Beginilah penjelasan sederhana Black Hole: Sang Penghisap Cahaya!

Black Hole atau Lubang Hitam, sebuah kata yang sangat populer 10 tahun belakangan ini terkait dengan astronomi. Saya yakin banyak dari kalian yang pernah mendengar kata ini diucapkan tetapi saya yakin pula sebagian besar dari kalian tidak terlalu paham mengenai apakah sebenarnya Black Hole itu. Banyak simpang-siur pendapat mengenai Black Hole; ada yang mengatakan ini adalah sebuah bintang mati, ini adalah area gelap yang menarik semua materi, dan lain sebagainya. Pendapat-pendapat itu tidak sepenuhnya salah tetapi jika tidak dijelaskan secara detail hanya akan menimbulkan kebingungan. Ini adalah hal yang wajar dan oleh karena itu saya akan menjelaskan Black Hole dengan kata-kata yang sederhana yang dapat dipahami oleh siapa saja. Cekidot!

Sebuah Black Hole adalah suatu area di ruang angkasa dimana gaya gravitasi begitu kuatnya sehingga tidak ada satupun materi di sekitarnya yang dapat lolos dari tarikannya. Saya mengatakan “semua materi” karena cahayapun tidak dapat lolos dari tarikan gaya gravitasi Black Hole! Itulah mengapa Black Hole tidak dapat dilihat karena sebuah obyek dikatakan visible atau dapat dilihat jika obyek tersebut memantulkan cahaya yang dapat ditangkap oleh syaraf penglihatan. Bagaimana Black Hole dapat dilihat jika alih-alih memantulkan cahaya, cahayapun juga diserap habis!

black-hole [41109]

Jika tidak dapat dilihat, terus bagaimana kita dapat mendeteksi Black Hole itu? Para ilmuwan selama ini mendeteksi adanya sebuah Black Hole dengan mengamati perilaku bintang-bintang yang berada di sekitarnya. Bintang-bintang yang berada di sekitar sebuah Black Hole memiliki perilaku yang berbeda dengan bintang-bintang lain! Mereka mengamati perilaku bintang-bintang itu dengan bantuan teleskop luar angkasa khusus.

Ukuran Black Hole

Jika kita membahas mengenai sebuah obyek, maka kita tidak bisa terlepas dari ukurannya, begitupun dengan Black Hole. Black Hole ternyata terdiri dari berbagai macam ukuran; kecil, sedang, dan besar. Menurut para ilmuwan, Black Hole yang kecil hanya terdiri dari satu buah atom. Walaupun hanya terdiri dari sebuah atom, sebuah Black Hole yang terkecilpun memiliki massa yang sangat besar, yang tidak sebanding dengan ukurannya. Sebagai analogi bayangkan satu buah atom Black Hole memiliki massa sebesar massa gunung! Kebanyakan Black Hole tidak berukuran kecil. Sebagian besar Black Hole disebut dengan “Bintang Black Hole”. Sebuah Bintang Black Hole dapat memiliki massa yang sebanding dengan 20 kali lebih massa matahari! Sangat mengerikan bukan? Dalam sebuah galaksi kemungkinan terdapat banyak Black Hole, mengingat satu galaksi saja terdiri dari ratusan milyar bintang.

Black Hole Raksasa

Black Hole yang berukuran raksasa disebut dengan Supermasif. Sebuah Supermasif dapat memiliki massa yang sebanding dengan lebih dari 1 juta massa matahari! Dapatkah kamu membayangkan berapa beratnya? Massa matahari adalah dua nonillion kilogram atau kira-kira sebesar 332.946 kali massa bumi. Jadi sebuah Supermasif dapat memiliki kira-kira 330 juta kali massa bumi! Hmmm…makin tidak terbayangkan saja. Nah, berkaitan dengan Supermasif, para astronom dari seluruh dunia telah sepakat bahwa setiap galaksi besar setidaknya memiliki Supermasif di pusatnya. Supermasif di galaksi kita, Bima Sakti, dinamakan Sagitarius A memiliki massa yang setara dengan 4 juta matahari dan ukuran sebesar “bola” yang mampu menampung jutaan bumi.

