Satuan Alam Semesta (Natural Units)

Pernah mengukur suatu benda menggunakan penggaris ? Penasaran gak sih kenapa kita harus menyatakan pengukurannya dalam 1 centimeter atau meter ? Atau lebih dalam lagi, apasih itu centimeter ? detik ? kg ?

Kita bahas dari definisi satuan terlebih dahulu. Satuan digunakan untuk mendefinisikan pengukuran yang kita buat, agar pengukuran di tiap tempat menghasilkan hasil yang sama. Oleh karena itu, harus ditetapkan suatu "standar" untuk satuan yang dibuat.



natural units

Satuan jarak yang kita biasa gunakan yaitu meter (Standar Internasional) seiring perkembangan zaman selalu mengalami pergantian pada standar "acuannya". Contohnya seperti 1 meter yang didefinisikan sebagai panjang yang sama dengan kaki seorang raja, sepersepuluh juta (1/10.000.000) jarak dari garis khatulistiwa ke kutub utara bumi sepanjang garis bujur yang melewati kota Paris, menggunakan kecepatan cahaya, atau kita juga bisa mendefinisikan sendiri apa itu 1 meter.
Misal 1 meter saya definisikan seperti gambar di bawah ini:
definisi 1 meter buatan
Jika anda setuju dengan definisi dari 1 meter yang saya buat, maka kita dapat menggunakan standar acuan ini untuk pengukuran jarak dimanapun. 
Definisi dari 1 meter yang saya buat ini apa ? ya gambar itu, gambar yang anda lihat. Berarti 2 meter menurut definisi 1 meter yang saya buat adalah 2 kali dari gambar garis hitam tersebut. 

Semenjak Albert Einstein menemukan konstanta kecepatan cahaya, yaitu c yang bernilai kurang lebih 3 x 10m/s. Mulailah dikenalkan tentang Satuan Alam Semesta (Natural Units).

Kenapa sih standar acuannya harus diganti-ganti ?

Pertama, satuan pengukuran yang dulu kita gunakan itu sulit untuk dijaga nilainya. Misalnya satuan waktu yaitu detik, yang dulu didefinisikan sebagai peluruhan pada atom cesium-133. Standar satuan ini tentunya suatu saat akan mengalami "ketidakstabilan" dan mengharuskan untuk pengkalibrasian ulang. Bagaimana dengan satuan jarak yang dulu yang sebanding nilainya dengan kaki seorang raja ? apa kakinya harus dikalibrasi terlebih dahulu agar selalu tetap setiap saat, misal dengan cara dipotong ?

Kedua, satuan alam yang dibuat ini digunakan untuk menyederhanakan persamaan fisika yang rumit. Sehingga penurunan persamaan akan menjadi lebih mudah

Lalu standar acuan apa yang dibuat untuk satuan alam ini ? yaitu c = 1 (konstanta kecepatan cahaya).
Ingat: variabel c tetap memiliki dimensi !

Penulisan yang benar sebenarnya adalah
c = satuan jarak/satuan waktu (1)

dan untuk satuan jarak dan satuan waktu yang kita gunakan adalah satuan alam
Sehingga menjadi :
c = satuan alam/satuan alam = 1

Bagaimana cara untuk mengembalikan nilai c yang sebenarnya ke dalam satuan jarak dan waktu yang kita kenal saat ini, yaitu meter dan detik ?
Coba lihat persamaan (1), dan ucapkan kalimat mantra ini:
"Berapa nilai dari kecepatan cahaya (c) jika dihitung menggunakan satuan jarak dalam meter dan satuan waktu dalam detik ? dengan definisi meter yang telah diketahui saat ini sebagai jarak yang ditempuh oleh cahaya di ruang hampa selama 1/299.792.458 detik dan definisi detik adalah sebagai durasi selama 9.192.631.770 kali periode radiasi yang berkaitan dengan transisi dari dua tingkat hyperfine dalam keadaan ground state dari atom cesium-133 pada suhu nol kelvin"
c = ? meter/detik 

Tentu fisikawan telah melakukan pengukuran dari kecepatan cahaya ini, dalam meter dan detik. Dan berdasarkan pengukuran yang mereka buat hasilnya adalah:
c = 3 x 10meter/detik
Berarti dari hasil ini dapat disederhanakan bahwa pengukuran dilakukan selama 1 detik, pada 1 detik ini cahaya menempuh jarak 3 x 10meter

Cukup mudah bukan ?



0 Response to "Satuan Alam Semesta (Natural Units)"

Post a comment