5 Fakta Sains tentang Kekuatan Fundamental Alam Semesta, Seperti Apa?

Sebenarnya apa sih yang dimaksud dengan kekuatan fundamental alam semesta itu? Secara sederhana, kekuatan atau gaya fundamental alam semesta dapat diartikan sebagai kekuatan dasar yang membentuk, mengatur, menjaga, dan melestarikan semua materi yang terbentuk di alam semesta. Alam semesta memiliki empat kekuatan besar dan keempatnya merupakan perwakilan dari semua gaya mutlak yang ada di alam.

Dengan kata lain, kekuatan fundamental alam semesta adalah kekuatan terbesar yang ada di alam semesta dan bertanggung jawab terhadap keberadaan alam semesta itu sendiri, dicatat dalam laman sains Space. Kekuatan fundamental biasa disebut juga sebagai gaya fundamental atau interaksi fundamental alam.

Ilmuwan meyakini bahwa kekuatan-kekuatan alam semesta tersebut telah ada pada awal-awal pembentukan alam semesta, yakni Big Bang atau Ledakan Dahsyat. Nah, tentu ada pertanyaan, dari mana ilmuwan mengetahui fakta tentang kekuatan fundamental alam tersebut? Atau apakah benar bahwa kekuatan fundamental tersebut hanya terdiri dari empat kekuatan saja?

Secara mendasar, fisika bisa menjawabnya berdasarkan bukti empiris, bahkan melalui aksioma. Apa itu aksioma? Dalam sains, aksioma adalah kebenaran yang bisa disaksikan tanpa harus dibuktikan. Nah, fisika sebagai cabang sains bertugas untuk mengumpulkan bukti-bukti yang ada di alam. Baru setelah itu, dilakukan studi dan penelitian mengapa bukti-bukti tersebut ada.

Akhirnya, menurut studi dan penelitian mendalam, disimpulkan bahwa hingga saat ini dinyatakan atau terbukti valid bahwa alam semesta memiliki empat kekuatan fundamental. Namun, sains selalu terbuka terhadap bukti dan teori yang baru—yang tentu saja harus diuji valid atau tidaknya. Yuk, kita kupas satu per satu mengenai empat kekuatan besar di alam semesta ini melalui poin-poin berikut.

Tentu kamu gak asing dengan kata gravitasi, bukan? Faktanya, gravitasi merupakan salah satu kekuatan fundamental di alam semesta meskipun bukan yang terbesar. Sebuah artikel sains yang diterbitkan dalam laman NASA menulis bahwa gravitasi merupakan gaya atau kekuatan yang memiliki sifat unik, yakni tarik menarik pada semua partikel yang memiliki massa.

Dengan kata lain, gravitasi akan memengaruhi apa pun yang ada di sekitarnya karena memang secara fundamental. Gaya tersebut bersifat mutlak terhadap partikel bermassa. Bukan hanya planet, semua objek benda yang bisa kamu lihat dan sentuh memiliki gaya gravitasinya masing-masing dengan tingkat kekuatan yang berbeda-beda bergantung pada massanya.

Nah, karena gaya gravitasi bekerja pada semua materi di alam, secara langsung kekuatan tersebut juga akan menjaga supaya objek di alam semesta dapat bekerja sesuai dengan hukum fisika yang berlaku, misalnya, pergerakan planet dan bintang. Planet-planet di tata surya akan selalu bergerak mengelilingi Matahari karena terikat dengan gaya gravitasi Matahari sebagai objek terbesar di tata surya.

Dengan adanya gravitasi, pergerakan orbit sebuah planet dapat terjadi secara teratur tanpa bertabrakan dengan planet-planet lainnya. Bayangkan saja jika tiba-tiba gravitasi hilang dari alam semesta, pastinya susunan planet, bulan, dan bintang akan berantakan dan menimbulkan kehancuran alam semesta.

Gambar di atas adalah gambar diagram dari sebuah partikel atom. Dalam partikel mikroskopik tersebut terdapat tiga partikel lainnya yang jauh lebih kecil lagi, yakni elektron, proton, dan neutron. Nah, supaya masing-masing dari partikel neutron dan proton tadi bisa terus stabil, dibutuhkan sebuah kekuatan yang dapat menjaga mereka secara otomatis dan berkala.

Yup, kekuatan tersebut adalah kekuatan fundamental alam semesta kedua yang bernama gaya inti lemah. Tak bisa dibayangkan jika kestabilan neutron dan proton terganggu. Pastinya akan terjadi ledakan atau fusi nuklir di alam semesta yang akan menghancurkan alam semesta secara masif.