Bagaimanakah terbentuknya?

Para astronom berpendapat bahwa Black Hole terkecil terbentuk bersamaan dengan terbentuknya alam semesta. Hal ini tidak lepas dari apa yang dinamakan dengan “Ketidakseimbangan Hidrostatis”. Lawan dari ketidakseimbangan hidrostatis adalah keseimbangan hidrostatis dan hal ini didefinisikan sebagai tekanan pelepasan energi bintang ke luar yang setara dengan tekanan gravitasi bintang ke dalam. Ketidakseimbangan hidrostatis terjadi ketika bahan bakar hidrogen bintang telah habis sehingga reaksi termonuklir (reaksi yang mengubah hidrogen menjadi helium) terhenti. Reaksi termonuklir terhenti berarti pelepasan energi bintang terhenti pula sedangkan tekanan gravitasi tetap ada.

Akibatnya massa bintang akan tersedot terus ke pusat bintang sehingga inti bintang akan menjadi sangat padat. Mengapa sangat padat? Karena seluruh massa materi bintang berkumpul di sana. Nah, suatu saat pusat bintang tidak akan sanggup menahan tekanan massa bintang yang terus terjadi dan bintang akan meledak. Kamu dapat menganalogikan dengan jika kamu terus memompa balon hingga melebihi batas maksimal. Apakah yang akan terjadi? Pasti meledak bukan? Nah itu juga terjadi ketika sebuah bintang mengalami tekanan massa terus-menerus pada intinya.

Ketika sebuah bintang meledak

Ketika sebuah bintang mati atau tidak menghasilkan energi termonuklir lagi, reaksi yang terjadi sangat tergantung pada massa bintang itu semula. Sebuah bintang berukuran kecil seperti matahari kita jika meledak akan berubah menjadi bintang neutron. Untuk kamu ketahui, setiap massa atom memiliki volume yang sebagian besar terdiri dari awan elektron. Nah jika sebuah bintang kecil menjadi bintang neutron, maka volumenya akan menyusut menjadi seukuran planet biasa. Bagaimanapun akan terjadi keseimbangan antara gaya gravitasi inti bintang dengan gaya awan elektron yang akan mencegah pemampatan berikutnya. Hasilnya adalah semacam bintang kerdil putih yang memiliki massa yang sangat sangat padat.

Kita tahu bahwa di alam semesta terdapat banyak sekali bintang yang lebih besar dari matahari. Untuk bintang-bintang yang memiliki volume jauh lebih besar dari matahari, gaya gravitasi yang dihasilkan akan sangat besar sehingga mengalahkan gaya awan elektron setiap atomnya. Gaya awan elektron tidak akan mampu menahan gaya gravitasi inti bintang sehingga pemampatan terus terjadi dan suatu saat materi bintang akan rusak dan lama-kelamaan akan meledak. Nah ketika meledak, bintang-bintang raksasa tidak akan berubah menjadi bintang neutron melainkan menjadi sebuah titik teoritis yang tidak dapat dilukiskan. Titik ini tidak dapat dilihat dan hanya meninggalkan gravitasi dan lubang hitam yang berpusat di area dimana bintang itu semula berada. Inilah yang dinamakan dengan Black Hole, sebuah area yang memiliki gravitasi begitu kuatnya sehingga tidak ada satupun yang lolos di sekitarnya, termasuk cahaya!

Mendeteksi Black Hole

Tadi saya sudah menjelaskan bahwa para ilmuwan mendeteksi adanya Black Hole dengan mendeteksi perbedaan perilaku bintang-bintang di sekitarnya. Tapi bagaimana sih rinciannya? Nah, ketika sebuah bintang berada dekat sebuah Black Hole maka akan terjadi suatu energi cahaya tinggi.  Sebuah energi tentu tidak dapat dilihat, begitu juga dengan energi cahaya ini. Energi ini hanya dapat dideteksi dengan teleskop luar angkasa khusus.

 photo IMG_0299crop.jpg

Akankah bumi kita ditelan Black Hole?

