Oleh: apit | Desember 29, 2007

Mencari Jejak Awal Alam Semesta

Oleh : Redaksi-kabarindonesia

Bagaimana kenampakan alam semesta sesaat setelah dentuman besar? Faktor-faktor apa saja yang mempengaruhi pembentukan inti bintang atau planet?

Pertanyaan klasik dalam astro-fisika ini, sekarang hendak dijawab oleh ilmuwan Jerman menggunakan pemercepat partikel terbaru, yang pembangunannya dimulai belum lama ini di Darmstadt. Instalasinya diberi nama FAIR, yang merupakan singkatan dari fasilitas penelitian anti-Proton dan Ion. Walaupun FAIR berada di kota Darmstadt, tapi merupakan proyek bersama Eropa, yang melbatkan 2.500 ilmuwan dari 15 negara. Dengan pemercepat partikel raksasa ini, inti atom dipacu hingga mendekati kecepatan cahaya dan saling ditabrakkan atau ditumbukkan dengan obyek lainnya.

Kondisi awal alam semesta sesaat setelah Dentuman Besar serta perkembangannya masih menyisakan banyak pertanyaan yang belum terjawab. Pada detik atau menit pertama setelah dentuman besar, seluruh materi di alam semesta masih terhimpun dalam apa yang disebut Big Bang Nucleosynthesis, yang panasnya milyaran derajat Celsius dengan kerapatan materi amat luar biasa. Baryon yakni pasangan Proton dan Neutron yang dilepaskan pada fase itu, terutama membentuk ikatan Hidrogen-1 dengan inti atom terdiri dari satu Proton, serta Helium-4 yang memiliki inti atom dengan dua Proton dan dua Neutron. Beberapa menit setelah dentuman besar, alam semesta mengembang dengan cepat dan membentuk elemen yang lebih berat. Pemercepat partikel di Darmstadt-FAIR, dibangun untuk membuat simulasi kondisi alam semesta pada detik-detik pertama setelah dentuman besar. Dengan mempercepat partikel mendekati kecepatan cahaya, yakni sekitar 300 ribu km per detik dan saling menabrakannya, diciptakan suhu tinggi dan kondisi seperti pada saat Big Bang Nucleosynthesis.

Pimpinan proyek FAIR prof. Hans Gutbrod menjelaskan; “Dengan FAIR kita harapkan berhasil mempercepat sirkulasi milyaran partikel dan merekayasanya untuk bergerak saling mendekat dan dalam waktu 50 nano-detik seperti sebuah palu kami tumbukkan ke sebuah blok.“

Dengan itu dapat disimulasikan situasi ekstrim seperti yang terjadi pada inti bintang atau inti planet. Bahkan para pakar fisika berharap, mereka juga dapat membuat simulasi seperti pada saat awal mula terciptanya alam semesta.

Simulasi sekitar 15 milyar tahun lalu, ketika terjadi dentuman besar yang melahirkan alam semesta yang kita huni, hendak diamati menggunakan kamera besar yang disebut sebagai detektor oleh para peneliti Astro-Fisika Eropa. Lebih lanjut pimpinan proyek FAIR, Prof. Hans Gutbrod menjelaskan ; “Ini sebuah perangkat, dimana di dalamnya inti atom saling bertabrakan. Perangkat ini panjangnya 25 meter dan tingginya 10 meter, dilengkapi dengan jutaan kanal elektronik.“

Misteri Unsur Berat

FAIR diharapkan memberikan jawab terhadap berbagai misteri astro-fisika yang selama ini hendak dipecahkan para peneliti. Antara lain, dari mana datangnya inti atom unsur berat di alam semesta kita? Demikian diungkapkan Reinhard Stock, pakar fisika dari Universitas Frankfurt. Sebab pada saat dentuman besar hanya tercipta materi ringan, terutama Hidrogen dan Helium. Unsur kimia yang lebih berat lainnya, seperti oksigen, belerang dan besi terbentuk beberapa milyar tahun kemudian di dalam inti bintang atau inti planet. Tapi elemen super berat seperti Uranium, diyakini hanya dapat terbentuk dalam bencana kosmis.

