Dapatkanlah informasi mengenai sains dan teknologi yang dibahas dengan bahasa sederhana dan mudah ditelan oleh siapapun.

Gaya dasar alam semesta atau biasa disebut Fundamental Force of the Universe ialah gaya alam semesta yang kita temui di kehidupan sehari h...

4 Gaya Dasar Alam Semesta yang Bermula dari BigBang

Gaya dasar alam semesta atau biasa disebut Fundamental Force of the Universe ialah gaya alam semesta yang kita temui di kehidupan sehari hari. Gaya fundamental alam semesta ini terbentuk tatkala setelah terjadinya "Ledakan Besar" atau Bigbang. Bigbang sendiri merupakan sebuah teori yang menjelaskan mengenai pembentukan alam semesta, datangnya partikel elementer dan terbentuknya ruang dan waktu. 

BigBang Awal dari Gaya?




Setidaknya ada 4 Gaya Dasar Alam Semesta yang memenuhi alam semesta kita. Kita bisa menemukan gaya fundamental tersebut di kehidupan sehari hari. Semisal magnet yang menempel di kulkas, apel jatuh dari pohon, fusi nuklir, fisi nuklir, peluruhan radioaktif dan lain lain. Nah berikut ini adalah 4 Gaya Dasar Alam Semesta.

1. Gaya Nuklir Kuat (Strong Force)

Gaya nuklir kuat merupakan gaya yang paling kuat di alam semesta ini. Gaya ini bertanggung jawab dalam mengikat proton-proton, proton-neutron, dan neutron-neutron menjadi satu. Sehingga, seperti yang kita ketahui, jika inti atom yang terdiri dari banyak proton dan neutron ini tidak pecah. Sebagai pengandaian, gaya nuklir kuat memiliki kekuatan 1. 



Apabila ada 2 partikel (proton-proton) yang didekatkan satu sama lain sehingga jaraknya menjadi 1 femtometer, maka secara otomatis, gaya repulsif atau gaya tolak akibat gaya elektromagnetik ini akan hilang dan gaya kuat yang akan mendominasi lebih. Yukawa, mengusulkan adanya partikel yang dipertukarkan antara nukleon. Partikel tersebut ialah Meson. Sebenarnya Meson ada banyak jenis, namun yang lebih disoroti ialah Pion. Gaya nuklir kuat akibat adanya pion ini yang saling dipertukarkan antar nukleon (proton atau neutron). Untuk lebih jelasnya, akan dibahas di lain artikel.

Selain itu, dalam pengandaian yang lebih mudah, gaya nuklir kuat ini bisa dibilang juga pertukaran warna yang mengakibatkan "glue" atau lengket. Lebih jelasnya, akan dibahas dalam artikel Quantum Chromodynamics (QCD). Pertukaran warna tersebut juga diiringi dengan partikel Gluon yang mampu mengikat nukleon.

2. Gaya Elektromagnetik

Setelah gaya nuklir kuat, urutan selanjutnya ialah Gaya Elektromagnetik. Gaya elektromagnetik ini bertanggung jawab elektron yang mengelilingi inti atom. Mungkin anda bertanya, mengapa elektron tidak jatuh ke dalam inti atom? sedangkan inti atom bermuatan positif dan elektron bermuatan negatif? Semua pertanyaan ini akan dibahas di artikel selanjutnya.



Jika di gaya nuklir kuat tadi partikel yang disebut Force Carriers ialah gluon, maka di gaya elektromagnetik ini, partikel yang dipertukarkan ialah photon. Jadi bisa dikatakan jika elektron elektron tersebut saling bertukar photon. Selain itu, pada kasus yang lebih kompleks lagi, gaya elektromagnetik juga bertanggung jawab saat terjadi ikatan antar kedua atom atau reaksi kimia.

Gaya elektromagnetik ini sendiri memiliki kekuatan sebesar 1/137 dari gaya nuklir kuat. Berbeda dengan gaya nuklir kuat yang mensyaratkan jarak 1 femtometer, gaya elektromagnetik tidak memiliki jarak minimal untuk terjadinya interaksi gaya elektromagnetik. Jika dilogika, apabila kita meletakan benda di atas meja, sejatinya mereka itu tidak saling bersentuhan. Mengapa demikian? nantikan di artikel selajutnya. 

3. Gaya Nuklir Lemah (Weak Force)

Sedikit berbeda dengan gaya nuklir kuat, gaya nuklir lemah ini terjadi karena terjadinya peluruhan. Salah satu yang biasa ditemukan di lab ialah peluruhan beta. Perubahan neutron ke proton dapat mengemisikan partikel beta negatif. 



Yang unik dari gaya nuklir lemah ialah jarak atau range interaksinya. Interaksi gaya nuklir lemah dapat terjadi tatkala partikel yang didekatkan sehingga jaraknya mencapai 10^-18 meter atau 0.1% diameter proton. Jarak ini bahkan lebih dekat ketimbang jarak yang dibutuhkan untuk interaksi gaya nuklir kuat. 

Partikel yang dipertukarkan dalam gaya nuklir lemah ialah partikel W Boson dan Z Boson.  Selain itu, bukan dari peluruhan saja, namun juga interaksi neutrino. Kekuatan gaya nuklir lemah ialah 10^-6 dari gaya nuklir kuat. Sebenarnya masalah gaya nuklir lemah ini sangatlah kompleks dan akan dibahas di artikel selanjutnya. 

4. Gravitasi

Yang paling lemah diantara ke empat gaya fundamental ialah gaya gravitasi. Mengapa dikatakan lemah? karena gaya gravitasi ini cenderung tidak berpengaruh atau bahkan diabaikan dalam skala atomik. Bahkan gaya ini hanya berkekuatan 6 x 10^-39 dari gaya nuklir kuat. Lalu muncul pertanyaan, mengapa gaya gravitasi sangatlah lemah, padahal gaya gravitasi ini yang bertanggung jawab mengapa kita tidak melayang di bumi?



Jawaban yang tepat ialah karena kelengkungan ruang dan waktu. Kita tahu bahwasannya partikel yang berskala atomik itu memiliki massa yang kecil. Dari teori Einstein mengenai kelengkungan ruang dan waktu, massa suatu benda sangat berpengaruh. Karena massa nukleon sangatlah kecil, maka hampir diabaikan.

Lalu partikel apa yang bertanggung jawab dalam pertukaran gaya gravitasi ini? sementara ini para ilmuwan sedang menghipotesiskan partikel Graviton. Namun karena saking lemahnya gaya gravitasi ini dalam skala atomik, maka para ilmuwan belum bisa membuktikan keberadaan graviton. Apabila gaya gravitasi di kuantum dapat disatukan dengan standard model, maka kita bisa menciptakan Theory of Everything. Untuk lebih jelas mengenai gravitasi ini, akan dibahas di artikel selanjutnya. 

Kesimpulan

Dari ke empat gaya fundamental tersebut, ketiga diantaranya dapat dijelaskan dengan baik tanpa adanya hambatan. Gaya yang saat ini dapat dijelaskan dengan baik ialah Gaya Nuklir Kuat, Gaya Nuklir Lemah dan Gaya Elektromagnetik. Ketiga gaya tersebut dapat dijelaskan dengan memuaskan karena ketiga gaya tersebut memiliki Force Carriers atau Partikel Pembawa Gaya. Namun terdapat keganjalan untuk gravitasi, gaya dasar alam semesta masih semoga dapat menjawab semua ini.

0 komentar: