Udara, air,
gunung, binatang, tumbuhan, tubuh anda, kursi yang anda duduki, singkatnya
segala yang anda saksikan, sentuh dan rasakan, dari yang paling berat hingga
yang paling ringan tersusun atas atom-atom. Setiap halaman yang anda baca
tersusun atas miyaran atom. Atom adalah partikel yang sangat kecil sehingga
tidak dapat dilihat dengan menggunakan mikroskop yang paling hebat sekalipun.
Diameter atom hanyalah berkisar seper satu juta milimeter.
Tidaklah
mungkin bagi seseorang untuk melihat benda sekecil ini. Di bawah ini dipaparkan
sebuah contoh untuk memahami dimensi atom:
Anggaplah
bahwa anda memegang sebuah kunci di tangan. Sudah pasti, mustahil bagi anda
untuk melihat atom-atom pada kunci tersebut. Jika anda bersikeras untuk melihat
atom penyusun kunci tersebut, maka anda harus memperbesar kunci menjadi
seukuran bumi. Jika anda telah berhasil melakukan pembesaran ini, maka
atom-atom yang menyusun kunci tersebut akan terlihat berukuran sebesar buah
cherry.
Di bawah ini
satu lagi contoh agar kita dapat lebih memahami betapa kecilnya atom, dan
bagaimana atom memenuhi segala tempat dan ruang yang ada.
Anggaplah
kita ingin menghitung semua atom yang ada dalam sebutir garam dan anggaplah
kita mampu menghitung satu milyar atom per detik. Kendatipun kita sangat
terampil dalam berhitung, kita akan memerlukan lebih dari lima ratus tahun
untuk menghitung jumlah keseluruhan atom yang menyusun sebutir garam yang
sangat kecil ini. Subhanallaah…ini baru sebutir garam, bagaimana dengan jumlah atom
yang menyusun alam semesta dan seisinya?
Kendatipun
ukurannya yang teramat mungil, terdapat sebuah susunan yang sempurna, tanpa
cacat, unik dan kompleks dalam atom tersebut yang kecanggihannya dapat
disejajarkan dengan sistem yang kita lihat ada pada jagat raya.
Setiap atom
tersusun atas sebuah inti dan sejumlah elektron yang bergerak mengikuti kulit
orbital pada jarak yang sangat jauh dari inti. Di dalam inti terdapat partikel
lain yang disebut proton dan netron.
Kekuatan
Tersembunyi pada Inti
Inti atom
terletak di bagian paling tengah dari atom dan terdiri dari proton dan netron
dengan jumlah sesuai dengan sifat-sifat atom tersebut. Jari-jari inti atom
berukuran sekitar seper sepuluh ribu jari-jari atom. Untuk menuliskannya dalam
angka, jari-jari atom adalah 10-8 (0,00000001) cm, jari-jari inti adalah 10-12
(0,000000000001) cm. Jadi, volume inti atom adalah setara dengan seper sepuluh
milyar volume atom.
Dikarenakan
kita tidak dapat membayangkan benda sekecil ini, marilah kita ambil permisalan
buah cherry di atas. Atom-atom akan terlihat sebesar buah cherry ketika kunci
yang anda pegang diperbesar hingga mencapai ukuran bumi. Akan tetapi perbesaran
ini masih sama sekali belum memungkinkan kita untuk melihat inti atom yang
terlalu kecil untuk dilihat. Jika kita benar-benar ingin melihatnya maka kita
harus meningkatkan perbesaran sekali lagi. Buah cherry yang mewakili ukuran
atom harus diperbesar hingga menjadi sebuah bola raksasa dengan diameter dua
ratus meter. Bahkan dengan perbesaran ini, inti atom tersebut berukuran tidak
lebih dari sebutir debu yang teramat kecil.
Ketika kita
bandingkan diameter inti atom yang berukuran 10-13 cm dan diameter
atom itu sendiri, yakni 10-8cm, maka yang kita dapatkan adalah
sebagaimana berikut: jika kita asumsikan atom tersebut berbentuk bola, maka
untuk mengisi bola tersebut hingga penuh, kita akan membutuhkan 1015
(1,000,000,000,000,000) inti atom!
Ada lagi
yang lebih mengherankan: kendatipun ukuran inti hanya seper sepuluh milyar
ukuran atomnya, inti tersebut memiliki berat 99,95% dari keseluruhan berat
atom. Dengan kata lain, hampir seluruh berat atom terpusatkan pada inti.
Misalkan anda memiliki rumah dengan luas 10 milyar m2 dan anda harus
meletakkan semua perabotan rumah tangga dalam kamar seluas 1 m2 di
dalam rumah tersebut. Mampukah anda melakukan hal ini? Sudah pasti anda tidak
mampu melakukannya. Akan tetapi inilah yang terjadi pada inti atom akibat
sebuah gaya yang sangat kuat yang tidak ada duanya di alam ini. Gaya ini
disebut “strong nuclear force (gaya inti kuat)”, satu di antara empat gaya
fundamental yang ada di alam semesta yakni: 1. strong nuclear force (gaya inti
kuat), 2. weak nuclear force (gaya inti lemah), 3. gravitational force (gaya
grafitasi), dan 4. electromagnetic force (gaya elektromagnetik).
