4 Gaya Fundamental dalam Fisika yang Membentuk Alam Semesta – Hukum-aturan fisika di alam semesta mulai berlaku sehabis Big Bang. Hukum-aturan ini didasarkan empat gaya mendasar yang diketahui fisika modern remaja ini. Gaya-gaya ini terbentuk berbarengan dengan pembentukan partikel sub-atomik pertama pada waktu spesifik secepatnya setelah Big bang untuk membentuk seluruh aturan dan tata cara alam semesta. Atom-atom yang menyusun materi alam semesta terwujud dan tersebar merata di alam semesta berkat interaksi gaya-gaya ini. Gaya-gaya ini adalah gaya tarik massa atau yang dikenal selaku gaya gravitasi, gaya elektromagnetik, gaya nuklir berpengaruh, dan gaya nuklir lemah. Semua gaya ini mempunyai intensitas dan bidang kerja berbeda. Gaya nuklir berpengaruh dan gaya nuklir lemah beroperasi hanya pada skala subatomik. Dua gaya lainnya gravitasi dan gaya elektromagnetik menertibkan kumpulan atom atau yang disebut dengan bahan.
Pengaturan tanpa cacat diatas bumi disebabkan proposrsi yang sangat rumit dari gaya-gaya ini. Perbandingan gaya-gaya ini menciptakan suatu hal yang menarik. Semua materi yang diciptakan dan diedarkan ke penjuru alam semesta sesudah Big Bang dibuat oleh gaya-gaya yang sangat jauh berlainan ini.
Nilai dari masing-masing gaya
Berikut yakni nilai gaya mendasar dengan selisih menajubkan, dalam satuan standard internasional.
Gaya nuklir berpengaruh 15
Gaya nuklir lemah 7,03 x 10 ˉ3
Gaya elektromagnetik 3,05 x 10 ˉ12
Gaya gravitasi 5,90 x 10 ˉ39
Gaya-gaya fundamental ini memungkinkan pembentukan alam semesta lewat penyebaran kekuatan dengan tepat. Proporsi antara gaya-gaya didasarkan pada keseimbangan yang begitu rumit sehingga menyebabkan efek khusus itu terhadap partikel-partikel pada proporsi itu saja.
Jenis Gaya Fundamental
Jenis gaya mendasar fisika dalam pembentukan alam semesta ada empat yakni, gaya nuklir besar lengan berkuasa, gaya nuklir lemah, gaya elektromagnet dan gaya gravitasi. Adapun klarifikasi dari keempat gaya tersebut adalah sebagai berikut.
1. Gaya Nuklir Kuat
Disini kita mampu melihat bagaimana atom dicuptakan, momen demi momen, dan keseimbangan dahsyat yang berlaku dalam pembentukan atom. Semua yang ada disekitar kita termasuk diri kita sendiri disusun oleh atom-atom dan atom-atom ini mengandung banyak partikel. Apakah gaya yang tetap menyatukan semua partikel yang membentuk inti atom? Gaya nuklir berpengaruh menurut aturan-aturan fisika mampu mempertahankan inti tetap utuh dan merupakan gaya paling dahsyat.
Proton dan netron dijaga oleh gaya ini dalam inti atom semoga tetap pada tempatnya. Begitulah inti atom terbentuk. Gaya ini sangat besar lengan berkuasa sehingga hampir menimbulkan proton dan netron dalam inti saling berhubungan. Partikel-partikel kecil yang menentukan gaya ini disebut juga “gluon” yang dalam bahasa Latin memiliki arti lem. Kekuatan ikatan tersebut disesuaikan dengan sungguh teliti. Intensitas gaya ini telah dikelola secara spesifik semoga proton dan netron tetap berjarak tertentu. Bila gaya ini saja sedikit saja lebih kuat, maka proton dan netron akan saling bertabrakan. Bila gaya ini sedikit saja lemah, mereka akan saling menjauh. Besarnya gaya ini tepat sesuai dengan yang diharapkan untuk membentuk inti atom sehabis detik-detik pertama Big Bang.
Kedahsyatan gaya nuklir besar lengan berkuasa yang dilepaskan diperlihatkan pada pengeboman Hiroshima dan Nagasaki. Pelepasan sejumlah kecil gaya ini yang tersembunyi di dalam inti atom mampu menjadikan bom atom sangat efektif.
2. Gaya Nuklir Lemah
Keseimbangan di dalam atom ialah salah atu faktor penting yang mampu menjaga keteraturan di tampang bumi ini ada. Keseimbangan ini mempertahankan agar segala sesuatu tidak datang-tiba terurai atau memancarkan radiasi berbahaya. “Gaya nuklir lemah” bertanggung jawab atas keseimbangan antara proton dan netron dalam inti atom. Gaya ini memainkan peran penting dalam mempertahankan keseimbangan inti yang mengandung sejumlah besar netron dan proton.
