Cahaya dan alam semesta kuantum menempati panggung tengah "Satelit Alam Semesta: Kemungkinan Dunia"
Neil deGrasse Tyson "Universe: A Potential New World" membahas pencarian sains itu sendiri, serta pencapaian umat manusia dalam matematika, fisika, dan disiplin ilmu lainnya. Episode 9 "True Magic" mengeksplorasi dunia cahaya-Tyson menunjukkan bahwa cahaya memiliki banyak arti dalam sains dan sastra budaya.
Tyson menyebut cahaya sebagai "salah satu misteri terbesar dalam sejarah sains" dan akan "mengungkap struktur alam semesta yang tidak diketahui." Ceritanya dimulai dengan Sir Isaac Newton yang legendaris, yang memberikan kontribusi besar pada studi cahaya dan warna. Eksperimen Newton sendiri (termasuk memasukkan jarum panjang ke matanya sendiri) membawa terobosan besar, yang akan segera mempengaruhi pemahaman modern tentang ilmu optik. Newton menyimpulkan bahwa warna adalah aspek cahaya. Tyson berkata tentang fisikawan yang luar biasa ini: "Kebesaran Newton terletak pada pertanyaannya tentang 'mengapa' dan 'bagaimana' hal-hal biasa. Dengan pertanyaan-pertanyaan ini, hal-hal biasa ini menjadi lebih rumit.
Newton kemudian sampai pada kesimpulan dan menyimpulkan bahwa cahaya terdiri dari apa yang dia sebut "partikel", dan aliran partikel menghantam retina kita seperti peluru. Dalam episode 8 "Pengorbanan Cassini" minggu lalu, kita membahas penelitian ilmuwan visioner dan terkenal lainnya, Christiaan Huygens, yang sangat menentang penemuan Newton . Huygens melihat cahaya sebagai gelombang, seperti suara.
Presenter Neil DeGrass Tyson diyakinkan oleh nyala api kapal imajinasi. Sama seperti nenek moyang kita menggunakan api tanpa mengetahui bagaimana penggunaannya, kita telah hidup dalam misteri fisika kuantum selama beberapa dekade dan telah menemukan cara untuk menjelajahinya. (Sumber gambar: Cosmos Studios)
Untuk memecahkan masalah ini, ilmuwan Thomas Young merancang eksperimen ini, yang tujuannya adalah untuk sepenuhnya memecahkan masalah yang merupakan cahaya. Prestasinya termasuk menguraikan hieroglif Mesir dan menerjemahkan bahasa kuno, mengidentifikasi jenis cacat mata yang disebut astigmatisme, dan sebagainya. Tyson mengatakan bahwa penemuannya menjadikan fisika pintu ke dunia baru kita.
Tyson menyatakan bahwa "argumen otoritatif tidak ada gunanya di bidang ilmiah. Satu-satunya yang dapat menjelaskan argumen ini adalah alam itu sendiri."
Selama penelitiannya, Yang menemukan sesuatu yang tidak ditemukan Newton, dan meninggalkan bom waktu yang mengejutkan para peneliti dan ilmuwan masa depan. Dan bom waktu ini adalah dia menemukan bahwa cahaya memiliki pola interferensi dan cahaya bergerak seperti gelombang, tetapi penemuan ini sangat berbeda dari asumsi Newton bahwa "cahaya adalah partikel".
Kemudian, fisikawan J.J. Thompson melakukan eksperimen - dia menemukan keberadaan elektron dengan memanaskan elektroda hingga partikel subatomik dikeluarkan satu per satu. Penemuan Thompson menunjukkan cara bagi para ilmuwan untuk mendemonstrasikan eksperimen celah ganda Yang dengan mengisolasi dan mengecilkan unit cahaya hingga menjadi foton. Mereka melacak jalur foton untuk memahami pola evolusi foton yang tampaknya acak. Namun, para ilmuwan menemukan bahwa gelombang yang dihasilkan oleh gambar interferensi Yang menghilang secara tak terduga. Yang terjadi selanjutnya adalah para ilmuwan secara tidak sengaja menemukan alam semesta kuantum, dan di alam semesta kuantum, perilaku pengamatan memengaruhi perilaku partikel. Penemuan ilmuwan ini akhirnya membuka pintu bagi fisika kuantum.
Munculnya fisika kuantum menunjukkan bahwa Huygens dan Newton tidak benar atau salah, Cahaya bisa berupa gelombang, partikel, atau tidak keduanya. Teori probabilitas yang diajukan oleh Huygens membantu kita memahami realitas kuantum, yang menurut Tyson mewakili "perbatasan yang belum ditemukan" yaitu, partikel dan realitas dipisahkan. Untuk mengilustrasikan poin ini, Tyson membawa kita ke dunia "datar" yang dibayangkan oleh Edwin Abbott, dan memperluas teorinya ke realitas tiga dimensi kita.
Tyson berkata dengan serius: Hal yang paling langka adalah ketika seorang pencari menemukan sebuah lubang di tirai matriks yang tersembunyi. Dia juga berpikir bahwa dia sudah tahu bahwa Charles Darwin telah menemukan bahwa waktu dan lingkungan adalah yang pertama. Dengan sel-sel hidup yang membentuk konsep semua makhluk hidup, bagaimana petunjuk keberadaan realitas kuantum ada? Beberapa dekade kemudian, Einstein akhirnya menemukan dunia kuantum yang tampaknya melanggar semua aturan alam dan aturan kelangsungan hidup ini.
Neil deGrass Tyson berjalan di tangga spiral waktu, menjelaskan konsep jam kuantum saat dia berjalan: Di jam yang tidak perlu diputar ini, waktu hanya akan hilang satu dalam 15 miliar tahun mendatang. Detik. (Sumber gambar: Cosmos Studios)
Faktanya, terang diatur oleh beberapa hukum yang belum kita pahami sepenuhnya. Sebelum menjelaskan kepada kita bahwa manusia tidak harus memahami fisika kuantum dan kemudian menggunakan kekuatannya, Tyson bertanya-tanya, "Adakah harapan untuk menyelamatkan teori realitas klasik kita untuk alam semesta kuantum?" Kadang-kadang, sains (kita pikir itu semacam Cara yang bagus untuk belajar bagaimana menjadi rendah hati) memaksa kita untuk menerima tingkat ambiguitas tertentu dan penilaian yang tertutup dalam penelitian kita.
"Kisah Dua Atom"
Banyak contoh memberi tahu kita betapa pentingnya di bidang sains untuk "membuat pengetahuan sejati melalui praktik". Episode kesepuluh "Universe: A Potential New World" "The Story of Two Atoms" menceritakan sejarah bagaimana umat manusia menerapkan reaksi berantai nuklir ke militer. Ceritanya dimulai dengan atom, dasar dari semua materi, dan Tyson berpikir ini adalah titik awal yang sangat tepat.
Saat kami menelusuri asal usul atom, kami juga mencari asal muasal manusia itu sendiri, kata Tyson. Kisah ini tentang kehidupan, tetapi juga tentang kematian total. Asal usul umat manusia sebenarnya dapat ditelusuri kembali ke dua atom sederhana: atom karbon dan atom uranium.
Pada abad kesembilan belas, para ilmuwan masih tidak tahu apa-apa tentang aktivitas internal atom. Baru setelah fisika dan kimiawan Marie Curie dan suaminya memperoleh bijih uranium di Republik Ceko saat ini, komunitas ilmiah mengetahui sedikit tentang rahasia atom. Ny. Curie dan suaminya Pierre Curie menghabiskan beberapa tahun menyuling dan memurnikan bijih, dan akhirnya mendapatkan uranium yang mengandung 50-80% uranium. Kami hidup dalam satu pekerjaan yang berulang, seperti hidup dalam mimpi. Nyonya Curie menggambarkan proses pemurniannya yang panjang dan sulit. Ia membutuhkan waktu hampir tiga tahun untuk memproses sepersepuluh gram uranium bitumen menjadi radium.
Keluarga Curie terkejut menemukan bahwa unsur ini tidak menghasilkan reaksi apapun pada suhu ekstrim, dan secara acak memancarkan energi jutaan kali lebih kuat daripada energi kimia, inilah yang kita sebut radiasi. Cara "bintang bumi" ini memancarkan cahaya redup tidak hanya membuktikan bahwa inti atom radioaktif terus bereaksi, tetapi juga menegaskan keberadaan partikel yang lebih kecil dari atom. Mirip dengan kehancuran dunia dalam "Mesin Waktu" Herbert George Wells, makna yang lebih dalam dari penemuan ini adalah bahwa ia akan menciptakan "bom atom" yang akan segera dikenal dunia.
Di laboratorium larut malam, ada Bapak dan Ibu Curie duduk.Mereka mengagumi "bintang bumi" mereka -radium, unsur yang dapat memancarkan energi secara spontan.Marie Curie menyebut fenomena ini sebagai "radioaktivitas". "(Foto disediakan oleh: Universe Studio)
Leo Silad, seorang ilmuwan Hongaria, sambil menunggu lampu hijau di pinggir jalan, sebuah dugaan berani melompat ke dalam otaknya: reaksi berantai nuklir menyebabkan reaksi nuklir yang menghancurkan. "Ide inilah yang mengubah dunia kita," kata Tyson.
Ini hanyalah perkembangan terbaru dalam kontinum kekerasan yang dimulai sejak lama. Dia melanjutkan, dan kemudian mempelajari pergeseran lambat dalam pola pikir manusia purba, karena komunikasi menjadi lebih mudah, lebih cepat, dan teknologi maju dengan cepat. Memimpin ke "radius pembunuhan" kita terus berkembang. Pada saat yang sama, peningkatan dalam "rentang pembunuhan" dan "rasio pembunuhan" bersama-sama mengubah pola perang. Saat ini, kecepatan dan teknologi telah membuat radius pembunuhan cukup besar untuk menghancurkan seluruh peradaban.
