini, atom adalah bagian terkecil penyusun materi. Tapi ilmu fisika modern menyebutkan aksioma, inti atom sebetulnya masih terdiri dari sejumlah partikel yang lebih kecil lagi. Partikel inilah yang terbentuk di saat kelahiran alam semesta.

Baca selengkapnya klik judul

Mati suri dalam fisika

Apa yang terjadi ketika seseorang mengalami kondisi hampir mati? Perasaan tenang luar biasa, melihat cahaya terang menyilaukan entah dari mana, jiwa yang terlepas sesaat dari raga, memasuki sebuah dimensi lain, atau berjalan di kegelapan terowongan menuju cahaya di ujungnya. Atau mungkin berkomunikasi dengan roh, yang memintanya kembali ke raganya, untuk hidup kembali. 

Pengalaman mati suri (near death experience) memiliki pola yang berbeda untuk setiap orang yang mengalaminya. Juga ragam penjelasan, dari psikologis hingga menurut keyakinan masing-masing. 

Teori baru ditawarkan oleh dua ilmuwan fisika kuantum ternama. Menurut mereka, pengalaman hampir mati terjadi ketika zat yang membentuk jiwa manusia terlepas dan meninggalkan sistem syaraf, memasuki alam semesta. Berdasar pada ide ini, kesadaran (consciousness) sejatinya dianggap sebagai sebuah program komputer kuantum dalam otak, yang bisa tetap bertahan di alam semesta bahkan setelah kematian. Ini menjelaskan persepsi sejumlah orang yang pernah mengalami mati suri. 

Adalah Dr Stuart Hameroff, Profesor Emeritus pada Departemen Anestesi dan Psikologi dan Direktur Pusat Studi Kesadaran University of Arizona, yang mengembangkan teori kuasi-relijius ini. 

Hameroff  seperti dikutip Daily Mail, mendasarkan teorinya pada teori kuantum kesadaran yang ia kembangkan bersama fisikawan Inggris, Sir Roger Penrose yang menyatakan, esensi dari jiwa kita terkandung dalam strukstur yang disebut mikrotubulus (jamak: mikrotubula) yang berada dalam sel-sel otak. Mereka berpendapat, pengalaman kesadaran kita adalah hasil dari efek gravitasi kuantum dalam mikrotubula. Sebuah teori yang mereka sebut sebagai pengaturan pengurangan obyektif (Orch-OR).

Dengan demikian, menurut teori ini, jiwa kita lebih dari sekadar interaksi antar neuron pada otak. Melainkan susunan yang terbangun dari intisari alam semesta, dan mungkin telah ada sejak waktu bermula. Konsep ini agak mirip dengan keyakinan Buddha dan Hindu, bahwa kesadaran adalah bagian integral dari alam semesta. Dan memang mirip dengan filsafat Barat idealis. 

Dengan keyakinan itu, Dr Hameroff menyatakan bahwa saat pengalaman hampir mati terjadi, mikrotubula kehilangan kondisi kuantumnya, namun informasi di dalamnya tak lantas hancur. Sebaliknya, ia hanya meninggalkan raga dan kembali ke alam semesta.

"Katakanlah jantung berhenti berdetak, darah berhenti mengalir, mikrotubulus kehilangan keadaan kuantumnya," kata Dr Hameroff. "Tapi informasi kuantum di dalam mikrotubulus tidak rusak, tak bisa dihancurkan. Hanya didistribusikan dan menghilang ke alam semesta."

Jika pasien tersebut sadar, hidup kembali, informasi kuantum itu juga akan kembali ke mikrotubulus. "Sehingga  pasien bisa berkata, 'aku mengalami pengalaman hampir mati'."

Bagaimana jika pasien itu tak pernah tersadar?
"Jika pasien tak sadar dan akhirnya meninggal dunia. Bisa jadi informasi kuantumnya tetap eksis di luar jasadnya, mungkin tanpa batas, sebagai sebuah ruh."

