“𝗧𝗵𝗲 𝗙𝗼𝘂𝗿 𝗙𝘂𝗻𝗱𝗮𝗺𝗲𝗻𝘁𝗮𝗹 𝗙𝗼𝗿𝗰𝗲𝘀 𝗼𝗳 𝗡𝗮𝘁𝘂𝗿𝗲”

(I) Bisakah kita terus-menerus tanpa akhir memotong sesuatu benda menjadi potongan yang kecil-kecil ?

(II) Ataukah pada akhirnya kita akan melihat potongan terkecil yang tidak dapat lagi dipotong ?

Pandangan kedua ini pada dahulu kala disebut sebagai “Atomism”, yang sudah dipikirkan oleh seorang Filsuf dari Yunani bernama Democritus (460–370 SM), dia menganggap bahwa Semua materi terdiri dari partikel-partikel kecil yang tidak bisa dibagi, materi tersebut dibagi menjadi bagian yang lebih kecil kemudia terus dibagi lagi hingga sampai pada bagian yang tidak bisa dihancurkan/dibagi lagi yang disebut sebagai Atom (Atomos = Tak Terbagi).

Sampai saat ini para ilmuwan terus bekerja dan menentukan mana yang benar di antara kedua pilihan di atas, karena di balik itu tersimpan pertanyaan yang lebih dalam lagi :

Apakah penyusun dasar benda-benda di alam semesta ini ?

Ilmu Pengetahuan yang meneliti penyusun dasar benda-benda yang dibicarakan diatas adalah Fisika Partikel. Penelitian selama sekitar kurang lebih 2 abad terakhir nampaknya menunjukkan bahwa alam semesta kita ini tersusun atas berbagai Partikel atau Zarah. Penelitian terus berlangsung untuk mengetahui zarah apa saja yang menyusun alam semesta ini dan bagaimana mereka saling berinteraksi.

Kita kini telah memiliki apa yang dinamakan oleh para fisikawan sebagai “Model Standar” Fisika Partikel, yaitu sebuah Kompilasi Teori yang saling Konsisten satu sama lain dengan didukung oleh Fakta-fakta yang ditemukan dalam berbagai Eksperimen.

Standard Model of Elementary Particles

Zarah di alam semesta ini berinteraksi melalui gaya-gaya yang dinamakan sebagai Gaya Fundamental. Menurut Model Standar ada empat gaya fundamental yang bekerja di alam semesta ini. Dari gaya terlemah hingga yang terkuat, keempat gaya itu adalah Gaya Gravitasi, Gaya Nuklir Lemah, Gaya Elektromagnetik, dan Gaya Nuklir Kuat.

In the Beginning,

Sesaat setelah Bigbang, 4 Gaya Fundamental ini adalah Satu.

Theory of Everything (TOE) adalah teori yg berusaha menjelaskan penyatuan 4 gaya ini.

Seiring berjalannya waktu, Gravitasi berpisah, menyisakan 3 gaya lainnya : Gaya Nuklir Kuat, Elektromagnetik, dan Gaya Nuklir Lemah.

Grand Unified Theory (GUT) adalah teori yg menjelaskan penyatuan 3 gaya fundamental ini. Teori ini diusulkan oleh Georgi, Sheldon Glashow, Abdus Salam, dan Jogesh Pati

Lalu Gaya Nuklir Kuat pun memisahkan diri, tersisalah Gaya Lemah dan Gaya Elektromagnetik.

Penyatuan kedua gaya ini (Elektromagnetik dan Nuklir Lemah) di atur dalam Teori ElectroWeak oleh : Sheldon Glashow, Abdus Salam dan Steven Weinberg. Mereka mendapat hadiah nobel tahun 1979 karena teori ini.

Seiring berjalanya waktu, suhu semesta semakin dingin, maka Gaya Lemah dan Gaya Elektromagnetik pun memisahkan diri.

Gaya Gravitasi adalah gaya yang timbul dari adanya massa, dan dirasakan oleh objek yang juga punya massa. Gaya inilah yang menyebabkan Bulan mengorbit Bumi, Bumi mengorbit Matahari, dan bintang-bintang terikat dalam satu sistem yang dinamakan Galaksi. Gaya grativasi juga lah yang menyebabkan kenapa kita jatuh ke bawah dan kenapa tidak terlempar dari permukaan Bumi. Kita juga memanfaatkan gaya gravitasi dalam mekanika klasik, membangun roket, membangun jembatan, gedung, rumah, mengatur trajektori satelit, mekanika pesawat terbang, bahkan pembangkitan energi seperti PLTA atau Hydroelectric Plant.

