Belajar Fisika itu Mudah

Wednesday, September 12, 2018

TEORI BARU TENTANG GRAVITASI (MATERI GELAP)

Sebuah teori gravitasi baru mungkin menjelaskan gerakan-gerakan aneh dari bintang-bintang dalam galaksi-galaksi. Emergent gravity, sebagaimana teori baru ini disebut, memprediksi penyimpangan gerakan yang sama persis yang biasanya dijelaskan dengan menerapkan materi gelap. Prof Erik Verlinde, ahli terkenal dalam teori string di Universitas Amsterdam dan Institut Delta untuk Fisika Teoritis, menerbitkan sebuah makalah penelitian baru di mana ia memperluas pandangannya tentang sifat gravitasi.

Pada tahun 2010, Erik Verlinde mengejutkan dunia dengan teori gravitasi yang benar-benar baru. Menurut Verlinde, gravitasi bukanlah kekuatan fundamental alam, tetapi fenomena yang muncul. Dengan cara yang sama bahwa suhu muncul dari pergerakan partikel-partikel mikroskopis, gravitasi muncul dari perubahan bit-bit dasar informasi, yang tersimpan dalam struktur ruang waktu.

Hukum Newton dari informasi


Dalam artikel 2010-nya ( Tentang asal gravitasi dan hukum Newton ), Verlinde menunjukkan bagaimana hukum Newton yang terkenal kedua, yang menggambarkan bagaimana apel jatuh dari pohon dan satelit yang berada di orbit, dapat diturunkan dari blok-blok pembangun mikroskopis di bawah ini. Memperluas pekerjaan sebelumnya dan pekerjaan yang dilakukan oleh orang lain, Verlinde sekarang menunjukkan bagaimana memahami perilakubintang dalam galaksi tanpa menambahkan materi gelap yang membingungkan.

Daerah luar galaksi seperti Milky Way kita  berotasi lebih cepat di sekitar pusat daripada dapat dipertanggungjawabkan oleh kuantitas materi biasa seperti bintang, planet, dan gas antarbintang. Sesuatu yang lain harus menghasilkan jumlah gaya gravitasi yang diperlukan, sehingga fisikawan mengusulkan keberadaan materi gelap. Materi gelap tampaknya mendominasi alam semesta kita, terdiri lebih dari 80 persen dari semua materi. Sampai saat ini, partikel - partikel materi gelap yang diduga tidak pernah diamati, meskipun banyak upaya untuk mendeteksi mereka.

Tidak perlu untuk materi gelap


Menurut Erik Verlinde, tidak perlu menambahkan partikel materi gelap misterius ke teori. Dalam sebuah makalah baru, yang muncul hari ini di server preprint ArXiv, Verlinde menunjukkan bagaimana teori gravitasinya secara akurat memprediksi kecepatan di mana bintang-bintang berputar di sekitar pusat Milky Way, serta gerakan bintang-bintang di dalam galaksi lain.

"Kami memiliki bukti bahwa pandangan gravitasi baru ini benar-benar sesuai dengan pengamatan," kata Verlinde. "Pada skala besar, tampaknya, gravitasi tidak berperilaku seperti yang diprediksi teori Einstein."

Pada pandangan pertama, teori Verlinde menyajikan fitur yang mirip dengan teori gravitasi yang dimodifikasi seperti MOND (modified Newtonian Dynamics, Mordehai Milgrom (1983)). Namun, di mana MOND menyetel teori untuk mencocokkan pengamatan, teori Verlinde dimulai dari prinsip pertama. "Titik awal yang sangat berbeda," menurut Verlinde.

Mengadaptasi prinsip holografik


Salah satu bahan dalam teori Verlinde adalah adaptasi dari prinsip holografik, yang diperkenalkan oleh pengajarnya Gerard 't Hooft (Hadiah Nobel 1999, Universitas Utrecht) dan Leonard Susskind (Universitas Stanford). Menurut prinsip holografik , semua informasi di seluruh alam semesta dapat digambarkan pada lingkup imajiner raksasa di sekitarnya. Verlinde sekarang menunjukkan bahwa ide ini tidak sepenuhnya benar — bagian dari informasi di alam semesta kita terkandung dalam ruang itu sendiri.

Informasi tambahan ini diperlukan untuk menjelaskan bahwa komponen gelap lain dari alam semesta: Energi gelap, yang diyakini bertanggung jawab atas percepatan perluasan alam semesta. Menyelidiki efek dari informasi tambahan ini pada materi biasa , Verlinde sampai pada kesimpulan yang menakjubkan. Sementara gravitasi biasa dapat dikodekan menggunakan informasi pada lingkup imajiner di sekitar alam semesta, seperti yang ia tunjukkan dalam karyanya pada tahun 2010, hasil dari informasi tambahan di sebagian besar ruang adalah kekuatan yang cocok dengan baik yang dikaitkan dengan materi gelap.

Di tepi revolusi ilmiah


Gravitasi sangat membutuhkan pendekatan baru seperti yang dilakukan oleh Verlinde, karena tidak dapat digabungkan dengan fisika kuantum. Kedua teori, mahkota permata fisika abad ke-20, tidak mungkin benar pada saat yang sama. Masalah muncul dalam kondisi ekstrim: dekat lubang hitam, atau selama Big Bang. Verlinde mengatakan, "Banyak fisikawan teoretis seperti saya sedang mengerjakan revisi teori, dan beberapa kemajuan besar telah dibuat. Kita mungkin berdiri di tepi sebuah revolusi ilmiah baru yang secara radikal akan mengubah pandangan kita tentang sifat ruang , waktu dan gravitasi . "

 Jelajahi lebih lanjut: 3 dikenal dan 3 tidak diketahui tentang materi gelap

Informasi lebih lanjut: Emergent Gravity and the Dark Universe, EP Verlinde, 7 Nov 2016. arxiv.org/abs/1611.02269 

Disediakan oleh: Delta Institute for Theoretical Physics

Saturday, August 26, 2017

TEORI RAYLEIGH-JEANS

Penjelasan Singkat

Rayleigh dan Jeans mengusulkan suatu model sederhana untuk menerangkan bentuk spektrum radiasi benda hitam. Penelitian mereka yaitu molekul/ muatan dinding (permukaan) benda berongga dihubungkan oleh semacam pegas. Ketika suhu benda dinaikkan, maka gerakan muatan di dalamnya akan semakin cepat, sehingga energi kinetiknya akan semakin besar pula. Getaran tersebut mengakibatkan perubahan kecepatan muatan (positif-nol-negatif-nol-positif… dst). Dengan demikian muatan selalu mendapatkan percepatan setiap saat. Muatan yang dipercepat inilah yang menimbulkan radiasi benda hitam.Mereka menganggap bahwa molekul atau muatan di permukaan dinding benda berongga dihubungkan oleh semacam pegas. Ketika suhu benda dinaikkan, muatan-muatan tersebut mendapatkan energi kinetiknya untuk bergetar. Dengan bergetar berarti kecepatan muatan berubah-ubah (positif - nol - negatif - nol - positif, dan seterusnya.
Melalui model di atas, Rayleigh dan Jeans menurunkan rumus distribusi intensitas, yang jika digambarkan grafiknya maka model yang diusulkan oleh Rayleigh dan Jeans berhasil menerangkan spektrum radiasi benda hitam pada panjang gelombang yang besar, namun gagal untuk panjang gelombang yang kecil. Rayleigh-Jeans mengasumsikan dinding rongga berupa konduktor, yang jika dipanaskan elektron-elektron pada dinding rongga akan tereksitasi secara thermal sehingga berosilasi. Berdasarkan teori Maxwell, osilasi elektron ini menghasilkan radiasi elektromagnet. Radiasi ini akan terkurung di dalam rongga dalam bentuk gelombang-gelombang tegak., maka di dinding rongga terjadi simpul-simpul gelombang, karena dinding rongga berupa konduktor.
Teori elektromagnetik dan termodinamika klasik menyatakan bahwa hubungan intensitas radiasi dengan panjang gelombang yang dipancarkan memiliki hasil yang dapat dibandingkan dengan kurva hasil eksperimen

