Dark Matter dan Dark Energy: Riak Baru dalam Kolam Tua.

Oleh: Asan Damanik

Pengetahuan kita terhadap alam dan materi yang ada di alam semesta ini baru sekitar 4 persen (atom dan senayawanya beserta interaksi yang menyertainya).  Fakta itu didasarkan pada pengetahuan kita kini terhadap materi yang ada di alam yakni materi pembentuk planet, bintang, dan galaksi ternyata hanya sekitar 4 persen dari seluruh alam semesta ini.  Fakta itu menimbulkan pertanyaan:  Apa bentuk dan karateristik serta interaksi materi yang tidak dikenal itu yang persentasinya sekitar 96 persen?   Atribut yang diberikan kepada materi dan energi yang belum diketahui itu secara jelas adalah "Dark Matter" (DM) dan "Dark Energy" (DE) untuk membedakannya dengan materi dan energi yang sudah kita kenal selama ini sebagimana dipelajari dalam fisika.


DM dibedakan menjadi Cold Dark Matter (CDM) dan Hot Dark Matter (HDM) dan diperkirakan DM ini sekitar 23 persen, sementara DE sekitar 73 persen.  DM tidak berinteraksi secara elektromagnetik sehingga sulit mendeteksinya secara eksperimen.  Diduga DM hanya berinteraksi secara gravitasional.  Oleh karena itu pengetahuan terhadap interaksi gravitasional merupakan kunci untuk menguak misteri DM tersebut.

DE diasosiasikan denga vakum dan tidak mempunyai efek gravitasional secara lokal tetapi global.  Dengan demikian DE ini terdistribusi secara merata di seluruh ruang dan waktu alam semesta ini dan diduga DE berkontribusi terhadap pengembangan (ekspansi) ruang dan waktu alam semesta yang dari waktu ke waktu semakin membesar (mengembang).

Apakah ada kelak Dark Force (DF) dan Equation of Motion untuk DM? Kita berharap demikian sehingga pemahaman kita terhadap alam dan interaksinya menjadi lebih lengkap dan sebagaimana lajimnya akan dibarengi dengan munculnya aplikasi baru dan teknologi baru untuk kesejahteraan umat manusia.

Jual beli Ijazah: Benang Kusut Dunia Pendidikan dan Kebijakan Pemerintah

Akhir-akhir ini marak pemberitaan media cetak, elektronik, dan media sosial tentang Ijazah palsu (S1, S2, S3) alias ijazah yang diperoleh dengan cara dan proses yang tidak mengikuti aturan yang sebenarnya. Sebenarnya, maraknya transaksi jual beli ijazah itu dapat dianalisis secara sederhana dengan menggunakan teori/prinsip/hukum ekonomi: Hukum Permintaan dan Penawaran. Mengapa sampai terjadi dan berlaku hukum Permintaan dan Penawaran itu di dunia pendidikan, tidak pernah dipertanyakan apalagi dianalisis oleh para pakar dan pembuat kebijakan di negara ini.

Sudah sejak lama sebenarnya transaksi jual beli Ijazah itu terjadi, namun belakangan ini begitu marak dan menjamur serta belakangan ini banyak lembaga pendidikan (?) yang melihat peluang permintaan Ijazah itu sebagai sebuah peluang bak pedagang di pasar pagi. Permintaan akan ijazah S1, S2, dan S3 yang begitu marak akhir ini sebenarnya akibat Kebijakan/Peraturan Pemerintah yang mengharuskan seseorang pegawai dapat menduduki jabatan dan apresiasi tertentu harus berpendidikan minimal S1 (misal kebijakan sertifikasi Guru), dan sebagainya di kantor-kantor pemerintahan yang mensyaratkan pegawainya harus berpendidikan S2 bahkan S3 agar dapat menduduki Eselon tertentu. Pemerintah sebenarnya ikut andil memperparah terjadinya transaksi jual beli Ijazah tersebut dengan berbagai peraturan dan kebijakan yang dibuat terkait kepangkatan dan apresiasi pegawai negeri (PNS). Sebagai contoh, Pegawai dan Guru yang dulunya belum berpendidikan S1 akhirnya ramai-ramai melakukan jalan pintas untuk memenuhi peraturan pemerintah itu. Memang ada yang legal, tetapi banyak juga yang asal-asalan sebab muncul juga berbagai tawaran dari lembaga pendidikan tinggi untuk menampung permintaan akan kebutuhan Ijazah itu.  Bukankah di awal program sertifikasi Guru dan Dosen dulu ada PTS di Yogyakarta yang mengeluarkan ribuan Ijazah S1 tanpa jelas prosedur dan proses perkuliahannya?  Sekali lagi, ini adalah aji mumpung dan mengikuti hukum pasar/ekonomi, tansaksional belaka.