Baca selengkapnya klik judul

Fisika dengan berbagai penemuannya

Jika kita urutkan berdasarkan tahun penemuan para ilmuwan dahulu dalam menemukan hukum-hukum alam, mulai dari penemuan oleh Galileo hingga terungkapnya empat gaya fundamental alam. Tak perlu menunggu lama, mari kita langsung membahasnya

1. Hukum Falling Bodies (1604). Galileo Galilei menjungkirbalikkan hampir 2.000 tahun Aristoteles keyakinan bahwa benda lebih berat jatuh lebih cepat daripada yang lebih ringan dengan membuktikan bahwa semua benda jatuh dengan kecepatan yang sama.
2. Universal Gravitation (1666). Isaac Newton sampai pada kesimpulan bahwa semua benda di alam semesta, dari apel ke planet, mengerahkan gaya tarik gravitasi satu sama lain.
3. Laws of Motion (1687). Isaac Newton perubahan pemahaman kita tentang alam semesta dengan merumuskan tiga hukum untuk menjelaskan gerakan benda. 1) Sebuah benda yang bergerak tetap bergerak, kecuali jika gaya eksternal diberikan kepadanya. 2) Hubungan antara massa sebuah benda (m), percepatan (a) dan diterapkan gaya (F) adalah F = ma. 3) Untuk setiap aksi ada reaksi sama dan berlawanan.
4. Hukum Kedua Termodinamika (1824 - 1850). Ilmuwan yang bekerja untuk meningkatkan efisiensi mesin uap mengembangkan pemahaman tentang konversi panas menjadi kerja. Mereka belajar bahwa aliran panas dari yang lebih tinggi ke temperatur yang lebih rendah adalah apa yang mendorong sebuah mesin uap, menyerupakan proses aliran air yang mengubah roda penggilingan. Pekerjaan mereka mengarah pada tiga prinsip: panas mengalir secara spontan dari panas ke dingin tubuh; panas tidak bisa sepenuhnya dikonversi menjadi bentuk lain energi; dan sistem menjadi lebih teratur dari waktu ke waktu.
5. Elektromagnetisme (1807 - 1873). Percobaan perintis mengungkap hubungan antara listrik dan magnet dan mengarah pada satu set persamaan yang menyatakan hukum dasar yang mengatur mereka. Salah satu hasil hasil eksperimen secara tak terduga dalam kelas. Pada 1820, fisikawan Denmark Hans Christian Oersted sedang berbicara kepada siswa tentang kemungkinan bahwa listrik dan magnet saling berhubungan. Selama kuliah, sebuah eksperimen menunjukkan kebenaran teori-nya di depan seluruh kelas.
6. BACA SELENGKAPNYA KLIK JUDUL
   

Analisis sepakbola dengan fisika

Tendangan bebas terbaik Roberto Carlos bukanlah sebuah kebetulan, menurut para ilmuwan. Salah satu gol paling menakjubkan dalam dunia sepak bola internasional bukanlah sebuah kebetulan, menurut klaim para ahli fisika setelah mempelajari sains tendangan bebas yang rasanya tak mungkin.

Roberto Carlos (Brasil) melakukan tendangan dari jarak 35 m ke arah gawang Perancis pada tahun 1997 yang nampaknya mengarah ke sudut lapangan tapi membelok seperti pisang ke dalam jaring gawang. Pembekokannya sangat jelas sampai-sampai penjaga gawang Perancis Fabien Barthez tidak bergerak untuk menjaga gawangnya dari bola karena dalam pikirannya bola itu akan keluar.

Seorang pemain yang berada pada jarak 9 m dari gawang juga menghindar karena pikirnya bola itu akan mengenainya hingga secara mengejutkan bola itu akhirnya mengayun ke kiri dan mendarat di belakang jaring gawang. Tendangan bebas Carlos di Tournai de France ditulis oleh banyak orang sebagai kesempatan yang sangat mujur yang menahan Perancis imbang. Satu teori menyatakan pastilah bola itu dibantu oleh tiupan angin.

Akan tetapi sekarang para ilmuwan menerapkan hukum fisika untuk membereskan masalah itu. Mereka mengkomputasi lintasan bola itu dan menunjukkan bahwa gol Carlos bukanlah kebetulan. Dengan menggunakan bola-bola plastik kecil dan sebuah katapel, tim peneliti Perancis dari École Polytechnique di Palaiseau dekat Paris mengubah kecepatan dan perputaran bola-bola melewati air untuk mengikuti lintasan-lintasan yang berbeda.

Walaupun penelitian mereka langsung mengkonfirmasi efek Magnus yang sudah lama diketahui, yang membuat bola yang berputar memiliki lintasan kurva, penelitian mereka mengungkap wawasan segar tentang bola-bola berputar yang ditembakkan dari jarak yang sama dengan tendangan bebas Carlos. Pergesekan yang didesakkan pada suatu bola oleh atmosfir sekelilingnya cukup memperlambat bola itu sehingga putarannyalah yang memegang peranan yang lebih besar untuk mengarahkan lintasan bola, dengan demikian memperkenankan perubahan arah di saat terakhir yang dalam kasus tendangan bebas Carlos membuat Barthez kehilangan pertahanan.

