Sihir Kuantum di Inti Matahari

Kredit: light-science.ru

Astronomy Event - Kehidupan di Bumi sangatlah menakjubkan. Namun semua itu tidak akan terjadi jika tidak ada matahari. Matahari berperan sebagai pusat tata surya kita dan menghangatkan Bumi dengan sinarnya sehingga kehidupan bisa berkembang. Matahari menghasilkan cahaya dengan cara memproduksi energi dari reaksi fusi nuklir di intinya (Baca: Bagaimana Cara Matahari Memproduksi Energi?) Fusi nuklir adalah penggabungan inti-inti atom menjadi inti atom yang lebih berat. Saat ini, Inti matahari penuh akan reaksi dimana inti-inti atom hidrogen, deuterium dan tritium bergabung menjadi helium. 

Semua nukleus atom memiliki muatan positif sehingga nukleus akan menghasilkan gaya tolak-menolak (gaya elektrostatik) kepada nukleus lain yang mendekatinya. Jika temperatur cukup tinggi, nukelus akan memiliki energi kinetik yang cukup untuk membuat kedua nukleus bisa mendekat hingga jarak 10^-15 meter atau 1 femtometer. Pada jarak 1 femtometer ini, gaya yang bernama gaya nuklir kuat akan mendominasi gaya elektrostatik sehingga gaya ini akan menarik kedua nukleus menjadi satu nukleus. Dan temperatur yang dibutuhkan untuk hal tersebut adalah sekitar 10-100 milyar derajat Celcius. 

Kalau begitu bagaimana cara inti matahari mendukung reaksi fusi sementara suhu inti matahari hanya 15 juta derajat Celcius?

Secara logika, matahari dan bintang tidak seharusnya bersinar atau bahkan tidak bisa eksis di alam semesta. Alam semesta akan menjadi gelap selamanya. Namun jawaban dari pertanyaan kita tidak berasal dari dunia yang kita kenal namun berasal dari dunia lain, mekanika kuantum.

Mekanika kuantum adalah dunia yang tidak kita kenal dan disana, objek memiliki perilaku yang tidak masuk akal. Mekanika kuantum hanya berlaku pada objek-objek yang sangat kecil seperti atom, elektron, kuark, dll. Salah satu kenaehan dunia kuantum adalah penembusan kuantum.

Bayangkan sebuah tembok dan kalian lemparkan sebuah bola kearah tembok, sudah jelas hukum fisika akan mengatakan bahwa bola akan memantul dari tembok setelah menabrak tembok. Tapi jika mekanika kuantum berlaku pada bola dan kita lemparkan bola ke tembok, ada kemungkinan bola tersebut akan menembus tembok. Semakin tipis tembok, maka kemungkinan bola menembus tembok akan bertambah. Inilah penembusan kuantum.

Mengapa penembusan kuantum ini terjadi? Ilmuwan tidak tahu mengapa hal tersebut terjadi dan itulah yang menyebabkan mekanika kuantum merupakan misteri yang terlihat seperti sihir dalam dunia nyata.

Ada banyak nukleus di inti matahari. Pada suatu waktu, dua nukleus akan berdekatan. Pada temperatur inti matahari, nukleus tidak memiliki energi kinetik yang cukup agar keduanya bergabung. Namun, karena mekanika kuantum berlaku pada objek-objek kecil seperti nukleus atom, ada kemungkinan keduanya melakukan penembusan kuantum, yaitu menembus "tembok" gaya elektrostatik hingga keduanya sangat berdekatan, cukup berdekatan untuk bergabung menjadi satu nukleus.

Faktanya, kemungkinan nukleus untuk melakukan penembusan kuantum sangatlah kecil, sekitar 0,0000000000000000000000000001%. Namun karena inti matahari mengandung sangat amat super banyak nukleus di dalamnya, matahari masih bisa menghasilkan energi yang setara dengan 100 milyar bom hidrogen per detik.

Karena penembusan kuantum sangatlah jarang terjadi, Pembangkit Listrik Tenaga Fusi Nuklir menjadi sulit untuk diwujudkan ke dunia nyata, karena kita hanya bisa memasukan hidrogen yang bermassa sangat jauh lebih kecil daripada massa hidrogen inti matahari sehingga jika kita memanaskan hidrogen itu ke suhu inti matahari, energi yang dihasilkan akan sangat sangat sedikit. Kita butuh memansakan hidrogen hingga ratusan milyar derajat Celcius, suatu suhu yang sangat sulit untuk dicapai dengan teknologi zaman sekarang.

Jadi, tata surya, planet, asteroid, Bumi dan kehidupan di permukaannya tidak akan pernah ada jika tidak ada sihir dari dunia kuantum. Jadi berterimakasilah kepada mekanika kuantum, lebih tepatnya berterimakasilah kepada Tuhan Yang Maha Esa karena telah menciptakan mekanika kuantum sehingga kalian masih bisa membaca tulisan ini.

Share this:

ABOUTAUTHOR

Hi! Kalian boleh panggil aku "Admin N". Aku yang ada dibalik pembuatan post, pengembangan blog, dan yang suka ngetik-ngetik Tweet di Twitter dan status di Facebook. Support Astronomy Event terus ya! Dan juga support perkembangan ilmu astronomi di Indonesia!