Ketidaksesuaian persamaan Rayleigh-Jeans yang terjadi pada spektrum gelombang pendek ini dikenal sebagai ultraviolet catastrophe. Istilah “catastrophe” dapat diartikan sebagai kesalahan yang fatal. Hal ini menjadi permasalahan yang serius bagi fisika klasik karena dasar pemikiran Rayleigh-Jeans adalah teori elektromagnetik dan termodinamika yang telah teruji kebenarannya. Fisika klasik tidak dapat menjelaskan fenomena radiasi benda hitam, sehingga diperlukan suatu teori fisika yang baru, yaitu teori kuantum.
Unknown Quantum
Thursday, August 17, 2017

PRINSIP KERJA SPEKTROFOTOMETER

Pengertian Spektrofotometri  

Spektrofotometri sesuai dengan namanya adalah alat yang terdiri dari  spektrometer dan fotometer. Spektrofotometer menghasilkan sinar dari spectrum  dengan panjang gelombang tertentu dan fotometer adalah alat pengukur intensitas cahaya yang ditransmisikan atau diabsorbsi. Jadi spektrofotometer digunakan untuk mengukur energy relatif jika energy tersebut ditransmisikan, direfleksikan atau
diemisikan sebagai fungsi panjang gelombang. Kelebihan spektrofotometer dengan fotometer adalah panjang gelombang dari sinar putih dapat lebih di deteksi dan cara ini diperoleh dengan alat pengurai seperti prisma, grating atau celah optis. Pada fotometer filter dari berbagai warna yang mempunyai spesifikasi melewatkan trayek pada panjang gelombang tertentu (Gandjar,2007)

 Prinsip Kerja Spektrofotometri

Spektrum elektromagnetik dibagi dalam beberapa daerah cahaya. Suatu  daerah akan diabsorbsi oleh atom atau molekul dan panjang gelombang cahaya  yang diabsorbsi dapat menunjukan struktur senyawa yang diteliti. Spektrum  elektromagnetik meliputi suatu daerah panjang gelombang yang luas dari sinar  gamma gelombang pendek berenergi tinggi sampai pada panjang gelombang mikro  (Marzuki Asnah 2012)
Spektrum absorbsi dalam daerah-daerah ultra ungu dan sinar tampak  umumnya terdiri dari satu atau beberapa pita absorbsi yang lebar, semua molekul dapat menyerap radiasi dalam daerah UV-tampak. Oleh karena itu mereka  mengandung electron, baik yang dipakai bersama atau tidak, yang dapat dieksitasi  ke tingkat yang lebih tinggi. Panjang gelombang pada waktu absorbsi terjadi  tergantung pada bagaimana erat elektron terikat di dalam molekul. Elektron dalam  satu ikatan kovalen tunggal erat ikatannya dan radiasi dengan energy tinggi, atau  panjang gelombang pendek, diperlukan eksitasinya (Wunas,2011) 
Keuntungan utama metode spektrofotometri adalah bahwa metode ini  memberikan cara sederhana untuk menetapkan kuantitas zat yang sangat kecil.  Selain itu, hasil yang diperoleh cukup akurat, dimana angka yang terbaca langsung dicatat oleh detector dan tercetak dalam bentuk angka digital ataupun grafik yang sudah diregresikan (Yahya S,2013). Secara sederhana instrument spektrofotometeri  yang disebut spektrofotometer terdiri dari :


Fungsi masing-masing bagian : 
1. Sumber sinar polikromatis berfungsi sebagai sumber sinar polikromatis dengan berbagai macam rentang panjang gelombang. 
2. Monokromator berfungsi sebagai penyeleksi panjang gelombang yaitu mengubah cahaya yang berasal dari sumber sinar polikromatis menjadi cahaya monokromatis. Pada gambar di atas disebut sebagai pendispersi atau penyebar cahaya. dengan adanya pendispersi hanya satu jenis cahaya atau cahaya dengan panjang gelombang tunggal yang mengenai sel sampel. Pada gambar di atas hanya cahaya hijau yang melewati pintu keluar. Proses dispersi atau penyebaran cahaya seperti yang tertera pada gambar.

 3. Sel sampel berfungsi sebagai tempat meletakan sampel

- UV, VIS dan UV-VIS menggunakan kuvet sebagai tempat sampel. Kuvet biasanya terbuat dari kuarsa atau gelas, namun kuvet dari kuarsa yang terbuat dari silika memiliki kualitas yang lebih baik. Hal ini disebabkan yang terbuat dari kaca dan plastik dapat menyerap UV sehingga penggunaannya hanya pada spektrofotometer sinar tampak (VIS). Kuvet biasanya berbentuk persegi panjang dengan lebar 1 cm.
- IR, untuk sampel cair dan padat (dalam bentuk pasta) biasanya dioleskan pada dua lempeng natrium klorida. Untuk sampel dalam bentuk larutan dimasukan ke dalam sel natrium klorida. Sel ini akan dipecahkan untuk mengambil kembali larutan yang dianalisis, jika sampel yang dimiliki sangat sedikit dan harganya mahal. 
4. Detektor berfungsi menangkap cahaya yang diteruskan dari sampel dan mengubahnya menjadi arus listrik.  Macam-macam detector yaitu Detektor foto (Photo detector),Photocell, misalnya CdS, Phototube, Hantaran foto, Dioda foto, Detektor panas 
5. Read out merupakan suatu sistem baca yang menangkap besarnya isyarat listrik yang berasal dari detector. Adapun hal-hal yang harus diperhatikan dalam spektrofotometri adalah :
a. Pada saat pengenceran alat alat pengenceran harus betul-betul bersih tanpa adanya zat pengotor
b. Dalam penggunaan alat-alat harus betul-betul steril
c. Jumlah zat yang dipakai harus sesuai dengan yang telah ditentukan
d. Dalam penggunaan spektrofotometri uv, sampel harus jernih dan tidak keruh
e. Dalam penggunaan spektrofotometri uv-vis, sampel harus berwarna. 
 
Serapan dapat terjadi jika foton/radiasi yang mengenai cuplikan memiliki energi yang sama dengan energi yang dibutuhkan untuk menyebabkan terjadinya perubahan tenaga. Jika sinar monokromatik dilewatkan melalui suatu lapisan larutan dengan ketebalan (db), maka penurunan intesitas sinar (dl) karena melewati lapisan larutan tersebut berbanding langsung dengan intensitas radiasi (I), konsentrasi
spesies yang menyerap (c), dan dengan ketebalan lapisan larutan (db).  Secara matematis, pernyataan ini dapat dituliskan :


Unknown

PRINSIP KERJA AC (AIR CONDITIONER)

Bagaimana prinsip kerja  AC (Air Conditioner) sehingga mampu memberikan efek pendingin dalam ruangan Anda? AC alias Air Conditioner alias Pengkondision Udara merupakan seperangkat alat yang mampu mengkondisikan ruangan yang kita inginkan, terutama mengkondisikan ruangan menjadi lebih rendah suhunya dibanding suhu lingkungan sekitarnya. AC memang berbeda dibandingkan dengan kipas angin. Kipas angin hanya mengandalkan gerakan udara dengan putaran kipas, sedangkan ac cara kerjanya lebih kompleks diabadingkan kipas angin dan mampu menghasilkan udara yang dingin.
Oleh karena itu, tidak bisa dipungkiri jika alat elektronik satu ini sangat dibutuhkan di dalam ruangan, terutama jika musim kemarau mulai datang dengan suhunya yang sangat panas. Seperangkat AC terdria atas berbagai komponen dasar diantaranya sebagai berikut:

baca juga:Perubahan wujud zat

KONDENSOR

Kondensor adalah suatu alat yang terdiri dari jaringan pipa dan digunakan untuk mengubah uap menjadi zat cair (air). dapat juga diartikan sebagai alat penukar kalor (panas) yang berfungsi untuk mengkondensasikan fluida.  Dalam penggunaanya kondensor diletakkan diluar ruangan yang sedang didinginkan supaya panas yang keluar saat pengoprasiannya dapat dibuang keluar sehingga tidak mengganggu proses pendinginan.
Cara kerja dari jenis alat ini ialah proses pengubahan dilakukan dengan cara mengalirkan uap kedalam ruangan yang berisi susunan pipa dan uap tersebut akan memenuhi permukaan luar pipa sedangkan air yang berfungsi sebagai pendingin akan mengalir di dalam pipa (tube side), maka akan terjadi kontak antara keduanya dimana uap yang memiliki temperatur panas akan bersinggungan dengan air pendingin yang berfungsi untuk menyerap kalor dari uap tersebut, sehingga temperatur steam (uap) akan turun dan terkondensasi.

ORIFICE TUBE

di mana cairan bertekanan tinggi diturunkan tekanan dan suhunya menjadi cairan dingin bertekanan rendah. Dalam beberapa sistem, selain memasang sebuah orifice tube, dipasang juga katup ekspansi.

HEAT EXCHANGER

Bagian ini merupakan tempat pertukaran panas dari dalam system pendingin menuju luar ruangan.komponen ini adalah pintu yang menghadp ke luar ruangan. Pada komponen inilah panas yang ada di dalam ruangan dikeluarkan menuju udara bebas.

SRAINER

Setelah suhu panas yang ada di dalam ruangan dikeluarkan dengan bantuan kipas, maka akan terjadi pengembunan gas Freon kembali menjadi berbentuk cairan. Cairan itu kemudian akan masuk ke strainer untuk ditampung sementara sebelum masuk kembali menuju evaporator. Namun sekrang ini tidak semua system AC menggunakan strainer.

EVAPORATOR

Refrigent menyerap panas dalam ruangan melalui kumparan pendingin dan kipas evaporator meniupkan udara dingin ke dalam ruangan. Refrigent dalam evaporator mulai berubah kembali menjadi uap bertekanan rendah, tapi masih mengandung sedikit cairan. Campuran refrigent kemudian masuk ke akumulator / pengering. Ini juga dapat berlaku seperti mulut/orifice kedua bagi cairan yang berubah menjadi uap bertekanan rendah yang murni, sebelum melalui kompresor untuk memperoleh tekanan dan beredar dalam sistem lagi. Biasanya, evaporator dipasangi silikon yang berfungsi untuk menyerap kelembapan dari refrigent.

TERMOSTAT

Thermostat berfungsi untuk mengendalikan suhu supaya tidak terlalu dingin. ketika suhu pada ruangan telah mencapai temperatur tertentu, maka thermostat inilah yang kemudian akan memutus aliran listrik menuju kompresor.
Dampaknya pendingin hanya akan dilakukan oleh kipas terhadap sisa Freon di sekitar evaporator. Thermostat juga akan menghubungkan kembali aliran listrik untuk kompresor setelah suhu di dalam ruangan kembali naik diatas batas temperature yang telah disesuaikan pada unit thermostat.
Thermostat pada AC beroperasi menggunakan lempengan bimetal yang sangat peka terhadap perubahan suhu di dalam ruangan. Lempengan ini dibuat dari 2 metal yang mempunyai koefisien pemuaian yang berbeda. Pada saat temperature meningkat, metal bagian luar memuai terlebuh dahulu, sehingga akan mengakibatkan lempeng membengkok dan pada akhirnya akan menyentuh sirkuit listrik yang menjadikan motor AC aktif.

KIPAS/FAN

Kipas yang berada di balik evaporator ataupun het changer mempunyai fungsi untuk mempercepat aliran udara menuju permukaan ke dua komponen penting dalan proses melepas serta menyerap panas.

PRINSIP KERJA

Kompresor yang ada pada sistem pendingin dipergunakan sebagai alat untuk memampatkan fluida kerja (refrigent), jadi refrigent yang masuk ke dalam kompresor dialirkan ke condenser yang kemudian dimampatkan di kondenser.

Di bagian kondenser ini refrigent yang dimampatkan akan berubah fase dari refrigent fase uap menjadi refrigent fase cair, maka refrigent mengeluarkan kalor yaitu kalor penguapan yang terkandung di dalam refrigent. Adapun besarnya kalor yang dilepaskan oleh kondenser adalah jumlahan dari energi kompresor yang diperlukan dan energi kalor yang diambil evaparator dari substansi yang akan didinginkan.

Pada kondensor tekanan refrigent yang berada dalam pipa-pipa kondenser relatif jauh lebih tinggi dibandingkan dengan tekanan refrigent yang berada pada pipi-pipa evaporator.

Setelah refrigent lewat kondenser dan melepaskan kalor penguapan dari fase uap ke fase cair maka refrigent dilewatkan melalui katup ekspansi, pada katup ekspansi ini refrigent tekanannya diturunkan sehingga refrigent berubah kondisi dari fase cair ke fase uap yang kemudian dialirkan ke evaporator, di dalam evaporator ini refrigent akan berubah keadaannya dari fase cair ke fase uap, perubahan fase ini disebabkan karena tekanan refrigent dibuat sedemikian
rupa sehingga refrigent setelah melewati katup ekspansi dan melalui evaporator tekanannya menjadi sangat turun.

Hal ini secara praktis dapat dilakukan dengan jalan diameter pipa yang ada dievaporator relatif lebih besar jika dibandingkan dengan diameter pipa yang ada pada kondenser.

Dengan adanya perubahan kondisi refrigent dari fase cair ke fase uap maka untuk merubahnya dari fase cair ke refrigent fase uap maka proses ini membutuhkan energi yaitu energi penguapan, dalam hal ini energi yang dipergunakan adalah energi yang berada di dalam substansi yang akan didinginkan.

Dengan diambilnya energi yang diambil dalam substansi yang akan didinginkan maka enthalpi [*] substansi yang akan didinginkan akan menjadi turun, dengan turunnya enthalpi maka temperatur dari substansi yang akan didinginkan akan menjadi turun. Proses ini akan berubah terus-menerus sampai terjadi pendinginan yang sesuai dengan keinginan.

Dengan adanya mesin pendingin listrik ini maka untuk mendinginkan atau menurunkan temperatur suatu substansi dapat dengan mudah dilakukan.

Perlu diketahui :

Kunci utama dari AC adalah refrigerant, yang umumnya adalah fluorocarbon yang mengalir dalam sistem, menjadi cairan dan melepaskan panas saat dipompa (diberi tekanan), dan menjadi gas dan menyerap panas ketika tekanan dikurangi. Mekanisme berubahnya refrigerant menjadi cairan lalu gas dengan memberi atau mengurangi tekanan terbagi mejadi dua area: sebuah penyaring udara, kipas, dan cooling coil (kumparan pendingin) yang ada pada sisi ruangan dan sebuah kompresor (pompa), condenser coil (kumparan penukar panas), dan kipas pada jendela luar.