Para peneliti menyebut penemuan mereka sebagai "spiral bola yang berputar", membandingkan efek spiral tendangan Carlos dengan jarak yang lebih dekat (24 m) tendangan bebas "sirkuler" seperti yang dilakukan David Beckham dan Michael Platini. Seperti yang dikatakan oleh Christophe Clanet dan David Quéré yang merupakan peneliti dari École Polytechnique: "Ketika tendangan berasal dari jarak yang cukup jauh dan dengan tenaga yang cukup untuk mempertahankan kecepatan yang cukup saat mendekati gawang, bola itu bisa memiliki lintasan yang tak terduga."

BACA SELENGKAPNYA KLIK JUDUL

Memasak telur dengan Handphone

Banyak organisasi termasuk industri handphone seringkali mengesampingkan akibat radiasi handphone kepada otak. Hasil-hasil studi jangka pendek yang dimanfaatkan untuk meyakinkan para konsumen bahwa dengan menggunakan handphone tidak ada hubungannya dengan kanker atau tumor otak, yang hanya berkembang beerapa dekade setelah terekspose.

Wajar saja, tidak ada seorangpun mengetahui secara pasti sejauh mana sebuah handphone dapat membahayakan seseorang. Media baru Howe Recently melaporkan sebuah studi yang memperlihatkan radiasi handphone yang penuh dengan energi dapat digunakan untuk memasak telur.

Dalam sebuah percobaan, peneliti menyimpan sebuah telor di dalam sebuah cangkir porselen (karena mudah untuk menyerap panas), dan meletakkan dua buah handphone yang saling berhadapan dengan telor di dalam cangkir porselen tersebut. Peneliti kemudian memanggil salah satu handphone kemudian menyimpannya berhadapan dalam keadaan salurannya tersambungkan untuk jangka waktu beberapa lama.

Selama 15 menit pertama, tidak terjadi perubahan apa-apa. Namun, setelah 25 menit kemudian kulit telor mulai memanas dan setelah 40 menit kemudian permukaan kulit telor menjadi keras dan merekah. Para peneliti menemukan protein yang berupa putih telur menjadi keras meskipun kuning telurnya masih dalam bentuk cairan. Setelah 65 menit telur matang dengan sempurna.

Penelitian memperlihatkan bagaimana menakutkannya radiasi handphone. Kita harus berusaha untuk menghindari penggunaan handphone. Meskipun tidak seorangpun telah membuktikan radiasi dari handphone dapat menyebabkan sesuatu yang secara klinis signifikan. Lagipula, tidak seorangpun yang dapat menyanggah resiko tersebut.
BACA SELENGKAPNYA KLIK JUDUL

ANOMALI GRAVITASI

Peristiwanya terjadi pada tahun 1980 saat John Anderson bertanya-tanya apakah ada yang salah dengan hukum gravitasi? Laboratorium Propulsi mesin jet tempat fisikawan ini bekerja telah mempelajari data dari dua pesawat angkasa Pioneer 10 dan 11 yang telah menerbangi tata surya selama sepuluh tahun.

Pesawat yang seharusnya terbang dengan kecepatan tetap 40.000 kilometer per jam ke ujung tata surya ini malah melambat. Walaupun sudah memperhitungkan kemungkinan gravitasi dari matahari dan planet yang dilalui tetap saja tidak ada jawabannya.

Bagaimana mungkin?

Saat itu Anderson berpikir penjelasannya mudah saja. Mungkin ada kerusakan pada pesawat atau perhitungannya yang salah. Anderson yang pemalu dan jarang berbicara tentu saja tidak mungkin mengadakan konfrensi pers yang menyatakan bahwa pesawat angkasa Amerika tidak menuruti hukum fisika. Anderson yang kini telah berumur 70 tahun hanya bergumam "Mungkin ada sesuatu yang belum saya pahami terjadi".

Selama bertahun-tahun

Walaupun sendirian dan banyak kritik yang bahkan mempertanyakan kemampuan matematikanya, 20 tahun kemudian penelitian Anderson membuahkan hasil. Pada bulan Oktober, Badan Antariksa Eropa merekomendasikan misi khusus ke luar angkasa untuk mencoba apakah penemuan Anderson mungkin dapat membuat buku-buku teks fisika ditulis ulang. Sejumlah ilmuwan bahkan berspekulasi kalau "Anomali pesawat Pioneer" dapat menyibak misteri seperti keberadaan "dark matter" ataupun keberadaan kekuatan antar dimensi yang dikemukakan oleh teori "string".