Kekuatan gaya ini sangat lemah dan hanya bisa diukur apabila melibatkan massa yang jauh lebih besar daripada massa atom. Namun apabila dibandingkan dengan tiga gaya lainnya, Gravitasi adalah gaya jarak jauh yang dapat bekerja hingga jarak yang jauh sekali. Inilah gaya yang mengikat alam semesta dan menyebabkan Galaksi tidak cerai-berai (Bukan seperti hubungan kalian, hehe).

Gaya Elektromagnetik adalah gaya yang bertanggung jawab terhadap adanya listrik dan praktis terhadap adanya teknologi modern yang kita gunakan. Gaya elektromagnetik menjaga elektron tetap mengorbit inti atom, menjaga atom-atom dalam molekul saling terikat, dan ia juga bertanggungjawab terhadap fenomena kemagnetan dan juga menjelaskan kenapa ada sinar matahari, sinar-x, sinar gamma, gelombang radio, ataupun sinar ultraviolet. Hampir semua fenomena dalam kehidupan sehari-hari kita dapat dijelaskan oleh interaksi elektromagnetik di antara partikel. Gaya ini hanya bekerja apabila ada muatan listrik, oleh karena itu lepton yang tidak bermuatan seperti neutrino tidak dipengaruhi oleh adanya medan listrik.

Gaya nuklir lemah mengubah satu jenis quark menjadi jenis yang lain. Dengan demikian gaya inilah yang menyebabkan sebuah Proton dapat berubah menjadi Neutron dengan berubahnya sebuah Quark atas menjadi Quark bawah, dan begitu juga sebaliknya: Neutron berubah menjadi Proton karena sebuah Quark bawah berubah menjadi Quark atas. Karena gaya ini bertanggung jawab terhadap perubahan dalam Inti Atom, maka Gaya Nuklir lemah menjelaskan Fenomena Radioaktivitas dan Peluruhan.

Nah ini adalah Gaya paling kuat di alam semesta, yaitu Gaya Nuklir Kuat. Gaya yang menjaga Proton dan Neutron tetap saling menyatu membentuk Inti Atom. Proton dan Elektron bermuatan masing-masing positif dan negatif. Muatan yang berbeda akan tarik-menarik, sementara muatan yang sama akan saling tolak-menolak. Semakin kecil jarak antara keduanya, semakin besar juga gaya tolak-menolak maupun tarik-menariknya. Dalam Inti Atom, sejumlah Proton berkumpul bersama dalam jarak yang sangat dekat, dan dengan demikian menghasilkan gaya tolak yang luar biasa kuat. Namun mengapa inti atom tidak tercerai-berai? Jawabannya adalah karena ada gaya yang lebih kuat lagi yang menjaga inti atom tetap menyatu, yaitu Gaya Nuklir Kuat. Gaya ini hanya bekerja efektif dalam Skala Subatomik dan lebih jauh itu kekuatannya berkurang jauh dan kalah kuat oleh gaya-gaya lain yang bekerja lebih baik pada jarak yang lebih besar. Oleh karena itu Gaya Nuklir kuat hanya dialami oleh Quark, sementara Lepton terlalu besar ukurannya untuk dapat dipengaruhi oleh Gaya ini.

4 GAYA FUNDAMENTAL DAN TEORI TERKAIT :

𝗚𝗿𝗮𝘃𝗶𝘁𝗮𝘀𝗶 → 𝗥𝗲𝗹𝗮𝘁𝗶𝘃𝗶𝘁𝗮𝘀 𝗨𝗺𝘂𝗺
𝗘𝗹𝗲𝗸𝘁𝗿𝗼𝗺𝗮𝗴𝗻𝗲𝘁𝗶𝗸 → 𝗛𝘂𝗸𝘂𝗺 𝗠𝗮𝘅𝘄𝗲𝗹𝗹, 𝗟𝗮𝗹𝘂 𝗽𝗮𝗱𝗮 𝗸𝗼𝗻𝗱𝗶𝘀𝗶 𝗥𝗲𝗹𝗮𝘁𝗶𝘃𝗶𝘀𝘁𝗶𝗸 𝗺𝗲𝗻𝗷𝗮𝗱𝗶 𝗤𝘂𝗮𝗻𝘁𝘂𝗺 𝗘𝗹𝗲𝗰𝘁𝗿𝗼𝗱𝘆𝗻𝗮𝗺𝗶𝗰𝘀 (𝗤𝗘𝗗)
𝗚𝗮𝘆𝗮 𝗡𝘂𝗸𝗹𝗶𝗿 𝗸𝘂𝗮𝘁 → 𝗤𝘂𝗮𝗻𝘁𝘂𝗺 𝗖𝗵𝗿𝗼𝗺𝗼𝗱𝘆𝗻𝗮𝗺𝗶𝗰𝘀 (𝗤𝗖𝗗)
𝗚𝗮𝘆𝗮 𝗡𝘂𝗸𝗹𝗶𝗿 𝗹𝗲𝗺𝗮𝗵 → 𝗤𝘂𝗮𝗻𝘁𝘂𝗺 𝗙𝗹𝗮𝘃𝗼𝘂𝗿𝗱𝘆𝗻𝗮𝗺𝗶𝗰𝘀 (𝗤𝗙𝗗) 𝘁𝗮𝗽𝗶 𝗹𝗲𝗯𝗶𝗵 𝘀𝗲𝗿𝗶𝗻𝗴 𝗱𝗶𝘀𝗲𝗯𝘂𝘁 𝗱𝗲𝗻𝗴𝗮𝗻 𝗘𝗹𝗲𝗰𝘁𝗿𝗼𝘄𝗲𝗮𝗸 𝗧𝗵𝗲𝗼𝗿𝘆 (𝗘𝗪𝗧)

Ketiga gaya terakhir itu, QED/Maxwell, QFD/EWT, dan QCD di ramu dalam sebuah Framework bernama Model Standard/Standard Model (Yang Sudah dijelaskan diatas).

Secara prinsip, Interaksi antar Partikel Elementer sejatinya yaitu pertukaran Partikel Boson diantara Fermion yg berinteraksi.

Pada QCD, Interaksi antara Quark dimediasi oleh Boson Gluon. Massa Gluon adalah Nol (Zero).

Pada QED, Interaksi Elektromagnetik dimediasi oleh Boson Foton, bermassa Nol (Zero).

Namun, pada QFD/EWT, Interaksi antara Quark (Quark dengan Flavour tertentu berubah menjadi Flavour lain) dimediasi oleh Boson W+, W-, dan Z Boson, yang massanya jauh di atas Massa Proton dan Neutron.

General Relativity: Einstein’s Theory

Gravitasi ini dijelaskan dengan sangat Elegan oleh Teori Relativitas Umum. Karena 3 Gaya yang lain (EM, Strong, Weak) adalah Domain Mekanika Kuantum. Sedangkan Gaya Gravitasi Domain Relativitas Umum.

Menyatukan Kedua teori ini tidaklah mudah karena Incompatibilitas keduanya baik Matematis maupun Konseptual. Relativitas Umum adalah Teori Ruang Waktu dan Materi dengan asumsi Struktur Ruang Waktu yg Smooth dan Deterministik. Sedangkan, Mekanika Kuantum adalah Teori mengenai Materi pada Skala Mikro dengan asumsi Ruang Waktu tidak Smooth alias banyak Fluktuasi, dan bersifat Probabilitas.

Maka, Lubang hitam atau Singularitas Bigbang adalah 2 tempat yang diharapkan Cukup Ideal untuk menyatukan keduanya menjadi Theory of Everything (TOE), Quantum Gravity, Superstring Theory, M-Theory, E8-Theory, dll.

Gaya Nuklir Lemah memiliki keunikan tersendiri, yakni partikel pembawa Gayanya memiliki Massa. Gaya nuklir lemahlah yang menyebabkan sebuah Neutron bermutasi menjadi Proton dengan mengubah flavour Quark didalamnya, dan menghasilkan Elektron serta Elektron Antineutrino.

Karena Gaya Nuklir Lemah inilah muncul Fenomena Radioaktif such as Beta Decay. Dan fenomena Radioaktif di dalam Lapisan Bumi, berkontribusi memanaskan Mantel Bumi. Tanpa Mantel Bumi yang panas, tidak akan ada konveksi, tanpa adanya konveksi panas di perut bumi, tidak akan ada Pergeseran Lempeng Bumi, tanpa Pergeseran Lempeng Bumi, tidak akan ada Gempa Bumi, tidak akan Gunung Berapi, tidak akan ada Lembah yang panjang, dan Bumi pastinya tidak akan semenarik seperti sekarang ini, bahkan bisa jadi Kehidupan tidak akan muncul tanpa Gaya Nuklir Lemah.

So, Next Time jika anda membaca peristiwa Gempa Bumi, yakinlah itu terjadi gara-gara Gaya Nuklir Lemah, bukan karena Poseidon atau Dewa yang kalian percayai itu Murka 😁.

Semua Realita dan Interaksi antara materi biasa di alam semesta ini diatur hanya oleh 4 gaya fundamental yang sudah sangat kita pahami, yakni gaya gravitasi, gaya elektromagnetik, gaya nuklir lemah dan gaya nuklir kuat. Mungkinkah interaksi antar atom yang menghasilkan “kehidupan” itu diatur oleh gaya ke-5 yang belum kita ketahui?

Jawabannya Tidak!

Bahkan interaksi antar atom di dalam makhluk hidup juga diatur oleh 4 gaya ini. Misalpun ada gaya ke-5, lebih tepat dialamatkan untuk menjelaskan kenapa Ekspansi Alam Semesta semakin dipercepat, yakni gaya yang berkorelasi dengan Energi Gelap atau Cosmological Constant.

Kembali kepada Dinamika Kehidupan, dari perspektif Fisika kita paham bagaimana Atom-Atom berinteraksi satu sama lain, tapi kita belum bisa memahami 100% bagaimana Interaksi “tertentu” menghasilkan kehidupan.

Kemungkinan jawabannya adalah, masih ada Interaksi diantara 3 gaya ini (EM, Weak, Strong) yang belum benar-benar kita pahami sehingga menghasilkan sebuah Makromolekul DNA yang memiliki Mekanisme Self Replication. Bukan Gaya ke-5, Apalagi kekuatan tak kasat mata yang tidak bisa dijangkau Sains...hehe.

“ 4 Gaya Fundamental yang ada di alam semesta ini ada dimana saja, mereka memiliki suatu Hukum yang mengikuti Matematika dan Hukum Fisika, mereka bukan seperti benda yang hanya tinggal di suatu tempat. 4 gaya ini ada pada setiap benda dimana pun di alam semesta.”

𝘿𝙯𝙠 𝙁
𝙏𝙚𝙧𝙞𝙢𝙖 𝙆𝙖𝙨𝙞𝙝

𝘙𝘦𝘧𝘦𝘳𝘦𝘯𝘴𝘪 :
𝘒𝘰𝘴𝘮𝘰𝘭𝘰𝘨𝘪 𝘐𝘯𝘥𝘰𝘯𝘦𝘴𝘪𝘢
𝘐𝘯𝘵𝘳𝘰𝘥𝘶𝘤𝘵𝘪𝘰𝘯 𝘵𝘰 𝘊𝘰𝘴𝘮𝘰𝘭𝘰𝘨𝘺 𝘉𝘺 𝘉𝘢𝘳𝘣𝘢𝘳𝘢 𝘙𝘺𝘥𝘦𝘯
𝘊𝘰𝘴𝘮𝘰𝘭𝘰𝘨𝘺 𝘧𝘰𝘳 𝘵𝘩𝘦 𝘊𝘶𝘳𝘪𝘰𝘶𝘴 𝘉𝘺 𝘋𝘦𝘭𝘪𝘢 𝘗𝘦𝘳𝘭𝘰𝘷 & 𝘈𝘭𝘦𝘹𝘢𝘯𝘥𝘦𝘳 𝘝
𝘩𝘵𝘵𝘱𝘴://𝘩𝘰𝘮𝘦.𝘤𝘦𝘳𝘯/𝘴𝘤𝘪𝘦𝘯𝘤𝘦/𝘱𝘩𝘺𝘴𝘪𝘤𝘴/𝘴𝘵𝘢𝘯𝘥𝘢𝘳𝘥-𝘮𝘰𝘥𝘦𝘭
𝘩𝘵𝘵𝘱𝘴://𝘭𝘢𝘯𝘨𝘪𝘵𝘴𝘦𝘭𝘢𝘵𝘢𝘯.𝘤𝘰𝘮/2012/04/24/𝘻𝘢𝘳𝘢𝘩-𝘥𝘢𝘯-𝘨𝘢𝘺𝘢-𝘧𝘶𝘯𝘥𝘢𝘮𝘦𝘯𝘵𝘢𝘭-𝘥𝘪-𝘢𝘭𝘢𝘮-𝘴𝘦𝘮𝘦𝘴𝘵𝘢/