Beautiful Equations

dengan nama Alloh, Sang Maha Pengasih Sang Maha Penyayang

dalam ilmu fisika, persamaan atau rumus matematis akan bermakna apabila dapat dibuktikan kebenarannya melalui eksperimen. setiap rumus pasti memiliki prediksi, dan prediksi itulah yang akan diuji dengan eksperimen. seindah apapun bentuk rumus, namun bila tidak sesuai dengan eksperimen, maka rumus tersebut tidak ada fedahnya.

dari sekian banyak rumus, terdapat beberapa rumus fisika yang dianggap ‘Indah’. selain karena faedahnya yang sangat penting, rumus-rumus tersebut memiliki bentuk yang sederhana, menarik, namun mencakup banyak aspek. berikut beberapa rumus diantaranya.

BBC, 2012

1. relativitas umum, albert einstein

e = mc kuadrat adalah rumus paling legendaris dimuka bumi. sosok einstein yang awal mulanya hanya pegawai kantor paten, tiba-tiba menjadi ilmuwan terpenting sepanjang sejarah sejak mem-publish rumus ini. rumus ini menjelaskan bahwa materi dan energi adalah dua hal yang sama, artinya materi dapat diubah menjadi energi dan juga sebaliknya. eksperimen pembuktian kebenaran rumus ini diwakili oleh dampak bom atom di hiroshima dan nagasaki, 1945.

sebagai gambaran, 0,5 gram dapat berubah menjadi energi sebesar 45 juta juta joule (dua belas nol) yang setara 15 kTon TNT. aplikasi positif dari rumus ini adalah pembangkit listrik tenaga nuklir dan juga menjelaskan bagaimana bintang dapat memancarkan sinarnya. meski rumus ini besar perannya, bentuknya amat ringkas dan sederhana.

2. gravitasi, isaac newton

rumus ini adalah kontribusi penting dari isaac newton selain hukum newton untuk menjawab pertanyaannya sendiri mengapa apel jatuh ke bawah dan bumi mengelilingi matahari. rumus ini mengisyaratkan bahwa besarnya gaya tarik antar dua benda adalah berbanding lurus dengan massa (bobot) kedua benda tersebut dan berbanding terbalik dengan jarak keduanya.

semakin besar bobot kedua benda, gaya tarik semakin besar. semakin jauh jarak kedua benda, gaya tarik semakin kecil. kedua benda tersebut dapat berupa, apel dengan bumi, atau bumi dengan matahari, dan bulan dengan bumi, dan lain-lain. pembuktian rumus ini, setelah beberapa dekade, adalah tepatnya prediksi kemunculan komet Halley.

3. relativitas khusus (waktu), albert einstein

kira-kira sepuluh tahun sebelum teori relativitas umum, einstein merumuskan teori relativitas khusus-nya di tahun 1905. rumus ini mengisyaratkan bahwa waktu tiap orang tidak sama, bergantung pada seberapa cepat dia bergerak. semakin cepat seseorang bergerak maka waktu yang dia alami semakin lebih lambat daripada orang yang diam.

andaikata, seseorang bergerak dengan kecepatan cahaya maka waktu bagi dia adalah nol, dengan kata lain dia tidak mengalami perubahan waktu. pembuktian kebenaran teori ini, adalah pada global positioning system (gps). gps tidak akan tepat, tanpa peran relativitas khusus ini.

4. fungsi gelombang partikel elektron, paul dirac

rumus ini mengungkap dinamika partikel yang bernama elektron. salah satu prediksi yang tersirat dari rumus ini adalah keberadaan anti-partikel. konsep anti-partikel menyatakan bahwa setiap partikel memiliki lawan partikel yang bila keduanya bertemu, akan saling meniadakan.

contoh, bila elektron adalah partikel yang bermassa kecil dan bermuatan negatif, maka terdapat anti-partikel nya yang disebut dengan positron (elektron yang positif). positron ini memiliki sifat-sifat yang serupa dengan elektron kecuali muatan listriknya. keberadaan positron dan anti-partikel yang lain kini telah terungkap dalam eksperimen fisika partikel.

5. termodinamika lubang hitam, stephen hawking

lubang hitam (black hole) adalah suatu tempat di alam semesta yang memiliki kerapatan massa yang amat tinggi, tingkat gravitasinya amat kuat, cahaya sekalipun tak mampu keluar dari gravitasinya. keberadaannya di alam semesta didukung dengan hasil-hasil pengamatan benda-benda angkasa. dan menurut para ilmuwan, pusat galaksi bima sakti ini adalah lubang hitam yang amat besar.

lubang hitam menghisap benda-benda yang ada disekitarnya dengan gravitasi yang tinggi sekali, menekan dan memampatkannya ke dalam inti. semakin banyak benda yang terhisap ke dalamnya, luas permukaannya semakin besar. rumus ini, mengisyaratkan bahwa lubang hitam itu tidak hitam sama sekali, melainkan memacarkan radiasi yang besarnya sebanding dengan luas permukaan lubang hitam tersebut.

segala puji bagi Alloh, Tuhan Semesta Alam

anda mungkin tertarik: Keyakinan Isaac Newton tentang Tuhan [Baca]