Dunia Dalam Dunia
(World Within World)
(Oleh: Siti Ansoriyah, Afnita, dan Ratna Danyati)
Ada tujuh pembentuk dasar kristal yang mempunyai aneka
warna, kristal merupakan hal yang pertama dalam dunia fisika. Dari bermacam
kristal, ada bentuk yang paling sederhana yaitu garam. Garam merupakan gabungan
dua elemen yang dinamakan sodium dan
klorine. Sodium dan klorine ini ada dalam satu
keluarga. Sodium berada dalam satu
keluarga metal alkaline sedangkan klorine dalam hologen aktif. setiap zat mengandung partikel-partikel terkecil yang menyusun zat
tersebut. Misalnya, butiran-butiran gula pasir yang terlihat oleh mata kita
bukanlah partikel-partikel terkecil dari gula pasir tersebut. Partikel terkecil
dari gula pasir tak dapat kita amati secara langsung dengan mata bahkan dengan
bantuan mikroskop paling canggih sekalipun. Jadi, seperti apakah bentuk
partikel terkecil suatu zat itu? Sampai saat ini, para ahli ilmu pengetahuan
alam belum ada yang mengetahuinya. Namun, mereka telah berupaya mengembangkan
beragam model dari bentuk partikel terkecil suatu zat berdasarkan data yang
mereka kumpulkan. Setiap zat yang berbeda mengandung komposisi partikel
terkecil yang berbeda pula. Misalnya, logam besi disusun oleh partikel-partikel
terkecil yang berbeda dengan partikel-partikel terkecil yang menyusun kalsium.
Contoh lainnya, air mengandung partikel-partikel terkecil yang berbeda dengan
partikel-partikel terkecil yang menyusun garam dapur.
Dmitri Ivanovich
Mendeleev pernah mengunjungi pertambangan garam di Wilieczka pada tahun 1859. Beliau
mempunyai keingintahuan mengenai elemen-elemen, sedangkan menurut Jhon Dalton
pada tahun 1805 mengungkapkan bahwa setiap elemen memiliki karakteristik berat
atom.
Keberadaan partikel terkecil yang
menyusun materi, diajukan pertama kali oleh
dua orang ahli filsafat Yunani, yaitu Leucippus dan Democritus sekitar 450
tahun sebelum Masehi. Kedua orang tersebut menyatakan bahwa semua materi
disusun oleh partikel-partikel yang sangat kecil sekali dan tak dapat
dibagi-bagi lagi yang disebut atom.
Penelitian
Mendeleev dimulai dengan kolom pertama yaitu elemen lithieum. Elemen berikutnya
dalam urutan berat atom yaitu sodium, selanjutnya kolom kedua yaitu magnesium,
alumunium, silikon, posphor, sulfur, klorine. Hal ini membuktikan bahwa adanya
unsur dalam berat atom bukan karena kebetulan, tetapi secara sistematis. Kolom
ketiga adalah potasium, kemudian kalsium. Mendeleev telah menemukan bukti kunci
diantara elemen tersebut, bahwa antara satu elemen dengan elemen lainnya
mempunyai hubungan atau keluarga.
Mendeleev
meneliti berat atom dalam kolom tersebut, dan kesamaan keluarga yang ada dalam
deretan berat atom tersebut. Beliau meramalkan bahwa keluarga yang ada dalam
deretan berat atom memiliki sifat-sifat yang sesuai dengan kumpulan keluarga.
Berat atom mungkin dapat diukur dalam kerumitannya, didalamnya ada yang
tersembunyi yaitu struktur internal. Atom memiliki beberapa bagian-bagian
konstituen tetapi atom tidak dapat terbagi. Atom berasal dari bahasa Yunani, yakni atomos (a berarti tidak dan tomos
berarti terbagi). Telah disinggung sebelumnya bahwa hingga saat ini manusia
belum ada yang mampu melihat partikel terkecil dari zat secara langsung maupun
dengan bantuan alat mikroskop tercanggih sekalipun. Dengan demikian, bentuk
atom itu belum pernah ada yang mengetahuinya.
Dunia dalam
dunia tentang atom, menginspirasi para seniman. Seni modern dimulai pada saat
yang sama dengan ilmu fisika modern. Para pelukis terinspirasi dengan adanya
kelompok kristal, para pelukis tersebut melihatnya sebagai sebuah desa diatas
bukit. Ada perbedaan yang jelas antara kerja seni dan kerja ilmiah, dalam kerja
seni seorang pelukis melukis dunia ke dalam potongan-potongan dan dilukis
kembali dengan kanvas yang sama. Sedangkan kerja ilmiah, ilmuan berpikir ketika
sedang melakukan penelitian dan percobaan.
