Tuesday, April 15, 2008

Usia

Semoga apa yang saya sampaikan ini tidak terlalu njimet, dan andaikata terlalu njlimet pun mohon pengampuannya dari rekan-rekan semua, terlebih bila ada kesalahan .



A. Latar belakang

Usia selalu membawa waktu, atau sebaliknya waktu yang membawa usia?
Based on measurements of the expansion using Type Ia supernovae, measurements of temperature fluctuations in the cosmic microwave background, and measurements of the correlation function of galaxies, the universe has a calculated age of 13.73 ± 0.12 billion years old


Berdasarkan theori Big Bang diatas, maka diperkirakan usia alam semesti sejak awal adalah 13.73 ± 0.12 milyar tahun.

Modern geologists consider the age of the Earth to be around 4.54 billion years (4.54×109 years).[1] This age has been determined by radiometric age dating of meteorite material[2] and is consistent with the ages of the oldest-known terrestrial and lunar samples.


Sedangkan berdasar perhitungan para pakar geologi modern, usia bumi diperkirakan sekitar 4.54 milyar tahun


Gen 2:1-2
(1) Demikianlah diselesaikan langit dan bumi dan segala isinya.
(2) Ketika Allah pada hari ketujuh telah menyelesaikan pekerjaan yang dibuat-Nya itu, berhentilah Ia pada hari ketujuh dari segala pekerjaan yang telah dibuat-Nya itu.


Sepintas, scientist dan biblical time creation adalah berbeda.

Alkitab mencatat bahwa Tuhan selesai menciptakan segalanya dan masuk pada hari perhentian ketujuh, sementara itu para ahli menghitung bahwa usia bumi telah mencapai 4.54 milyar tahun dan usia alam semesta mencapai 13.73 ± 0.12 milyar tahun.

Dengan kata lain, pakar menolak pandangan Alkitab bahwa alam semesta dan bumi telah matang terbentuk hanya dalam hitungan hari saja.

Beberapa pandangan mengenai diskrepansi atau perbedaan ini menyatakan :

  1. Hitungan hari (waktu) dalam Alkitab hanyalah kiasan saja, sebab saat mula penciptaan belum ada alat referensi penghitung hari yaitu rotasi bumi terhadap matahari, sedangkan matahari sendiri diciptakan pada hari keempat.
  2. Hitungan hari tetap mengacu pada hari 1x24 jam seperti saat ini.
  3. Hitungan hari tersebut adalah hitungan hari Tuhan, bukan hitungan hari manusia dimana satu hari Tuhan sama dengan seribu tahun nya manusia.
Berikut adalah pandangan saya pribadi dan apa yang saya tulis bukanlah sebuah solusi, namun sekedar konklusi mengenai diskrepansi ini.

B. Relativitas

Pendapat saya bermula bertitik tolak pada teori relativitas Einstein dan relativitas umum.

Put your hand on a hot stove for a minute and it seems like an hour.
Sit with a pretty girl for an hour and it seems like a minute

Einstein

Tidak ada relativitas multak, sebab sebuah relativitas akan memerlukan satu titik mutlak

[Train, speed v1, with object   on board at speed v2 relative to the train]

Kereta bergerak ke kanan dengan kecepatan v1.
Balok diatas kereta bergerak sejajar dengan gerak kereta dengan kecepatan v2 terhadap kereta.

Maka dimata pengamat yang sedang diam [titik mutlak, diam] melihat kereta tersebut dengan kecepatan v1 dan melihat balok diatas kereta dengan kecepatan v1+v2

[Train, speed v1, with lamp   on board shining light at speed c relative to the train]

Demikian pula seandainya posisi balok digantikan oleh sebuah lampu.

Kereta memiliki kecepatan v1 , sedangkan lampu itu sendir menyala dan memancarkan sinar dengan kecepatan v2. Sedangkan kecepatan gerak cahaya sendiri didefinisikan sebagai c.