Gaya inti
kuat, yang merupakan gaya paling kuat yang ada di alam, mengikat inti atom
sehingga stabil dan mencegahnya dari pecah berkeping-keping. Semua
proton-proton pembentuk inti bermuatan positif dan, oleh karenanya, mereka
saling tolak-menolak akibat gaya electromagnetik mereka yang sejenis. Akan
tetapi, gaya inti kuat yang memiliki kekuatan 100 kali lebih besar dari gaya
tolak-menolak proton ini menjadikan gaya electromagnetik tidak efektif. Hal
inilah yang mampu menjadikan proton-proton pada inti terikat dan bergabung pada
inti atom.
Singkat
kata, terdapat dua gaya yang saling berinteraksi dalam sebuah atom yang amat
kecil. Inti atom tersebut dapat terus-menerus berada dalam keadaan terikat dan
stabil disebabkan karena gaya-gaya yang memiliki nilai yang akurat ini.
Ketika kita
memperhatikan ukuran atom yang sangat kecil dan kemudian jumlah keseluruhan
atom di jagat raya, sungguh tidak sepatutnya kita tidak mampu memahami adanya
keseimbangan dan rancangan yang luar biasa pada alam ciptaan Allah ini. Sungguh
jelas bahwa gaya-gaya fundamental di alam telah diciptakan Allah secara khusus
dengan ilmu, hikmah dan kekuasaan yang maha besar.
“Pengetahuan
Tuhanku meliputi segala sesuatu. Maka apakah kamu tidak dapat mengambil
pelajaran”. QS. Al-An’aam, 6:80)
Ruang Kosong
pada Atom
Sebagaimana
telah disebutkan sebelumnya, bagian terbesar dari sebuah atom terdiri dari
ruang kosong. Mungkin kita bertanya-tanya dalam hati: “Mengapa mesti ada ruang
kosong ini?” Marilah kita merenung sejenak. Secara sederhana, atom terdiri atas
sebuah inti yang dikelilingi oleh elektron-elektron. Antara inti dan orbit
elektron ini tidak dijumpai partikel atau benda kecil apapun. Jarak mikroskopis
(yang padanya tidak dijumpai partikel apapun) ini ternyata sangat besar jika
dilihat dari skala atom. Kita dapat memisalkan skala ini sebagaimana berikut:
jika sebutir kelereng berdiameter 1 cm mewakili elektron yang terdekat dengan
inti atom, maka inti atom tersebut berada pada jarak 1 km dari kelereng ini. Di
bawah ini sebuah kutipan yang memberikan gambaran yang lebih jelas kepada kita
tentang dimensi ruang kosong pada atom:
“Terdapat
ruang kosong besar [yang mengisi ruang] antara partikel-partikel dasar
[penyusun atom]. Jika saya umpamakan proton dari inti atom oksigen sebagai
kepala jarum yang tergeletak di atas meja di depan saya, maka elektron yang
berputar mengelilinginya akan membuat orbit lingkaran yang melalui negeri
Belanda, Jerman dan Spanyol (penulis kutipan ini hidup di Perancis). Oleh
karenanya, jika semua atom yang menyusun tubuh saya saling mendekatkan diri
satu sama lain, hingga semua atom ini saling bersentuhan, maka anda tidak akan
mampu melihat saya lagi. Anda benar-benar tidak akan pernah dapat melihat saya
dengan mata telanjang. [Tubuh] saya akan [menjadi] sekecil partikel debu
berukuran seper sekian ribu milimeter.”
(Jean
Guitton, Dieu et La Science: Vers Le Métaréalisme, Paris: Grasset, 1991, p. 62)
Sampai di
sini, kita telah memahami bahwa terdapat kemiripan antara ruang kosong pada
sistem paling kecil seperti atom dengan ruang kosong pada sistem paling besar
seperti alam semesta. Ketika kita arahkan penglihatan kita pada
bintang-bintang, akan kita lihat ruang hampa sebagaimana ada pada atom.
Terdapat ruang hampa berjarak milyaran kilometer di antara berbagai bintang dan
di antara galaksi-galaksi. Namun, di kedua macam ruang hampa ini, terdapat
sebuah keteraturan yang luar biasa yang sulit dipahami akal manusia.
“Yang telah
menciptakan tujuh langit berlapis-lapis. Kamu sekali-kali tidak melihat pada
ciptaan Yang Maha Pemurah sesuatu yang tidak seimbang. Maka lihatlah
berulang-ulang, adakah kamu lihat sesuatu yang tidak seimbang? Kemudian
pandanglah sekali lagi niscaya penglihatanmu akan kembali kepadamu dengan tidak
menemukan sesuatu cacat dan penglihatanmu itupun dalam keadaan payah.” (QS.
Al-Mulk, 67:3-4)
Wallaahu a’lam.
No comments:
Post a Comment