Kita hidup pada suatu tingkat eksistensi, tetapi ada eksistensi yang lain.
Dimensi-dimensi realitas ini tersembunyi di mana-mana.
Jauh sekali, melintasi jarak tahun cahaya.
di bawah kaki kita
bahkan di dalam tubuh anda dan di dalam tubuhku
kita terbentuk dari atom.
Ada lebih banyak atom dalam mata Anda,
daripada jumlah semua bintang dan galaksi di alam semesta.
Hal ini berlaku untuk setiap benda padat yang seukuran
lebih besar dari ujung jari kelingking Anda.
Aku terbentuk dari tiga miliar, miliar, miliar
jalinan atom yang membentuk Neil deGrasse Tyson.
Anda adalah jalinan atom yang sama dengan nama yang berbeda.
Biasanya kita tidak memikirkan diri kita dengan cara ini
karena tingkat realitas ini terletak luar bidang indera kita.
Tapi kita tidak akan membiarkan hal itu menghentikan kita.
Kita bisa pergi lebih jauh ke dalam keajaiban ini.
== diterjemahkan oleh Purakrisna @rasjawa 14 April 2014 ==
Atom membuat unsur melakukan hal-hal lucu.
Untuk memahami air, Anda perlu tahu apa yang dilakukan oleh atom-atom air
Setiap molekul air terdiri
dari dua atom hidrogen kecil
melekat pada atom oksigen yang lebih besar.
Itulah mengapa kita menyebutnya H20.
Jika tidak terlalu panas atau terlalu dingin,
molekul dapat meluncur dan jatuh melewati satu sama lain.
Masih ada kekakuan diantara molekul,
namun tidak cukup untuk mengunci mereka menjadi keras dan padat.
Itulah yang membentuk suatu cairan.
Matahari menghangatkan air.
Dan dengan lebih banyak energi,
molekul-molekul bergerak lebih cepat
dan dalam suhu tertentu
Molekul-molekul itu bergerak cukup cepat
untuk dapat melepaskan ikatan lemah yang menahan mereka dari molekul-molekul lainnya.
Inilah yang disebut proses penguapan.
Udara yang kita hirup terbuat dari
molekul nitrogen dan oksigen
dengan hamburan uap air dan karbon dioksida.
Ada yang masuk!
Itulah kondensasi.
Setetes embun adalah kemenangan sesaat
proses kondensasi sebelum terjadi penguapan.
Dan ketika hal itu berlangsung,
itu adalah kosmos kecil dalam dunia tersendiri...
makhluk, drama.
Untuk menjelajahi alam yang saling berjauhan
dalam setetes embun ini,
kita akan membutuhkan sebuah kapal.
kapal dengan mesin kembar...
ilmu pengetahuan dan imajinasi.
Ini adalah paramecium bersel tunggal,
satu dari sekian banyak dari prajurit pemburu yang sangat ahli
yang berkeliaran di dalam embun tersebut.
Tapi mereka juga diburu.
Dileptus, adalah musuh bebuyutan dari paramecium.
Paramecium mungkin beruntung dan bisa langsung menyerang balik
Bahkan jika tidak,
pukulan mundur dari serangan itu akan cukup menjauhkan...
paramecium dari penyerangnya.
Apa yang bisa kukatakan?
Itulah kehidupan di dalam setetes embun.
Makhluk kecil itu adalah tardigrade,
hewan yang lebih kecil dari kepala peniti.
Jangan meremehkan mereka.
Tardigrade telah hidup di planet ini
jauh lebih lama daripada yang kita.
Sekitar 500 juta tahun.
Untuk setiap manusia yang ada di bumi,
ada setidaknya satu miliar tardigrade.
Mereka dapat hidup di mana saja di bumi.
Di puncak yang dingin dari pegunungan tertinggi,
dalam kawah gunung berapi yang meletus,
dan di kedalaman dasar lautan.
Tardigrades sangatlah tangguh,
mereka bisa bertahan hidup telanjang
di ruang tanpa udara.
Mereka telah selamat dari lima
kepunahan massal yang terjadi di planet ini.
Makhluk asing dari dunia lain dapat dimaafkan
seandainya mereka berpikir bahwa bumi adalah planet milik tardigrade.
Jika kita ingin masuk ke bagian bawah setetes embun ini,
sebaiknya kita bergerak lebih cepat.
Setiap daun dan rumpun kecil lumut
memiliki ratusan ribu
mulut mikroskopis yang disebut stomata.
Tanaman bernapas melalui mereka,
mengambil karbon dioksida
dan membuang oksigen yang kita butuhkan untuk hidup.
Tanaman dapat bertahan hidup tanpa kita.
Tapi kita dan semua hewan lainnya...
akan mati tanpa mereka.
Tanaman membuat makanan dari sinar matahari.
Kita dan hewan tidak bisa melakukan itu.
Untuk melihat bagaimana mereka melakukannya,
kita harus pergi lebih dalam,
memperkecil diri kita sekitar seribu kali lebih kecil
masuk ke dalam rumah harta mereka
Tempat di mana mereka menyimpan benda-benda berharga
yang disebut klorofil.
Itulah molekul
yang mengubah sinar matahari menjadi energi.
Setiap persegi panjang itu adalah sel tanaman.
Dan benda kecil berwarna hijau yang bergerak itu
adalah pabrik energi.
Jika kita bisa mencuri rahasia mereka,
hal itu akan dapat menciptakan revolusi industri baru.
Tetapi untuk dapat memata-matai mereka,
kita perlu masuk lebih dalam lagi
Seperti apakah kapal imajinasi yang dapat
membawa kita saat ini?
Ini adalah alam semesta...
yang terkandung dalam setetes embun.
Kita berada dalam sebuah misi mata-mata industri.
Jika kita dapat menembus rahasia ketrampilan
dari proses manufaktur di dalam kloroplas itu,
maka seluruh masa depan kita akan tergantung pada keseimbangan.
Kloroplas ini menggunakan sinar matahari
Untuk memecah molekul air
menjadi atom hidrogen dan oksigen.
Kloroplas menggabungkan hidrogen dengan karbon dioksida
untuk membuat gula,
dan melepaskan oksigen sebagai produk limbah.
Untuk melihat bagaimana hal itu terjadi, kita harus pergi lebih dalam,
dan lebih memperkecil diri
Kita sedang membahas skala atom.
Bingo.
Jalur perakitan ini adalah jantung
dari kompleks industri molekul.
Pada tingkat molekuler,
berbagai proses terjadi terlalu cepat untuk dapat kita lihat.
Jadi kita harus memperlambat proses-proses tersebut
sekitar 1 miliar kali.
Molekul-molekul yang lebih besar itu adalah karbon dioksida.
Masing-masing terbentuk dari
satu atom karbon dan dua atom oksigen.
Ketika sinar matahari mengenai molekul klorofil hijau,
mereka akan memicu serangkaian reaksi kimia,
memisahkan molekul-molekul air
Dan membebaskan elektron-elektron yang bergerak aktif.
Dan hal itu hanya terjadi dalam satu bagian hari,
ketika sinar matahari memasok aliran masuk energi.
Ada bagian kedua yang bekerja siang dan malam
menggunakan energi surya yang disimpan dalam cadangan.
Energi dari elektron bebas digunakan untuk,
menggabungkan karbon dioksida dengan hidrogen dari air.
Produk akhirnya adalah gula, yang menyimpan energi surya.
Kloroplas adalah pengumpul energi surya
yang berumur 3 miliar tahun
Baterai sub-mikroskopis surya ini
adalah faktor yang menghidupkan semua hutan dan ladang
dan plankton di lautan.
Dan binatang.
Termasuk kita.
Biosfer yang memakai tenaga surya
mengumpulkan dan memproses daya enam kali lebih
banyak dari seluruh peradaban kita.
Kita telah memahami proses kimia
bagaimana cara kerja fotosintesa.
Kita bisa menciptakan ulang proses fotosintesa itu di laboratorium.
Tapi tidak akan sebaik yang dilakukan oleh tanaman.
Dan tidaklah mengherankan,
mengingat alam telah melakukan proses ini selama milyaran tahun,
dan kita baru saja memulainya
Tapi jika kita bisa mencari tahu
rahasia dari proses fotosintesa,
setiap sumber energi lainnya
yang sangat kita butuhkan pada hari ini...
seperti batubara, minyak, gas alam...
akan menjadi usang.
Fotosintesa adalah proses bebas polusi yang terbaik.
Fotosintesa tidak mencemari udara
dan, pada kenyataannya, menetralkan atom karbon.
Fotosintesis buatan pada skala yang cukup besar
bisa mengurangi efek rumah kaca
yang mendorong perubahan iklim ke arah yang berbahaya.
Aduh, tempat ini yang menguap.
mari kita keluar dari sini.
Kehidupan setetes embun sangatlah sebentar.
Proses pengembunan terjadi pada udara malam yang dingin.
dan langsung menghilang ketika hari mulai panas
Dan apa yang terjadi pada penghuni embun, para tardigrade ?
Mereka akan baik-baik saja.
Mereka dapat hidup tanpa air selama bertahun-tahun.
Sulit membayangkan,
tetapi tanaman menutupi permukaan bumi
selama ratusan juta tahun
sebelum mereka mengembangkan bunga pertama mereka.
Hal itu terjadi sekitar seratus juta tahun yang lalu,
sesaat sebelum dinosaurus punah.
Pasti dunia kita tampak sangat membosankan pada masa itu,
hanya didominasi oleh nuansa hijau dan coklat.
Pada masa itu ada pohon-pohon raksasa, tumbuhan pakis dan tanaman hidup lainnya,
tapi tidak ada tumbuhan berwarna ungu seperti yang terdapat dalam bunga Iris.
atau warna merah dari mawar merah.
Anggrek merupakan salah satu spesies tanaman pertama yang berbunga
yang muncul di bumi, dan Anggrek memiliki jenis yang paling beragam.
Charles Darwin sangat terpesona
oleh anggrek komet dari Madagaskar,
bunga yang serbuk sari nya tersembunyi di bagian bawah
tajinya yang sangat panjang.
Tidak ada yang lebih kuat dari pengujian suatu ide
daripada kekuatan prediksinya.
Atas dasar teori evolusi
melalui seleksi alam,
Darwin berspekulasi bahwa di suatu bagian
di pulau Madagaskar, harus hidup sejenis serangga terbang
dengan lidah yang luar biasa panjang,
yang cukup panjang untuk dapat mencapai serbuk sari yang tersembunyi itu.
Tidak seorang pun pernah menemukan binatang seperti itu di sana,
tapi Darwin bersikukuh
bahwa hewan dengan deskripsi seperti ini harus ada.
Hanya sedikit orang yang pada saat itu percaya padanya.
Tidak lebih dari 50 tahun kemudian
Darwin terbukti benar.
Pada tahun 1903, ngengat elang besar, yang disebut sphinx Morgan
ditemukan di Madagaskar.
Tertarik dengan aroma Anggrek Komet,
ngengat menjilat serbuk sari anggrek komet dengan lidahnya yang sangat panjang,
persis seperti yang diprediksi oleh Darwin.
Lebih menakjubkan lagi, sphinx Morgan ditemukan
ketika lebih dari 90%
hutan hujan Madagaskar telah hancur.
Pada tahun-tahun berikut setelah prediksi Darwin yang terkenal itu,
spesies ngengat ini bisa saja dengan mudah punah
bersama semua spesies lain...
setiap spesies yang unik merupakan bagian penting dari puisi kehidupan
yang ditulis oleh atom dalam ribuan tahun evolusi.
Ah, aroma bunga lilac.
Aroma ini adalah aroma
yang membangkitkan berbagai kenangan
pada setiap bulan Juni sejak dahulu kala
Tapi bagaimana itu bisa terjadi?
Bagaimana suatu bau bisa mengingatkan anda pada sebuah film?
Ini bukanlah sesuatu yang bisa kita lihat.
Mungkinkah gelombang energi, seperti cahaya?
Atau semacam partikel mikroskopis?
Sesungguhnya, bau adalah molekul.
Setiap bau yang dapat kita cium, apakah yang berasal roti panggang,
bensin, atau sekumpulan bunga lilac,
adalah awan molekul.
Molekul-molekul ini memiliki bentuk tertentu.
Ketika aku menghirup mereka,
mereka merangsang satu set sel reseptor tertentu di dalam hidungku.
Sebuah sinyal listrik kemudian berjalan ke otakku,
yang kemudian mengidentifikasi aroma itu adalah aroma bunga lilac.
Aroma lain dibawa oleh molekul lain yang berbeda,
dengan bentuk yang berbeda pula.
Tapi ketika aku mencium bau bunga atau bau asap dari api unggun,
atau bau oli dari mesin motor,
Aku akan teringat akan berbagai kenangan.
Mengapa hal yang sederhana seperti aroma bunga
dapat memicu kenangan yang kuat?
Hal ini berhubungan dengan cara otak kita berevolusi.
Indra penciuman kita akan bereaksi
ketika terjadi rangsangan pada saraf penciuman dalam otak kita
Saraf itu terletak sangat dekat dengan amigdala,
struktur yang merupakan bagian integral dari pengalaman emosi kita.
Saraf ini juga sangat dekat dengan Hippocampus,
bagian otak yang membantu kita membentuk ingatan.
Jaringan neuron yang membawa sinyal aroma
dari hidung ke otak telah dibentuk dengan baik
oleh evolusi ratusan juta tahun.
Hal ini adalah mekanisme bertahan hidup yang dapat memperingatkan kita
akan bahaya, atau membimbing kita ke tempat yang aman.
Jika Anda dapat mendeteksi pemangsa
sebelum dia cukup dekat untuk menyerang anda,
atau kebakaran di dalam hutan sebelum anda terperangkap di dalamnya
Anda akan memiliki kesempatan yang lebih baik untuk bertahan hidup
dan menurunkan gen Anda ke generasi berikutnya.
aroma yang sangat harum dari kumpulan bunga ini
membentuk kombinasi unik pada sinyal saraf.
Hanya kombinasi yang tepat dapat membuka kunci
ruang di mana memori tentang lilac disimpan di dalam otakku.
Untuk siapa bunga tersebut...?
Akan kita bahas nanti...
karena ada alam tersembunyi lain yang menunggu kita.
Tanaman bernapas dengan lembut,
menghirup molekul karbon dioksida
dan membuang molekul oksigen.
Dan aku melakukan sebaliknya.
Tidak seperti kepingan salju dan sidik jari,
Atom atau molekul dari jenis yang sama
benar-benar identik satu dengan yang lain.
Dalam setiap napas yang kita tarik,
kita menghirup molekul sebanyak bintang
di semua galaksi di alam semesta yang bisa terlihat.
Dan setiap napas yang kita keluarkan disirkulasikan melalui udara,
dan diproses secara bertahap di seluruh benua,
dan tersedia bagi orang lain untuk bernapas.
Mari bernapas bersamaku.
Kita menghirup sekitar 100 juta molekul
yang pernah melewati paru-paru orang
yang pernah hidup sebelum kita.
Anggap saja... ini adalah semacam reinkarnasi atom
yang menghubungkan kita dengan nenek moyang kita,
termasuk mereka yang pertama kali meluncurkan kita dalam penjelajahan
dari alam semesta yang tak terlihat.
