NASA Temukan Tata Surya Baru Berisi 3 Planet

Selain berhasil memotret planet asing di luar tata surya untuk pertama kalinya, para ilmuwan NASA juga menemukan tiga planet baru yang mengelilingi satu bintang. Namun, ketiganya terlalu jauh sehingga tidak dapat direkam secara langsung.

Foto: Ilustrasi tiga planet yang mengelilingi bintang HR 8799

"Setiap planet ekstrasolar terdeteksi pada jarak sangat jauh sehingga hanya dapat diketahui dari gelombang di grafik pengamatan," ujar Bruce Macintosh, pakar astrofisika dari Laboratorium Nasional Lawrence Livermore, California, AS.

Trio planet itu mengorbit bintang HR 8799 yang berada di konstelasi Pegasus, 130 tahun cahaya dari Bumi (1 tahun cahaya setara dengan 9,46 triliun kilometer). Bintang yang menjadi pusat tata surya itu mirip Matahari dengan ukuran 1,5 kali lebih besar.

Masing-masing planet terletak pada jarak 24, 38, dan 68 unit astronomi dari bintangnya (1 AU setara dengan 150 juta kilometer). Dua planet yang terdekat dengan bintang berukuran 10 kali massa Planet Jupiter dan yang terjauh 7 kali massa Planet Jupiter.

Planet-planet tersebut diperkirakan baru berumur 60 juta tahun sehingga bisa dikatakan sangat muda dalam standar astronomi. Bagian permukaannya masih sangat panas dengan bola-bola api yang masih sering terbentuk di atasnya. Sebagai perbandingan, Bumi telah berumur 4,5 miliar tahun.

Orbit ketiga planet termasuk berada di luar seperti Jupiter mengelilingi Matahari. Jika tata surya tersebut memiliki sifat seperti tata surya kita, ada kemungkinan planet lain di orbit lebih dalam yang berukuran lebih kecil.

"Saya kira masih besar peluangnya menemukan planet lain di sistem tata surya tersebut," ujar Macintosh. Para astronom menyatakan target berikutnya adalah mencari planet yang memiliki sifat seperti Bumi.

Penemuan tata surya seperti Matahari yang berpusat di bintang HR 8799 merupakan petunjuk untuk mencari planet seperti Bumi. Yang sering menjadi masalah adalah planet padat seperti Bumi lebih sulit dideteksi dan lebih dekat dengan bintangnya sehingga kalah dengan pancaran cahaya bintang.

Penemuan trio planet diumumkan, Kamis (13/11) bersamaan dengan publikasi foto pertama planet ekstasolar yang dimulat jurnal Science teranyar. NASA mengkalin untuk pertama kalinya memotret planet Fomalhaut b yang mengelilingi bintang bernama Fomalhaut dengan gabungan foto teleskop ruang angkasa Hubble dan sejumlah teleskop terestrial.

Read More

Virus

Reproduksi Virus

Virus hanya dapat berkembang biak pada sel atau jaringan hidup. Oleh karena itu, virus menginfeksi sel bakteri, sel hewan, atau sel tumbuhan untuk bereproduksi. Cara reproduksi virus disebut proliferasi atau replikasi. 

Pada Bakteriofage reproduksinya dibedakan menjadi dua macam, yaitu daur litik dan daur lisogenik. Pada daur litik, virus akan menghancurkan sel induk setelah berhasil melakukan reproduksi, sedangkan pada daur lisogenik, virus tidak menghancurkan sel bakteri tetapi virus berintegrasi dengan DNA sel bakteri, sehingga jika bakteri membelah atau berkembangbiak virus pun ikut membelah.

Pada prinsipnya cara perkembangbiakan virus pada hewan maupun pada tumbuhan mirip dengan yang berlangsung pada bakteriofage, yaitu melalui fase adsorpsi, sintesis, dan lisis.

a. Infeksi secara litik/daur litik
    Daur litik melalui fase-fase berikut ini:
1. Fase adsorpsi dan infeksi

Dengan ujung ekornya, fag melekat atau menginfeksi bagian tertentu dari dinding sel bakteri, daerah itu disebut daerah reseptor (receptor site : receptor spot). Daerah ini khas bagi fag tertentu, dan fag jenis lain tak dapat melekat di tempat tersebut. Virus penyerang bakteri tidak memiliki enzim-enzim untuk metabolisme, tetapi rnemiliki enzim lisozim yang berfungsi merusak atau melubangi dinding sel bakteri.

Sesudah dinding sei bakteri terhidrolisis (rusak) oleh lisozim, maka seluruh isi fag masuk ke dalam hospes (sel bakteri). Fag kemudian merusak dan mengendalikan DNA bakteri.

2. Fase Replikasi (fase sintesis)

DNA fag mengadakan pembentukan DNA (replikasi) menggunakan DNA bakteri sebagai bahan, serta membentuk selubung protein. Maka terbentuklah beratus-ratus molekul DNA baru virus yang lengkap dengan selubungnya.

3. Fase Pembebasan virus fag - fag baru / fase lisis

Sesudah fag baru terbentuk, sel bakteri akan pecah (lisis), sehingga keluarlah fag yang baru. Jumlah virus baru ini dapat mencapai sekitar 200. Pembentukan partikel bakteriofag memerlukan waktu sekitar 20 menit. 

b. Infeksi secara lisogenik/daur lisogenik

    Daur lisogenik melalui fase-fase berikut ini:

1. Fase adsorpsi dan infeksi

Fag menempel pada tempat yang spesifik. Virus melakukan penetrasi pada bakteri kemudian mengeluarkan DNAnya ke dalam tubuh bakteri.

2. Fase penggabungan

DNA virus bersatu dengan DNA bakteri membentuk profag. Dalam bentuk profag, sebagian besar gen berada dalam fase tidak aktif, tetapi sedikitnya acla satu gen yang selalu aktif. Gen aktif berfungsi untuk mengkode protein reseptor yang berfungsi menjaga agar sebagian gen profag tidak aktif.

3. Fase pembelahan

Bila bakteri membelah diri, profag ikut membelah sehingga dua sel anakan bakteri juga mengandung profag di dalam selnya. Hal ini akan berlangsung terus-menerus selama sel bakteri yang mengandung profag membelah. Jadi jelaslah bahwa pada virus tidak terjadi pembelahan sel, tetapi terjadi penyusunan bahan virus (fag) baru yang berasal dari bahan yang telah ada dalam sel bakteri yang diserang.

 

Beberapa perbedaan daur litik dan lisogenik:

 Siklus/daur litik

• Waktu relatif singkat 

• Menonaktifkan bakteri 

• Berproduksi dengan bebas tanpa terikat pada kromosom bakteri

 Siklus/daur lisogenik 

• Waktu relatif lama 

• Mengkominasi materi genetic bakteri dengn virus 

• Terikat pada kromosom bakteri

Read More

Sudut Istimewa

Menghafalkan Sudut-sudut Istimewa dengan Tangan 

kita akan mempelajari bagaimana menghafalkan sudut-sudut istimewa pada kuadran I (0, 30, 45, 60 dan 90) dengan menggunakan konsep kaidah TANGAN KIRI, perhatikan gambar berikut :

tangan kiri untuk membantu menghafal sudut istimewa

Cara menggunakannya,

perhatikan nilai pada pergelangan tangan (itu patokannya) —-> 1/2 akar (n)

dan perhatikan nilai sudut untuk x = 0, 30, 45, 60 dan 90 yang ditulis pada kuku, dimulai dari kuku jari kelingking (x=0) diibaratkan nol nilai yg kecil makanya ditulis di kelingking dan seterusnya hingga (x=90) ditulis pada kuku ibujari yg diibaratkan nilai paling besar.

Nilai n yang dipakai untuk sin x (berwarna hijau) dimulai n = 4 pada ibujari terus hingga n = 0 pada kelingking, jadi penggunaanya, sbb :

n= 4 —-> sin 90 = 1/2.akar(4) = 1/2.(2) = 1

n= 3 —-> sin 60 = 1/2.akar(3)

n = 2 —->sin 45 = 1/2.akar(2)

n = 1—-> sin 30 = 1/2.akar(1) =1/2

n = 0 —->sin 0  = 1/2.akar(0) = 0

Nilai n yang dipakai untuk cos x (berwarna merah) dimulai n = 0 pada ibujari hingga n = 4 pada kelingking, untuk penggunaanya bisa anda cobakan sendiri

sehingga nantinya kita bisa menyimpulkan sebagai berikut :

INGAT : untuk mendapatkan nilai tangen (tan) cukup kita bagi nilai sin dengan cos karena kita tau bahwa ,
tan x = sin x/ cos x

Read More

Belajar Membaca Tab Gitar

  

Untuk teman-teman yang penasaran tentang tab gitar dan yang pengen belajar tab gitar, ada peluang belajar nih. Tulisannya saya kutip dari forum situs :
http://www.kordkita.web.id/
Semoga dapat menambah pengalaman belajar teman-teman sekalian…
Enjoy…
TAB Gitar.
TAB adalah mudah untuk dibaca dan harus mudah untuk ditulis jika anda ingin
mengirimkan (submit) sebuah lagu yang telah anda kerjakan sendiri. Idenya
adalah ini:
Mulai dengan 6 baris (atau empat untuk bass). Ini berhubungan dengan senar-senar
dari instrumennya. Garis yang paling atas adalah string yang paling tinggi. dan
garis yang dibawahnya adalah string yang lebih rendah. Dibawah ini adalah bit
kosong dari TAB dengan nama string pada bagian kiri.
E—————————————————————-
B—————————————————————-
G—————————————————————-
D—————————————————————-
A—————————————————————-
E—————————————————————-


Nomor-nomor ditulis pada garis untuk menunjukan pada fret mana dari string
dengan tangan kiri. Bila sebuah nol muncul, artinya mainkan dengan string
terbuka. Seperti notasi standar musik, baca dari kiri ke kanan untuk mengetahui
urutan note yang harus dimainkan. Bagian dari TAB berikut mempunyai arti
memainkan sederetan note (E F F# G G# A) pada bagian bawah senar E dengan
menggerakkan fret secara berurutan, dimulai dengan string terbuka.
E—————————————————————-
B—————————————————————-
G—————————————————————-
D—————————————————————-
A—————————————————————-
E—0–1–2–3–4–5———————————————

OK sampai saat ini ?
Berikut adalah note yang dimainkan secara bersamaan. Jika dua atau lebih note
akan dimainkan bersamaan, mereka dituliskan diatas satu sama lainnya, sekali
lagi seperti notasi standar.
Contoh berikut kita mempunyai sebuah Kord balok  G.
E—-3————————————————————
B—-3————————————————————
G—-4————————————————————
D—-5————————————————————
A—-5————————————————————
E—-3————————————————————
Jadi ini artinya mainkan semua note tersebut secara bersamaan sebagai kord.
Terkadang juga terlihat kord yang sama dituliskan seperti ini :
E——–3——————————————————–
B——-3———————————————————
G——4———————————————————-
D—–5———————————————————–
A—-5————————————————————
E—3————————————————————-
Yang berarti bunyikan dengan bentuk yang sama dimulai dari string terendah, jadi
berarti setiap string dibunyikan segera setelah string terakhir, tetapi semua
notasi akan berbunyi bersamaan. Dibawah ini ada sebuah contoh lagi dengan bentuk
yang sama, tetapi dengan jarak yang sedikit lebih besar – sehingga anda mungkin
harus memetik string tersebut secara terpisah daripada membunyikannya secara
perlahan.
E——————3———————————————-
B—————3—–3——————————————–
G————4———–4—————————————–
D———5—————–5————————————–
A——5———————–5———————————-
E—3—————————–3——————————–
Anda mungkin menanyakan
- Bagaimana saya tahu seberapa cepat atau lambat untuk memainkannya ?
- Apakah semua notasi seharusnya mempunyai panjang yang sama ?
Disinilah perbedaan TAB dari notasi standar. Kebanyakan dari TAB *tidak* akan
memberitahukan panjangnya note. Biasanya itu tergantung dari anda untuk
mendengarkan lagu tersebut untuk mendapatkan iramanya.
Bagaimanapun – jangan kecewa. TAB harus bisa memberikan indikasi dari waktu
tersebut. Pada contoh di atas semua note dipisahkan dengan jarak yang sama
sehingga anda bisa membuat asumsi bahwa note tersebut mempunyai jarak yang sama
(mungkin semua seperdelapan note atau seperempat) tapi ini tidak selamanya
benar – itu tergantung dari siapa yang menuliskan TAB tersebut.
Sebagai aturan umum, jarak dari note pada TAB seharusnya memberitahukan anda
note mana yang panjang dan mana yang pendek dan yang cepat, tapi biasanya tidak
akan memberitahukan anda jika sebuah note adalah sebuah triplet atau lainnya
yang seperti itu. Sekali lagi, ini akan sangat tergantung dengan siapa yang
menuliskan TAB tersebut.
Sebagai contoh, ini adalah beberapa note dari Lagu Nasional Amerika dalam TAB.
Anda tentu dapat melihat jelas bahwa perbedaan jarak tergantung dari panjang
note.
E———————–0——–4–2-0————————–
B—0————–0———————————0———–
G——1——1—————————-1—-3—————-
D——–2——————————————————-
A—————————————————————-
E—————————————————————-
Biasanya akan lebih mudah untuk memainkan TAB dari lagu yang sudah anda kenal
baik daripada lagu yang belum pernah anda dengar karena akan lebih terbiasa
dengan irama dari lagu yang sudah dikenal.
Simbol lainnya yang digunakan di dalam TAB.
Sejauh ini saya telah melihat note mana yang harus dimainkan : senar mana yang
harus ditekan, dan di kolom mana. Saya telah menyinggung bagaimana mengetahui
panjang note dengan melihat jarak antara note pada TAB, tapi ini hanya bisa
sebagai panduan kasarnya. Anda akan harus selalu memeriksanya dengan trak lagu
aslinya untuk mendapatkan ditail dari iramanya.
Banyak dari informasi penting dapat dimasukkan ke dalam bagian TAB. Ini termasuk
hammer-ons (pukul), pulls offs (melepaskan), slides (geser), bends, vibrato dan
lainnya.
Yang harus dilakukan adalah menuliskan karakter tambahan atau simbol antara note
untuk mengindikasikan bagaimana cara memainkannya. Dibawah ini adalah karakter/simbol
yang sering digunakan:
h – hammer on
p – pull off
b – bend string up
r – lepas bend
/ – geser ke atas
\ – geser ke bawah
v – vibrato (kadang dituliskan ~)
t – tap dengan tangan kanan
x – mainkan ‘note’ dengan damping yang berat
Untuk slides (penggeseran), s terkadang digunakan untuk mengindikasikan apakah
menggeser ke atas atau ke bawah. Simbol untuk harmonics dijelaskan dibawah pada
bagian 3.2
Yang terakhir, x, digunakan untuk mendapatakan choppy, suara perkusi.
Anda biasanya menggunakan tangan fret untuk damp ringan senar sehingga ketika
akan membunyikan note tersebut seakan-akan suaranya mati.
Catatan bahwa penggunaan ‘x’ *sangat* berbeda dari penggunaan ‘x’ saat memberikan
bentuk kord.
Sebagai contoh jika dituliskan kord D, maka akan terlilhat :
EADGBE
xx0232
Dimana ‘x’ berarti tidak dimainkan.
Pada tab diasumsikan bahwa sebuah string tidak dimainkan jika tidak ditandai.
Sehingga kord yang sama pada tab akan seperti :
E—–2———————————————————–
B—–3———————————————————–
G—–2———————————————————–
D—–0———————————————————–
A—————————————————————-
E—————————————————————-
tanpa ‘x’. ‘x’ hanya digunakan pada TAB untuk merepresentasikan mute senar yang
berat yang dibunyikan/dipetik untuk meberikan suara perkusi.
Ada beberapa dari simbol lainnya untuk hal-hal seperti whammy bar bends,
petikan scrapes dan lainnya. Sepertinya tidak ada standar penulisan sebagai
acuan untuk menuliskannya – ditail/keterangan harus diberikan di dalam TAB
untuk menjelaskan arti dari simbol tersebut.
TAB Bass kemungkinan akan membutuhkan beberapa ekstra simbol untuk memenuhi
kebutuhan atas perbedaan tehknik yang dipakai dalam memainkan bass – sebagai
contoh slapping dan ‘popping’ senar dengan jari jempol atau jari tengah.
Anda bisa menggunakan ‘s’ untuk slap dan ‘p’ untuk pop selama dituliskan
*dibawah* baris tab untuk menjelaskannya dari slide dan pull off yang seharusnya
dituliskan *di atas* garis dari tab.
HAMMER ONS DAN PULL OFFS.
Dengan hammer-ons dan pull-offs anda mungkin menemukannya seperti hal berikut :
E—————————————————————-
B—————————————————————-
G—————————————————————-
D—————————————————————-
A———5h7———–5h7————————————–
E—0–0———-0–0——————————————-
yang berarti memainkan E terbuka dua kali, lalu tekan senar A pada kolom 5 dan
hammer pada kolom 7.
Pull offs terlihat sangat sama :
E—-3p0————————————————————
B———3p0——————————————————-
G————–2p0————————————————–
D——————-2———————————————
A—————————————————————-
E—————————————————————-
Disini didapatkan descending bluse dengan skala menggunakan pull-offs terhadap
string terbuka. Untuk setiap pull off hanya mengambil note pertama dari pasangan
dengan tangan kanan – sehingga pada contoh ini hanya mengambil semua note pada
kolom ke 3 dan ke 2, dan senar buka akan dibunyikan dengan melepaskan.
Karena senar diberikan bit tambahan dengan energi saat hammer on dan pull off, anda
anya perlu membunyikan note pertama dengan menggunakan tangan pick. Anda juga bisa
mendapatkan senar yang panjang dengan hammer-ons dan pull-offs seperti dibawah :
E—————————————————————-
B—————————————————————-
G—2h4p2h4p2h4p2h4p2h4p2—————————————-
D—————————————————————-
A—————————————————————-
E—————————————————————-
Dalam kasus ini anda hanya perlu membunyikan note pertama.
Catatan – Anda mungkin akan mendapatkan simbol lainnya yang digunakan untuk
hammer-on dan pull-off, sebagai contoh ^ dapat digunakan untuk mengartikan
hammer-on dan pull-off.
contoh :
G—2^4^2—-
yang berart “bunyikan note pada kolom ke dua, hammer-on ke kolom 4 dan pull-off
ke kolom 2″. Akan menjadi mudah jika semua orang menggunakan simbol yang sama,
jadi kecuali anda mempunyai keberatan yang kuat terhadap ‘h’ dan ‘p’ tolong
gunakan itu. Dalam hal lain, untuk setiap tab yang dikirimkan harus selalu
menerangkan simbol yang digunakan sehingga jika menggunakan apapun ‘di luar
kebisaan’ pastikan untuk menjelaskan maksudnya.
Bends.
Ketika bends terlibat anda harus mengetahui seberapa banyak yang harus di bend
note tersebut. Ini dapat diketahui dengan menuliskan jumlah setelah ‘b’.
Sebagai contoh, jika anda melihat ini :
E—————————————————————-
B——7b9——————————————————-
G—————————————————————-
D—————————————————————-
A—————————————————————-
E—————————————————————-
berarti bunyikan senar B pada kolom ke 7, lalu bend note ke atas dua semi tone
(satu langkah sekaligus) sehingga berbunyi pitch sama seperti bunyi note pada
kolom 9. (Terkadang bend dituliskan pada bagian ke dua di dalam tanda kurung,
seperti ini —7b(9)— )
Sesuatu seperti ini :
E—————————————————————-
B——7b9–9r7————————————————–
G—————————————————————-
D—————————————————————-
A—————————————————————-
E—————————————————————-
berarti mainkan note pada kolom 7, bend ke atas dua semi tone, bunyikan note
lagi ketika sedang bend, kemudian lepaskan bend sehingga note tersebut kembali
normal.
Terkadang pre-bend digunakan – ini dimana senar di bend *sebelum* note dibunyikan.
Setelah note dibunyikan, bend dilepaskan. Pre-bends biasanya dituliskan sebagai
berikut :
E—————————————————————-
B——(7)b9r7—————————————————
G—————————————————————-
D—————————————————————-
A—————————————————————-
E—————————————————————-
Berarti: fret note tersebut pada kolom ke 7 dan bend senar ke atas dua semitones
(tanpa membunyikan nite). Kemudian bunyikan senar tersebut dan lepaskan bend.
Terkadang ditenukan note yang di bent ke atas hanya seperempat dari tone dan
sebagainya. Dalam hal ini akan terlihat sedikit aneh :
B——–7b7.5——–
jika anda harus bend keatas setengah fret nilainya.
Tuliskan sebagai berikut :
bend up 1/4 tone
E—————————————————————-
B——7b——————————————————–
G—————————————————————-
D—————————————————————-
A—————————————————————-
E—————————————————————-
dengan instruksi mengenai seberapa banyak bend dituliskan diatas note.
Slides.
Simbol yang paling sering digunakan adalah / untuk slide ke atas dan \ untuk
slide ke bawah.
Terkadang juga terlihat ‘s’ digunakan untuk slide.
Anda tidak harus membutuhkan simbol terpisah untuk slide ‘atas’ dan ‘bawah’
dikarenakan pembacaan baris TAB :
E—————————————————————-
B——7/9——————————————————-
G—————————————————————-
D—————————————————————-
A—————————————————————-
E—————————————————————-
terlihat jelas sebuah slide *ke atas* dari kolom 7 ke kolom 9. Bagaimanapun
terkadang dijumpai hal seperti berikut :
E—————————————————————-
B——/7-9-7\—————————————————
G—————————————————————-
D—————————————————————-
A—————————————————————-
E—————————————————————-
dimana slide awal dan akhir tidak jelas diberikan. Di sini anda harus mengetahui
apakah anda slide ke atas atau ke bawah. Dalam hal ini gunakan keputusan anda
untuk memilih awal atau akhir kolomnya.
Anda juga dapat mempunyai sekumpulan seri dari slide secara bersamaan, seperti ini
E—————————————————————-
B——7/9/11——————————————–
G—————————————————————-
D—————————————————————-
A—————————————————————-
E—————————————————————-
yang berarti anda hanya membunyikan note yang pertama menggunakan sustain
untuk menghasilkan note lainnya.
Info selanjutnya lihat di forum http://www.kordkita.web.id/