Matahari, karena ukurannya, tidak akan berubah menjadi sebuah Black Hole. Oleh karena itu bumi dan planet-planet lain di tata surya tidak akan jatuh ke dalam Black Hole. Jika Matahari menjadi Black Hole, dia juga tidak akan kuat menarik planet-planet tata surya ke dalamnya. Ini sangat terkait dengan ukuran asli matahari.

Black Hole adalah sebuah fenomena luar angkasa yang sangat menarik dan menimbulkan banyak spekulasi, salah satunya apakah sebuah Black Hole mampu menjadi jalan untuk ke dimensi luar angkasa lain. Sekarang, berbagai badan luar angkasa, yang dipelopori NASA, tengah menyelidiki lebih lanjut mengenai fenomena Black Hole. Dengan kemajuan teknologi luar angkasa, mungkin manusia dapat mengerti hakikat lain di balik keberadaan sebuah Black Hole.

Referensi: NASAWikipedia: Massa MatahariUniverse Today.

Definisi Senjata Nuklir dan Klasifikasinya

Perang nampaknya menjadi bagian yang tidak terpisahkan dari kehidupan manusia. Setiap era dalam kehidupan manusia memiliki berbagai perangnya sendiri. Perang dalam berbagai era memiliki inti yang sama yaitu kehancuran namun yang membedakan adalah teknologi yang digunakan. Perang pada era Mesir kuno tentu berbeda dengan Perang Dunia ke 2 pada era 1940-an. Perbedaannya terletak pada teknologi yang digunakan dan tentu saja kehancuran yang dihasilkan. Perang Dunia ke 2 telah membawa manusia ke dalam sebuah era dimana banyak senjata pemusnah masal yang diciptakan dan dikembangkan.

Senjata pemusnah masal memiliki banyak ragam dan dapat dibagi menjadi tiga bagian besar, yaitu senjata nuklir, biologi, dan kimia. Tiga jenis senjata pemusnah masal ini memiliki efek yang sangat menghancurkan dan sesuai namanya mampu membunuh jutaan manusia dalam satu siklus serangan. Dalam artikel ini, saya akan membahas mengenai senjata nuklir yang sangat ditakuti oleh umat manusia. Sebagian dari kita tentu tidak mengerti apa sebenarnya yang dimaksud dengan senjata nuklir dan sering menyamaratakan semua senjata nuklir dengan istilah “bom atom”.

Definisi dan Pembagian Senjata Nuklir

Senjata nuklir adalah senjata yang mendapat tenaganya dari reaksi nuklir yang mana adalah reaksi yang melibatkan inti atom (nuclei). Secara umum, senjata nuklir dapat dibagi menjadi tiga bagian besar; senjata nuklir fisi, senjata nuklir fusi, dan senjata nuklir kombinasi fisi dan fusi. Senjata nuklir fisi ditenagai oleh reaksi fisi nuklir dan senjata nuklir fusi ditenagai oleh reaksi fusi nuklir, sedangkan senjata nuklir kombinasi ditenagai oleh kombinasi antara reaksi fisi dan fusi nuklir.

Senjata Nuklir Fisi

Senjata nuklir fisi biasa disebut dengan bom atom. Energi yang digunakan dalam senjata nuklir fisi murni berasal dari inti atom. Bagaimana prinsip kerjanya? Seperti namanya, senjata ini memanfaatkan reaksi fisi nuklir dimana inti atom terpecah menjadi bagian-bagian yang lebih kecil sembari melepaskan foton dan neutron dalam bentuk sinar gama, dan tentu tidak lupa energi yang sangat besar! Agar reaksi fisi terjadi, diperlukan sebuah keadaan dimana massa material yang digunakan mencapai tingkat superkritis (supercritical mass). Supercritical mass adalah massa material yang memungkinkan untuk menghasilkan reaksi nuklir berantai (reaksi pembelahan inti atom beruntun).

 photo Senjata-Nuklir 1 35122.jpg

Secara umum terdapat dua metode untuk menghasilkan supercritical mass. Metode pertama adalah dengan menabrakkan sebutir bahan sub-critical ke bahan sub-critical lainnya untuk membentuk kepadatan massa tertentu yang mampu memicu pembelahan inti atom berantai. Sedangkan metode kedua menitikberatkan pada pemampatan butiran-butiran sub-critical hingga mencapai kepadatan massa tertentu yang mampu memicu pembelahan inti atom berantai. Metode kedua lebih maju dan memungkinkan digunakannya plutonium sebagai unsur yang memperkaya uranium sebagai bahan dasar reaksi fisi. Material yang umum digunakan dalam senjata nuklir fisi adalah Uranium-235 dan Plutonium-239. Jumlah energi maksimal yang dihasilkan dari reaksi fisi nuklir adalah setara 500 ribu kiloton TNT. Contoh paling terkenal dari senjata nuklir fisi tentu saja adalah bom atom yang dilepaskan Amerika Serikat di Hiroshima dan Nagasaki pada tahun 1945.

Senjata Nuklir Fusi

Senjata nuklir fusi bekerja dengan cara yang berbeda. Perbedaannya adalah jika reaksi fisi nuklir merupakan reaksi nuklir dari pembelahan inti atom, maka reaksi fusi nuklir adalah reaksi nuklir yang berasal dari penggabungan atau peleburan dua atau lebih inti atom menjadi atom baru yang bermassa lebih kecil dari inti-inti atom penyusunnya. Persamaannya adalah sama-sama menghasilkan energi yang sangat besar; bedanya adalah energi yang dihasilkan pada reaksi fusi nuklir tidak memiliki batasan. Senjata nuklir fusi biasa disebut dengan senjata termonuklir atau bom Hidrogen karena reaksi fusi nuklir yang digunakan adalah reaksi fusi nuklir yang menggabungkan isotop-isotop hidrogen seperti deuterium dan tritium. Contoh paling terkenal dari senjata nuklir fusi adalah bom Tsar (Tsar Bomba) yang dibuat oleh Uni Soviet. Tsar Bomba mampu melepaskan energi setara 50 juta ton TNT! Kita bisa lihat perbedaannya dalam hal energi yang dilepaskan.

 photo perbandingan kekuatan antara senjata nuklir 35124.jpg

Senjata Nuklir Kombinasi Fisi dan Fusi

Dalam aplikasi jenis senjata nuklir ini, reaksi fusi diaplikasikan untuk memperbesar “yield ledakan nuklir fisi”. Apa yang dimaksud dengan yield ledakan nuklir? Yang dimaksud dengan yield disini adalah jumlah energi yang dilepaskan pada saat senjata nuklir diledakkan. Selain yield ledakan kita juga mengenal “yield to weight ratio”. Yield to weight ratio adalah perbandingan antara yield dengan massa material nuklir yang digunakan; biasanya satuan yang digunakan adalah megatons/ton. Senjata nuklir kombinasi fisi dan fusi menggunakan material nuklir non-reaktif seperti U-238 dan Th-232. Contoh terkenal dari senjata nuklir kombinasi fisi dan fusi adalah boosted fission weapon.

 photo skema boosted fission weapon 35123.jpg

Demikian garis besar dari pembagian senjata nuklir. Selama ini kita sering menyamakan setiap senjata nuklir dengan sebutan bom atom. Dengan artikel ini saya harap kita dapat membedakan dan memahami senjata-senjata nuklir dalam pemahaman yang sederhana.

Referensi: 

Pengertian Stem Cell dan Fungsinya dalam Pengobatan Modern

Stem cell atau dalam bahasa Indonesia disebut sel punca nampaknya semakin sering disebut-sebut dalam berbagai media, baik cetak maupun elektronik. Stem cell sering disebut-sebut sebagai harapan baru bagi sebagian besar problem medis manusia. Kebanyakan dari kita sering mendengar istilah ini namun tidak terlalu mengetahui definisi dan fungsi dari stem cell tersebut. Sebenarnya apakah stem cell itu? Dalam artikel ini, saya akan menjelaskan secara singkat dengan bahasa yang mudah dipahami mengenai apakah stem cell itu dan bagaimana penerapannya dalam dunia medis.

Definisi Stem cell

Stem cell adalah sel-sel yang bertanggung jawab untuk menciptakan sel-sel baru. Kasarnya stem cell adalah pabrik dari sel-sel apapun dari makhluk hidup, tidak terkecuali manusia. Apapun selnya, entah sel mata, sel kulit, sel rambut, sel ginjal, dan lain sebagainya, semua berasal dari stem cell.

