Grafitasi oh Grafitasi

ketahuilah kawan, banyak hal yang telah dilakukan grafitasi kepada kita, mulai dari hal sepele seperti membuat air dikamar mandi tetap berada diember, mejadikan api lilin mengarah keatas, menjaga rok kaum hawa tetap menutupi bagian bawah tubuhnya, sampai membuat bumi bulan tetap berada pada orbitnya. Bagaimanapun grafitasi itu betul-betul keren.

Tapi tau nggak?, hal seperti inilah yang telah membingungkan saya sejak kecil, waktu smp saya pernah bertanya pada seorang teman sebangku tentang mengapa suatu benda bisa jatuh kebawah, jawabannya singkat. “bodoh kali kau, itu karena grafitasi bumi”, memang sih jawabannya betul. tapi bukan jawaban seperti itu yang kuharapkan. bagaimanapun anak sd juga tau, masalahnya jawaban itu malah membuat pertanyaan yang baru. “Mengapa grafitasi bumi itu ada?”, nggak mungkinkan, kalo kita bertanya langsung pada bumi?

kita mulai dari cerita newton

jawaban nya baru saya ketahui saat kelas 1 SMA. seorang ilmuan gondrong yang bernama Newton memberikan penjelasan lewat buku teks wajib fisika sma. katanya sih, suatu benda yang memiliki massa akan cendrung memberikan gaya tarik kepada benda bermassa yang berada didekatnya. gaya ini disebut gaya grafitasi, besarnya gaya tersebut berbanding lurus dengan perkalian kedua massa benda tersebut dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak benda (aku akan selalu ingat rumus ini karena dulu nilai fisika ku pernah hancur lebur karena aku lupa rumus ini). persamaan ini biasa disebut dengan persamaan pangkat terbalik. agar persamaan ini balance, maka ditambahlah konstanta grafitasi universal yang besarnya sangat kecil sekali. waktu itu saya cuma senyam senyum menyaksikan persamaan legendaris tersebut, dengan kata lain semua benda dapat menimbulkan gaya grafitasi, tapi mengingat konstanta grafitasi sangat kecil hanya benda-benda yang bermassa sangat besarlah yang memilki grafitasi yang dapat diamati, tak salah bumi memiliki grafitasi karena menurutku bumi itu cukup berat. dengan kata lain pertanyaan “mengapa grafitasi bumi itu ada ?” telah terjawab dan saya dapat hidup dengan tenang.

tapi tunggu dulu, pertanyaan baru muncul lagi. mengapa sebuah benda bermassa cendrung menarik benda yang berada didekatnya? , atau lebih tepatnya mengapa benda bermassa dapat memancarkan gaya grafitasi?, . huh…. tampaknya hidupku belum tenang. kayaknya kita butuh teori baru dalam menyelesaikan masalah ini (lho emangnya siapa yang nyari masalah?).

Si Einstein punya cerita lain

ternyata Einstein punya cerita menarik, ingat nggak relativitas umum?. relativitas umum ya, bukan relativitas khusus, kalo relativitas khusus kan tentang gerak benda. tapi kali ini kita bicara tentang grafitasi bos, makanya kita bahas relativitas umum.

Sebenarnya relativitas umum diterangkan oleh Si Einstein dengan kalimat metematika tingkat tinggi yang elegan, tapi tenang saja kita tidak ada matematika disini, tentu saja kau sudah tau alasannya bukan?, yah karena aku sangat alergi dengan matematika seperti itu

relativitas umum menerangkan bahwa bermassa cukup besar dapat melengkungkan dimensi ruang dan waktu. hebatkan?, dimensi ruang aja ada 3 dimensi ditambah satu dimensi waktu, jadi macam mana pulak menggambarkan dimensi ruang dan waktu yang melengkung.

memang sih secara akal sehat sulit untuk dipikirkan, karena kita adalah mahluk yang telah terbiasa dengan dunia yang empat dimensi. tapi siap bilang akal kita selamanya harus sehat, kita boleh menambahkan sebanyak apapaun dimensi didalam pikiran kita koq.