Seharusnya pemerintah lebih menekankan pada integritas, kinerja, prestasi kerja, loyalitas dan pengabdian dalam hal menggaji dan mengangkat seseorang menduduki jabatan dan posisi tertentu, bukan didasarkan apalagi diutamakan pada tinggi rendahnya Ijazah yang dimiliki seseorang. Contoh kasus, untuk menjadi guru SD harus berpendidikan S1 padahal untuk Guru SD cukup lulusan Sekolah pendidikan Guru (SPG) setingkat SLTA. Akibat peraturan pemerintah itu ramailah Perguruan Tinggi membuka Kuliah jarak jauh, membuka Jurusan/Program Studi PGSD, dsb, khususnya ramailah transaksi jual-beli Ijazah dengan segala konsekuensinya. Sudah beberapa tahun kebijakan pemerintah itu berjalan, sudahkah mutu pendidikan kita meningkat akibat Ijazah Guru sudah setingkat S1? Jawabannya TIDAK JUGA. Jadi apa gunanya (dampaknya) kebijakan itu? Entahlah, apa landasan atau rasional kebijakan itu, dan sampai kini kebijakan itu tidak pernah dievaluasi secara benar. Hanya didasarkan pada sinyalemen sana sini pembuat kebijakan di negara ini sudah berani membuat kebijakan dan Peraturan pemerintah. Hal seperti itulah yang sering terjadi sehingga permasalahan bukannya teratasi melainkan bertambah banyak dan rumit bagaikan benang kusut. Kasus jual beli Ijazah ini hanya salah satu dari sekian banyak kasus serupa (mirip) di sektor lain di negara ini, semuanya TRANSAKSIONAL belaka, hanya memberlakukan hukm PASAR Permintaan dan Penawaran itu, tanpa ada sentuhan dan kebijakan yang mendasar dan terprogram untuk jangka panjang yang dapat mewujudkan cita-cita bangsa sebagimana dicita-citakan oleh Proklamasi Kemerdekaan 17 Agustus 1945.

Sedih dan geram. Itulah yang ada pada mereka yang mengerti dan memahami apa arti, makna, dan cita-cita Proklamasi Kemerdekaan 17 Agustus 1945. Seorang dosen saya (Gurubesar Fisika) di salah satu PTN ternama pernah berpesan kepada saya agar jangan pernah kecewa apalagi geram dan sedih di negara tercinta ini. Sebab apa? Kata beliau: Pandangan terhadap Fisika dan Fisikawan di negara ini berbeda dengan negara lain, karena itulah negara lain maju dan berhasil meraih kemajuan. Di negara kita ini, pemerintah itu hanya mengikuti hukum pasar tanpa ada konsep dan program yang jelas dengan dukungan sumberdaya dan peraturan yang mendasar serta konseptual. Beliau juga berpesan: SABARLAH KALAU SAAT INI DAN SAMPAI WAKTU TAK TERBATAS NANTI, FISIKA DAN FISIKAWAN DI NEGARA INI TIDAK DIPANDANG SEBAGAI YANG HARUS DIUTAMAKAN DALAM MERAIH KEMAJUAN IPTEK SEBAGAI MANA NEGARA LAIN.

SAINS, SENI, DAN AGAMA/RELIGI

Oleh Asan Damanik
Sepanjang sejarah kehidupan dan peradaban manusia, ada 3 bidang kajian yang sangat berperan dalam hidup manusia dan kebudayaannya, yakni SAINS, SENI, dan AGAMA/RELIGI.  Secara sederhana, ketiga bidang kajian itu dapat digambarkan dengan diagram di bawah ini.