Mengapa Stem cell Sangat Penting Bagi Kehidupan Kita?

Tentu saja penting karena stem cell akan aktif ketika ada sel-sel yang mati. Ingatlah bahwa sel-sel dalam tubuh kita memiliki rentang hidup tertentu. Pendeknya setiap sel tubuh kita memiliki siklus hidup dan mati. Stem cell adalah sel-sel yang menjamin selalu ada penggantian atas sel-sel tubuh yang mati. Kita dapat mengambil contoh sel-sel permukaan kulit kita sebagai sel-sel yang memiliki rentang hidup pendek. Terkadang kita mengalami luka yang mempercepat kematian sel-sel kulit dimana luka tersebut berada. Nah, stem cell memungkinkan kulit kita untuk membentuk lapisan-lapisan kulit baru yang nantinya akan menutup luka kita. Ini adalah contoh paling mudah dari aplikasi stem cell yang dapat dipahami oleh orang awam.

Ragam Stem cell

Stem cell terdiri dari berbagai macam jenis yang bertanggung jawab terhadap berbagai fungsi yang spesifik. Sel-sel darah berasal dari stem cell darah, sel-sel kulit berasal dari stem cell kulit, sel-sel ginjal berasal dari stem cell ginjal dan lain sebagainya. Mungkin akan timbul pertanyaan dalam benak kita, apakah beranekaragamnya stem cell tersebut sudah ada semenjak fase embrio? Mengingat pada fase embrio tentu berbagai organ tubuh belum terbentuk. Sebuah pertanyaan bagus karena masih ada satu jenis stem cell lagi yang dibedakan dari asal muasalnya. Jenis stem cell tersebut adalah stem cell embrionik.

Pengertian Stem cell Embrionik

Stem cell embrionik adalah “stem cell awal”. Maksud stem cell awal disini adalah stem cell paling awal yang dimiliki pada tahap terawal perkembangan manusia. Stem cell embrionik ini adalah stem cell yang menumbuhkan berbagai ragam stem cell (stem cell darah, ginjal, kulit, mata, dan lain sebagainya). Jadi stem cell embrionik adalah stem cell yang bertanggung jawab terhadap pembentukan seluruh sel dalam tubuh, tidak peduli sel apapun itu.

 photo steamcell-1 35059.gif

Pentingnya Stem cell Embrionik

Tidak seperti “stem cell biasa”, stem cell embrionik adalah stem cell yang membangun organ-organ tubuh kita. Dalam contoh yang sederhana, stem cell embrionik bertanggung jawab dalam pembentukan mata, namun “stem cell mata biasa” hanya bertanggung jawab pada daur ulang sel-sel mata selanjutnya. Singkatnya stem cell embrionik adalah pembentuk sebenarnya dari berbagai organ tubuh. Dari fakta ini kita dapat mulai memahami pentingnya stem cell embrionik.

Para ilmuwan selama ini memfokuskan penelitian mereka dalam memanfaatkan stem cell embrionik untuk memperbaiki kerusakan pada organ-organ tubuh manusia. Contohnya adalah jika ginjal manusia mengalami kerusakan, maka para ilmuwan dapat memprogram stem cell embrionik sehingga dapat membentuk jaringan ginjal baru yang akan menggantikan jaringan ginjal yang rusak.

Bagaimana Cara Mendapatkan Stem cell Embrionik?

Stem cell embrionik didapatkan dari inner cell mass pada embrio yang berumur 5 hari. Inner cell mass adalah kumpulan sel yang terletak pada satu sisi blastokista. Blastokista sendiri adalah embrio berusia empat hingga sembilan hari (dihitung setelah pembuahan terjadi). Inner cell mass terdiri dari kurang lebih 100 buah sel yang masing-masing berukuran 1/10 milimeter. Para ilmuwan memelihara stem cell embrionik dalam suatu media kultur tertentu untuk kemudian direkayasa dan digunakan untuk membentuk berbagai sel dan jaringan baru.