Yang Tak Terlihat oleh Mata Kita

PARTIKEL-PARTIKEL debu yang kecil melayang-layang di udara tanpa terlihat. Kemudian, seberkas cahaya matahari menembus masuk lewat jendela, dan kini tampaklah apa yang tadinya tidak terlihat. Berkas cahaya tersebut menyoroti partikel-partikel debu itu sehingga sekarang tampak oleh mata manusia.

Pikirkan lebih jauh tentang cahaya, yang oleh mata kita terlihat berwarna putih atau tanpa warna. Namun, apa yang terjadi sewaktu cahaya matahari itu menembus butir-butir air dengan sudut kemiringan yang tepat? Air itu akan berfungsi sebagai prisma, dan kita pun melihat suatu pelangi dengan warna-warni yang cantik!

Sebenarnya, objek-objek di sekitar kita memantulkan beragam panjang gelombang cahaya, yang oleh mata kita terlihat sebagai warna. Misalnya, rumput hijau tidak dengan sendirinya menghasilkan cahaya hijau, melainkan rumput menyerap semua panjang gelombang cahaya, kecuali hijau. Rumput memantulkan panjang gelombang hijau itu ke mata kita. Dengan demikian, oleh mata kita rumput terlihat berwarna hijau.

Dibantu Peralatan Buatan Manusia

Dalam tahun-tahun belakangan ini, banyak hal yang sebelumnya tak terlihat oleh mata kita sekarang dapat dilihat berkat adanya penemuan-penemuan modern. Melalui mikroskop biasa, kita dapat melihat bahwa di dalam sebutir air yang tampaknya tidak mengandung kehidupan ternyata sarat dengan segala jenis makhluk yang bergerak-gerak. Dan, sehelai rambut, yang oleh mata kita tampak mulus dan rata, ternyata kasar dan bergerigi. Mikroskop yang sangat canggih dapat memperbesar suatu objek hingga satu juta kali, sama dengan memperbesar selembar perangko menjadi seukuran sebuah desa!

Sekarang, dengan mikroskop yang bahkan lebih canggih lagi, para peneliti dapat melihat tampilan kontur berskala atom. Ini memungkinkan mereka melihat apa yang tadinya sangat tak terjangkau oleh penglihatan mata manusia.

Sementara itu, pandanglah langit dan lihatlah bintang-bintangnya. Ada berapa? Dengan mata telanjang, paling banyak kita dapat melihat hanya beberapa ribu bintang. Namun, dengan ditemukannya teleskop hampir 400 tahun yang lalu, orang mulai dapat melihat lebih banyak lagi. Lalu, pada tahun 1920-an, sebuah teleskop canggih di Observatorium Gunung Wilson menyingkapkan bahwa ternyata ada galaksi-galaksi lain yang juga dipenuhi oleh tak terhitung banyaknya bintang. Dewasa ini, dengan menggunakan peralatan rumit buatan manusia untuk menyelidiki jagat raya, para ilmuwan memperkirakan bahwa ada puluhan miliar galaksi, dan banyak dari antaranya terdiri dari ratusan miliar bintang!

Miliaran bintang, yang disebut sebagai Milky Way (secara harfiah berarti ”Jalan Susu”) karena jaraknya yang tampak begitu dekat satu sama lain, ternyata terpisahkan oleh jarak yang tak terhitung. Demikian pula, mikroskop  canggih telah memperluas jangkauan mata kita sehingga dapat melihat benda-benda yang tampak padat namun sebenarnya terdiri dari atom-atom yang pada dasarnya hanyalah ruang hampa.

Kecil Sekali

Titik terkecil sekalipun, bila diletakkan di bawah mikroskop biasa, ternyata terdiri dari sepuluh miliar atom lebih! Namun, pada tahun 1897, diketahui bahwa atom ternyata memiliki partikel-partikel kecil yang mengorbit yang disebut elektron. Akhirnya, diketahui bahwa poros orbit elektron, yaitu inti atom, terdiri dari partikel-partikel yang lebih besar​—neutron dan proton. Ke-88 jenis atom, atau unsur alami yang ada di bumi pada dasarnya berukuran sama, namun beratnya bervariasi karena masing-masing memiliki jumlah elektron, neutron, dan proton yang berbeda.

Elektron-elektron​—dalam atom hidrogen, ada satu elektron​—berpusar di ruang sekitar inti atom sebanyak miliaran kali setiap sepersejuta detik, sehingga membuat atom seolah-olah memiliki bentuk padat. Massa sebuah proton atau neutron sama dengan 1.840 elektron. Baik proton maupun neutron kurang lebih 100.000 kali lebih kecil daripada keseluruhan atom itu sendiri!

Untuk memahami seberapa kosong sebenarnya sebuah atom itu, cobalah untuk memvisualisasikan inti atom hidrogen dalam hubungannya dengan elektron yang mengorbit atom itu. Jika inti atom itu, yang terdiri dari satu proton, seukuran bola tenis, maka elektron pengorbitnya akan berada sejauh tiga kilometer dari situ!

Sebuah laporan tentang perayaan keseratus tahun ditemukannya elektron berkomentar, ”Hanya sedikit yang berpikir dua kali untuk merayakan sesuatu yang tidak terlihat, yang ukurannya tak terpahami namun beratnya dapat diukur, suatu muatan listrik​—dan berputar seperti gasing. . . . Dewasa ini, tidak seorang pun meragukan gagasan bahwa benda-benda yang tidak pernah kita lihat, sebenarnya ada.”

Benda yang Lebih Kecil Sekalipun

Mesin pemecah atom, yang sanggup melemparkan partikel-partikel ke arah satu sama lain, sekarang memungkinkan para ilmuwan melihat apa yang ada di dalam inti atom. Hasilnya, diperkenalkanlah banyak partikel yang namanya aneh-aneh​—di antaranya: positron, foton, meson, kuarka, dan gluon. Semuanya tidak kelihatan, bahkan di bawah mikroskop yang paling canggih pun. Namun, dengan menggunakan alat-alat seperti kamar kabut (cloud chamber), kamar gelembung (bubble chamber), dan cacah kelipan (scintillation counter), jejak keberadaan mereka dapat diamati.

Sekarang, para ilmuwan dapat melihat apa yang tadinya tidak kelihatan. Seraya melakukannya, mereka memahami arti penting dari apa yang mereka yakini sebagai empat gaya fundamental​—gravitasi, elektromagnetik, dan dua gaya subnuklir yang disebut ”gaya lemah” dan ”gaya kuat”. Beberapa ilmuwan sedang memperdalam apa yang dinamakan ”teori segalanya” (theory of everything), yang mereka harap akan menyediakan satu penjelasan yang dapat dipahami tentang jagat raya, dari yang makroskopis hingga yang mikroskopis.

Pelajaran apa yang dapat diperoleh dengan melihat apa yang tak terlihat oleh mata kita? Dan, berdasarkan apa yang telah mereka pelajari, apa kesimpulan banyak orang? Artikel berikut memuat jawabannya.

[Gambar di hlm. 3]

Gambar atom-atom nikel (atas) dan atom-atom platinum

[Keterangan]

Courtesy IBM Corporation, Research Division, Almaden Research Center