Abad ke 20
pioner ilmu fisika Niels Bohr mengemukakan sebuah kalimat bahwa “setiap kalimat yang saya ucapkan
jangan anda anggap sebagai pernyataan tetapi harus anda anggap pertanyaan”.
Bohr mengungkapkan bahwa atom berada dalam nukleus, dan elektron mengelilingi
orbitnya, hal ini sama dengan planet-planet mengelilingi matahari. Bohr
mengungkapkan bahwa bagian dalam atom tidak dapat dilihat, tetapi didalamnya
ada jendela yang dinamakan spectrum atom. Masing-masing spektrum atom sebagai
suatu energi lepas, ketika elektron dalam atom hydrogen berlompatan dari satu
orbit luar menuju orbit dalam. Selama elektron dalam atom hydrogen tetap dalam
satu orbit, elektron tersebut tidak membuang energi.
Niels Bohr
mendapatkan hadiah nobel tentang
penemuannya, beliau mengatakan bahwa apa yang ada di bawah dunia yang dapat
dilihat adalah sebuah imajinasi dalam kata-kata puitis, ketika kita melangkah,
kita berada dalam dunia dimana perasaan kita tidak mengalaminya. Manusia yang
maju adalah manusia yang sintesis yang membutuhkan suatu usaha yang mendalam
dengan menganalisis, kemudian dikembangkan, itulah dunia dalam dunia. Ketika
atom ditemukan, nampaknya atom mungkin memiliki pusat yang tidak dapat dilihat,
pendapat tersebut kemudian berubah bahwasanya nukleus yang ada ditengah atom
bukan hanya sekedar fragmen saja.
James Chadwick
pada tahun 1932 membuktikan bahwa inti atom terdiri dari dua jenis partikel
yaitu proton listrik positif, dan partikel nonlistrik yang disebut netron.
Kedua partikel tersebut sama dalam massanya, sama berat atomnya dan hanya
hidrogen yang paling sederhana yang tidak mengandung neutron, dan hanya dalam
satu proton. Neutron tidak memilki kekuatan listrik, neutron dapat dibakar
kedalam inti atom tanpa adanya gangguan listrik.
John Dalton (1766–1844) yang
merupakan seorang guru kimia dari Inggris, pada 1808 mengajukan pemikiran
tentang partikel terkecil yang menyusun materi tersebut. Adapun intisari dari
pemikiran John Dalton mengenai atom tersebut, yaitu: a. Setiap unsur terdiri
atas partikel-partikel terkecil yang tak dapat dibagi-bagi lagi, disebut atom.
b. Semua atom dari unsur yang sama memiliki ukuran dan massa yang sama.
Atom-atom dari unsur yang berbeda memiliki massa yang berbeda pula. Dengan
demikian, banyaknya macam atom sama dengan banyaknya macam unsur. c. Atom-atom
tidak dapat dirusak. Atom-atom tidak dapat dimusnahkan atau diciptakan melalui
reaksi kimia. d. Melalui reaksi kimia, atom-atom dari pereaksi akan memiliki
susunan yang baru dan akan saling terikat satu sama lain dengan rasio atau
perbandingan bilangan tertentu.
Pemikiran dari Dalton mengenai atom di atas dikenal
dengan istilah model atom Dalton. Dengan pemikiran Dalton mengenai atom
tersebut maka dapat dikatakan bahwa beragam (ribuan bahkan sampai jutaan)
zat-zat yang ada di alam sebenarnya berasal dari partikel-partikel terkecil
unsur (atom) yang jumlahnya relatif sangat sedikit (lihat jumlah macam unsur
yang terdapat dalam sistem periodik unsur. Seringkali atom dari unsur yang
berbeda diberi warna yang berbeda. Misalnya, warna atom karbon diberi warna
hitam sementara atom oksigen diberi warna merah, seperti ditunjukkan pada
Gambar 7.2. Pewarnaan ini bukanlah warna dari atom itu sendiri. Pewarnaan yang
berbeda hanya untuk menunjukkan bahwa atom tersebut berasal dari unsur yang
berbeda. Harus diingat bahwa atom-atom dalam keadaan menyendiri atau tunggal
tidak memiliki sifat-sifat tertentu, seperti warna, wujud, massa jenis, daya
hantar listrik, titik didih, titik leleh, dan sebagainya. Sifat-sifat itu baru
muncul jika atom-atom dalam jumlah besar bergabung membentuk kumpulan atom
dengan cara-cara tertentu, contohnya adalah grafit dan intan. Kedua zat
tersebut memiliki sifat yang berbeda, intan sangat keras dan tembus pandang,
sedangkan grafit bersifat lunak, hitam, dan tidak tembus pandang. Kedua zat
tersebut memiliki sifat yang berbeda, namun keduanya dibentuk oleh atom dari
unsur yang sama, tetapi dengan cara-cara berikatan yang berbeda. Atom yang
dimaksud di sini adalah atom karbon. Jika keduanya dibakar maka kedua zat
tersebut akan menghasilkan zat yang sama, yaitu karbon dioksida (CO2). Secara
umum, dapat dikatakan bahwa cara atom-atom berikatan ikut menentukan sifat dari
zat yang dibentuk. Dalam grafit, terlihat pada Gambar 7.3, bahwa atom-atom
karbon membentuk lapisan-lapisan tersendiri. Dalam setiap
Unsur-unsur logam seperti natrium, kalsium, tembaga,
emas, dan besi dalam keadaan bebasnya atau tidak bersenyawa dengan unsur lain,
tersusun atas partikel terkecil materi yang termasuk ke dalam golongan atom.