Mungkin kita bisa ilustrasikan begini, coba bayangkan sebuah garis. kita tentu tau bahwa suatu garis lurus lurus itu adalah benda satu dimensi, jika garis tersebut melengkung maka dibutuhkan paling tidak kertas yang dua dimensi untuk menggambarkannya, sekarang gimana pula kalau garis itu melengkung ke dimensi ketiga, bayangkan lingkaran pegas yang spiral, maka garis itu telah memasuki dimensi ketiga, walaupun pada kenyataannya garis tersebut tetaplah satu dimensi. hal yang sama juga terjadi ketika kita mencoba melengkungkan kertas yang dua dimensi, maka secara otomatis kertas tersebut telah memasuki dimensi ketiga. Nah bagitulah kira kira dimensi ruang dan waktu menjadi melengkung dipikiran Einstein. untuk membayangkan kelengkungan ini setidaknya kita harus berpikiran lima dimensi. kelengkungan ruang dan waktu ini menurut relativitas umum disebabkan oleh massa benda, semakin besar masa beda semakin besar kelengkuang ruangan-waktu, kalo kita ibaratkan dimensi ruangan dan waktu itu selembar kain yang dua dimensi, ketika suatu benda bermassa agak berat di taruhkan kan diatas diatas kain tersebut akan melengkung, jika ada benda yang lain diatas kain tadi, benda tersebut akan mengalir mengikuti kelengkungan itu dan akhirnya mengarah pada benda yang berat tadi yang berada dipusat kelengkungan, dengan kata lain bukan benda itu yang menarik benda tadi. tapi kelengkungan kainlah yang membuat mereka bergerak.

kelengkungan ruang dan waktu inilah yang dimaksud relatifitas umum sebagai medan grafitasi. jika tiba-tiba ada benda memiliki massa yang sangat besar sekali diletakkan diatas kain sehingga kain tersebut tidak mampu lagi menahan kelengkungan nya sendiri dan akhirnya akan bolong, kalau kain tersebut kembali kita anggap lagi sebagai dimensi ruang dan waktu, maka terciptalah ruang-waktu bolong. beginilah cerita aneh tentang lubang hitam dibuat. belum lagi kalo tiba-tiba suatu benda masif tersebut tiba-tiba bergetar, maka terciptalah getaran ruang dan waktu yang dengan se enaknya dinamakan sebagai gelombang grafitasi. ayolah kawan apakah sampai disini anda masih mengerti apa yang sedang kuceritakan?, kalau tidak lupakan saja. aku sendiri juga tidak mengerti tentang apa yang kukatakan. toh sampai sekarang belum ada yang bisa menunjukkan kelengkungan ruang dan waktu, apalagi gelombang grafitasi, perlu antena massa sebesar bumi untuk mendeteksinya, pembuktian paling kuat untuk teori ini adalah ditemukan adalah pembelokan cahaya yang terjadi ketika melintasi daerah didekat bintang yang lumayan masif.

Jadi intinya menurut relativitas umum grafitasi terjadi karena kelengkungan ruang dan waktu, teori ini mudah dipakai untuk benda benda besar misalnya dalam skala kosmis, tapi sulit dipakai untuk benda-benda kecil dalam skala atomik. dan tetap saja butuh pembuktian lebih lanjut

apa cerita Fisika Kuantum?

dengan menulis fisika kuantum maka artikel ini akan terlihat lebih keren, walaupun sebenarnya pembahasan utamanya adalah grafitasi. Tapi ingat kawan, semakin dasar sebuah pertanyaan maka semakin rumitlah jawaban pertanyaan itu. buktinya sekarang kita sampai membawa-bawa istilah yang sangat disegani dalam fisika seperti: relatifitas umum dan fisika kuantum, hanya untuk membahas grafitasi.

sebenarnya sih bukan fisika kuantum, lebih tepatnya fisika partikel. karena kata “kuantum” terdengar lebih elegan maka tak masalahkan kalo kata itu saya pinjam?, walaupun pada sebenarnya fisika partikel lebih dahsyat dari fisika kuantum.

menurut fisika partikel, semua gaya disemesta ini disebabkan karena interakasi. yaitu adanya partikel yang dipertukarkan oleh dua benda atau lebih yang saling berinteraksi. misalnya gaya elektromagnetik terjadi karena dua buah benda yang bermuatan listrik mempertukarkan partikel foton diantara mereka, jadi tak heran gaya disebut juga dengan istilah interaksi. seperti interaksi grafitasi, interaksi nuklir kuat, interaksi nuklir lemah, dan interaksi elektromagnetik.