Meskipun keseimbangan ini dijaga sebuah netron jikalau dibutuhkan dapat berubah menjadi proton. Karena jumlah proton di dalam inti di akhir proses berubah, atom berubah pula dan menjadi atom berbedda tanpa terurai dan meneruskan eksitensinya. Sabuk pengaman ini melindungi organisme hidup dari ancaman yang mau timbul kalau partikel-partikel terurai tanpa terkendali dan membahayakan insan.
3. Gaya Elektromagnet
Era gres dalam dunia fisika mulai terbuka ketika ditemukan gaya ini. Pada ketika itulah diketahui bahwa setiap partikel mengandung muatan listrik berdasarkan karakteristik strukturnya masing-masing dan bahwa ada gaya di antara muatan-muatan listrik ini. Partikel-partikel yang bermuatan listrik berlawanan saling tarik dan partikel-partikel bermuatan sama akan saling tolak disebabkan oleh adanya gaya ini sehingga menjamin proton dalam inti atom dan elektron yang mengorbit di sekeliling tarik-menawan. Dengan cara ini, dua elemen dasar atom, inti dan elektron tetap di daerah mereka.
Sekecil apapun perubahan kekuatan pada gaya ini mampu menyebabkan elektron-elektron terlepas jauh dari inti atau menempel pada inti. Pada kedua perkara ini, atom tidak mungkin terbentuk sehingga alam semesta pun tidak ada. Akan namun, semenjak momen pertama gaya ini terbentuk, proton-proton dalam inti mempesona elektronika dengan besar gaya yang tepat diperlukan untuk pembentukan atom.
4. Gaya Gravitasi
Satu-satunya gaya yang dapat kita rasakan setiap ketika yakni gravitasi, tetapi sedikit sekali yang kita ketahui tentangnya. Gaya gravitasi bergotong-royong sering juga disebut gaya tarik massa. Gaya ini paling lemah dibandingkan gaya yang lain, namun karena gaya inilah, massa-massa yang sangat besar mampu saling tarik mempesona. Karena gaya inilah galaksi dan bintang-bintang di alam semesta tetap berada pada orbitnya masing-masing. Bulan mampu mengitari bumi sebab adanya gravitasi ini begitu pula planet-planet tetap da dalam orbit tertentu mengitari matahari, alasannya adalah adanya gaya gravitasi. Kita dapat berlangsung, rumah-rumah dapat tegak di atas bumi alasannya gaya ini. Bila ada dampak dalam nilai gaya ini, bintang-bintang akan jatuh, bumi akan keluar dari orbitnya, dan kita akan bertebaran ke luar angkasa. Bila nilainya lebih besar sedikit saja, bintang-bintang akan bertabrakan, bumi akan bergerak menuju matahari, dan kita akan melesak ke dalam kerak bumi. Walaupun terlihat kecil sekali kemungkinan ini bagi kita, semua itu tidak akan terelakan jikalau gaya ini bergeser dari nilainya yang kini sekalipun hanya untuk sesaat.
Para ilmuwan yang sedang meneliti subjek ini mengakui bahwa ketepatan nilai gaya-gaya mendasar itu sangat penting demi eksistensi alam semesta. Seorang hebat biologi molekuler yang terkenal, Michael Denton menyatakan dalam bukunya Nature’s Destiny: How the Laws of Biology Reveal in the Universe;
Jika contohnya, gaya gravitasi satu triliun kali lebih berpengaruh, maka alam semesta akan jauh lebih kecil dan sejarah hidupnya lebih pendek. Sebuah bintang rata-rata akan memiliki massa satu triliun lebih kecil dari matahari dan kala hidup sekitar satu tahun. Di lain pihak, bila gravitasi kurang besar lengan berkuasa, tidak ada bintang dan galaksi yang akan pernah terbentuk. Jika gaya nuklir kuat sedikit lemah sama saja, satu-satunya unsur yang stabil cuma hidrogen. Tidak ada atom lain yang bisa terbentuk. Jika gaya nuklir berpengaruh tersebut aedikit lebih besar lengan berkuasa dalam kaitannya dengan elektromagnetik maka inti atom yang terdiri dari dua proton menjadi yang paling stabil di alam semesta – yang berarti tidak akan ada hidrogen, dan jika ada bintang atau galaksi yang terbentuk, mereka akan sungguh berlainan dari bentuknya sekarang. Jelas sekali, jikalau semua gaya dan konstanta ini tidak mempunyai nilai sempurna demikian, tidak akan ada bintang, supernova, planet, atom, dan kehidupan. Seorang ahli fisika ternama, Paul Davies, menyatakan kekagumannya kepada penetapan nilai-nilai hukum-aturan fisika yang berlaku di alam semesta.
Sumber: Ghalib, Achmad Kholish. 2009. The True Power of Atom. Yogyakarta: Penerbit DIVA Press.