"Sulit untuk menentukan saat yang tepat kapan perang nuklir pertama dimulai; beberapa orang mungkin melacaknya kembali ke panah yang terbang di atas puncak pohon. Yang lain mungkin mengatakan bahwa itu dimulai lebih lambat dari itu. Ada tiga pesan." Tyson mengatakan bahwa dia mengacu pada surat yang ditulis oleh para ilmuwan yang memberi tahu para pemimpin mereka bahwa peningkatan angka pembunuhan secara signifikan dimungkinkan. Ilmuwan Paul Harteck, Edward Teller, Albert Ein Stan, Leo Szilard, J. Robert Oppenheimer, dan Joseph Rotblatt berada di garis depan penelitian peperangan modern menggunakan inti atom.
Albert Einstein dibujuk oleh Leo Szilard untuk menandatangani sepucuk surat kepada Presiden Franklin Roosevelt, yang mengingatkannya bahwa pemahaman ilmiah kita tentang fisika dapat dijadikan senjata.
Di antara mereka, cerita Rotblatt yang ditekankan oleh Tyson: "Jika Edward Teller memiliki oposisi yang ekstrim di dunia ilmiah, tidak diragukan lagi Joseph Rotblatt." Para ilmuwan percaya bahwa membuat senjata nuklir itu benar. Pencegahan oleh negara lain yang menggunakan senjata nuklir, ini juga menjadi alasan utama di balik Proyek Manhattan bahwa pemerintah AS meneliti, membuat, dan menggunakan bom atom selama Perang Dunia II.
Setelah kemungkinan Hitler memperoleh senjata ini melemah dan Jerman direbut, Proyek Manhattan akan berlanjut untuk waktu yang lama. Hanya satu ilmuwan yang mengundurkan diri dari Proyek Manhattan saat ini, dan dia adalah Joseph Rotblat. Menyangkal rasa superioritas moral, dia pergi untuk mencari istrinya yang telah lama hilang di Warsawa, hanya untuk menemukan bahwa dia telah terbunuh dalam pembantaian tersebut.
Saat ini, momok perang nuklir masih menghantui kita. Bagaimana kita bisa tidur nyenyak di bawah bayang-bayang gunung berapi yang berasap? Tyson bertanya dengan serius, berdiri di depan Monumen Tiga Titik di New Mexico, tempat uji coba ledakan nuklir pertama terjadi. Singkatnya monumen sangat kontras dengan kata-kata Tyson dan situs bersejarah serta apa yang terjadi di sana.
Tyson mengakhiri klip dengan peringatan, memberi tahu kami bahwa letusan Gunung Pelée yang menyakitkan pada tahun 1902, gunung berapi di Martinik di Karibia yang aliran piroklastiknya menghancurkan sebuah kota di Pulau St. Peter dalam hitungan menit, menyebabkan kira-kira 30.000 orang tewas. Tyson percaya bahwa letusan gunung berapi ini setara dengan kekuatan hulu ledak nuklir saja. Kami telah menemukan metode menggunakan api alam semesta untuk bersembunyi di pusat materi. Ia menambahkan bahwa kemampuan membuat senjata nuklir adalah pengetahuan yang tidak dapat kita lupakan.
Atom uranium dan atom karbon dari asal mula kehidupan di planet ini menjalin kehidupan dan menghancurkan kode genetik. Radiasi pengion memiliki efek merusak pada organisme hidup dan membuat senjata atom jauh lebih berbahaya daripada senjata tradisional. Dalam radiasi pengion tingkat tinggi, paparan radiasi tingkat mematikan menyebabkan kanker sel dan mutasi gen, dan kerusakan akan diteruskan. "Itu menghancurkan keberadaan masa depan kita," Tyson menjelaskan. Sebuah revolusi yang dapat kita pikirkan mungkin terjadi setelah awal zaman atom, dia berkata, "Ingatlah umat manusia dan lupakan yang lain."
Penulis : Melissa Silva
FY : Tim relawan astronomi
Jika ada pelanggaran konten terkait, silakan hubungi penulis dalam waktu 30 hari untuk menghapus
Harap dapatkan otorisasi untuk mencetak ulang, dan perhatikan untuk menjaga integritas dan menunjukkan sumbernya
- Dihadapkan pada ancaman asteroid dekat Bumi, senjata nuklir mungkin diperlukan untuk berperang, lihat apa yang dikatakan para ahli
- Ekspansi alam semesta semakin cepat, dan galaksi semakin jauh dan semakin jauh. Bagaimana kita bisa mengamati alam semesta yang lebih luas?
- Bagaimana lubang hitam berkualitas besar seperti itu terbentuk? Ini masih belum diketahui oleh para ilmuwan
- 5 Kesalahpahaman Tentang Bulan, Benarkah Super Moon Super Besar? Apakah ada cahaya di belakang bulan
- Lima puluh tahun setelah Apollo 13 mendarat di bulan, kita sekarang dapat melihat bulan dari sudut pandang astronot