Oleh karena interaksi grafitasi hanya bekerja pada benda bermassa, maka pada model ini diperkenalkanlah bahwa grafitasi terjadi karena dua benda bermassa saling mempertukarkan suatu partikel. gaya grafitasi merupakan gaya yang sangat lemah tapi dapat bekerja pada jarak yang jauh maka partikel yang dipertukarkan ini mustilah memiliki massa yang sangat kecil atau nol dan bergerak sangat cepat atau secepat kecepatan cahaya. Partikel ini mereka namai dengan nama grafiton.

kalo cerita ini dikaji secara fisika dasar, maka partikel ini tentulah melawan hukum kekekalan momentum, karena waktu patikel ini dipertukarkan selayaknya benda yang mempertukarkannya mengalami gaya tolak-menolak (ingat kawan, gaya grafitasi itu selalu tari-manarik). tapi supaya kita tidak bingung, maka anggap sajalah partikel ini tidak pernah berlajar hukum (he..he he saya becanda). para ilmuan menjelaskan bahwa partikel ini sesungguhnya adalah partikel virtual jadi tidak memiliki momentum.

satu lagi yang membuat saya agak keberatan menerima model ini, sampai sekarang tidak ada satu pun ilmuan yang sudi menangkap partikel ini dan menunjukkannya kapada saya. Bahkan dibuku-buku fisika pun saya tak pernah melihat fotonya secara langsung. keberadaaan partikel ini cuma dijelaskan dengan beberapa deret angka diikuti oleh tanda-tanda integral berikut persamaan-persamaaan mengerikan yang membuat perut saya mula-mual.

Tapi itulah grafitasi kawan, salah satu gaya dari keempat gaya legendaris yang ada didunia yang fana ini belum sepenuhnya dapat dijelaskan. Karena kalau kita terus mencari jawabannya maka kita akan bertanya lagi “kenapa massa itu bisa ada?”, dan setelah itu pertanyaan nya berumbah menjadi “kenapa materi itu bisa ada?”. dan akhirnya berujung kepada “kenapa dunia ini ada?”. maka jawaban pamungkasnya adalah “karena begitulah adanya”

listrik yang bikin kaget

halo kawan, pernah kah anda tersetrum listrik?, aku pernah.
aku pernah tersetrum karena secara tidak sengaja memegang instalasi listrik yang terkelupas.
aku pernah tersetrum ketika memperbaiki bola lampu yang divonis sudah putus, ketika kuperbaiki lampu tersebut masih dipasang pada instalasi listrik, ekstrim memang dan hasilnya pasti kamu pasti tahu, MCB rumahku rusak, dan lampu tersebut tetap aja putus. kontan saja aku dimarahi oleh orang tuaku.
aku juga pernah tersetrum ketika membongkar komputer di lab, sesuai kebiasaanku komputer yang dibongkar itu masih menyala, dan aku diberinya kenang-kenangan sebesar 15 Volt arus dc, dan komputer tersebut tetap aja rusak.
aku pernah tersetrum dengan sengaja, yaitu ketika penasaran apakah listrik dirumahku sudah hidup atau belum dengan cara yang bodoh sekali, mencolokkan paku kedalam stok kontak, saat tersetrum itu aku sadar bahwa listrik rumahku memang masih hidup.
aku pernah tersetrum saat berenang di sungai. disana ada orang yang menyetrum ikan, tentu saja aku juga tersetrum seperti ikan, rasanya hampir sama dengan memasukkan tangan kita kedalam akuarium yang listrik, taukan gimana rasanya? sangat lah tidak nyaman.
aku juga pernah tersetrum ketika salah mendesig rangkaian trafo, trafonya tiba-tiba dan meledak membuat jantungku hampir copot, kejadian itu terjadi di lab. akibatnya aliran listrik untuk gedung unit 10 fakultas mipa tidak dilaliri listrik kerena konsleting selama satu harian, aku tak perlu bangga mengakui bahwa itu adalah ulahku. sebagai kawan, aku minta tolong pada kalian jangan bicarakan masalah ini dengan siapa-siapa, biarlah ini tetap menjadi rahasia.
kejadian yang tak kalah ekstrimnya adalah ketika aku tersetrum karena memegang bagian yang seharusnya tak boleh dipegang pada generator listrik rumahan. tanganku terasa seperti dipukul sebanyak 50 kali dalam sedetik oleh suatu kekuatan virtual, kenangan itu akan selalu kuingat.

Sekarang pertanyaannya Adalah bagaimana orang bisa tersetrum?. jawaban singkatnya adalah karena disana ada arus listrik, yah singkat sekali.

mungkin filosofi tentang listrik dapat kita buat lebih sederhana, kita menganggap saja bahwa listrik adalah elektron yang bergerak. untuk kasus ini anggaplah begitu. walaupun dosen elektronika ku akan memarahiku kalau aku berkata seperti itu (terserahku lah, yang punya bog ini kan aku). karena dalam teorinya yang bergerak adalah muatan listrik, dan tidak selamanya muatan listrik dibawa oleh dibawa oleh elektron. elektron cuma kurir muatan negatif doang. pergerakan muatan ini yang biasa disebut orang arus listrik, ingat arus sungai kan? arus listrik hampir mirip dengan arus sungai, tapi yang mengalir bukan air, melainkan muatan listrik, perlu diingat arah arus selalu berlawanan dengan arah elektron. karena patokan arus adalah banyaknya muatan listrik positif yang mengalir dalam suatu penampang, sedangkan elektron sudah terlanjur dianggap bermuatan negatif.

Jika arus sungai mengalir dari tempat yang tinggi ke tempat yang rendah, maka arus listrik mengalir dari potensial tinggi kepotensial rendah, perbedaan potensial ini sering disebut dengan beda potensial atau lebih kerennya “voltase”. semakin besar voltase maka semakin berhasratlah arus untuk mengalir, karena alasan inilah saya jadi tidak heran mengapa voltese di Indonesiakan menjadi tegangan.

jadi tegangan hanya medorong arus untuk mengalir, sedangkan yang membuat badan kita menggigil tak karuan seperti orang yang kesurupan ketika tersetrum adalah arus, yah arus lah sang penjahat sejati yang menyebabkan kita menderita saat kesetrum. Arus yang berbahaya, tak punya hati, tak berperasaan, menyebalkan aku tak mau tubuhku dialiri arus listrik lagi.

kita kembali kemasalah setrum menyetrum. mungkin anda mempunyai teman yang jahil sehingga mengetrum telinga anda dengan pemantik mancis, (tau kan?, pemantik mancis yang dari listrik. Nggak tau?, tau ya!. kalo nggak kasian banget). kalau kita mau melihat lebih dalam, pemantik mancis itu dapat menghasilkan tegangan ratusan bahkan sampai ribuan volt lho (tak percaya?, ayolah percaya saja, aku telah menganalisanya berbulan-bulan). Tak heran sampai elektronnya tersembul keluar dari kawat tembaga yang bisa kita lihat seperti percikan api. coba rasakan sekali lagi, kalo perlu berikan kuping anda kepada teman anda yang jahil tersebut untuk disetrum sekali lagi (saya akan senang hati apabila ditunjuk menjadi teman yang jahil itu), rasanya tak lebih hanya seperti dipetik sedikit saja.

Tapi tahukah anda bahwa ada orang yang jantungnya bisa berhenti mendadak karena tersetrum aki yang hanya bertegangan 12 Volt?.

sekali lagi, berbahaya atau tidaknya setruman yang mengenai kita tidak tergantung pada tegangan, tapi arus. Analoginya seperti ini: coba bayangkan kita berdiri sebuah gedung yang tinggi, tinggi gedung itu dapat kita ibaratkan sebagai tegangan, tapi perlu diingat setinggi apapun gedung tempat kita berdiri itu bahkan walau tingginya sampai satu kilometer sekali pun, ketinggian itu tidaklah membahayakan kita selama anda tidak berniat terjun kebawahnya.

dengan demikian sebesar apapun tegangan listrik yang kita pegang tidaklah berpengaruh sedikit pun selama tidak ada arus yang mengalir pada tubuh kita. tapi ketika ada arus yang mengalir, maka semuanya telah selesai. diibaratkan anda melompat dari atap rumah, walaupun rumah itu cuma dua lantai, ketinggian itu sudah cukup membuat kita berteriak aduh (jangan lakukan ini dirumah, ataupun diluar rumah).

Oleh karna itu kita tak perlu heran ketika melihat seekor burung yang dengan seenaknya bertengger di kabel listrik bertegangan tinggi, karena pada kenyanyataannya tidak ada arus yang melewati tubuh burung itu, kalo tak pertaya silahkan tanyakan langsung pada burung tersebut. Analogi ini hampir sama dengan kita yang tidak jadi melomcat dari gedung yang tinggi tadi

Oleh karena itu, dalam kasus pemantik mancis, anda tidak perlu memarahi teman jahil anda, kerana disitu arus listriknya sedikit, walaupun tegangannya sampai ribuan volt.

pada dasarnya tubuh manusia mempunyai batas tegangan untuk dapat disetrum, misalkan ketika kita memegang sebuah bateray, maskipun baterey tersebut dapat mengalirkan arus, namun arus tersebut tidak dapat mengaliri tubuh kita karena tegangannya terlalu kecil untuk mendorong arus melewati kulit kita. makanya saya sarankan kepada anda untuk menjauhi sumber arus listrik yang mempunyai tegangan yang lebih basar dari sebuah baterai.

