Umur Alam Semesta
(The Age o the Universe)
Prof. P. Silaban, Ph.D.
Theoretical Physics Laboratory
Departemen Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam,
Institut Teknologi Bandung, Jl. Ganesa 10 Bandung 40132.
IktIsar
Eksposisi ini menggunakan bahasa non-teknis untuk menjelaskan secara singkat landasan pemikiran yang mengawali pengembangan teori kuantum, teori relativitas khusus dan teori relativitas umum yang pada akhirnya dikaitkan kepada penentuan umur alam semesta.
Teori kuantum yang dikembangkan oleh Erwin Schrödinger dan Werner Heisenberg, dan teori relativitas khusus yang dibangun oleh Albert Einstein pada permulaan abad keduapuluh dapat dipandang sebagai dua teori fisika yang sangat revolusioner karena telah memperkenalkan perubahan yang sangat drastis kedalam konsepsi kita mengenai alam semesta beserta semua fenomena atau peristiwa yang terjadi di dalamnya. Pemakaian ke dua teori ini telah terbukti sangat ampuh untuk menjelaskan berbagai masalah fisika fundamental yang belum terpecahkan sampai akhir abad kesembilanbelas.
Teori kuantum dikembangkan setelah mengamati bahwa benda mikroskopik seperti atom dan molekul, mempunyai perilaku yang sangat berbeda dari perilaku benda makroskopik yang kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari. Dalam kenyataannya, perilaku sebuah benda mikroskopik selalu didasarkan pada prinsip ketakpastian (Heissenberg uncertainty principle) dan pada tafsiran kemungkinan (probability interpretation) yang sama sekali tidak berlaku untuk sebuah benda makroskopik.
Teori relativitas khusus dibangun berdasarkan pemikiran bahwa ruang dan waktu memainkan peranan yang sama pentingnya untuk menjelaskan tiap-tiap peristiwa yang terjadi dalam alam semesta ini. Teori ini sangat sesuai digunakan untuk sebuah benda yang bergerak dengan kecepatan yang sangat besar.
Teori medan kuantum (quantum field theory) yang merupakan gabungan dari teori kuantum dengan teori relativitas khusus telah berhasil menjelaskan banyak sekali proses yang melibatkan partikel elementer. Teori ini, yang dirumuskan sebagai sebuah teori medan gauge (gauge field theory) memungkinkan para ilmuwan fisika untuk memahami ke tiga interaksi fundamental yang menentukan perilaku partikel-partikel elementer yakni, interaksi elektromagnetik (electromagnetic interaction), interaksi lemah (weak interaction) dan interaksi kuat (strong interaction).
Hasil-hasil yang sangat mengagumkan yang dicapai oleh teori medan gauge ini adalah sebagai berikut :
1. Penemuan arus netral lemah (weak neutral current)
2. Penjelasan mengenai terbentuknya massa partikel elementer melalui pengrusakan simetri secara spontan (spontaneously broken symmetry).
3. Pembangunan sebuah model unifikasi dari interaksi elektromagnetik dengan interaksi lemah oleh Glashow, Weinberg dan Salam (GWS mode). Model unifikasi ini dikenal sebagai model electroweak (electroweak model).
4. Pembangunan berbagai model teory unifikasi agung (GUT – grand unified theory) yang menggabungkan ke tiga interaksi fundamendal tersebut.
5. Membuka kemungkinan untuk membangun sebuah teori medan kuantum yang menggabungkan fermion dan boson yang dikenal sebagai teori supersimetri.
6. Pembangunan model supersimetri unifikasi agung sebagai sebuah teori medan gauge lokal yang memasukkan gravitasi. Model ini dikenal sebagai model supergravitasi.
Bersambung.....,
(The Age o the Universe)
Prof. P. Silaban, Ph.D.
Theoretical Physics Laboratory
Departemen Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam,
Institut Teknologi Bandung, Jl. Ganesa 10 Bandung 40132.
IktIsar
Eksposisi ini menggunakan bahasa non-teknis untuk menjelaskan secara singkat landasan pemikiran yang mengawali pengembangan teori kuantum, teori relativitas khusus dan teori relativitas umum yang pada akhirnya dikaitkan kepada penentuan umur alam semesta.
Teori kuantum yang dikembangkan oleh Erwin Schrödinger dan Werner Heisenberg, dan teori relativitas khusus yang dibangun oleh Albert Einstein pada permulaan abad keduapuluh dapat dipandang sebagai dua teori fisika yang sangat revolusioner karena telah memperkenalkan perubahan yang sangat drastis kedalam konsepsi kita mengenai alam semesta beserta semua fenomena atau peristiwa yang terjadi di dalamnya. Pemakaian ke dua teori ini telah terbukti sangat ampuh untuk menjelaskan berbagai masalah fisika fundamental yang belum terpecahkan sampai akhir abad kesembilanbelas.
Teori kuantum dikembangkan setelah mengamati bahwa benda mikroskopik seperti atom dan molekul, mempunyai perilaku yang sangat berbeda dari perilaku benda makroskopik yang kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari. Dalam kenyataannya, perilaku sebuah benda mikroskopik selalu didasarkan pada prinsip ketakpastian (Heissenberg uncertainty principle) dan pada tafsiran kemungkinan (probability interpretation) yang sama sekali tidak berlaku untuk sebuah benda makroskopik.
Teori relativitas khusus dibangun berdasarkan pemikiran bahwa ruang dan waktu memainkan peranan yang sama pentingnya untuk menjelaskan tiap-tiap peristiwa yang terjadi dalam alam semesta ini. Teori ini sangat sesuai digunakan untuk sebuah benda yang bergerak dengan kecepatan yang sangat besar.
Teori medan kuantum (quantum field theory) yang merupakan gabungan dari teori kuantum dengan teori relativitas khusus telah berhasil menjelaskan banyak sekali proses yang melibatkan partikel elementer. Teori ini, yang dirumuskan sebagai sebuah teori medan gauge (gauge field theory) memungkinkan para ilmuwan fisika untuk memahami ke tiga interaksi fundamental yang menentukan perilaku partikel-partikel elementer yakni, interaksi elektromagnetik (electromagnetic interaction), interaksi lemah (weak interaction) dan interaksi kuat (strong interaction).
Hasil-hasil yang sangat mengagumkan yang dicapai oleh teori medan gauge ini adalah sebagai berikut :
1. Penemuan arus netral lemah (weak neutral current)
2. Penjelasan mengenai terbentuknya massa partikel elementer melalui pengrusakan simetri secara spontan (spontaneously broken symmetry).
3. Pembangunan sebuah model unifikasi dari interaksi elektromagnetik dengan interaksi lemah oleh Glashow, Weinberg dan Salam (GWS mode). Model unifikasi ini dikenal sebagai model electroweak (electroweak model).
4. Pembangunan berbagai model teory unifikasi agung (GUT – grand unified theory) yang menggabungkan ke tiga interaksi fundamendal tersebut.
5. Membuka kemungkinan untuk membangun sebuah teori medan kuantum yang menggabungkan fermion dan boson yang dikenal sebagai teori supersimetri.
6. Pembangunan model supersimetri unifikasi agung sebagai sebuah teori medan gauge lokal yang memasukkan gravitasi. Model ini dikenal sebagai model supergravitasi.
Bersambung.....,
Komentar
Posting Komentar