Read More

ASAL USUL ALAM SEMESTA

* Penemuan radiasi latar belakang kosmik dalam bentuk gelombang mikro (Cosmic Microwave Background atau CMB) merupakan salah satu penemuan terpenting abad ini. Betapa tidak, penemuan ini telah mengubah pandangan modern manusia tentang alam semesta yang dihuninya. Meski fenomena pengembangan alam semesta telah lebih dulu diungkap oleh Edwin Hubble pada tahun 1929, penemuan CMB memperkuat dukungan pada teori Big Bang, suatu teori penciptaan alam semesta melalui ledakan maha dahsyat dari titik berukuran nol dengan kerapatan serta suhu tak berhingga tingginya. Ledakan ini telah menciptakan suatu kesetimbangan termal benda hitam (black body) di masa lampau yang fosilnya ternyata masih dapat teramati saat ini.



* Benda hitam merupakan suatu idealisasi sistem tertutup yang memiliki kesetimbangan termal dengan distribusi intensitas radiasi berbentuk unik dan universal serta hanya bergantung pada temperatur sistem. Benda hitam sempurna tidak pernah eksis di permukaan bumi, namun karena diperkirakan hanya ada satu alam semesta (paling tidak yang berhasil diamati), maka alam semesta yang kita huni ini logis dianggap sebagai benda hitam sempurna.

Adalah Arno Penzias dan Robert Wilson yang telah berjasa menemukan CMB pertamakali pada tahun 1964 dalam bentuk derau (noise) radio yang pada saat itu sangat membingungkan mereka. Kedua ilmuwan tersebut bekerja di laboratorium Bell di New Jersey dengan sebuah teleskop radio ultrasensitif (dipandang saat itu) yang dirancang untuk menerima sinyal dari satelit. Teleskop tersebut menangkap derau yang berasal jauh dari luar angkasa dan, yang paling membingungkan kedua ilmuwan, sinyal tersebut tidak bergantung pada arah fokus teleskop serta tidak bergantung pada waktu pengamatan. Pengukuran yang mereka lakukan mengantar pada kesimpulan bahwa derau tersebut adalah radiasi gelombang mikro dengan panjang gelombang 7 centimeter yang sebenarnya (saat ini) dapat ditangkap oleh televisi biasa jika ditala pada kanal kosong. Untuk penemuan yang sangat menghebohkan ini Penzias dan Wilson dianugrahi hadiah Nobel pada tahun 1978.