Alam semesta ini adalah senyata seperti anda dan diriku,
dan mereka mengelilingi kita.
Ada saat ketika kita terbangun
dengan cara baru dalam berpikir dan melihat.
Hal ini terjadi sekitar 2.500 tahun yang lalu
di pulau-pulau Yunani yang terletak
di antara kerajaan timur dan barat.
Di sana ada pedagang, wisatawan dan pelaut yang saling berbaur,
berbagi cerita tentang raja-raja hebat dan dewa-dewa
Di kota-kota seperti Ionian Miletus, di wilayah Turki saat ini,
unsur yang paling mendasar tentang
bagaimana cara kita hidup, muncul untuk pertama kalinya.
Di sini, untuk pertama kalinya, sandiwara berbagai aspek kehidupan
diciptakan dan dijalankan oleh para aktor profesional
dengan harapan dapat menyentuh sesuatu yang ada
dalam hati penonton,
atau hanya untuk membuat mereka tertawa...
Sandiwara pertama, drama dan komedi, dipentaskan di sini.
Di sini pula ide-ide baru yang radikal muncul, seperti
Pemerintahan oleh rakyat.
Perasaan tidak percaya pada demokrasi yang tidak sempurna, hingga saat ini
dan gagasan bahwa rakyat jelata
memiliki hak-hak tertentu,
muncul dari masa dan tempat ini.
Tapi menurut pendapatku, inovasi yang paling revolusioner dari semua hal
yang datang dari dunia masa lampau ini, adalah ide
bahwa peristiwa alam yang terjadi bukanlah hukuman atau hadiah
dari dewa yang berubah-ubah.
Cara kerja alam dapat dijelaskan
tanpa melibatkan supranatural.
Orang pertama yang mengemukakan pikiran ini
adalah seorang pria bernama Thales.
Ketika guntur membelah langit atau gempa bumi,
itu bukan disebabkan karena manusia membuat marah
para dewa yang sangat penuntut.
Tidak, itu adalah hasil dari proses alami
yang mampu kita pahami.
Meskipun tak ada satupun buku-buku yang ia tulis masih tersisa saat ini,
Thales menyalakan api yang masih menyala sampai hari ini:
Gagasan tentang alam semesta bukanlah sesuatu yang kacau,
alam semesta diatur atas perintah hukum alam
yang akhirnya dapat kita ketahui.
Ini adalah petualangan epik yang bermula dalam pemikiran Thales.
Hanya satu abad setelah kematian Thales
Seorang jenius lain datang.
Dan dia,
adalah orang pertama yang menemukan keberadaan
alam semesta tersembunyi yang mengelilingi kita.
Democritus dari Abdera adalah seorang ilmuwan sejati,
pria yang memiliki keingintahuan dan gairah untuk mempelajari alam semesta
dan senang berpesta.
Dia adalah orang yang pernah berkata, "hidup tanpa pesta,
adalah seperti jalan tak berujung yang tanpa akhir"
Maksudmu, seperti itu?
Semua itu ?
Hanya sekelompok atom dalam kekosongan?
Betul.
Mari kita pikirkan hal ini.
Dunia harus terbuat
dari partikel yang tak terhitung jumlahnya dan terpisahkan dalam kekosongan.
Jika tidak, maka tidak ada yang bisa bergerak, tumbuh, dibagi atau diubah
tanpa atom dan ruang kosong bagi mereka untuk bergerak
Dunia akan sepi, mati, dan kosong.
Maka janganlah bersedih, teman-teman.
Pikirkanlah tentang kemungkinan tak terbatas
yang bisa muncul dari pengaturan berbeda dari atom-atom tersebut.
Atom-atom yang terdapat
di dalam cangkir ini dan di dalam anggur ini...
dan kenikmatan yang diberikan mereka.
Disajikan melalui cangkir tanah liat
adalah butiran mineral mikroskopis,
dari berbagai jenis kristal,
masing-masing terbentuk dari arsitektur atom yang tersendiri.
Struktur mineral itu indah,
tetapi mereka memiliki kompisisi yang terbatas.
Sebutir kuarsa adalah kisi-kisi dari tiga atom yang sama.
diulang, tanpa variasi, berulang-ulang.
Bahkan kisi mineral yang relatif kompleks seperti topas,
terdiri dari sepuluh atom atau lebih,
hanya dapat mengulangi struktur atom yang identik
lagi dan lagi.
Untuk dapat membuat zat
yang bebas dari kisi pengulangan yang tak berujung,
Anda membutuhkan sebuah atom yang dapat terikat ke segala arah
dengan atom lain seperti dirinya sendiri,
juga dengan atom dari jenis yang berbeda.
Lihatlah atom karbon...
elemen penting bagi kehidupan di bumi.
Mengapa?
Karbon istimewa karena ia dapat membuat ikatan dengan
empat atom lain dalam satu waktu.
Karbon bisa terikat dengan berbagai jenis atom yang berbeda,
serta atom karbon lainnya.
Ikatan itu dapat membentuk cincin-cincin
yang saling mengikat membentuk rantai,
dan membentuk molekul yang jauh lebih kompleks daripada kristal apapun.
Tidak ada atom lain yang memiliki fleksibilitas yang sama.
Bahkan atom yang memiliki sifat kimia yang hampir mirip,
seperti silikon,
tidak dapat membentuk molekul yang sama menakjubkannya dibandingkan
dengan molekul yang dibangun di atas karbon.
Molekul berbasis karbon kita sebut protein,
molekul kehidupan,
mengandung ratusan ribu atom.
Atom karbon adalah tulang punggung molekul
yang menciptakan setiap makhluk hidup di bumi,
termasuk kita.
Itulah perbedaan antara batu dan makhluk hidup.
Hidup dapat membuat molekul besar
dengan ukuran dan kompleksitas yang menakjubkan,
membebaskan materi untuk berimprovisasi,
berkembang,
dan bahkan mencintai.
Tenang saja, ayah.
Dia tidak pernah benar-benar menyentuhnya.
Dalam kehidupan sehari-hari di dunia kita,
pada skala atom,
obyek material tidak pernah benar-benar bersentuhan.
Setiap atom memiliki inti kecil di pusatnya,
dikelilingi oleh awan elektron dari garis-garis gaya.
Ketika atom-atom itu saling mendekati,
awan elektron dari anak lelaki itu
mendorong awan elektron sang anak gadis.
Lebih dari 99,9% zat dari sebuah atom
terkonsentrasi pada intinya.
Inti ini dikelilingi oleh awan elektron
yang menghasilkan medan kekuatan tak terlihat,
dan bertindak seperti peredam kejut.
Konfigurasi awan elektron
menentukan sifat suatu unsur.
Dalam berbagai hal di bumi ini,
inti atom tidak pernah saling bersentuhan.
Kita memiliki sensasi sentuhan,
tapi itu benar-benar hanyalah medan gaya yang tak terlihat oleh kita.
Tumpang tindih dan mendorong mundur satu sama lain.
Inti atom sangatlah kecil
dibandingkan dengan keseluruhan atom.
Jika atom seukuran katedral ini,
maka inti atom hanya seukuran titik debu itu.
Sebagian besar dari sebuah atom terdiri dari ruang kosong.
Untuk memahami sifat materi,
kita harus masuk lebih dalam lagi,
ke tempat yang 100.000 kali lebih kecil dari atom...
Inti atom.
Atom yang paling sederhana dan paling banyak
terdapat dalam alam semesta adalah hidrogen.
Inti atom hidrogen adalah proton tunggal,
yang membuat Hidrogen menjadi unsur di urutan pertama.
Awan yang mengelilinginya
hanya terdiri dari satu elektron tunggal
yang berputar bebas.
Apa yang terjadi ketika anda memiliki sebuah inti dengan dua proton?
Proton akan saling menolak.
Untuk tetap dapat menahan mereka di dalam inti,
Anda membutuhkan partikel lain yang disebut neutron.
Tugas mereka adalah untuk menjaga proton
agar tidak keluar dari ikatan.
Mereka menahan proton
dengan kekuatan nuklir yang sangat kuat.
Sebuah inti dengan dua proton adalah unsur di urutan ke-2,
dan dikenal sebagai Helium.
Sebuah inti dengan enam proton adalah unsur di urutan ke-6
yaitu karbon,
pembentuk dasar dari kehidupan.
Inti atom emas memiliki 79 proton.
Mereka menarik 79 elektron
di dalam awan yang mengitarinya.
Cahaya yang berinteraksi dengan elektron-elektron inilah
yang membuat emas tampak berkilau.
Setiap penambahan proton pada inti
memerlukan jumlah neutron yang cukup untuk mengikat mereka bersama-sama...
Hingga suatu batas tercapai.
Ada batas atas jumlah maksimal neutron
yang dapat anda tambahkan pada sebuah inti
Sebelum inti tersebut menjadi tidak stabil.
Ada suatu tempat
di mana inti dari atom-atom yang berbeda
sebenarnya saling bersentuhan.
Matahari tampak seperti benda padat,
tapi sebenarnya tidak.
Matahari begitu panas hingga semua atom di dalamnya
ada selalu berbentuk gas.
Ikatan yang mengikat atom-atom tersebut
yang membentuk padatan dan cairan di bumi
tidak cukup kuat untuk menahan
suhu matahari yang sangat panas.
Aliran pilar-pilar gas itu
yang membuat bumi tampak kecil
dipandu oleh garis gaya magnetik
yang berasal dari bawah permukaan matahari.
Mengapa matahari begitu panas?
Karena gaya gravitasi matahari yang sangat besar
yang menekan atom-atom sedemikian rupa.
Energi gravitasi diubah
menjadi energi atom bergerak.
Energi inilah yang menjadi panas.
Semakin jauh kita masuk ke dalam matahari,
semakin besar tekanannya
dan semakin tinggi suhunya.
Di jantung matahari,
atom bergerak begitu cepat
hingga mereka saling bertabrakan, dan mereka melebur.
Inti-inti atom saling bersentuhan.
Matahari adalah reaktor fusi nuklir,
yang terbentuk bersama gravitasinya sendiri.
Terjadi gaya yang seimbang antara tarikan gravitasi ke dalam
dan dorongan keluar gas yang panas.
Keseimbangan itu telah berlangsung miliaran tahun,
memberikan stabilitas yang memungkinkan
evolusi kehidupan di bumi.