Udara panas dari ruangan melewati filter, menuju ke cooling coil yang berisi cairan refrigerant yang dingin, sehingga udara menjadi dingin, lalu melalui teralis/kisi-kisi kembali ke dalam ruangan. Pada kompresor, gas refrigerant dari cooling coil lalu dipanaskan dengan cara pengompresan. Pada condenser coil, refrigerant melepaskan panas dan menjadi cairan, yang tersirkulasi kembali ke cooling coil. Sebuah thermostat mengontrol motor kompresor untuk mengatur suhu ruangan.
Unknown Alat-alat

GEJALA RADIASI TERMAL

Kajian tentang radiasi benda hitam bertujuan menjelaskan fenomena yang terkait dengan intensitasi radiasi (daya emisi) suatu benda pada temperatur tertentu. Meskipun pada dasarnya semua benda memiliki sifat menyerap radiasi namun terdapat perbedaan kemampuan terhadap proeses penyerapan. Gejala radiasi termal dapat teramati dengan mata telanjang pada saat anda memanaskan sebuah batangan logam. Pada tahun 1792, T. Wedjwood mendapati bahwa sifat universal dari sebuah objek yang dipanaskan tidak bergantung pada komposisi dan sifat kimia, bentuk, dan ukuran benda. Selanjutnya, pada tahun 1859 G. Kirchoff membuktikan sebuah teorema yang didasarkan pada sifat termodinamika benda bahwa pada benda dalam kesetimbangan termal, daya emisi (pancar) dan daya absorbsi (serap) sama besar. Ide Kirchoff dinyatakan dalam sebuah persamaan di bawah,

http://www.fisikainfo.com/
dengan ef adalah daya emisi per frekuensi cahaya tiap satuan luas, f adalah frekuensi cahaya, T suhu mutlak benda, dan Af daya absorbsi (yaitu fraksi daya masuk yang diserap per frekuensi tiap satuan luas. Benda hitam didefinisikan sebagai benda yang menyerap semua radiasi elektromagnetik yang mengenainya, sehingga benda tersebut menjadi berwarna hitam, atau pada persamaan di atas berlaku Af = 1 sehingga ef = J (f, T) (daya emisi per frekuensi per satuan luas hanya bergantung pada f dan T saja).
Tuesday, May 23, 2017

MEMAHAMI MOMENTUM DAN IMPULS

Pendahuluan 

Ingatkah anda ketika anda bermain kelereng ketika kecil??? keseruan dalam bermain kelereng menyimpan makna fisika yang sangat besar. contohnya momentum dan impuls. dalam memahami momentum dan impuls perlu adanya pemahaman tentang vektor. Maka sebelum mempelajari materi ini sebaiknya anda mempelajari vektor terlebih dahulu.
Bila anda berada di dalam sebuah bus yang sedang bergerak cepat, kemudian direm mendadak, anda merasakan bahwa badan anda terlempar ke depan. Hal ini akibat adanya sifat kelembamam, yaitu sifat untuk mempertahankan keadaan semula yaitu dalam keadaan bergerak. Hal yang sama juga dirasakan oleh si sopir yang berusaha mengerem bus tersebut. Apabila penumpang busnya lebih banyak, pada saat sopir bus memberhentikan/mengerem bus secara mendadak, harus memberikan gaya yang lebih besar. Dalam bab ini akan dibicarakan mengenai momentum, yang merupakan salah satu besaran yang dimiliki oleh setiap benda yang bergerak.  Di dalam fisika, dikenal dua macam momentum, yaitu momentum linear  (p) dan momentum angular (L). Pada bab ini hanya akan dibahas momentum
linear. Selain momentum linear akan dibahas juga besaran Impuls gaya (I) dan hukum kekekalan momentum linear, serta tumbukan.

Pengertian Momentum


Istilah momentum yang akan dipelajari pada bab ini adalah momentum linear (p), yang didefinisikan sebagai berikut : Momentum suatu benda yang bergerak adalah hasil perkalian antara massa benda dan kecepatannya. Oleh karena itu, setiap benda yang bergerak memiliki momentum. Secara matematis, momentum linear ditulis sebagai berikut:
 
                                                                          p = m v     
            
p adalah momentum (besaran vektor), m massa (besaran skalar) dan v kecepatan (besaran vektor). Bila dilihat persaman (8.1),  arah dari momentum selalu searah dengan arah kecepatannya.

Satuan Momentum

Menurut Sistem Internasional (SI)
Satuan momentum p  = satuan massa x satuan kecepatan
                               = kg x m/s
                               = kg . m/s

Jadi, satuan momentum dalam SI adalah  : kg.m/s
Momentum adalah besaran vektor, oleh karena itu jika ada beberapa  vektor momentum dijumlahkan, harus dijumlahkan secara vektor. Misalkan  ada dua buah vektor momentum p1 dan p2 membentuk sudut a, maka jumlah momentum kedua vektor harus dijumlahkan secara vektor. Besar vektor p dirumuskan sebagai
berikut : 

Gambar 1.  Penjumlahan momentum mengikuti aturan penjumlahan vektor 

 Penjumlahan momentum mengikuti aturan penjumlahan vektor 

Hubungan Momentum dengan energi kinetik

Energi kinetik suatu benda yang bermassa m dan bergerak dengan kecepatan v adalah:
Besarnya ini dapat dinyatakan dengan besarnya momentum linear p, dengan mengalikan persamaan energi kinetik dengan : m/m


 Impuls

Impuls didefinisikan sebagai hasil kali antara gaya dan lamanya gaya  tersebut bekerja. Secara matematis dapat ditulis:

    I = F . ∆t            
Besar gaya disini konstan. Bila besar gaya tidak konstan maka  penulisannya akan berbeda (akan dipelajari nanti). Oleh karena itu dapat menggambarkan kurva yang menyatakan hubungan antara F dengan t. Bila pada benda bekerja gaya konstan F dari selang waktu t1  ke t2 maka kurva antara F dan t adalah

Luasan yang diarsir sebesar F x (t2 – t1) atau I, yang sama dengan Impuls gaya. Impuls gaya merupakan besaran vektor, oleh karena itu perhatikan  arahnya  

Satuan Impuls 

 


Unknown fisika dasar
Wednesday, May 10, 2017

ASAS KETIDAKPASTIAN HEISENBERG

Rumusan Umum Ketidakpastian Heisenberg

Kenyataan bahwa sebuah partikel bergerak harus dipandang sebagai group gelombang de Broglie dalam kedaan tertentu alih – alih sebagai suatu kuantitas yang terlokalisasi menimbulakan batas dasar pada ketetapan pengukuran sifat partikel yang dapat diukur misalnya kedudukan momentum.
Untuk menjelaskan faktor apa yang terlibat, marilah kita meninjau group gelombang dalam gambar 2.3 berikut:

Partikel yang bersesuaian dengan grup gelombang ini dapat diperoleh dalam selang grup tersebut pada waktu tertentu. Tentu saja kerapatan peluang |Y|^2 maksimum pada tengah – tengah grup, sehingga patikel tersebut mempunyai peluang terbesar untuk didapatkan di daerah tersebut. Namun, kita tetap mempunyai kemungkinan untuk mendapatkan partikel pada suatu tempat jika
|Y|^2 tidak nol.
ket: |Y|^2 = fungsi gelombang

Jadi kita sampai pada prinsip ketidakpastian : Tidak mungkin kita mengetahui keduanya yaitu kedudukan dan momentum suatu benda secara seksama pada saat yang bersamaan.

Prinsip ini dikemukakan oleh Werner Heisenberg pada tahun 1927, dan merupakan salah satu hukum fisis yang memegang peranan penting. Persoalan berikutnya adalah mencari suatu besaran yang mampu menampung dan mempresentasikan sifat – sifat partikel sekaligus sifat – sifat gelombang. Dengan demikian kuantitas tersebut harus bersifat sebagai gelombang tetapi tidak menyebar melainkan terkurung di dalam ruang. Hal ini dipenuhi oleh paket gelombang yang merupakan kumpulan gelombang dan terkurung dalam ruang tertentu. Analisis yang formal mendukung kesimpulan tersebut dan membuat kita mampu untuk menyatakannya secara kuantitatif. Contoh yang paling sederhana dari pembentukan grup gelombang, perhatikan kombinasi dari dua gelombang bidang berikut :


Dengan amplitudo AR



 

Bila gelombang tunggalnya diperbanyak,


Tampak dari gambar 2.6 bahwa paket gelombang terlokalisasi di daerah yang sebesar Dx dan  lokalisasi ini yang diharapkan sebagai posisi partikel klasik. 