Jadi, sepotong logam besi disusun oleh atom-atom besi yang memiliki struktur
atau pola tertentu
Selain unsur logam, ada juga unsur-unsur bukan logam
yang dalam keadaan bebasnya (dalam keadaan tidak bersenyawa dengan unsur lain)
tersusun atas atom-atom. Misalnya, unsur-unsur dari golongan gas mulia helium
(He), neon (Ne), argon (Ar), kripton (Kr), xenon (Xe), dan radon (Rn).
Unsur merupakan suatu tabel yang berisi daftar semua
unsur yang sudah dikenal atau diketahui keberadaannya. Pada tabel sistem
periodik unsur, tercantum 118 macam unsur yang sudah berhasil diidentifikasi
keberadaannya oleh para ahli. Unsur-unsur tersebut berada dalam keadaan bebas
ataupun senyawanya di alam bahkan juga unsur-unsur yang hanya ada di
laboratorium saja. Setiap kolom dalam sistem periodik unsur diberi istilah
golongan. Dalam setiap golongan hanya terdapat satu golongan unsur. Dalam satu
golongan, unsur-unsur akan disusun sesuai dengan kenaikan nomor massa.
Unsur-unsur golongan utama diberi tambahan simbol A di belakang nomor
golongannya, misalnya IA, IIA, IIIA, dan seterusnya (perhatikan Gambar 7.5).
Alam
bekerja melalui serangkaian tahapan, seperti atom membentuk molekul-molekul,
molekul membentuk basa, basa membentuk asam amino, asam amino membentuk
protein, dan protein bekerja dalam sel. Tahapan bintang-bintang pun begitu
juga, dari bintang-bintang sederhana, menjadi bintang-bintang yang rumit, terus
meningkat setahap demi setahap.
Evolusi
merupakan pendakian dari yang semula sederhana sampai pada tahap yang rumit.
Kita harus dapat memahami bahwa tidak hanya kehidupan saja yang mengalami
kesulitan atau permasalahan, alam yang ada di duniapun demikian pula.
Kita tidak
dapat mencetak kembali proses-proses dalam bintang secara keseluruhan, tetapi
kita tidak dapat memiliki suhu yang sangat besar yang dibutuhkan untuk
menyatukan elemen-elemen tersebut. Ilmu fisika di abad 20 merupakan pekerjaan
dari imajinasi, pemikiran, riset manusia. Mendeleev yang membuat kartu-kartu
elemen, J.J Thomson yang mengubah keyakinan orang-orang Yunani bahwa atom itu
tidak dapat dilihat, Rutherford yang merubahnya ke dalam sistem planet, dan
Bohr yang membuat model atom. Chandwick yang menemukan neutron, dan Fermi yang
menggunakannya untuk membuka dan memindahkan inti atom. Orang-orang inilah yang
menentang pemujaan, penemu pertama konsep-konsep baru. Max Planck yang
memberikan energi sifat atom, Ludwig Bolzman yang berjasa mengenai atom dunia
dalam dunia. Bolzman adalah manusia luarbiasa yang merupakan orang pertama
pengikut Darwin. Inilah dunia dalam dunia, bahwa dibalik kehidupan fisik atau
luar ternyata ada sesuatu yang tersembunyi.
Referensi:
Bronowsky,
J. 1973. The Ascent of Man. Boston:
Little, Brown and Company.
Rachmat,
Aceng., dkk. 2011. Filsafat Ilmu Lanjutan.
Jakarta: Kencana.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar