Matahari saat ini masih dalam fase pertengahan pada siklus hidupnya dan akan meledak sekitar 4 sampai 5 miliar tahun lagi. Dalam beberapa ratus juta tahun dari sekarang, ukuran matahari akan terus bertambah dan terus bertambah besar hingga menelan bumi. Tapi, apa jadinya jika matahari tiba-tiba meledak sekarang?
Pertama, semua planet, satelit, dan sampah bebatuan di dalam sistem solar kita akan kehilangan orbit dengan seketika. Orbit dari planet dan satelit ada karena kecepatan planet dan satelit itu sendiri dan juga adanya akselerasi gravitasi kepada matahari. Jika matahari meledak, akselerasi ini akan hilang dan seketika planet tidak lagi bergerak mengelilingi orbit, namun bergerak lurus. Rotasi planet diperkirakan akan terus terjadi hingga beberapa bulan atau tahun. Namun periode rotasi akan mulai membesar hingga akhirnya setiap planet dan satelit tidak berputar lagi. Fenomena ini diakibatkan oleh efek damping. Akan tetapi, tergantung dengan posisi planet dan satelit pada saat itu, ada juga kemungkinan bahwa planet di sistem solar kita akan mengorbit benda yang memiliki massa yang lebih besar seperti Jupiter. Jupiter memiliki massa yang cukup besar untuk menciptakan efek gravitasi sesuai hukum gaya gravitasi yang dicetus oleh Newton. Tabrakan antar planet juga tak akan terelakkan.
Kehidupan di bumi diperkirakan hanya akan bertahan selama beberapa puluh menit hingga beberapa jam. Manusia akan menerima cahaya terakhir dari matahari sekitar 8 menit setelah matahari meledak. Ini dikarenakan cahaya matahari harus menempuh jarak 150 juta kilometer untuk sampai di bumi dan dengan kecepatan cahaya, diperlukan waktu 8 menit. Setelah delapan menit ini, kehidupan di bumi mulai kacau. Makhluk hidup di bumi tidak lagi mendapatkan suplai energi yang kemudian menciptakan ketidakstabilan energi. Radiasi yang dipancarkan oleh bumi akan lebih besar dibandingkan radiasi yang diterima bumi. Sehingga seluruh makhluk hidup dan elemen di bawah tanah kehilangan energi.
Banyak-banyak ibadah bro.
Quark tidak pernah ditemukan seorang diri secara ngenes. Walaupun beberapa fisikawan jomblo pernah mencoba untuk merusak hubungan si quark, eh si quarknya malah nambah banyak. Fenomena ini disebut quark confinement.
Untuk merusak gaya nuklir kuat yang mengikat kisah cinta quark di dalam meson, fisikawan harus memberikan gaya yang cukup besar. Besaran gaya berbanding lurus dengan energi yang diberikan. Dengan kata lain, untuk merusak hubungan antara quark dan antiquark di dalam meson membutuhkan energi yang sangat besar. Semakin besar energi maka semakin jauh pula jarak antara quark di dalam sebuah meson. Papa Einstein mencetuskan bahwa E=mc^2 yang mana setiap energi dapat berubah menjadi sebuah benda yang memiliki massa dan juga sebaliknya. Ketika energi yang diberikan mencapai titik tertentu pada jarak tertentu, energi tersebut akan membuat quark baru yang akan menemani quark lama yang sudah lepas. Hal ini akan menghasilkan dua buah meson sempurna yang berisi quark dan antiquark. Hal yang sama pun berlaku jika jumlah energi yang cukup besar diberikan kepada baryon dengan niat untuk membebaskan quark dari pasangannya.
Quark tidak dapat dijumpai sendirian. Menurut obserasi, quark selalu terlihat berdampingan dengan quark yang lain. Hal ini disebabkan oleh fenomena quark confinement. Susunan keluarga quark disebut hadron. Ada dua jenis hadron; baryon dan meson.
1. Baryon
Baryon adalah partikel yang terdiri dari tiga quark. Contoh dari baryon adalah proton dan neutron. Ketiga quark ini dipengarhi oleh gaya nuklir kuat dan diikat dengan gluon. Komposisi dari ketiga quark ini harus menghasilkan muatan listrik yang sesuai dengan muatan baryon tersebut. Contohnya proton dibentuk oleh dua quark up dan satu quark down. Quark up memiliki muatan +2/3 dan quark down memiliki muatan -1/3. Sehingga, 2(2/3)+1(/1/3)=1. Komposisi ini cocok dengan muatan proton. Syarat tersebut juga berlaku pada neutron dan baryon-baryon lainnya.