* Dari sifat isotropiknya wajar jika diyakini bahwa radiasi CMB berasal dari tempat yang sangat jauh di jagad raya. Namun bagaimana para ilmuwan dapat yakin bahwa radiasi ini merupakan fosil dari ledakan maha dahsyat di masa lampau saat alam semesta tercipta?

Lebih dari duapuluh tahun sebelum penemuan CMB, George Gamow, seorang profesor fisika pada George Washington University di Washington D.C., bersama dengan mahasiswanya mengusulkan teori penciptaan alam semesta melalui ledakan yang sangat dahsyat yang mereka sebut sebagai teori Big Bang. Dua orang mahasiswanya, Ralph Alpher dan Robert Herman, pada tahun 1949 kemudian memperkirakan bahwa temperatur rata-rata alam semesta saat ini sebagai konsekuensi dari ledakan besar di masa lalu serta berkembangnya alam semesta pada kisaran 5 derajat Kelvin (minus 268 derajat Celsius). Sayangnya mereka tidak sempat mengusulkan eksperimen dengan menggunakan teleskop radio, meski pada tahun 1963 dua ilmuwan Rusia sempat menanyakan penemuan Ed Ohm yang melaporkan pengukuran derau statik pada tingkat 3 Kelvin. Ohm sendiri tidak mampu memisahkan derau tadi dengan derau yang berasal dari peralatannya.

* Lalu bagaimana hubungan antara derau statik gelombang mikro dengan temperatur alam semesta? Inilah kisah sukses fisika selain mekanika kuantum dan mekanika relativistik. Di dalam termodinamika, salah satu cabang fisika yang banyak membahas hubungan antara temperatur dan sifat suatu zat, dikenal hukum Wien yang menyatakan bahwa untuk distribusi radiasi benda hitam perkalian antara panjang gelombang radiasi berintensitas maksimum dengan temperaturnya ekivalen dengan bilangan 0,3. Pengukuran yang dilakukan oleh Penzias dan Wilson tidak persis tepat pada puncak distribusi, namun karena kegigihan dan keyakinan para ilmuwan, pengukuran-pengukuran yang dilakukan selama lebih dari dua dekade, hingga tahun 1991 dengan menggunakan satelit COBE, berhasil mengkonfirmasi distribusi radiasi benda hitam dari CMB dengan akurasi yang sangat mengesankan (lihat gambar 2). Dari distribusi tersebut diperoleh kesimpulan bahwa temperatur alam semesta saat ini, lebih dari 10 milyar tahun setelah Big Bang, adalah 2,726 Kelvin.

* Kronologi Alam Semesta

Distribusi radiasi CMB meyakinkan ilmuwan bahwa jauh di masa lampau telah terjadi kesetimbangan termal di alam semesta. Karena alam semesta terus berkembang hingga kini, masuk akal jika temperatur saat itu diperkirakan sangat tinggi. Para ilmuwan menggunakan hukum-hukum fisika untuk memperkirakan sifat-sifat alam semesta di awal terciptanya, bahkan ekstrapolasi dapat dilakukan hingga mendekati Big Bang. Meski demikian, karena temperatur saat ledakan (pada usia 0 detik) sangat tinggi, menuju nilai tak berhingga, hukum-hukum fisika tidak lagi valid di sini. Dalam matematika keadaan seperti ini dinamakan keadaan singular. Karena matematika tidak dapat sepenuhnya berurusan dengan bilangan tak berhingga, hukum-hukum fisika yang diformulasikan dalam matematika tidak lagi memiliki arti pada kondisi singularitas. Pada awal terciptanya, alam semesta memiliki ukuran tak berhingga kecil (menuju nol) namun kerapatan materinya sangat tinggi. Baru setelah 10-43 detik (satu per sepuluh juta triliun triliun triliun detik) dari ledakan situasi jagad raya dapat diakses dengan menggunakan teori-teori fisika mutakhir. Diperkirakan pada saat itu temperatur jagad raya mencapai 1032 K atau sepuluh triliun triliun kali lebih tinggi dari temperatur inti matahari. Periode yang dimulai pada usia 0 hingga 10-43 detik dikenal sebagai periode (masa) Planck yang hingga saat ini masih merupakan misteri bagi sains. Para ilmuwan mengimpikan sebuah teori yang dapat menggabungkan teori kuantum dengan teori gravitasi yang diharapkan dapat menguak apa yang terjadi pada masa Planck. Teori yang dinamakan teori gravitasi kuantum ini tentulah sangat sulit mengingat bahwa domain kuantum (daerah dimana efek kuantum dominan) berukuran mikroskopik maksimal sebesar atom atau molekul, sedangkan gaya gravitasi terlihat superior pada skala planet atau galaksi. Meski demikian, usaha ke arah sana sudah banyak dilakukan, misalnya melalui gagasan teori Superstring yang mempostulasikan ruang dengan dimensi 10 atau 26 pada masa Planck. Dimensi-dimensi tersebut berkontraksi setelah masa Planck dan menyisakan hanya 3 dimensi ruang serta satu dimensi waktu saat ini.

* Setelah masa Planck alam semesta memasuki masa Penggabungan Agung (Grand Unification). Pada masa ini semua gaya fundamental kecuali gaya gravitasi sama kuatnya. Saat itu alam semesta masih belum berisi apa-apa kecuali sup plasma dengan temperatur lebih dari seratus ribu triliun triliun Kelvin. Periode ini tidak berlangsung lama dan alam semesta mengalami inflasi (pengembangan secara cepat) yang diakhiri dengan pemisahan gaya lemah dan gaya elektromagnetik. Setelah kedua macam gaya tersebut terbedakan, sup plasma panas berubah menjadi sup elektron-quark beserta partikel-partikel pembawa gaya elektrolemah yaitu partikel W dan Z. Partikel-partikel tersebut eksis di alam semesta bersama anti partikel mereka yang jika bergabung akan bertransformasi menjadi radiasi dan sebaliknya radiasi yang ada dapat segera berubah menjadi partikel dan anti-partikel.