Setelah mendapatkan barang yang dapat menyatakan partikel sekaligus gelombang berikutnya harus dicari perumusan matematisnya. Formalisme matematis untuk paket gelombang yang terlokalisasi tersebut tidak lain adalah transformasi Fourier.

Sebagai contoh, jika distribusi gelombang dengan vektor gelombang k, g(k), diberikan seperti gambar.


Maka distribusi gelombang di dalam ruang koordinat f(x),


Grafiknya,

Dari uraian contoh dan gambar transformasi Fourier di atas, diperoleh hubungan antara Dx dan Dk (atau Dp). Hubungan antara Dx dan Dk bergantung pada bentuk paket gelombang dan bergantung pada Dk, Dx didefinisikan. Perkalian (Dx) (Dk) akan minimum jika paket gelombang bergantung pada Dk, Dx didefinisikan. erkalian (Dx) (Dk) akan minimum jika paket gelombang berbentuk fungsi Gaussian, dalam hal ini ternyata transformasi Fouriernya juga merupakan fungsi Gaussian juga. Jika Dx dan Dk diambil deviasi standar dari fungsi Y(x) dan g(k), maka harga Gaussian juga. Jika Dx dan Dk diambil deviasi standar dari fungsi Y(x) dan g(k), maka harga minimum Dx Dk = ½. Karena pada umumnya paket gelombang tidak memiliki bentuk Gaussian (bentuk lonceng), maka lebih realistis jika hubungan antara Dx dan Dk dinyatakan sebagai berikut :
Ket: Dx adalah perubahan jarak x, Y adalalah sigma (fungsi gelobang)
















Oleh karena itu, suatu ketidakpastian Dk dalam jumlah gelombang pada gelombang de Broglie berhubugan dengan hasil – hasil partikel dalam suatu ketidakpastian Dp dalam momentum partikel menurut Persamaan




Thursday, April 27, 2017

SINAR-X DAN PENGGUNAANNYA

Sinar-X dan Penggunaannya 

--- Pemanfaatan teknologi hingga pada era saat ini sangat tinggi karena anomo masyarakat tentang kerja instan sangat tinggi. Hal ini menyebabkan industri dibidang teknologi berkembang pesat. Sl satu penggunaan teknologi saat ini adalah penggunaan sinar x.

Sinar-X

Sinar-X atau sinar Rƶntgen adalah salah satu bentuk dari radiasi elektromagnetik dengan panjang gelombang berkisar antara 10 nanometer ke 100 pikometer (sama dengan frekuensi dalam rentang 30 petahertz - 30 exahertz) dan memiliki energi dalam rentang 100 eV - 100 Kev. Sinar-X umumnya digunakan dalam diagnosis gambar medis dan Kristalografi sinar-X. Sinar-X adalah bentuk dari radiasi ion dan dapat berbahaya. (wikipedia)
Sinar-X adalah pancaran gelombang elektromagnetik yang sejenis dengan gelombang radio, cahaya tampak (visible light) dan sinar ultraviolet, tetapi dengan panjang gelombang yang sangat pendek yaitu hanya 1/10.000 panjang gelombang cahaya yang kelihatan. Karena panjang gelombangnya yang pendek, maka sinar-X dapat  menembus  bahan  yang  tidak  tertembus  sinar  yang  terlihat  (M.  Akhadi,  2001)
Proses Terjadinya Sinar-X dari Tabung Roentgen Katoda  (filamen)  dipanaskan  sampai enyala  dengan  mengalirkan  listrik   yng  berasal  dari  transformator  sehingga  elektron-elektron  dari  katoda  (filamen)  terlepas.  Sewaktu  dihubungkan  dengan  transformator  tegangan  tinggi,  elektron-elektron  akan  dipercepat  gerakannya  menuju  anoda  dan  dipusatkan  ke  alat  pemusat      focusing  cup).  Filamen  dibuat  relatif  negatif terhadap  sasaran  (target)  dengan memilih potensial tinggi, awan-awan elektron mendadak dihentikan pada sasaran  (target)  sehingga  terbentuk  panas  (>99%)  dan  sinar-X  (<1%).  Pelindung  (perisai)  timah  akan  mencegah  keluarnya sinar-X  dari  tabung,  sehingga  sinar-X  yang  terbentuk  hanya  dapat  keluar  melalui  jendela.  Panas  yang  tinggi  pada  sasaran  (target)  akibat  benturan  elektron  ditiadakan  oleh  radiator  pendingin.  Jumlah  sinar-X  yang  dilepaskan  setiap  satuan  waktu  dapat  dilihat  pada  alat  pengukur  miliampere  (mA),  sedangkan  jangka  waktu  pemotretan  dikendalikan  oleh  alat  pengukur  waktu.  Untuk  dapat  menghasilkan  sinax-X  maka  diperlukan  bagian-bagian  tabung  sinar-X  dan  faktor  pendukung  dalam  proses  pembangkitan.
Interaksi Sinar-X dengan Materi Interaksi  sinar-X  dengan  materi  mengakibatkan  kehilangan  energi  dari  sinar-X pada saat melewati materi (zat) terjadi karena tiga proses utama, yaitu:
Efek fotolistrik
Efek Compton
Efek produksi pasangan
Efek  fotolistrik  dan  Efek  Compton  timbul  karena  interaksi  antara    sinar-X  dengan  elektron-elektron  dalam  atom  dari materi  (zat)  itu,  sedang  efek  produksi  pasangan  timbul  karena  interaksi  dengan  medan  listrik  inti  atom  (Arif  Jauhari,  2008).
penggunaan sinar-x ini sangat banyak salah satu di bidang kedokteran yaitu teknologi Rongent (Radiograf). berikut penjelasan difraksi sinar x dalan bidang Radiologi

Radiologi diagnostik

Pesawat Sinar-X medis (foto Radiologi konvensional) memiliki prinsip penembusan gelombang elektromagnetik dari sumber cahaya ke tubuh manusia, lalu menembus hingga mencapai pelat film untuk menghasilkan gambar berupa citra tubuh manusia (foto roentgen).


Dikenal beberapa posisi dalam foto radiologi kedokteran:
1. PA (Postero-Anterior) Sumber cahaya berada di belakang pasien, dan pelat film berada di bagian depan pasien. Posisi ini yang paling umum digunakan terutama untuk foto roentgen thorax (dada)
2. AP (Antero-Posterior) Sumber cahaya berada di depan pasien, dan pelat film berada di bagian belakang pasien. Biasanya digunakan pada pasien yang tidk mampu berdiri untuk mengambil posisi PA karena sakit yang dideritanya.
3. Lateral (Samping)
4. Lateral dekubitus
5. Oblik (miring)
(Wikipedia)
Tuesday, April 25, 2017

DIFRAKSI ELEKTRON

Difraksi Elektron-----Dewasa ini dunia ilmu pengetahuan terutama pada cabang ilmu kuantum telah mengalami kemajuan pesat. Kemajuan ini berwal pada akhir abad ke 18  yang dimulai pada Percobaan Max Planck. Hingga saat ini konsep kuantum telah diterapkan diberbagai cabang ilmu sains. Salah satu konsep kuantum yang cukup berkembang adalah difraksi elektron. Konsep ini cukup sederhan dan serupa dengan percobaan difraksi cahaya.
Difraksi elektron dan percobaan Davisson-Germer adalah percobaan yang menampilkan sifat gelombang dari partikel. Percobaan pertama untuk mengamati difraksi dilakukan oleh CJ.Davisson dan L.H Germer di Bell Telephone Laboratories meyakinkan hipotesis de Broglie dengan menunjukkan berkas elektron terdifraksi jika berkas itu dihamburkan oleh kisi (segi empat kecil) atom yang teratur dari suatu kristal. Sebelum mengetahui bagaimana mekanisme percobaan Davisson-Germer terlebih dahulu kita pahami apa itu difraksi dan elektron.