Dalam inti matahari,
fusi hidrogen menjadi helium
melepaskan energi nuklir dalam bentuk foton.
Partikel-partikel cahaya ini
perlahan-lahan naik ke permukaan,
dan terlihat sebagai sinar matahari.
Helium adalah sisa pembakaran nuklir matahari.
Matahari kita adalah bintang berukuran sedang.
Inti matahari bersuhu hangat sekitar sepuluh juta derajat...
cukup panas untuk melebur hidrogen,
tapi terlalu dingin untuk melebur helium.
Ada banyak bintang di galaksi
yang bersuhu lebih panas,
karena mereka berukuran lebih besar
dan memiliki gravitasi yang lebih besar pula.
Bintang-bintang sebesar itu melebur helium membentuk unsur yang lebih berat,
seperti karbon dan oksigen.
Di usia tua mereka,
bintang-bintang ini menyebarkan unsur-unsur itu ke ruang angkasa.
Bintang lain yang lebih besar lagi,
hidup singkat dan mati muda
dalam ledakan supernova yang maha dahsyat.
Dalam galaksi kita, bintang yang meledak ke dalam suatu supernova
terjadi satu kali dalam satu abad
Ledakan ini jauh lebih panas daripada inti matahari...
cukup panas untuk mengubah unsur-unsur seperti besi
menjadi unsur yang lebih berat
dan memuntahkan mereka ke ruang angkasa.
Awan Magellan besar
adalah galaksi tetangga Bima Sakti kita.
Galaksi ini terlihat di langit belahan bumi Selatan.
Ketika sebuah supernova terjadi,
kecerahannya mengalahkan kecerahan
seluruh galaksi itu sendiri.
Akan tetapi semua cahaya itu hanya sekitar satu persen
dari total energi yang dibebaskan dalam ledakan tersebut.
Energi yang tersisa dibawa oleh partikel yang paling umum
dan partikel yang paling misterius di alam semesta.
Ada triliunan partikel seperti itu sedang melewati Anda sekarang,
namun melacak salah satu dari mereka
akan membawa kita ke satu tempat teraneh di bumi.
Mengejar neutrino liar
adalah olahraga yang paling langka
Ruangan seperti ini dibuat untuk melacak mereka
dan dirancang dengan sangat mengagumkan.
Selamat Datang ke Super Kamiokande,
ruang pendekteksi neutrino bawah tanah yang terdapat di Jepang
Kita sedang berada 800 meter di bawah permukaan bumi.
Anda mungkin bertanya, "Siapa orang waras
yang mengubur sebuah observatorium astronomi sejauh itu di bawah tanah?"
Mereka berburu hal yang paling sulit dipahami di alam semesta:
Neutrino.
Ini adalah jajaran detektor cahaya yang sangat besar
dibuat mengelilingi 50.000 ton air destilasi.
adalah sebuah perangkap yang dirancang untuk menangkap neutrino saja.
Partikel lain, seperti sinar kosmik...
yang terdiri dari proton dan elektron dari luar angkasa
tidak bisa menembus batuan di atas kita.
Tapi materi tidak bisa menjadi hambatan bagi neutrino.
Sebuah neutrino dapat bergerak menembus baja dengan ketebalan 100 tahun cahaya
tanpa melambat sama sekali.
Neutrino tidak berinteraksi dengan zat lain sama sekali.
Itulah mengapa Anda membutuhkan begitu banyak detektor
hanya untuk menangkap satu neutrino saja.
Pada kesempatan langka ketika neutrino
bisa berbenturan dengan partikel materi biasa,
akan menghasilkan cahaya kilat berbentuk cincin yang remang-remang
Kita akan menunggu
datangnya sebuah partikel yang nyaris tidak punya massa.
Bahkan elektron yang sangat kecil
memiliki massa 1 juta kali lipat lebih berat...
Itu dia !
Ketika sebuah supernova terjadi di awan Magellan besar
dan mencapai puncaknya pada tahun 1987,
seperti inilah yang akan tampak di dalam sini
Sekarang ingat, awan Magellan besar
berada di belahan bumi selatan,
sehingga neutrino tidak datang melalui
dari batuan di atas kita yang berjarak 800 meter.
tapi mereka harus melewati ribuan kilometer
batuan dan besi dari bawah kita untuk mencapai detektor ini.
Tapi hal yang paling hebat adalah fakta bahwa neutrino
menghantam bumi tiga jam sebelum
cahaya dari supernova sampai ke bumi.
Jika tidak ada zat yang dapat melakukan perjalanan lebih cepat dari cahaya,
bagaimana hal itu bisa terjadi?
Ini adalah bintang mati yang berjalan.
Saat ini mungkin terlihat normal, tapi jauh di dalamnya
sesuatu yang dahsyat sedang terjadi.
Bintang biru yang maha besar ini
sudah mulai meledak di dalam.
Seperti tikus yang berusaha kabur dari kapal yang tenggelam, neutrino
diproduksi di jantung bintang yang meledak
berlomba keluar dengan kecepatan mendekati kecepatan cahaya,
melalui lapisan-lapisan di atasnya,
hanya dalam beberapa detik.