Seperseratus ribu detik setelah ledakan temperatur alam semesta turun menjadi 10 triliun Kelvin atau sekitar seribu kali lebih panas dari temperatur pusat matahari. Pada saat ini sup quark berkondensasi menjadi proton dan netron yang merupakan komponen dasar dari nukleus atau inti atom.

* Sekitar tiga menit kemudian temperatur terus menurun menjadi satu milyar Kelvin. Energi kinetik yang dihasilkan temperatur sebesar ini sudah tidak mampu lagi menahan gaya nuklir kuat antara proton dan netron yang selanjutnya bergabung menjadi nucleus-nukleus ringan. Proses ini dinamakan sebagai proses nukleosintesis. Proton dan netron bergabung menjadi nukleus deuterium. Deuterium kemudian menangkap sebuah netron membentuk inti tritium. Selanjutnya Tritium bergabung dengan sebuah proton menjadi inti Helium. Proses ini berlanjut terus hingga mencapai inti atom Lithium, namun dengan peluang yang semakin kecil. Dengan demikian teori Big Bang meramalkan kelimpahan Hidrogen dan Helium di dalam alam ini. Konfirmasi ramalan ini diperoleh melalui spektrum bintang-bintang serta galaksi yang dapat diamati dari bumi.

Setelah 3 menit pertama berlalu tidak banyak perubahan yang terjadi kecuali temperatur terus menurun dan alam semesta semakin besar hingga usia jagad raya mencapai 300.000 tahun. Di usia ini alam semesta telah mendingin menjadi 3000 Kelvin, suatu kondisi temperatur yang masih mampu melelehkan kebanyakan logam yang kita kenal. Walaupun temperatur ini masih sangat tinggi, energi kinetik yang dimiliki oleh elektron tidak mampu lagi menahan gaya tarik menarik Coulomb antara elektron dan nukleus. Elektron kemudian bergabung dengan nukleus membentuk atom sehingga seluruh sup plasma tadi akhirnya berubah menjadi atom-atom. Mulai saat ini radiasi tidak lagi bertransformasi menjadi partikel dan anti-partikel, sehingga dikatakan bahwa alam semesta mulai terlihat transparan oleh radiasi. Radiasi foton selanjutnya dapat bergerak bebas bersama mengembangnya alam semesta. Dengan demikian, radiasi CMB yang teramati oleh para ilmuwan adalah fosil radiasi yang berasal dari 300.000 tahun setelah terjadinya Big Bang.

* Dalam beberapa jam setelah Big Bang pembentukan Helium serta elemen-elemen ringan lainnya berhenti. Alam semesta terus berkembang dan mendingin, namun dibeberapa lokasi yang memiliki kerapatan jauh lebih besar dibandingkan di tempat lain proses pengembangan tersebut agak lambat akibat gaya tarik menarik gravitasi yang relatif lebih besar. Bahkan di tempat-tempat tertentu di alam semesta proses pengembangan berhenti sama sekali dan elemen-elemen yang ada di tempat itu mulai merapat. Karena gaya gravitasi semakin bertambah, gas-gas Hidrogen dan Helium mulai berrotasi untuk mengimbangi tarikan gravitasi. Proses ini selanjutnya melahirkan galaksi-galaksi yang berputar dan memiliki berbagai macam bentuk seperti cakram dan elips, bergantung pada kecepatan rotasi serta gaya gravitasinya.

Selanjutnya gas-gas Hidrogen dan Helium dalam galaksi akan pecah menjadi awan-awan yang lebih kecil dan juga mengalami proses kontraksi karena masing-masing memiliki gaya gravitasi sendiri. Karena atom-atom di dalam awan-awan tersebut saling bertumbukan, tarikan gravitasi mengakibatkan tekanan bertambah dan temperatur terus meningkat yang pada akhirnya sanggup untuk menyulut reaksi nuklir fusi. Reaksi ini akan mengubah Hidrogen menjadi Helium dan berlangsung relatif lama karena persediaan Hidrogen yang berlimpah dan terjadi keseimbangan antara gaya gravitasi dengan gaya ledakan nuklir. Helium kemudian diubah menjadi elemen-elemen yang lebih berat melalui proses fusi hingga menjadi Karbon dan Oksigen. Tahapan selanjutnya menghasilkan bintang-bintang di dalam galaksi yang sebagian meledak sambil melemparkan bahan bakar untuk membentuk bintang-bintang generasi baru. Matahari kita adalah salah satu contoh dari bintang jenis generasi baru ini. Sebagian kecil pecahan ledakan yang mengandung element-elemen lebih berat tidak lagi sanggup untuk menyalakan reaksi fusi nuklir karena elemen-elemennya relatif sudah stabil dan temperaturnya tidak cukup tinggi. Bagian ini akhirnya membentuk planet-planet yang mengorbit bintang seperti bumi kita yang mengorbit matahari.

* Pada saat bumi terbentuk, sekitar 5 milyar tahun yang lalu, temperaturnya sangat tinggi dan tidak memiliki atmosfir. Setelah agak lama barulah temperatur bumi menurun dan atmosfir mulai terbentuk karena adanya emisi gas dari batu-batuan di atas permukaan bumi. Namun, atmosfir pertama ini bukanlah atmosfir yang dapat mendukung kehidupan seperti saat ini, karena atmosfir bumi mula-mula terdiri dari gas-gas beracun seperti Hidrogen Sulfida. Untungnya beberapa makhluk primitif yang ada saat itu membutuhkan gas-gas tersebut untuk bernafas dan menghasilkan Oksigen sebagai gas buangan ke permukaan bumi, sehingga permukaan bumi akhirnya dipenuhi oleh gas Oksigen. Karena gas Oksigen sendiri merupakan racun bagi makhluk primitif ini, sebagian besar dari mereka akhirnya punah secara alami, sedangkan sebagian lagi dapat menyesuaikan diri dengan mengkonsumsi Oksigen sebagai kebutuhan hidupnya.