Baca juga artikel tentang teori perambatan cahaya.

Secara umum, Difraksi Elektron adalah peristiwa penyebaran atau pembelokan cahaya pada saat melintas melalui celah atau ujung penghalang. Difraksi merupakan metode yang unggul untuk memahami apa yang terjadi pada level atomis dari suatu material kristalin. Sinar X, elektron dan neutron memiliki panjang gelombang yang sebanding dengan dimensi atomik sehingga radiasi sinar tersebut sangat cocok untuk menginvestigasi (penyelidikan dan penelitian tentang suatu masalah dengan cara mengumpulkan data di lapangan) material kristalin. Teknik difraksi mengeksploitasi (mengusahakan) radiasi yang terpantul dari berbagai sumber seperti atom dan kelompok atom dalam kristal.



Elektron adalah partikel sub atom yang bermuatan negatif dan umumnya ditulis sebagai e-. Elektron tidak memiliki komponen dasar atau pun substruktur apa pun yang diketahui, sehingga ia dipercayai sebagai partikel elementer. Elektron memiliki massa sekitar 1/1836 massa proton.
Eksperimen Difraksi Eleketron oleh Davisson dan Germer

Bentuk kisi yang dapat mendifraksikan elektron yaitu kisi yang memiliki keteraturan dan tersusun secara periodik, seperti halnya kisi pada kristal. Berkas sinar monokromatik yang jatuh pada sebuah kristal akan dihamburkan ke segala arah, akan tetapi karena keteraturan letak atom-atom, pada arah tertentu gelombang hambur itu akan berinterferensi konstruktif sedangkan yang lainnya berinterferensi destruktif.

Sebagaimana telah dijelaskan di atas syarat terjadinya difraksi adalah apabila panjang gelombang sinar sama dengan lebar celah/kisi difraksi dan perilaku gelombang ditunjukkan oleh beberapa gejala fisis, seperti interferensi dan difraksi. Namun manifestasi gelombang yang tidak mempunyai analogi dalam perilaku partikel newtonian adalah gejala difraksi.

Davisson dan Germer mempelajari elektron yang terhambur oleh kristal dengan menggunakan peralatan. Dengan mengamati energi elektron dalam berkas primer, sudut jatuhnya pada target, dan kedudukan detektor dapat diubah-ubah. Fisika klasik meramalkan bahwa elektron yang terhambur akan muncul dalam berbagai arah, dengan hanya sedikit kebergantungan dari intensitas terhadap sudut hambur dan lebih sedikit lagi dari energi elektron primer.

Manifestasi gelombang yang tidak mempunyai analogi dalam kelakuan partikel Newtonian ialah gejala difraksi. Dalam tahun 1927 Davisson dan Germer di Amerika Serikat dan dalam percobaanya Davisson dan Germer secara bebas meyakinkan hipotesis de Broglie dengan menunjukan berkas elektron terdifraksi bila berkas itu dihamburkan oleh kisi atom yang teratur dari suatu kristal.

Davisson dan Germer mempelajari elektron yang terhambur oleh zat padat dengan memakai peralatan seperti di bawah ini

Di tengah-tengah percobaan tersebut terjadi suatu peristiwa yang memungkinkan udara masuk ke dalam peralatannya dan mengoksidasi permukaan logam. Menguasai oksida nikel murni, target itu dipanggang dalam oven bertemperatur tinggi. Setelah perlakuan itu, targetnya dikembalikan ke dalam peralatan dan dilakukan pengukuran lagi. Sekarang ternyata hasilnya sangat berbeda dari sebelum peristiwa itu terjadi : sebagai ganti dari variasi yang malar (continue) dari intensitas elektron yang tehambur terhadap sudut, timbul maksimum dan minimum yang jelas teramati, kedudukannya bergantung dari energi elektron.

Hipotesa de Broglie mendorong tafsiran bahwa gelombang elektron didifraksikan oleh target sama seperti sinar x didifraksikan oleh bidang–bidang atom dalam kristal. Tafsiran ini mendapat dukungan setelah disadari bahwa efek pemanasan sebuah blok nikel pada temperatur tinggi menyebabkan kristal individual kecil yang membangun blok tersebut bergabung menjadi kristal tunggal yang besar yang atom-atomnya tersusun dalam kisi yang teratur.

Untuk membuktikan bahwa hipotesa de Broglie penyebab dari hasil davisson dan germer, pada suatu percobaan tertentu berkas elektron 54eV diarahkan tegak lurus pada target nikel, dan maksimum yang tajam dalam distribusi elektron terjadi pada sudut 500 dari berkas semula. Sudut datang dan sudut hambur relatif terhadap suatu keluarga bidang (tersusun atas berkas elektron, bidang dan sudut) bragg ditunjukkan dalam gambar 1 keduanya bersudut 650. Jarak antara bidang dalam keluarga bidang yang bisa diukur melalui difraksi sinar x adalah 0,091 nm persamaan bragg untuk maksimum dalam pola difraksi.

Panjang gelombang yang dihitung sesuai dengan panjang gelombang yang diamati. Jadi eksperimen Davisson dan Germer menunjukkan bukti langsung dari Hipotesis de Broglie tentang sifat gelombang benda bergerak. Analisis eksperimen Davisson-Germer sebenarnya tidak langsung seperti yang ditunjukkan di atas karena energi elektron bertambah ketika elektron itu masuk ke dalam kristal dengan besar yang sama dengan besar fungsi kerja (work function) permukaan itu. Jadi kecepatan elektron dalam eksperimen lebih besar dalam kristal dan panjang gelombang de Broglie yang bersangkutan menjadi lebih kecil dari harga di luar kristal.

Komplikasi lainnya timbul dari inferensi antara gelombang yang didifraksikan oleh keluarga lain dari bidang bragg yang membatasi terjadinya maksimum dan minimum menjadi hanya kombinasi tertentu dari energy elektron dari sudut pandang sebagai pengganti dari setiap kombinasi yang memenuhi persamaan Bragg
Monday, April 10, 2017