lalu gimana beda rasanya kalo tersetrum oleh arus ac dengan arus dc?

mungkin kita pernah tersetrum lalu tangan terasa terasa bergetar, atau kita pernah tersetrum dan tangan kita terasa lengket, ini tergantung pada jenis arus apa yang menyetrum kita, mungkin kalo penasaran anda dapat menyetrumkan diri pada PLN dan setelah itu pegang lah terminal AKI, lalu rasakanlah bedanya (mending jangan deh…).

kalo diingat lagi, arus ac atau arus bolak balik mempunyai arah yang bolak balik, dapat dibayangkan arahnya kadang kadang kesana dan kadang-kadang kemari, tak konsisten memang, tapi begitulah kenyataannya. arus PLN adalah arus ac, dia mondar mandir masuk luar rumah kita lima puluh kali satu detik, walaupun meteren listriknya yang kita lihat tidak maju mundur juga. coba banyangkan kalo meterannya maju mundur, maka PLN yang katanya sudah rugi malah tambah rugi. ingat yang dihitung meteran adalah energi listrik (Kwh) bukan arus, karena energi listrik ini adalah daya dikali waktu dan selalu positif maka jumlah tagihan yang kita keluarkan setiap bulannya juga positif. mereka ternyata sangat bijaksana untuk menghitung tidak menghitung arus.

Selanjutnya, untuk memuaskan rasa ingin tahu sekarang marilah kita akan siap-siap memengang arus PLN (sungguh suatu percobaan yang menegangkan), atau begini saja, kalo anda takut biarlah saya memegangnya sendirian. … tidak-tidak, saya juga takut. baiklah, begini aja, kita ingat terakhir kalinya kita tersetrum arus PLN gimana rasanya. Kalo anda lupa rasanya silahkan setrum diri sendiri untuk sekedar mengingatkan, saya nggak ikut.

Saat tangan kita memegang arus ac walaupun cuma satu terminalnya, maka dalam seketika tangan kita akan dialiri arus,tangan menjadi bermuatan, selanjutnya kareta arusnya bolak balik, muatan ditangan kita juga berubah-ubah sebanyak besarnya frekuensi arus ac tersebut, arus PLN mempunya frekuensi 50 Hz, artinya muatan listrik tangan dapat kita berubah-ubah sebanya 50 kali selama satu detik, hebat bukan. Hukum coulomb terlanjur menyatakan muatan yang sejenis akan tolak menolak, muatan yang tidak sejenis akan tarik menarik, gaya coulomb bermain ditangan kita, akibatnya tangan kita rasanya seperti dipukul sebanyak 50 kali perdetik oleh listrik tersebut ketika tersetrum. itulah sebabnya kenapa ketika memegang arus PLN kita merasakan ada sesuatu yang bergetar dengan sendirinya.

Arus dc punya cerita tersendiri. Arus ini tidak mempunyai frekuensi, lawong arusnya cuma satu arah, jadi tujuannya jelas, arus ini selalu mengalir dari tegangan positif ketegangan yang lebih negatif, jika anda dengan senang hati memberikan jalan kepada mereka melalui tubuh anda, tanpa malu-malu mereka akan menerimanya dengan senang hati pula, asalkan tegangannya cukup. Disini hukum coulomb yang arogan itu bermaian lagi, tubuh anda dianggap bermuatan lebih negatif dari pada sumber tegangan positif, dan dianggap lebih positif oleh sumber tegangan negatif. akibatnya kedua terminal tersebut seolah-olah menarik tangan anda seperti tidak mau lepas selamanya, sekarang tangan anda terasa lengkat ke terminal tersebut. Hati-hati kawan, kalo arus seperti ini melewati jantung anda, maka detaknya akan menjadi tidak menentu, atau bisa jadi berhenti mendadak. tapi tenang saja. biasanya jantung bisa di starter ulang lagi. walaupun keberhasilannya sangat diragukan.
bukankan peralatan medis dirumah sakit memiliki alat untuk menstarter jantung berupa sebuah benda yang mirip setrika, masih ingat kan. kalo tidak. yah lupakan saja. Saya pun tidak pernah melihatnya secara langsung.

Oleh karena itu kawan, anda berniat ingin tersetrum saya anjurkan untuk pilih-pilih arusnya dulu, mau yang terasa lengket atau yang rasanya seperti menendang. itu semua tergantung selera anda

iklan