       Gambar Interseksi Sains, Seni, dan Agama/Religi

Anatara sains dan Seni ada interseksi/irisan wilayah kajian yang dapat dikaji dari sudut pangdang seni dan sains.  Namun ada juga wilayah/domain masing-masing kajian itu yang terlepas dan murni menjadi domain kajian bidang tersebut yang tidak dapat dikaji dari bidang kajian lain.  demikian juga antara Sains dan Agama/Religi ada interseksi dan ada wilayah/domain yang menjadi wilayah murni kajian itu.  Juga antara Seni dan Agama/Religi ada interseksi/irisan yang dapat dijelaskan dari kedua bidang kajian itu dan ada wilayah otonom masing masin-masing.

Ada juga wilayah/domain/interseksi yang ketiganya (Sains, Seni, Agama/Religi) yang dapat dijelaskan/dikaji/dipahami dari sudut pandang Sains, Seni, dan Agama/Religi.  Wilayah/domain inilah yang sangat bermanfaat dan sangat fundamental secara universal dalam kehidupan dan peradaban manusia karena mendapat justifikasi/pembenaran dari ketiga bidang kajian itu secara kokoh.

MENGENANG NIELS BOHR DI TAHUN CAHAYA DAN TEKNOLOGI BERBASISKAN CAHAYA 2015

Oleh: Asan Damanik

Tahun 2015 ditetapkan oleh UNESCO sebagai “Tahun Cahaya dan Teknologi berbasiskan Cahaya”.  Gaung tahun 2015 sebagai Tahun Cahaya dan Teknologi berbasiskan Cahaya kurang bergema di Negara kita.  Untuk menyambut tahun Cahaya dan Teknologi berbasikan cahaya yang ditetapakan UNESCO itu saya menuliskan Riwayat Hidup Singkat seorang Fisikawan sekaligus Filsuf Niels Bohr yang juga dikenal sebagai Penggagas Teori Atom Bohr dan Mekanika Kuantum dan interpretasinya.  Tanpa Mekanika Kuantum tentunya perkembangan teori dan aplikasi cahaya dalam berbagai bidang teknologi tidak akan seperti yang kita raih masa kini.

Niels Hendrik David Bohr yang lebih terkenal dengan sebutan nama Niels Bohr adalah juga salah satu fisikawan besar di abad-20 lahir pada tanggal 7 Oktober 1885 di Kopenhagen Denmark dari keluarga terpelajar Christian Bohr.  Bohr merupakan sahabat sekaligus lawan tangguh bagi Einstein dalam fisika khususnya dalam hal interpretasi fisis dan filosofis dari perumusan matematis fisika.    Bohr masuk Universitas Kopenhagen pada tahun 1903 dan memperoleh gelar Master Fisika pada tahun 1909.  Gelar doktor fisika diperolehnya pada tahun1911 dengan topik disertasi telaah teoretis sifat-sifat logam dengan menggunakan teori elektron.

Niels Bohr

Setelah lulus doktor doktor, Bohr kemudian pergi ke Inggris untuk bergabung dengan grupnya fisikawan fisikawan terkenal Inggris J.J. Thompson di Laboratorium Cavendish dan kemudian dengan grupnya Ernest Rutherford di Manchester Inggris untuk memperdalam fisika khususnya tentang teori atom.  Alasan Bohr bergabung dengan grupnya Rutherford adalah karena Rutherford dengan eksperimen hamburan partikel alfa yang terkenal itu telah berhasil membuktikan bahwa bahwa atom terdiri dari inti atom  bermuatan positif dan elektron bermuatan negatif mengorbit inti atom.

Setelah lebih kurang dua tahun bergabung dengan grupnya Rutherford, pada tahun 1913 Bohr mempublikasikan teori tentang struktur atom yang didasarkan pada teori atom Rutherford.  Teori atom Bohr mengatakan bahwa elektron mengorbit inti atom pada orbit tertentu (terkuantisasi).  Orbit terluar dapat menampung lebih banyak elektron dibandingkan dengan orbit yang lebih dalam, dan orbit terluar menentukan sifat-sifat kimia atom.  Bohr juga mengemukakan teori tentang emisi dan absorbsi radiasi oleh suatu atom akibat terjadi perpindahan elektron dari suatu orbit ke orbit yang lain. Perpindahan elektron dari suatu orbit ke orbit yang lain dalam suatu atom disebut transisi elektron. Jika elektron berpindah dari orbit yang lebih tinggi (terluar) ke orbit yang lebih dalam, maka atom tersebut memancarkan sejumlah energi tertentu dalam bentuk radiasi.  Sebaliknya, atom akan menyerap sejumlah energi tertentu jika elektron berpindah dari orbit yang lebih rendah ke orbit yang lebih tinggi.