* Masalah yang Dihadapi Teori Big Bang

Teori Big Bang standar (Standard Big Bang atau SBB) berhasil membangun hubungan antara jarak bintang dengan besar pergesaran merah yang teramati, serta dapat menjelaskan berlimpahnya elemen-elemen ringan seperti Helium, Deuterium, dan Lithium. Untuk menjelaskan fenomena-fenomena tersebut SBB hanya memerlukan satu konstanta sebagai input yaitu rasio antara kerapatan baryon dengan kerapatan foton di alam semesta saat ini. Namun yang paling penting sekali adalah SBB berhasil meramalkan keberadaan distribusi radiasi benda hitam dari CMB yang berhasil dikonfirmasi dengan akurasi yang sangat tinggi.

* Di balik semua kesuksesan itu teori SBB ternyata memiliki cacat. Teori SBB tidak dapat menjelaskan mengapa radiasi CMB sangat isotropik. SBB juga menghadapi masalah yang dikenal sebagai problem horizon, yaitu jarak maksimal yang dapat ditempuh cahaya setelah ledakan jauh lebih kecil dibandingkan dengan jarak gelombang mikro dari foton yang teramati pada temperatur yang sama (dengan kata lain, ukuran alam semesta pada saat itu yang terlihat dari masa sekarang jauh lebih besar dari ukuran yang dapat ditempuh cahaya setelah terjadinya Big Bang). Disamping itu, bagi teori SBB fenomena alam semesta yang cenderung flat (fenomena yang memperlihatkan kecenderungan alam semesta untuk terus berkembang) juga masih merupakan misteri. Problem lain adalah SBB secara internal tidak konsisten karena SBB bersandar pada asumsi bahwa materi merupakan zat alir ideal atau fluida klasik, padahal semua ilmuwan tahu bahwa pada temperatur sangat tinggi penjelasan materi sebagai gas ideal klasik tidak lagi valid.

Karena Teori Medan Quantum (Quantum Field Theory atau QFT) merupakan satu-satunya teori yang berlaku pada energi (temperatur) sangat tinggi, maka solusi problem terakhir adalah melalui modifikasi SBB dengan QFT. Masuknya QFT pada kosmologi Big Bang ternyata memberi jalan pada penemuan skenario inflasi alam semesta yang mempostulatkan bahwa pada suatu masa alam semesta mengalami pengembangan secara eksponensial. Pada masa ini energi materi disimpan dalam bentuk lain dan dilepas sebagai energi termal di akhir proses inflasi.

* Skenario inflasi tentu saja dapat menyelesaikan problem horizon karena ukuran alam semesta setelah inflasi konsisten dengan kerucut cahaya masa lampau (ukuran alam semesta di masa lampau dilihat dari masa sekarang). Selain itu skenario inflasi juga dapat menyelesaikan masalah flatness karena pada masa inflasi entropi semesta bertambah dengan faktor yang sangat besar yang pada akhirnya mendorong alam semesta untuk mengambil bentuk flat. Pembuktian secara akurat diperoleh dengan menggunakan persamaan Friedmann-Robertson-Walker, yang merupakan kasus khusus dari persamaan Einstein dalam teori relativitas umum.

* Masalah Pada Saat Penciptaan

Mungkin, masalah yang paling fundamental dalam teori Big Bang adalah masalah penciptaan atau pada saat alam semesta berusia 0 detik. Seperti sudah dijelaskan di atas, pada saat itu teori Big Bang meramalkan kondisi singularitas yang tidak dapat diakses dengan teori fisika semutakhir apa pun. Namun, kalau pun kita mengabaikan kondisi ini, teori penciptaan alam semesta tampaknya tidak dapat diterima oleh fisika karena menyalahi aturan fisika yang paling fundamental, kekekalan energi. Hukum kekekalan energi merupakan dasar fisika dan belum pernah ada bukti-bukti eksperimen eksplisit bahwa hukum kekekalan energi ini dilanggar. Jika pada saat sebelum alam semesta tercipta tidak terdapat apa-apa sedangkan saat ini kita dapat mengamati alam semesta yang maha luas, maka hukum kekekalan energi telah dilanggar sebesar massa semesta dikalikan dengan kuadrat kecepatan cahaya, E = mc2 , sesuai dengan teori Einstein. Di manakah letak solusinya?

* Sebagian ilmuwan berpendapat bahwa energi total alam semesta tetap nol. Energi yang berasal dari massa alam semesta adalah energi positif, sedangkan energi yang mengikat alam semesta akibat gaya tarik menarik gravitasi yang dialami oleh setiap partikel merupakan energi negatif. Kedua jenis energi tersebut saling menghilangkan, sehingga energi total semesta tetap nol sesuai dengan kondisi sebelum alam semesta diciptakan. Pendapat ini juga mendukung adanya materi yang tidak terdeteksi yang tersebar di alam semesta yang disebut materi gelap (dark matter).

Untuk menjawab masalah penciptaan materi dari keadaan ‘tidak ada’ menjadi ‘ada’ ilmuwan berpaling pada teori kuantum. Di dalam teori kuantum keadaan ‘tidak ada’ ini dikenal dengan istilah vacuum, suatu keadaan yang ternyata tidak kosong sama sekali namun terdiri dari dinamika penciptaan dan pemusnahan partikel serta anti-partikel dalam waktu yang sangat singkat. Mengapa partikel dan anti-partikel dapat diciptakan dari sesuatu yang tidak ada dan keduanya dapat dimusnahkan tanpa ada bukti sisa radiasi anihilasi? Jawabannya adalah melalui ketidakpastian Heisenberg yang menyatakan bahwa ketidakpastian pengukuran energi berbanding terbalik terhadap ketidakpastian waktu pengukuran dengan konstanta Planck sebagai konstanta pembanding. Ketidakpastian Heisenberg secara implisit memperbolehkan pelanggaran energi dalam suatu sistem asalkan waktu pelanggaran sangat singkat, semakin besar pelanggaran energi semakin singkat waktu yang diperbolehkan. Dengan demikian keadaan vacuum terdiri dari lautan partikel dan anti-partikel yang eksis dan musnah dalam waktu sangat singkat. Fluktuasi vacuum ini juga mengakibatkan black hole (lubang hitam) bersifat tidak ‘benar-benar hitam’ karena ia dapat menarik partikel sambil meradiasikan anti-partikel dari dalam vacuum.

* Setelah terjadinya Big Bang jumlah partikel dan anti-partikel sama banyaknya. Keduanya dapat bergabung menjadi radiasi dan sebaliknya radiasi dapat menghasilkan pasangan partikel dan anti-partikel. Mengapa saat ini yang teramati di alam semesta hanyalah materi, atau dengan kata lain ke mana perginya anti-materi?