2. Meson
Meson adalah partikel yang terdiri dari satu quark dan satu anti-quark. Antiquark adalah salah satu contoh dari antipartikel. Antipartikel adalah sebuah partikel yang memiliki massa yang sama dengan partikel aslinya namun memiliki karakteristik yang berlawanan. Antipartikel tidak hanya ada pada quark, namun juga lepton yang disebut antilepton. Sebagai contoh, elektron adalah sebuah lepton. Antilepton dari elektron adalah positron. Positron memiliki massa yang sama dengan elektron, namun memiliki muatan +1 dan nomor lepton -1. Contoh dari meson sendiri dapat berupa pion atau kaon. Quark dan anti-quark di dalam meson juga diikat oleh gaya nuklir kuat.
Waktu SD, guruku bilang atom adalah partikel paling kecil. Aku percaya saja karena dia guruku dan aku masih ingusan. Waktu SMP, guruku bilang di dalam atom ada neutron, proton, dan elektron. Dengan kata lain atom bukanlah partikel terkecil. Aku mulai bingung walaupun akhirnya aku percaya. Nah, waktu aku SMA guruku bilang neutron dan proton terbentuk dari quark. Sehingga, neutron dan proton bukanlah partikel terkecil. Di situ saya kadang merasa mabok dan bingung. Siapa yang jujur di antara ketiga guru tersebut? Jawabannya: guru SMA. Partikel yang tidak dapat dibelah lagi di dalam dunia fisika dikenal sebagai elementary particles (partikel dasar) yang disusun dalam model standar fisika partikel.
Model standar fisika partikel mengkategorikan partikel dasar menjadi tiga kelompok. Quark (6), lepton (6), dan boson (5). Kita cuma perlu ke-17 partikel ini untuk membentuk seluruh objek di alam semesta (iya benar, termasuk manusia). Partikel-partikel ini memiliki karakteristik tersendiri yang ditentukan dengan:
- Charge (Muatan)
- Nomor baryon
- Nomor lepton
- Strangeness (Keanehan)
- Spin (Putaran)
- Color (Warna)
- Massa
1. Quark
Quark adalah salah satu partikel dasar yang menjadi 'batu bata' dari setiap elemen. Ada enam jenis quark: up, down, charm, strangeness, top, dan bottom. Proton dibentuk dari 3 quark; up,up,down. Hal ini dikarenakan oleh jumlah dari muatan dua quark up dan satu quark down sama dengan +1, yang sebagaimana kita tau adalah muatan proton. Sementara neutron terbentuk juga dari 3 quark namun dengan komposisi down,down,quark. Komposisi ini akan menghasilkan jumlah muatan sama dengan 0. Penemuan quark sendiri bukanlah melalui pengamatan, tapi melalui logika. Salah satu hal yang menghambat quark untuk ditemukan secara individu adalah peristiwa quark confinement. Bahkan, keberadaan quark sendiri ditentukan oleh prediksi para pakar fisika berdasarkan hasil eksperimen.
2. Lepton
Lepton juga merupakan 'batu bata' untuk membentuk alam semesta. Namun, batu bata yang ini 'merknya' lain, sehingga para pakar fisika harus membentuk kelompok untuk golongan mereka. Sejauh ini, lepton bermuatan listrik ada tiga; elektron (iya, ini elektron yang ada di dalam atom), muon, dan tau. Masing-masing dari mereka memiliki neutrino yang tidak mempunyai muatan. Sehigga total lepton semuanya ada 6.
3. Boson
Boson adalah virtual particle (parikel mediasi) yang dapat ditemukan di setiap interaksi antar partikel. Interaksi elektromagnetik dimediasi oleh photon, peluruhan beta minus dimediasi oleh W+/- dan Z0, dan interaksi gaya nuklir kuat dimediasi oleh gluon. Coba lihat diagram boson di atas. Kenapa boson Higgs warna kotaknya kuning? Boson Higgs baru ditemukan pada tahun 2012 dan hingga saat ini statusnya sebagai boson masih diperdebatkan oleh para fisikawan.
Gaya fundamental adalah empat jenis gaya yang disetujui oleh pakar fisika sebagai gaya yang mempengaruhi bagaimana setiap objek, baik dari skala kuantum hingga skala alam semesta bekerja. Setiap gaya memiliki aturan tersendiri, mengakibatkan efek tertentu dengan partikel tertentu pula. Keempat gaya fundamental tersebut adalah:
1. Elektromagnetik
Gaya elektromagnetik menjelaskan bagaimana partikel-partikel yang memiliki muatan berinteraksi. Partikel dengan muatan sejenis akan saling menolak dan sebaliknya, partikel dengan muatan yang berbeda akan saling tarik menarik. Interaksi antarpartikel bermuatan yang diakibatkan oleh gaya elektromagnetik dimediasi oleh exchange particle bernama photon. Dibandingkan dengan gaya fundamental lainnya, gaya elektromagnetik memiliki kekuatan terkuat kedua setelah gaya nuklir kuat dan memiliki cakupan jangkauan tak terhingga. Ini berarti partikel bermuatan listrik pada ujung alam semesta juga terpengaruhi oleh partikel bermuatan listrik di bumi. Namun efeknya sangat tidak signifikan.
2. Gravitasi
Ini gaya bisa dibilang anaknya Isaac Newton karena memang dia yang mengajukkan teori ini pertama kali. Gaya gravitasi menjelaskan bagaimana dua objek saling tarik menarik pada suatu dimensi. Objek tersebut tidak harus hanya planet, asteroid, ataupun objek luar angkasa lainnya, gaya ini mempengaruhi seluruh partikel yang memiliki energi atau massa. Bahkan kamu dan laptop atau smartphonemu saat ini memiliki gaya gravitasi di antara keduanya. Namun besar gaya tersebut sangatlah kecil sehingga laptop atau smartphonemu tidak akan tertarik ke wajahmu. (cewe matre yang tertarik dengan muka orang tampan bukanlah contoh gravitasi) Gaya gravitasi berbanding lurus dengan massa kedua objek yang terlibat dan berbanding terbalik dengan jarak kuadrat antara kedua objek tersebut. Dibandingkan dengan gaya fundamental lainnya, gravitasi adalah yang paling lemah. Cakupan gravitasi tidak terhingga, sama seperti elektromagnetik. Gaya gravitasi dimediasi oleh exchange particle yang bernama graviton yang hingga saat ini masih diperdebatkan keberadaannya.
3. Gaya Nuklir Lemah
Gaya nuklir lemah adalah gaya yang bertanggung jawab atas peluruhan radioaktif beta, baik itu beta minus ataupun beta plus. Peluruhan radioaktif beta dipengaruhi oleh jumlah neutron di dalam suatu nukleus dan dapat ditentukan oleh garis kestabilan unsur. Jika terlalu banyak neutron, maka akan terjadi peluruhan beta minus. Dan sebaliknya, terlalu sedikit neutron akan mengakibantkan peluruhan beta plus. Interaksi yang diakibatkan oleh gaya ini dimediasi oleh boson W+ (omega plus), W-, dan Z0. Gaya ini memiliki kekuatan terlemah kedua setelah gravitasi dan memiliki jangkauan yang pendek.
4. Gaya Nuklir Kuat
Model atom Bohr menyatakan bahwa inti atom (nukleus) terdiri dari proton yang bermuatan positif dan neutron yang tidak bermuatan. Rutherford melalui kalkulasinya menyatakan bahwa ukuran nukleus sama dengan 10,000 kali lebih kecil dibandingkan dengan ukuran atom itu tersendiri. Secara deduktif, proton dan neutron di dalam inti atom tentu sangat terikat dan, tunggu, ... eh tapi kan proton satu dengan proton yang lainnya di dalam inti atom harusnya saling tolak menolak karena mereka bermuatan sejenis? Tapi ini tidak terjadi karena adanya gaya nuklir kuat di dalam inti atom. Cakupan gaya nuklir kuat sangatlah pendek namun gaya ini adalah yang terkuat di antara ketiga gaya fundamental lainnya. Gaya ini dimediasi oleh gluon.