Perlu diingat bahwa setiap objek atau benda di alam semesta pasti terbentuk dari gabungan partikel atom. Dilansir laman Live Science, gaya inti lemah memiliki kekuatan yang lebih kuat dibandingkan dengan gaya gravitasi, tetapi dalam rentang jarak yang sangat pendek. Menurut ilmuwan, kekuatan fundamental ini merupakan kekuatan yang bertanggung jawab menjadi penyebab radiasi di alam semesta.

Bukti keberadaan gaya inti lemah sudah pernah diteliti oleh seorang fisikawan asal Italia bernama Enrico Fermi pada 1933 lalu. Dalam studinya yang mendalam, ia dapat menyimpulkan dan menjawab bagaimana peluruhan beta dalam atom dapat terjadi. Rupanya, ada pengaruh dari gaya inti lemah yang memang bertanggung jawab terhadap proses peluruhan yang terjadi dalam sel atom.

Secara sederhana, elektromagnetik merupakan gaya yang saling menarik dan menolak antara partikel yang memiliki muatan positif dan negatif, dicatat dalam Science Alert. Dengan kata lain, kekuatan fundamental elektromagnetik merupakan kekuatan yang ada pada partikel-partikel yang bermuatan listrik.

Nah, uniknya, jika kita kembali melihat diagram atom di poin nomor tiga di atas, gaya elektromagnetik rupanya menjaga agar elektron dan proton tetap bersama-sama dalam atom tanpa adanya gesekan. Partikel-partikel tersebut bisa bekerja dan bergerak secara teratur dan harmonis berkat gaya elektromagnetik tadi.

Bahkan, fenomena sehari-hari yang bisa kita lihat dan saksikan merupakan fenomena yang dihasilkan akibat pengaruh kekuatan elektromagnetik. Jika kamu bisa merasakan hangatnya cahaya Matahari, itu karena adanya gaya elektromagnetik yang terjadi antara tubuhmu dengan partikel cahaya Matahari meskipun tanpa kamu sadari.

Saking besarnya peran dari elektromagnetik di alam semesta, bisa dikatakan bahwa gaya elektromagnetik selalu ada dan memengaruhi kekuatan fundamental alam semesta lainnya, kecuali gravitasi. Reaksi-reaksi kimiawi yang terjadi dalam tubuh organisme juga merupakan unsur elektromagnetik yang terjadi tanpa disadari. Jadi, tak bisa dibayangkan bagaimana alam semesta jika kehilangan gaya elektromagnetiknya.

Gaya inti kuat atau nuklir kuat merupakan kekuatan fundamental terkuat di alam semesta. Untuk lebih memahaminya, coba lihat kembali diagram atom pada poin tiga di atas. Nah, di sana ada sebuah bungkus inti atom yang dinamakan nukleus atau nucleus. Pastinya, harus ada kekuatan yang menjaga neutron dan proton untuk tetap berada dalam nukleus, bukan?

Yup, kekuatan penjaga itu dinamakan gaya inti kuat. Tugas utamanya memang menjaga supaya neutron dan proton tetap bekerja secara harmonis dan bertahan dalam nukleus di dalam sebuah partikel atom. Itu sebabnya, gaya inti kuat dianggap sebagai gaya fundamental terkuat di alam semesta.

Science Daily dalam lamannya menjelaskan bahwa gaya inti kuat hanya dialami oleh quark alias partikel kecil yang menjaga keseimbangan inti atom. Meskipun sangat mikroskopik, gaya inti kuat memiliki pengaruh yang sangat signifikan di alam semesta. Dengan tugasnya mengatur keseimbangan inti atom, kekuatan fundamental yang satu ini juga secara langsung dianggap sebagai pengatur keseimbangan dari alam semesta.

Jika gaya inti kuat musnah, neutron dan proton akan bertabrakan dan menimbulkan sebuah reaksi berantai yang akan menghancurkan atom hingga alam semesta itu sendiri. Jadi, supaya alam semesta tetap seimbang dengan hukum fisikanya, gaya inti kuat harus tetap ada sebagai kekuatan fundamental terkuat di alam semesta.

Nah, bagaimana? Cukup menarik belajar fisika di hari ini, kan? Oh ya, hingga saat ini alam semesta masih diketahui memiliki empat kekuatan fundamental. Ada beberapa klaim yang menyatakan bahwa kekuatan kelima ditemukan, tapi ternyata hal tersebut hanya hoaks dan tanpa dukungan bukti valid.

Semoga artikel sains kali ini bisa menambah sekaligus memperkaya wawasan kamu di bidang fisika, ya!