KONTIBUSI ILMU FISIKA DALAM KEHIDUPAN SEHARI-HARI

FISIKAINFO.com-Saat ini manusia begitu dimudahkan oleh berbagai macam teknologi yang ada. Teknologi dalam bidang transportasi memungkinkan manusia dapat bepergian jauh dalam waktu yang wajar. Pesawat terbang, kapal laut, kereta api, bus, mobil, motor, dan sepeda adalah beberapa alat transportasi yang telah diciptakan manusia. dengan adanya alat transportasi ini, manusia bisa bepergian dari satu tempat ke tempat lain dan berhubungan dengan banyak orang di berbagai tempat di bumi. Semua teknologi transportasi ini tidak akan mungkin berkembang dan tercipta tanpa adanya landasan ilmu pengetahuan yang mendukungnya. Landasan ilmu bagi semua teknologi ini tidak lain adalah ilmu pengetahuan alam dan khususnya fisika dan matematika.
Demikian juga dalam bidang komunikasi dan komputer, saat ini telah berkembang bidang khusus dalam bidang komunikasi dan komputer yang disebut teknologi informasi dan komunikasi (TIK) atau dalam istilah inggrisnya information and communication technology (ICT), perkembangan teknologinya telah berlangsung dengan begitu pesat. Dengan teknologi komunikasi, orang bisa saling berkomunikasi dan berinteraksi meskipun berada dalam jarak yang sangat jauh. Dengan telepon yang sekarang telah berkembang menjadi ponsel (telepon seluler), orang-orang bisa bercakap-cakap dan berinteraksi dari jarak jauh dan tanpa perlu bertemu langsung.
Apalagi dengan adanya komputer dan internet, begitu banyak kemudahan yang bisa dinikmati oleh manusia yang dahulu tidak bisa dan tidak pernah terbayang untuk melakukannya. Semua teknologi ini bisa diciptakan tentu seiring dengan perkembangan keilmuan dengan teori-teori, prinsip, dan konsep yang mendasarinya.
Pesawat terbang dan roket bisa dibuat dengan berdasarkan pada hukum Newton dan Bernouli. Kapal laut dan kapal selam berkaitan dengan hukum alam yang dikemukakan oleh Archimedes. Komputer dalam bentuk yang simpel dan kompak dapat dibuat setelah diciptakannya transistor dan IC yang memanfaatkan bahan semikonduktor yang teorinya dicetuskan oleh beberapa ahli fisika kuantum. Laser yang banyak digunakan di dalam CD player dan beberapa peralatan medis memanfaatkan teori fisika kuantum yang telah dikemukakan oleh Einstein, Pauli, Heisenberg, dan kawan-kawan. Dan, masih banyak lagi peralatan dan teknologi yang baru bisa dirancang dan dibuat dengan menggunakan teori fisika yang ada.
Tidak berlebihan jika kita menyebut bahwa fisika merupakan ilmu dasar atau basic science dari ilmu dan teknologi yang ada. Konsep dan prinsip dalam fisika banyak digunakan untuk membangun atau membentuk teknologi baru. Keilmuan fisika sendiri pun terus berkembang untuk dapat menemukan penjelasan atau teori baru yang bisa menjelaskan fenomena-fenomena baru. Bahkan, saat ini ilmu fisika juga mulai digunakan dalam bidang sosial dan ekonomi. Prinsip dan teori dalam fisika mulai digunakan untuk mencari solusi atau menjelaskan fenomena dalam sosial dan ekonomi.
Kontribusi Ilmu Fisika Dalam Kehidupan

Fisika dan matematika banyak digunakan dalam pembuatan teknologi baru karena fisika dan matematika telah memberikan landasan teori dan latar belakang ilmiahnya. Prinsip fisika ini kemudian dibentuk dalam wujud model matematika dalam bentuk persamaan matematis untuk suatu permasalahan tertentu yang kemudian akan dicari solusi dari persamaan itu. ini berlaku dalam semua bidang termasuk teknik dan juga sosial dan ekonomi.

Fisika juga memberikan penjelasan ilmiah dan masuk akal dari suatu peristiwa alam atau faktor teknis yang membutuhkan alasan atau penjelasan. Sebagai contoh, seorang insinyur yang ingin merancang sebuah jembatan tentu harus memperhitungkan segala sesuatunya agar jembatan yang dibuat nantinya akan kuat dan tahan terhadap gangguan fisik. Perhitungan itu tentu saja mencakup semua teori dan konsep fisika yang berlaku untuk jembatan itu dan menggunakan model-model matematika yang sesuai. Teori fisika akan selalu digunakan dalam pembuatan dan pembentukan teknologi baru.Salah satu teklologi terbaru yaitu green noiseuntuk mengubah polusi suara

Inilah alasannya kenapa fisika bersama-sama dengan matematika disebut sebagai ilmu dasar. Prinsip, teori, dan konsepnya digunakan dalam bidang keilmuan dan teknologi yang ada.
Ridwanaj terapan

ANAK FISIKA BACA INI : HIPOTESIS THE FERMI PARADOKS

FISIKAINFI.com Bagian III Penjelasan Fermi Paradox

Pertama-tama kita semua setuju bahwa belum ada jawaban pasti dari Fermi Paradox ini, tapi beberapa ilmuwan sudah memberikan hipotesis untuk menjelaskannya. Tidak ada kata sepakat, karena beberapa ilmuwan berbeda pandangan mengenai penjelasan konkrit dari paradox satu ini. Kemungkinan jawaban yang berkembang saat ini adalah sebagai berikut:

1. Peradaban Tipe II dan III? Ah, Gak Mungkin Ada Itu!!

Pandangan ini berpendapat bahwa peradaban tipe I yang dikemukakan Nikolai Kardashev tidak akan mungkin sampai pada peradaban tipe II apalagi tipe III karena ada faktor yang menghambatnya. Faktor ini kemudian dikenal dengan The Great Filter.
the great filter

Hipotesis ini menjelaskan bahwa pada rentang waktu tertentu, semua peradaban berlomba-lomba berevolusi dari peradaban tipe 0 ke peradaban tipe lebih tinggi hingga pada suatu masa peradaban tersebut membentur suatu "dinding filter" yang menyeleksi peradaban tersebut sehingga hanya segilintir saja yang bisa lolos dan berevolusi ke peradaban tipe berikutnya. Yah, analoginya seperti jutaan sperma yang berlomba-lomba menembus dinding ovarium untuk membuahi sel telur, pada akhirnya hanya satu yang berhasil. ^_^

Nah, apabila kita beranggapan bahwa hipotesis ini benar, akan muncul pertanyaan lain yaitu kapan The Great Filter ini terjadi? Berdasarkan peradaban sendiri maka akan ada 3 kemungkinan jawaban pertanyaan barusan, yaitu:


a. we are rare ( kita sudah melewati The Great Filter)


we are rare - kita sudah melewati the great filter

Kemungkinan ini di dukung oleh seorang paleontologist asal Amerika, Peter D. Ward, yang kemudian idenya di wujudkan dalam salah satu bukunya yang berjudul Rare Earth.

Skenario ini menjelaskan kenapa belum ada peradaban tipe III, karena kita adalah satu-satunya (atau satu dari cuman dua) peradaban yang melewati The Great Filter. Kemungkinan ini menjelaskan bahwa kita sudah melewati The Great Filter, entah itu saat protein organik pertama yang kemudian membentuk mahluk bersel tunggal dulu atau saat Paranthropus berevolusi menjadi Advanced Australopithecus, saat manusia Cro Magnon menjadi Homo Sapiens modern atau bahkan saat letusan Toba Supervolcano.

Nah, apabila memang seperti ini, tidak aneh apabila kita seperti sendirian di alam semesta ini karena peradaban dari spesis lain tidak bisa melewati The Great Filter-nya masing-masing dan menyebabkan spesis mereka tidak berkembang menjadi mahluk berintelegensi tinggi (seperti manusia) atau bahkan musnah.
Dengan perkembangan teknologi saat ini, menurut kemungkinan we are rare, kita sedang menuju ke tipe peradaban yang lebih tinggi (tipe I, II, dan III).

b. we are first (kita yang pertama melewati The Great Filter)

we are first - kita yang pertama

Hampir sama dengan poin a sebelumnya, hanya saja menurut kemungkinan ini kita yang pertama melewati The Great Filter dan peradaban spesis lain mengikut di belakang kita. Sehingga bisa disimpulkan peradaban kita lah yang paling maju.

Menilik peradaban kita saat ini yang baru bisa mengirimkan Voyager 1 (pesawat tanpa awak terjauh) hanya sampai keluar tata surya (masih berlanjut walau misi utamanya telah selesai), bagaimana dengan peradaban lain yang lebih rendah dari kita. Maka tidak heran sinyal dari spesis/peradaban lain belum sampai (atau belum dikirimkan) karena teknologi mereka yang jauh lebih tertinggal dari pada teknologi kita.

c. we are fucked ( kita belum melewati The Great Filter)
we are fucked - kita belum melewati the great filter

Oke, ini memang kemungkinan paling jelek yang terjadi saat ini. Jadi sebenarnya kita belum melewati The Great FilterThe Great Filter mungkin adalah asteroid super besar salah alamat yang kemungkinan jatuh di masa depan, gamma ray burst, atau yang paling nyeleneh, kehidupan manusia ini memang dirancang hanya untuk ambruk sendiri sebelum melewati The Great Filter.