Tapi gelombang kejut akibat dari gas yang meledak
berjalan dengan susah payah, dari inti bintang
dengan kecepatan 1/10.000 kecepatan cahaya
hingga akhirnya mencapai
permukaan bintang,
dan mengubahnya menjadi supernova 1987a.
Butuh beberapa jam bagi ledakan itu
untuk mencapai permukaan bintang, dan kemudian membentuk lubang besar
yang memperlihatkan inti bintang yang sangat panas
Neutrino pun terpancar tanpa bisa dihalangi
Itulah mengapa kilatan cahaya sampai di bumi
jadi lebih lambat daripada hujan neutrino.
Sebelum kita bisa menangkap neutrino liar,
hal itu hanya ada secara teori dalam pikiran seorang fisikawan
Sama seperti Charles Darwin mengetahui
harus ada makhluk yang berhidung sangat panjang
terbang di suatu tempat di Madagaskar,
Seorang fisikawan abad ke-20 bernama Wolfgang Pauli...
hampir putus asa mencari suatu partikel
yang dapat menyokong salah satu pilar dari fisika modern,
yaitu hukum kekekalan energi.
Jadi mengapa aku tidak takut?
Karena hukum ilmu pengetahuan berbeda secara mendasar
dari berbagai hukum buatan manusia yang ada.
Agar suatu ide bisa menjadi hukum ilmiah,
maka ide itu harus bisa dibuktikan.
Itu sebabnya aku berani mempetaruhkan mukaku
pada hukum kekekalan energi.
Sekarang, jika Anda mencoba ini di rumah,
jangan sampai anda memberi dorongan pada bola gantung ini
hal Itu akan menambah energi,
dan bola pasti akan kembali dan menghantam wajah anda.
Anda hanya perlu melepaskannya, seperti ini.
Dengan mengangkat bola,
Anda memberikan energi gravitasi,
yang merupakan potensi gaya jatuh dan mempercepat.
Bola gantung ini akan mengayun lebih cepat
ketika berada di bagian bawah busur lintasannya,
dan pada saat itu,
semua energi gravitasi akan diubah
menjadi energi gerak.
Saat mengayun, bola gantung ini secara konstan mengubah
Salah satu dari dua jenis energi ini menjadi energi yang lainnya
tetapi jumlah total energi tetap konstan.
Itu adalah contoh dari hukum kekekalan energi.
Setelah bola gantung dilepaskan,
bola ini tidak akan mendapatkan lebih banyak energi daripada ketika ia dilepaskan
Ia tidak akan bisa terbang lebih jauh dan kemudian mematahkan hidungku.
Kesetimbangan energi selalu seimbang dengan ketat.
Tidak ada kecurangan yang bisa dilakukan di dalam nya.
Pada abad ke-20,
ketika fisikawan pertama kali menghitung energi atom secara rinci,
mereka dengan terkejut menemukan
pelanggaran pada hukum kekekalan energi ini.
Mereka menemukan bahwa pada beberapa atom radioaktif,
inti dapat secara spontan mengeluarkan elektron.
hal ini akan mengubah atom menjadi unsur yang berbeda.
Para ahli fisika pun bingung.
Energi dari elektron lolos
dan energi dari unsur yang baru
menambahkan hingga kurang dari energi dalam inti aslinya.
Tapi hukum mengatakan,
"Engkau tidak akan bisa merusak atau menciptakan energi."
Jadi ke mana perginya energi yang hilang?
Pada tahun 1930...
Wolfgang Pauli memprediksi
bahwa ada partikel yang belum ditemukan,
partikel yang bertanggung jawab atas hilangnya energi tersebut.
Pada saat itu, Pauli mengeluhkan
bahwa partikel tak terlihat itu mungkin begitu kecil,
dan bergerak sangat cepat.
Dan terus menerus menolak untuk bisa dideteksi
Tapi itu kegagalan langka dari imajinasinya.
Karena ilmu pengetahuan selalu mencari
cara untuk menyelidiki lebih dalam lagi.
Satu generasi kemudian,
neutrino yang diramalkan oleh Pauli dapat terdeteksi untuk pertama kalinya
pada radiasi dari reaktor nuklir.
Dan akhirnya kita dapat menemukan partikel itu dengan susah payah.
Para ilmuwan hari ini
berusaha untuk menemukan cara menggunakan neutrino-neutrino itu
untuk dapat kembali ke awal waktu.
Kita akan pergi sejauh mana mereka telah pergi
untuk melewati batasan yang ada sebelumnya.
Dinding pembatas ini bukanlah hal baru.
Nenek moyang kita telah berusaha melawannya
segera setelah mereka pertama kali mulai membayangkan dinding itu.
Satu juta pagi hari yang lalu, pada abad ke-13 SM,
Bangsa Mesir membangun candi ini di Abu Simbel
untuk menghormati Firaun Ramses II,
empat patung besar dipahatkan pada bukit batu ini.
Di atas kepala patung para raja ini
terdapat elang berkepala Ra-Harakhti,
Dewa Matahari.
Candi ini dirancang sedemikian rupa
sehingga cahaya matahari
hanya bisa masuk ke dalam makam suci ini hanya dua hari setiap tahunnya.
Ketika sinar matahari memasuki pintu makam
mereka mengkilapkan patung para dewa
dengan cahaya keemasan.
sebelum sampai ke makam suci.
Pada akhirnya, satu patung dewa tetap dalam kegelapan.
Ptah, dewa penciptaan,
seperti layaknya asal-usul alam semesta
harus selamanya tersembunyi.
Rasakan sinar matahari yang menerpa wajah Anda.
Energi yang menghangatkan Anda
memulai perjalanannya sekitar sepuluh juta tahun yang lalu
dari jantung matahari.
Tidak seperti neutrino,
foton memerlukan waktu
yang lebih lama untuk bergerak dari inti hingga sampai ke permukaan matahari.
Mengapa?
Karena mereka bertabrakan milyaran kali per detik
dengan atom matahari, setiap tabrakan
menghempaskan mereka ke arah yang acak.
Tapi begitu mereka akhirnya mencapai permukaan,
Mereka bebas
bergerak tanpa henti, dengan kecepatan cahaya,
menempuh waktu 8 menit dan 20 detik
dari matahari hingga menghangatkan anda.
Cahaya yang berumur 10 juta tahun menyinari wajah anda.
Apa yang terjadi
ketika cahaya meninggalkan inti matahari?
Kalender kosmik memadatkan
seluruh sejarah alam semesta selama 13,8 miliar tahun
menjadi satu tahun.
Satu bulan setara dengan 1 miliar tahun.
Setiap hari, sekitar 40 juta tahun.
Alam semesta ini begitu tua, hingga pada kalender kosmik,
10 juta tahun yang lalu hanya membawa kita kembali....
pada jam 6 sore hari kemarin.
Pada hari terakhir tahun ini.
Dan bagaimana dengan kita?
Manusia bahkan belum berevolusi.
Sepuluh juta tahun yang lalu,
nenek moyang kita adalah kera anthropoid,
masih berayun diantara pohon-pohon di Afrika.
Bagi kita, sepuluh juta tahun adalah waktu yang sangat lama,
tetapi hanya sepanjang sore
pada skala waktu kosmos.
Matahari mulai melebur hidrogen
4.500 juta tahun yang lalu...
pada tanggal 31 Agustus di kalender kosmik.
Galaksi Bima Sakti
terbentuk sekitar 10.000 juta tahun yang lalu
Galaksi-galaksi pertama terbentuk sekitar beberapa miliar tahun sebelumnya.
Sesuatu mencegahku untuk pergi lebih jauh ke masa lalu.
Apakah ini?
Ini adalah sifat alamiah cahaya dan waktu.
Karena cahaya berjalan dengan kecepatan terbatas,
untuk melihat ke seberang ruang angkasa
adalah dengan melihat kembali ke masa lalu.
Jadi semakin jauh kita bisa melihat,
semakin tua umur cahaya yang bisa kita lihat
Sejauh ini lah sejarah kosmos
yang dapat kita lihat dengan cahaya.
Ini adalah gambaran masa awal alam semesta,
Ketika alam semesta baru berusia 380.000 tahun.
Itu adalah 15 menit pertama pada 1 Januari
pada kalender kosmik.
Jika kita melihat sejauh yang kita bisa melihat ke segala arah
menggunakan teleskop microwave,
hal inilah yang bisa kita lihat,
cahaya yang tersisa dari Big Bang (Ledakan Besar)
Bayangkan bahwa semua materi dan energi
dari alam semesta yang bisa teramati
terkonsentrasi menjadi sesuatu
tidak lebih besar dari bola ini.
Itu adalah ukuran alam semesta
ketika berumur sepertrilyun dari sepertrilyun
dari sepertrilyun detik pertama.
Semua materi dan energi dari seratus miliar galaksi
yang sekarang terhampar sejauh miliaran tahun cahaya
dulunya tersekap
dalam bola seukuran kelereng ini.
Dapatkah anda membayangkan seberapa padat isi
dari kelereng itu ?
Terlalu padat bagi berbagai jenis cahaya untuk bisa bergerak melaluinya,
tetapi tidak ada halangan berarti bagi neutrino.
Ledakan Besar telah menghasilkan neutrino dalam jumlah yang luar biasa
yang meluncur kemana-mana tanpa hambatan,
dan menembus berbagai macam materi.
Hal-hal yang membuat mereka hampir mustahil untuk bisa terdeteksi
adalah apa yang memungkinkan neutrino berlayar melalui tirai
yang menyembunyikan awal waktu.
Di mana mereka sekarang?
Mereka berada di sini, dan di sana,
di mana-mana di seluruh alam semesta.
Neutrino pun berada dalam diri anda.
Dari sebuah kelereng kecil
menjadi alam semesta yang maha luas
Ini adalah jalan yang telah ditunjukkan oleh Thales dan Democritus pada kita
2.500 tahun yang lalu...
jalan dari pencarian tak berujung,
usaha yang tak kenal lelah, dan sistematis untuk berburu dunia-dunia baru
Dan untuk memperdalam pemahaman akan alam semesta.
Siapa di antara anda yang akan mengambil obor
dan menuntun kita untuk menyusuri jalan gelap berikutnya?
== diterjemahkan oleh purakrisna @rasjawa 14 April 2014 ==