Eksperimen dan teori fisika telah berhasil membuktikan bahwa alam semesta beserta isinya memperlihatkan sifat simetri dengan cacat yang sangat kecil. Pada saat terjadi kesetimbangan termal antara pasangan partikel dan anti-partikel dengan radiasi, tidak semua proton beranihilasi dengan anti-proton dan sebaliknya tidak semua radiasi menghasilkan pasangan partikel dan anti-partikel. Cacat simetri yang sangat kecil ini akhirnya meninggalkan lebih banyak materi dibandingkan dengan anti-materi, sehingga alam semesta yang terlihat sekarang disusun sepenuhnya oleh materi. Beberapa jenis anti-partikel yang teramati di ruang angkasa diperkirakan berasal dari reaksi nuklir yang berasal dari bintang-bintang tertentu.

* Nasib Alam Semesta di Masa Mendatang

Jauh sebelum CMB terdeteksi oleh Penzias dan Wilson, seorang ilmuwan Rusia bernama Alexander Friedmann mencatat kekeliruan Einstein pada persamaan relativitas umumnya. Sementara Einstein dan para fisikawan lain sibuk memodifikasi persamaan gravitasi untuk membuat alam semesta bersifat statik, Friedmann mengajukan dua asumsi sederhana tentang alam semesta. Pertama: alam semesta terlihat sama ke arah mana pun kita memandang. Kedua: hal tersebut benar dari mana pun kita memandang alam semesta. Untuk skala manusia tentu saja asumsi ini terlihat terlalu ceroboh, namun untuk skala milyaran galaksi simulasi-simulasi komputer saat ini memperlihatkan kebenarannya. Dari kedua asumsi tersebut Friedmann memperlihatkan bahwa alam semesta haruslah berkembang. Bahkan pada tahun 1922 ia dapat meramalkan secara akurat apa yang akhirnya ditemukan oleh Hubble pada tahun 1928.

* Dalam pemikiran Friedmann ada tiga kemungkinan (model) yang akan terjadi pada alam semesta di masa mendatang. Kemungkinan pertama adalah alam semesta bersifat tertutup (closed universe). Kemungkinan ini terjadi jika gaya gravitasi yang dihimpun oleh semua galaksi relatif sangat kuat, sehingga mampu untuk menekuk ruang (space) menjadi bentuk seperti permukaan sebuah bola jika kita bayangkan alam semesta hanya terdiri dari dua dimensi. Untuk model ini alam semesta akan berhenti berkembang pada suatu masa dan gaya gravitasi akan kembali menyatukan semua galaksi menuju ke satu titik. Apa yang terjadi kemudian adalah kehancuran semesta yang dikenal dengan istilah Big Crunch atau kebalikan dari Big Bang.

Kemungkinan kedua adalah gaya gravitasi terlalu lemah untuk mengatasi proses pengembangan alam semesta sehingga alam semesta akan terus menerus berkembang dengan cepat dan selamanya.

* Kemungkinan yang terakhir akan terjadi jika proses pengembangan alam semesta tidak terlalu cepat namun hanya cukup untuk mengeliminasi gaya gravitasi, sehingga alam semesta berkembang menuju ukuran tertentu dan kecepatan pengembangannya berkurang sedikit demi sedikit menuju nol. Pada kasus ini alam semesta dikatakan bersifat flat.

Dari ketida model tersebut mana yang paling mungkin menurut para ilmuwan? Karena peluang untuk setiap model sangat bergantung pada laju berkembangnya semesta serta besar gaya gravitasi yang dimilikinya, maka informasi tentang kerapatan rata-rata alam semesta sangat menentukan. Jika kerapatan rata-rata ini lebih kecil dari suatu nilai kritis maka alam semesta akan terus berkembang untuk selamanya. Namun jika sebaliknya maka kehancuran alam semesta akan terjadi melalui proses Big Crunch.

* Hingga saat ini hasil pengukuran dan perhitungan kebanyakan mengarah pada nilai kritis yang berarti bahwa alam semesta cenderung untuk bersifat flat. Meski demikian, banyak ketidakpastian yang harus diperhitungkan para ilmuwan. Salah satu dari yang paling membingungkan para ilmuwan adalah pada pengukuran konstanta Hubble, suatu konstanta yang menghubungkan antara jarak bumi-bintang dengan pergeseran merah (red shift) bintang tersebut. Konstanta Hubble yang banyak diyakini oleh para astronom saat ini menghasilkan usia alam semesta pada kerapatan kritis sekitar 10 milyar tahun. Kontrasnya, pengukuran memperlihatkan bahwa usia bintang tertua dalam galaksi kita paling tidak telah 14 milyar tahun. Wajar saja jika perdebatan yang sangat sengit masih mewarnai masalah ini.

Bagi kita sendiri, sebagai manusia yang hidup di masa kini, model mana yang mungkin terjadi tidak akan menjadi masalah. Meski alam semesta keesokan hari mulai mengkerut menuju kehancuran, waktu yang dibutuhkan tentulah paling tidak 10 milyar tahun lagi. Pada saat itu tentu saja seluruh manusia dan peradabannya di permukaan bumi telah lama punah karena matahari sudah kehabisan bahan bakar. Kecuali, seperti kata Stephen Hawking dalam bukunya A Brief History of Time, jika manusia sudah mengkoloni tatasurya atau galaksi-galaksi lain yang masih memungkinkan berjalannya kehidupan. Jika kasus terakhir ini terjadi maka manusia-manusia di akhir zaman akan dapat “menikmati” perubahan warna langit menjadi merah lalu membara dan terang benderang karena peningkatan temperatur menuju ke tak hingga.

* Apa yang akan terjadi setelah Big Crunch tidak ada yang tahu, karena apa yang terjadi setelah keadaan singularitas tidak dapat diprediksi dengan menggunakan pengetahuan manusia saat ini. Namun jika alam semesta ini terus berkembang, maka ia akan menuju ke temperatur nol absolut. Alam semesta akan terus menerus mendingin dan mati karena tidak ada lagi proses transfer energi yang merupakan prinsip dasar dari kehidupan.

Read More