Makanya, Nick Bostrom, seorang filsuf asal Swedia yang mengajar di Universitas Oxford dalam papernya yang berjudul "Where Are They?" mengatakan "no news is a good news" dalam usaha umat manusia mencari mahluk intelegensi lainnya di alam semesta.

2. Peradaban Tipe II dan III Ada, Tapi Ada Alasan Logis Mengapa Kita Belum "Mendengar" Mereka

Dalam hipotesis ini, peradaban tipe II dan III sudah eksis. Mereka (peradaban tipe II dan III) mengesampingkan The Great Filter dan beranggapan bahwa evolusi itu terjadi secara ubiquitous dan lumrah. Peradaban manapun termasuk kita dapat menjadi peradaban tipe I, II maupun III.

Untuk menjelaskan Paradoks Fermi, ilmuwan yang sepakat dengan hipotesis ini mengajukan beberapa kemungkinan yaitu :


a. mahluk supercerdas dari peradaban dan sistem planet lain sudah pernah ke Bumi dahulu kala


Jadi seperti ini, manusia eksis di bumi sekitar 1,8 juta tahun lalu (saya hitungnya dari Homo Erectus). Kalau memang ada mahluk peradaban tipe II dan III mereka pasti sudah berevolusi milyaran tahun lalu dan kemungkinan mereka sudah pernah ke Bumi tapi manusia belum eksis, yang ada hanya dinosaurus dan spesis lain sehingga mereka pergi lagi.


b. Galaksi sudah terkolonisasi, tapi Bumi berada di daerah pinggiran yang jauh

Kemungkinan ini menyatakan bahwa sebenernya seisi galaksi Bima Sakti sudah ditempati (baca : Hipotesis The Fermi Paradox Part I ) tapi letak Bumi yang di daerah pinggiran sehingga belum ada mahluk peradaban tipe III yang mau mengunjungi/mengirim tanda ke Bumi. Analoginya seperti Jakarta itu lho, coba bandingin sama Kabupaten Dogiyai di Papua. Yah, seperti teori dasar Urban Planning yang mengatakan sebaran Central Bussines District itu teraglomerasi (bergumpal) ke pusat kota. Kalau dalam galaksi kita anggap pusat kotanya ya pusat galaksi itu sendiri.

posisi bumi di pinggiran

c. peradaban tipe II dan III tidak mau berurusan sama peradaban primitif seperti kita di Bumi

Nah, coba bayangkan peradaban tipe II dan III yang telah di bahas sebelumnya, mereka mempunyai lingkungan hidup sempurna, punya resource energi tanpa batasbisa memenuhi kebutuhan mereka tanpa harus kemana-mana, ngapain lagi ngurusin Bumi coba.

d. ada kumpulan predator super menakutkan di luar sana, dan semua mahluk berintelegensi tahu itu

Mahluk peradaban tipe II dan III sebenarnya tahu bahwa di luar sana terdapat kumpulan predator mematikan yang dapat mengancam keberlangsungan hidup peradaban mereka sehingga mereka lebih baik tidak mengirmkan sinyal apapun yang akan menggiring penerima sinyal langsung ke tempat mereka. Cuman kita satu-satunya mahluk idiot yang terus-terusan mengirim sinyal ke angkasa, awas saja ntar di datangi sama The First Order. hahahah

Nasib kita mungkin akan sama seperti yang dialami oleh suku Aztec yang didatangi oleh penjajah dari Spanyol. Teknologi suku Aztec kalah jauh di banding pasukan Spanyol dan menyebabkan mereka musnah tak bersisa. Sebenarnya Stephen Hawking juga sudah memperingatkan agar manusia tidak mengundang mahluk lain ke Bumi, itu sama saja dengan mengundang maut.


e. hanya ada satu peradaban super yang mendominasi galaksi

Peradaban tersebut hampir sama seperti manusia di Bumi. Mereka dengan sengaja membuat suatu peradaban berkembang tanpa menyentuhnya terlebih dahulu sebelum kemudian "dilahap" apabila sudah tiba waktunya.

Atau ada suatu peradaban yang menghancurkan peradaban lain sebelum berkembang menjadi peradaban yang lebih maju. Yah, Bumi tinggal menunggu waktu aja.


f. teknologi kita terlalu primitif


Jadi seperti berjalan di sebuah jalanan modern sambil memegang walkie talkie dan berharap akan mendengar sesuatu dari walkie talkie tersebut. Kita tak akan mendengar apapun karena mereka sudah beralih ke smartphone, misalnya.

Michio Kaku menganalogikan "manusia itu seperti semut, yang tidak sadar ada jalan layang 10 jalur di samping sarang mereka".


g. kita sudah mendapatkan sinyal dari mahluk angkasa, tapi pemerintah menyembunyikannya


Nah, yang ini favoritnya penyuka teori konspirasi. Mirip-mirip seperti skenario dalam film terkenal Men In Black.


h. peradaban yang lebih tinggi mengetahui dan mengamati kita ( AKA Zoo Hypothesis” )

Singkatnya, semua mahluk supercerdas sudah bekerja sama satu sama lain dan membentuk semacam federasi. Untuk melindungi keragaman sosial mereka membuat peraturan yang berisi salah satunya adalah tidak melakukan kontak dengan peradaban di bawah tipe II.

Alasannya antara lain adalah ketidaksiapan peradaban tipe di bawah II itu sendiri. Jadi ingat sama kata-katanya Thor di film Avengers II (kalau tidak salah) bahwa dengan meneliti dan membuat senjata dari Tesseract berarti manusia sudah siap ke medan perang dengan level lebih tinggi.


Bayangkan saja jika tidak ada aturan tersebut, peradaban tipe II atau III dengan mudahnya menjajah dan menghancurkan peradaban primitif seperti di Bumi. Keadaannya akan seperti Navy Seal yang menggempur suku Indian dengan kekuatan penuh, musnah dalam waktu singkat. Apabila itu terjadi, habislah peradaban-peradaban di galaksi ini, tidak akan ada keseimbangan. Nah, ini yang ingin di jaga federasi dengan membuat peraturan seperti tadi.



Nah itu dia dua pandangan yang selalu di jadikan jawaban sementara untuk kasus The Fermi Paradox.


Solusi Fermi Paradoks yang lebih nyentrik? Ini dia :


Sebenarnya Realitas itu Tidak Ada, Kita Hidup di Dalam Simulasi Komputer 


what !!


Ini kedengarannya seperti lelucon dan tidak masuk akal. Tapi jangan salah, pandangan ini punya paper ilmiahnya yang di buat Nick Bostrom, ahli filsafat dari Universitas Oxford. Papernya bisa di lihat di sini.



Katanya, ada sebuah entitas super cerdas (dan nyentrik tentunya) yang membuat simulasi alam semesta, yaitu alam semesta yang kita tinggali sekarang. Yang di buat baru manusia, mahluk lain sperti alien belum sempat di buat dan angkasa luar yang kita lihat hanya seperti hologram dan lukisan simulasi agar efeknya lebih nyata.



Bagian IV Penutup



Setelah membaca tulisan yang di buat jadi dua bagian ini berasa agak pusing gak? Hehehe. Bagaimanapun penjelasan di atas hanya sebatas hipotesis dan belum teruji kebenarannya, mau percaya atau tidak itu tergantung kepercayaan kalian masing-masing (ya iyalah :p).



Yang jelas dalam Paradoks Fermi ini, manusia cenderung dalam posisi tidak terlalu penting. Ini bagus untuk dasar filosofi, untuk sadar betapa kecilnya kita dibanding alam semesta nan luas ini.



Sekian dulu postingan Hipotesis The Fermi Paradox ini, semoga bermanfaat bagi pembaca.
Ridwanaj Fisika Modern