Bohr menjadi profesor fisika di Universitas Kopenhagen pada tahun 1916.  Pada tahun 1920, Bohr diangkat menjadi Direktur suatu Institut yang baru dibentuk di Universitas Kopenhagen, yaitu Institut Fisika Teoretis.  Jabatan sebagai direktur Institut Fisika Teoretis Universitas Kopenhagen dijabatnya sampai akhir hayatnya.  Fisikawan-fisikawan lainnya seperti Schrödinger, Heisenberg, Born, dan lain-lain mengembangkan teori atom Bohr tesebut sehingga menghasilkan fisika baru yang dikenal sebagai Mekanika (Fisika) Kuantum. Sebagai penghargaan terhadap teori atom dan struktur atom yang dikemukakannya, Bohr dianugerahi Hadiah Nobel Fisika tahun 1922. Bohr kemudian menjadi Fellow Royal Society London pada tahun 1926, dan pada tahun 1938 dia menerima Medali Copley Royal Society.

Selama perang dunia kedua, Bohr meninggalkan Kopenhagen untuk menyelematkan diri dari kekejaman Nazi yang terjadi di daratan Eropa.  Bohr pergi ke Inggris dan kemudian ke Los Alamos New Mexico Amerika Serikat sebagai penasehat ilmuwan-ilmuwan yang sedang merancang dan membuat bom atom pertama.  Setelah perang dunia kedua usai, Bohr kembali ke Kopenhagen Demnark dan kemudian menjadi pelopor penggunaan tenaga atom untuk perdamaian dan kesejahteraan umat manusia.  Niels Bohr adalah Presiden Lembaga Ilmu Pengetahuan Denmark, Komite Cancer Denmark, Ketua Komisi Energi Atom Denmark.  Bohr adalah anggota Royal Society (London ), the Royal Institution, dan  Academies in Amsterdam, Berlin, Bologna, Boston, Göttingen, Helsingfors, Budapest, München, Oslo, Paris, Rome, Stockholm, Uppsala, Vienna, Washington, Harlem, Moscow, Trondhjem, Halle, Dublin, Liege, dan Cracow.

Profesor Bohr menikah tahun 1912, dengan Margrethe Nørlund dan mempunyai 6 orang anak (dua orang meninggal) dan yang empat lainnya Hans Henrik (dokter), Erik (insinyur kimia), Aage (Ph.D. dalam fisika teoretis mengikuti jejak bapaknya Bohr), dan  Ernest (ahli hukum). Bohr tutup usia pada tanggal 18 November 1962.

Bohr juga seorang filsuf

           

Sebagaimana dikemukakan di atas bahwa konsep dan perkembangan mekanika kuantum serta interpretasinya tidak terlepas dari sosok Niels Bohr.  Niels Bohr dan pendukungnya meyakini bahwa mekanika kuantum sebuah realitas yang sarat dengan konsep-konsep statistik khususnya konsep peluang (kebolehjadian) dan prinsip ketidakpastian Heisenberg sebagai sesuatu yang sangat fundamental.  Konsep statistik seperti nilai rata-rata yang disebut sebagai nilai harap tidak terelakkan dari mekanika kuantum yang mempersoalkan dan mengkaji alam mikroskopis seperti atom atau elektron.  Demikian juga prinsip ketidakpastian Heisenberg yang memberikan batas ketelitian pengukuran secara simultan terhadap dua besaran fisis yang tidak saling berkomutasi seperti posisi dan momentum tidak akan pernah lebih kecil dari tetapan Planck tereduksi dibagi dua

Di lain pihak, Einstein sebagai sosok yang memiliki otoritas tinggi dalam fisika waktu itu karena teori-teori dan gagasannya yang sangat cemerlang dan fundamental seperti teori efek fotolistrik, gerak Brown, dan teori relativitasnya (khusus dan umum) menentang penggunaan konsep peluang dan prinsip ketidakpastian Heisenberg berikut interpretasi statistik yang digunakan.  Konsep peluang dan prinsip ketidakpastian Heisenberg menjadikan fisika bersifat indeterministik.

Perdebatan dua fisikawan besar Bohr dan Einstein yang pernah terjadi menyangkut interpretasi mekanika kuantum pada tahun 1930-an merupakan perdebatan paling seru dalam sejarah perjalanan dan perkembangan ilmu pengetahuan khususnya fisika.  Perdebatan dua fisikawan besar tersebut sampai ke tataran paling fundamental yang biasa dipersoalkan dan dikaji dalam filsafat. Einstein sebagai penganut faham deterministik menolak mati-matian penggunaan konsep peluang dan prinsip ketidakpastian Heisenberg berikut interpretasi statistiknya dalam mekanika kuantum sebagai sebuah asas (postulat).  Ungkapan penolakan Eisntein tersebut dinyatakannya dengan ungkapan filosofis: Tuhan tidak pernah bermain dadu.  Bohr juga tidak kalah cerdiknya dengan jawaban filosofis yang mengatakan bahwa: Tuhan memang tidak bermain dadu, tetapi kadang-kadang Dia melemparkan dadu ke tempat yang tidak kita ketahui.

Pemikiran-pemikiran Bohr yang ditulis dalam bentuk esai-esai yang ditulis antara tahun 1932 sampai 1962  dapat dibaca pada dua buah buku terbitan John Wiley and Sons berjudul Atomic Physics and Human Knowledge dan Essays 1958-1962 on Atomic Physics and Human Knowledge.  Selama hidupnya, Bohr menulis dan mempublikasikan lebih kurang 115 karya ilmiah.  Pada masa tuanya, Bohr mempelajari biologi molekuler dan sempat menulis makalah dalam bidang biologi molekuler (tidak selesai) berjudul "Licht und Leben-noch einmal", yang dipublikasikan di jurnal Naturwiss., 50 (1963) 72.

Mekanika (fisika) kuantum yang dikembangkan Bohr dan penerusnya beserta teori relativitas Einstein kemudian melahirkan Teori Medan Kuantum.  Teori medan kuantum sebagai landasan untuk pengembangan Elektrodinamika Kuantum dan Kromodinamika Kuantum.  Pada tataran teoretis, fisika saat ini sudah jauh berada di garis depan lingkaran perkembangan ilmu pengetahuan dengan berbagai teori-teori unifikasi yang ditujukan untuk memahami dan memadukan keempat interaksi pokok yang ada di alam semesta yaitu interaksi gravitasional, interaksi lemah, interaksi kuat, dan interaksi elektromagnetik berikut dengan berbagai kemungkinan pengembangan fisika baru serta aplikasinya dalam kehidupan.

Teori atom Bohr merupakan salah satu kunci yang membuka perkembangan penelitian dan aplikasi fisika seperti yang kita jumpai sekarang ini termasuk pemahaman cahaya dan aplikasinya khususnya cahaya yang dibangkitkan dengan cara eksitasi/deeksitasi orbit elektron.  Konsep eksitasi dan deksitasi orbit elektron dalam atom itu dikembangkan ke eksitasi/deeksitasi atom yang menghasilkan LASER.  Dengan bantuan Mekanika Kuantum konsep dan pemahaman terhadap Semikonduktor dan Teknologi Semikonduktor semakin berkembang sehingga dapat menghasilkan berbagai Teknologi Elektronika dan Informasi termasuk LED (Light Emitting Diode).  Mengenang kembali sejenak sumbangan pemikiran Bohr dalam fisika dan filsafat yang sangat cemerlang tersebut di Tahun Cahaya dan Teknologi berbasiskan Cahaya 2015 ini merupakan suatu bentuk penghargaan kita terhadap seorang fisikawan besar sekaligus filsuf  bernama Niels Bohr yang telah memberikan kontribusi luarbiasa untuk kesejahteraan umat manusia.

Asan Damanik dosen Fisika Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma (USD) Yogyakarta