Tetapi kepada publik kami memilih untuk tidak membesar-besarkan hal ini dahulu, kata Slava G. Turyshev, mantan ilmuwan Rusia yang ikut meneliti anomali ini. Yah apapun yang terjadi Anderson telah memasukkan namanya kedalam sejarah. Gravitasi adalah salah satu kekuatan alam yang sangat banyak dipelajari. Adalah Newton yang pada abad ke-17 mengatakan bahwa setiap benda di alam semesta saling tarik menarik secara proporsional.

Einsten pada tahun 1915 menyempurnakan teori ini dengan mengatakan bahwa benda-benda yang lebih kecil ditarik oleh benda-benda yang lebih besar dengan pengandaian pada trampolin untuk melompat dengan bola bowling.

BACA SELENGKAPNYA KLIK JUDUL

Planet baru

Dua diantara kelompok astronom itu berasal dari A.S, Rachel Street dan Tim Lister. Street adalah mahasiswa pasca-sarjana di University of California, Santa Barbara dan Las Cumbres Observatory Global Telescope Network (LCOGTN) di Santa Barbara. Lister adalah pimpinan proyek di LCOGTN.

Pemimpin tim, Don Pollaco dari Queen’s University, Belfast, Irlandia Utara, akan mengumumkan penemuannya pada pidato di pertemuan astronom nasional Royal Astronomical Society’s di Inggris pada hari rabu 2 April. Kolaborasi internasional ini disebut “SuperWASP,” untuk Pencarian untuk Planet (Wide Area Search for Planets).

Teknik penemuan planet ini member informasi lebih tentang pembentukan dan evolusi planet daripada teknik gravitasi. Astronom mencari “transits,” momen dimana planet lewat didepan bintangnya, sama seperti gerhana di bumi. Pada 6 bulan terakhir tim SuperWASP menggunakan 2 kamera di kepulauan Canary dan Afrika Selatan untuk menemukan 10 planet baru diluar tata surya.

BACA SELENGKAPNYA KLIK JUDUL

Teori Relativitas Einsten

Postulat Teori Relativitas Einstain

Dalam mengemukakan teori relativitas khusus ini Einstein mengemukakan dua postulat, kedua postulat tersebut kemudian menjadi dasar teori relativitas khusus. Kedua postulat itu adalah :

1. Postulat pertama, hukum fisika dapat dinyatakan dalam persamaan yang berbentuk sama dalam semua kerangka acuan inersia.
2. Postulat kedua, kecepatan cahaya dalam ruang hampa sama besar untuk semua pengamat, tidak tergantung dari keadaan gerak pengamat itu. Kecepatan cahaya di ruang hampa sebesar c = 3.10⁸ m/s.

Dengan dasar dua postulat tersebut dan dibantu secara matematis dengan transformasi Lorentz, Einstain dapat menjelaskan relativitas khusus dengan baik. Hal terpenting yang perlu dijelaskan dalam transformasi Lorentz adalah semua besaran yang terukur oleh pengamat diam dan bergerak tidaklah sama kecuali kecepatan cahaya. Besaran -besaran yang berbeda itu dapat dijelaskan seperti dibawah.

Pada postulat yang pertama tersebut menyatakan ketiadaan kerangka acuan universal
. Apabila hukum fisika berbeda untuk pengamat yang berbeda dalam keadaan gerak relatif, maka kita dapat menentukan mana yang dalam keadaan “diam” dan mana yang “bergerak” dari perbedaan tersebut. Akan tetapi karena tidak ada kerangka acuan universal, perbedaan itu tidak terdapat, sehingga muncullah postulat ini. Postulat pertama menekankan bahwa prinsip Relativitas Newton berlaku untuk semua rumus Fisika, tidak hanya dalam bidang mekanika, tetapi pada hukum-hukum Fisika lainnya. Sedangkan postulat yang kedua sebagai konsekuensi dari postulat yang pertama, sehingga kelihatannya postulat kedua ini bertentangan dengan teori Relativitas Newton dan transformasi Galileo tidak berlaku untuk cahaya. Dalam postulat ini Einstein menyatakan bahwa selang waktu pengamatan antara pengamat yang diam dengan pengamat yang bergerak relatif terhadap kejadian yang diamati tidak sama (t ≠ t’). Menurut Einstein besaran kecepatan, waktu, massa, panjang adalah bersifat relatif. Untuk dapat memasukkan konsep relativitas Einstein diperlukan transformasi lain, yaitu transformasi Lorentz.

BACA SELNGKAPNYA KLIK JUDUL