Jumat, 08 Januari 2016

Fisika Modern vs Fisika Klasik

• Fisika klasik dikembangkan sebelum tahun 1900 yang kebanyakan mengacu kepada
mekanika Newton.
• Fisika Modern mencoba mengungkapkan fenomena yang tidak dapat dijelaskan
oleh fisika klasik dan dimulai sekitar sekitar tahun 1900-an sampai dengan
sekarang.
• Fisika modern berawal dari era Einstein sekitar awal abad 19 dengan dirumuskannya
teori relitivitas, teori kuantum dan teori gravitasi Einstein untuk mematahkan
teori Newton.
• Memasuki abad 20 muncul pemikiran untuk menggabung semua teori yang temukan
kedalam satu teori, salah satu kandidatnya adalah teori dawai (string
theory).


• Keberadaan Teori dawai masih dalam wacana matematika dan belum terbukti
secara eksperimen.
– Teori dan eksperimen Harus saling mendukung dan melengkapi.
– Ketika terjadi ketidakcocokan maka teori dapat dimodifikasi atau teori baru
diformulasikan.
– Sebuah teori fisika dapat diterapkan untuk kondisi terbatas.
Misalnya: Mekanika Newtonian dirumuskan oleh Isaac Newton pada abad ke
17 dan 18 dapat diterapkan untuk objek yang bergerak dengan kecepatan jauh
dibawah kecepatan cahaya. Untuk kecepatan yang bergerak mendekati kecepatan
cahaya digunakanlah teori relativitas yang dirumuskan oleh Albert Einstein pada tahun 1904. Selain tentang gerak, Newton juga merumuskan teori gravitasi
yang sukses untuk menjelaskan fenomena sehari-hari seperti benda jatuh,
lintasan pelanet dan lain-lain. Namun teori gravitasi Newton gagal untuk menjelaskan
lintasan orbit planet merkurius yang ternyata tidak benar-benar elips.
Teori gravitasi Newton digantikan oleh teori relativitas Einstein tahun 1915. Sebuah teori yang lengkap dan dapat menghimpun semua teori fisika saat ini
sedang dicari. Ide dasarnya adalah menyatukan semua interaksi yang ada di
alam ini yaitu:
– Interaksi Elektromagnet: Berperan dalam interaksi antar partikel bermuatan,
misalnya elektron dan proton dalam atom.
– Interaksi Lemah: Berperan dalam proses peluruhan radioaktif.
– Interaksi Kuat: berperan dalam mengikat Neutron dan Proton dalam inti atom.
– Interaksi gravitasi: Berperan dalam membentuk galaksi, tata surya dan bumi.
Secara garis besar upaya menyatukan semua teori fisika dapat diringkas sejarahnya:
– Teori Elektromagnetik dirumuskan oleh Maxwell pada tahun 1846. Teori ini
menggabungkan teori tentang listrik dan teori tentang magnet yang disatukan dan
terumus dalam empat persamaan Maxwell yang terkenal. Keberhasilan Maxwell
menggabungkan listrik dan magnet memotivasi fisikawan lainnya untuk menggabung
interaksi-interaksi lain. Albert Eistein adalah seorang fisikawan yang
memulai dan mempercayai bahwa semua hukum fisika akan menuju kepada satu
hukum tunggal. Beberapa upaya Eisntein untuk mempersatukan Elektromagnetik
dengan teori gravitasi berujung pada kegagalan dikarenakan minimnya hasil
ekperimen ketika itu.
– Teori elektro-lemah dirumuskan oleh Sheldon Abdus Salam, Lee Glashow, dan
Steven Weinbergtahun 1960-an. Teori ini menggabungkan teori elektromagnetik
dan teori interaksi nuklir lemah. Interaksi lemah berperan dalam peluruhan
radioaktif.
– Teori string atau teori dawai dikembangkan antara tahun 1970 sampai dengan
1990-an. Merupakan teori fisika yang paling mutahir untuk menggambungkan
semua interaksi fisika dan diharapkan mampu menjelaskan semua fenomena alam,
dari fenomena pertikel elementer sampai pembentukan alam semesta. Kadangkadang
disebut “theory of everything” atau teori tentang segala sesuatu. Salah
seorang yang memiliki kontribusi sangat besar dalam pengembangan teori string
adalah Edward Witten dari Princrton University, USA.
Mencari satu teori yang mampu mejelaskan segala sesuatu termasuk menjelaskan
bagaimana alam semesta ini diciptakan, bagaimana awalnya dan bagaimana alam
semesta ini nanti berakhir menjadi obesesi terbesar umat manusia. Melalui fisika
kita dapat menyusun sejarah alam semesta dari ia dilahirkan, hingga seperti
sekarang ini.
– Walau secara teori semua hukum fisika menuju ke satu teori, namun secara eksperimen
belum dapat dibuktikan. Terutama menggabung relativitas umum kedalam
teori kuantum. Model standar dalam fisika partikel ataupun dalam kosmologi
adalah cara memetakan fisika mutahir yang masih dapat dibuktikan dengan eksperimen.
Sampai saat ini model standar dalam fisika kuantum hanya sampai batas
pada karya penelitan Glashow, Weinberg dan Salam (tahun 1960-an) yang menggabungkan
interaksi elektromagnetik dengan interaksi lemah.