Pakar fisika dari Universitas Frankfurt, Reinhard Stock menegaskan; “Terdapat bencana astro-fisika yang eksotis, misalnya supernova atau tabrakan bintang neutron. Dan FAIR hendak mengujicoba proses penciptaan elemen berat yang ada di alam semesta, dimana sejumlah elemen berat yang langka dibuat sintesisnya dan diteliti sifat-sifatnya. Ini merupakan tema yang merupakan titik berat rekayasa dari instalasi baru tsb.“

Para pakar fisika juga mengharapkan FAIR dapat menciptakan kondisi Big Bang Nucleosynthesis, yang panasnya milyaran derajat Celsius dengan kerapatan materi amat luar biasa.

Materi Hadron

Dengan memanfaatkan perangkat pemercepat partikel berukuran amat besar FAIR, para ahli fisika hendak mempercepat inti atom hingga mendekati kecepatan cahaya dan saling menabrakannya. Sejauh ini para ahli fisika masih menghadapi misteri besar menyangkut materi Hadron, dimana bagian elementar dari Proton dan Neutron yang disebut Quarks terikat oleh gaya amat kuat. Gaya kuat atau Hadron ini memiliki sifat paradox. Semakin rapat Quarks semakin kecil gayanya, dan semakin membesar seiring dengan pertambahan jarak. Setelah itu jika mencapai jarak tertentu besarnya gaya akan konstan.

Pakar fisika dari Universitas Frankfurt, Reinhard Stock menjelaskan lebih lanjut; “Inti atom itu semacam gelembung yang berisi Proton dan Neutron. Jika saya menabrakkan dua gelembung semacam itu, berarti saya memampatkan materi di dalam gelembung. Di titik tabrakkan kerapatan materi menjadi amat tinggi. Dengan itu terbentuk kondisi yang tidak mengikuti hukum inti atom yang normal, dan diliuar semua hukum fisika yang dapat diamati di Bumi. Tercipta semacam dentuman besar dalam bentuk mini.“

Selain membuat simulasi dentuman besar, FAIR juga hendak membuat simulasi kondisi yang terjadi di inti planet Saturnus dan Yupiter. Dengan itu hendak dilacak rincian, bagaimana bagian terkecil dari materi berinteraksi. Selain itu juga hendak diujicoba komponen terbaru untuk membuat pesawat ruang angkasa dan satelit. Instalasi pemercepat partikel di Darmstadt itu memiliki diameter sekitar satu kilometer persegi, dan diharapkan mulai dapat digunakan tahun 2012 mendatang.

Sejauh ini, penelitian Hadron yakni gaya kuat di inti atom, yang mengikat Quarks menjadi Proton dan Neutron yang membentuk inti atom, masih berada pada tahapan awal. Bagaimana mekanismenya sebagian besar belum diketahui dengan pasti. Yang sudah diketahui adalah, gaya kuat di inti atom mempengaruhi secara mendasar struktur materi serta evolusi alam semesta. Sejauh ini, penelitian elemen berat juga terus dipacu. Seperti diketahui, elemen paling berat di alam adalah Uranium yang memiliki 92 proton. Akan tetapi para pakar kimia dan fisika dapat menciptakan 20 unsur lebih berat dari Uranium, dengan sintesa di laboratorium.

Elemen berat di alam, menurut pengetahuan paling aktual, tercipta dalam proses amat rumit di inti bintang berukuran besar atau dari ledakan Supernova. Instalasi penelitian FAIR dengan perangkat anti-Proton dan pancaran ion-nya, diharapkan juga dapat menjelaskan lebih rinci pembentukan elemen berat di alam ini.

Sumber: http://www.kabarindonesia.com/berita.php?pil=11&dn=20071229071739 =>berita Deutsche Welle



Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

Kategori

%d blogger menyukai ini: