Apa itu energi? Secara garis besar, energi dapat diartikan sebagai sifat tetap yang ada dalam sebuah properti fisika, seperti objek fisik, interaksi partikel, dan segala macam kemampuan yang dihasilkan oleh partikel yang ada di alam semesta. Karena sifatnya yang tetap, energi dapat dikatakan kekal dan besarnya tak berubah.
Nah, apakah kamu tahu tentang Hukum Kekekalan Energi? Kalau penasaran sama hukum fisika yang satu ini, sebaiknya kamu baca artikel ini hingga tuntas, ya!
Seperti dicatat dalam laman Britannica, seorang fisikawan asal Inggris bernama James Prescott Joule telah merumuskan bahwa berbagai bentuk energi pada dasarnya sama dan bersifat tetap, namun dapat diubah satu sama lain. Atas dasar rumusan inilah, ia menggagas sebuah hukum yang menjadi fondasi dari teori fundamental fisika (termodinamika), yakni Hukum Kekekalan Energi.
James Joule dilahirkan pada 24 Desember 1818 di Inggris dan meninggal dunia pada 11 Oktober 1889. James Joule merupakan murid dari John Dalton, seorang ahli kimia sekaligus pengajar di University of Manchester, Inggris. Pada awalnya, Joule meneliti dan membuat studi empiris mengenai panas yang dihasilkan oleh kawat listrik.
Menurut penelitian dan studi yang ia lakukan, Joule dapat menyimpulkan ke dalam sebuah tesis ilmiah bahwa panas merupakan energi di mana energi tersebut terlepas dari zat atau objek yang dipanaskan. Studinya tersebut membuka studi-studi lainnya yang juga sama-sama meneliti tentang energi yang ada dalam beberapa interaksi objek fisik.
James Joule dan rekannya bernama William Thomson menemukan sebuah teori fisika yang menyatakan jika gas yang dibiarkan mengembang tanpa adanya intervensi partikel-partikel yang ada di luar gas tersebut, suhu gas akan turun. Atas dasar penemuan inilah, dirumuskan sebuah teori bernama Efek Joule-Thomson. Teori inilah yang menjadi landasan diciptakannya mesin pendingin.
Hukum Kekekalan Energi menyatakan bahwa energi tidak dapat diciptakan dan dihancurkan. Namun, energi dapat diubah dari satu bentuk energi ke bentuk energi lainnya. Seperti dicatat dalam Energy Education, satu-satunya cara untuk menggunakan energi adalah mengubah bentuknya, bukan menciptakan atau menghancurkannya.
Hukum fisika ini juga menyimpulkan bahwa besaran energi juga akan selalu sama dan tetap meskipun bentuknya dapat berubah-ubah. Uniknya, energi juga akan selalu ada di bagian mana saja di alam semesta ini dan sifatnya juga sama, tak akan dapat diciptakan dan dimusnahkan.
Tentu kamu tahu rumus terkenal yang pernah digagas oleh Einstein, bukan? Ya, rumus tersebut adalah E=mc2. Rumus ini mengandung pengertian bahwa massa sebuah objek atau partikel merupakan kandungan (energi) dari objek atau partikel itu sendiri. Dengan kata lain, rumusan Einstein tersebut adalah rumusan global dari kondisi alam semesta kita yang merupakan wujud dari energi.
Semua objek dan partikel di alam semesta, mulai dari yang terkecil hingga yang terbesar, semuanya hanyalah peran dari energi di alam semesta. Bahkan, objek semesta yang telah mati pun energinya hanya akan berubah menjadi bentuk energi yang lain. Memang sangat sulit untuk menalar dengan gamblang tentang apa rumusan Einstein tersebut. Namun, ada banyak ilmuwan memandang bahwa alam semesta tak lebih dari sebuah peran yang dijalankan oleh energi.
Dalam perspektif sederhana, rumus teori relativitas Einstein tersebut telah dijadikan dasar bagi beberapa penemuan di bidang sains, misalnya nuklir. Namun, dalam konteks yang lebih luas, teori Einstein ternyata menjelaskan tentang bagaimana alam semesta itu bekerja.
Einstein membuktikan kebenaran Hukum Kekekalan Energi, bahkan dengan detail ia menggagas bahwa massa sekecil apa pun pasti memiliki energinya masing-masing.
Dalam kehidupan sehari-hari, penerapan hukum fisika ini sering kita alami, bahkan beberapa di antaranya terjadi dengan intensitas yang sangat sederhana. Kompor yang sering kamu gunakan dapat mengubah energi dari energi kimia (gas) atau listrik menjadi energi panas. Besarnya energi listrik dan kimia tersebut akan tetap sama dengan energi panas yang dihasilkan oleh kompor tadi.
Semua perangkat elektronik yang kamu gunakan juga mengubah energi sesuai dengan peruntukannya masing-masing. Aktivitas kita juga harus ditunjang dengan energi. Energi tersebut didapatkan dari energi kimia yang berasal dari makanan dan minuman yang kita cerna.
Di masa yang akan datang, Hukum Kekekalan Energi dapat diaplikasikan pada teknologi-teknologi canggih yang mungkin belum dibayangkan sebelumnya. Bahkan, beberapa impian manusia untuk membentuk koloni di Mars juga tidak bisa mengabaikan hukum fisika yang satu ini.
Laman NASA mencatat bahwa mereka merencanakan mengubah energi kimia (CO2 di Mars) menjadi energi baru dalam bentuk hidrokarbon cair. Ini berfungsi sebagai bahan bakar terbaru roket dan untuk kebutuhan lainnya bagi manusia di Mars kelak.
Secara umum, energi gelap di alam semesta bisa dikatakan berbeda dengan energi pada umumnya. Ditulis dalam Science Daily, secara sederhana energi gelap adalah energi negatif yang memengaruhi ekspansi alam semesta.
Menurut studi dan penelitian yang dilakukan oleh ilmuwan dan astronom, alam semesta memang terus mengalami pengembangan, ditandai dengan jarak objek angkasa yang semakin menjauh satu sama lain.
Energi gelap atau dark energy juga termasuk energi yang paling masif di alam semesta yang menyumbang tiga perempat dari total energi yang ada di seluruh alam semesta.
Teori tentang adanya energi gelap juga mengarah pada Big Bang atau Ledakan Dahsyat yang membentuk alam semesta pada kisaran 13,8 miliar tahun lalu. Sama dengan bentuk-bentuk energi lainnya, energi gelap juga tidak dapat dimusnahkan.
Itulah beberapa fakta mengenai Hukum Kekekalan Energi yang harus kamu ketahui. Semoga artikel ini dapat memperkaya wawasan kamu di bidang sains, ya!