Maka bagi pengamat, cahaa tadi bergerak dengan kecepatan v1+v2 atau v1+ c

Bila nilai v2 = c, maka persamaan v = v1 + v2 akan tidak memadai lagi, maka untuk mengatasinya, formula ini dimodifikasi menjadi :

(c+v)/(c-v)  =  (c+v)/(c-v)1 × (c+v)/(c-v)2

atau


arctanh(v/c)  =  arctanh(v1/c)  +  arctanh(v2/c)

dan fungsi diatas akan menjadi sama dengan v = v1 + v2, ketika nilai v1 dan v2 jauh sangat kecil nilainya bila dibandingkan dengan nilai c [konstanta kecepatan cahaya]

Sebuah benda yang bergerak dengan kecepatan v terhadap pengamat [titik diam , mutlak] maka

  1. Sisi panjang searah dengan gerakan akan mengalami penyusutan [berbanding terbalik]
  2. Massa akan bertambah [berbanding lurus]
  3. Waktu akan melambat [berbanding terbalik]
Sebesar faktor Lorentz (g, gamma)
gamma  =  1 / sqrt{1 - (v/c)^2}

atau

\gamma \equiv \frac{c}{\sqrt{c^2 - u^2}} = \frac{1}{\sqrt{1 - \beta^2}} = \frac{\mathrm{d}t}{\mathrm{d}\tau}

Tabel gama

Speed Lorentz factor Reciprocal
β = v / c γ 1 / γ
0.010 1.000 1.000
0.100 1.005 0.995
0.200 1.021 0.980
0.300 1.048 0.954
0.400 1.091 0.917
0.500 1.155 0.866
0.600 1.250 0.800
0.700 1.400 0.714
0.800 1.667 0.600
0.866 2.000 0.500
0.900 2.294 0.436
0.990 7.089 0.141
0.999 22.366 0.045

Hal ini berarti bila ada sebuah jam yang diikat pada sebatang logam sepanjang 100 cm seberat 1 kg bergerak dengan kecepatan 60% c [kecepatan cahaya] selama 60 detik, maka batang logam tadi akan memendek menjadi 80 cm dengan berat 1.25 kg dan jam akan memerlukan waktu sebesar 75 detik untuk mencatat waktu sebesar 60 detik


Lorentz factor as a function of velocity. It starts at value 1 and for  it goes to infinity.
Lorentz factor as a function of velocity. It starts at value 1 and for v\to c it goes to infinity.

Lorentz faktor adalah fungsi kecepatan. Ia memiliki nilai inisial 1 dan saat nilai v mendekati atau menuju c maka nilainya menjadi tidak berhingga (infinite)

In many experimental particle accelerators, some elementary particles are travelling so fast

(v > 99.999 999 995% c) that their Lorentz factor exceeds 100,000. The most energetic cosmic ray particle ever detected took only 11 minutes in its frame of reference, (but billions of years in ours), to cross half of the observable universe.

Untuk menyeberangi separuh dari jarak aalam semesta yang teramati :

  • Sebuah partikel cosmic yang pernah terdeteksi hanya memerlukan waktu 11 menit dalam kerangka waktunya
  • Namun dalam kerangka waktu kita, ia akan memerlukan milyaran tahun.
Semuanya ini menyangkut relativitas.

http://bergloper.web-log.nl/plenty2run/images/waterpass3_1.jpg

Waterpass memakai prinsip sifat air atau zat cair, untuk membentuk permukaan yang rata, datar atau lurus , dan tidak peduli seperti apapun bentuk dasar tempat ia tempati.

Dalam kerangka rang yang relatif pendek, maka permukaan air tadi adalah lurus.

Namun akan lain halnya bila kerangka ruang kita buat relatif lebih lebar : permukaan air laut dibumi.

Apakah kita masih bisa mengatakan bahwa permukaan air adalah lurus mutlak?

http://images.jupiterimages.com/common/detail/00/72/23127200.jpg


Dulu orang berpiir bahwa satu-satunya didunia ini yang bisa memberntuk garis lurus mutlak adalah : cahaya.

Namun pandangan ini gugur ketika orang menyadari adanya dualisme cahaya :
  1. Sebagai partikel photon
  2. Sebagai gelombang energi
Sebagai partikel photon, tentu saja cahaya bisa dibelokkan oleh medan elektromagnetik atau sebuah gravitasi.




How the sun bends space,time and light

Although our sun is an ordinary star, and not a massive black hole, it distorts space-time into a "gravity well". As the sun moves against the background of fixed stars, their positions seem to move slightly. The effect is tiny - less than a thousandth of a degree - and is caused by gravity bending light. Light from the sun appears to be coming from a slightly different direction. It is bent because it follows a curving path across the sun's space-time "dimple", instead of the straight line it would follow in gravitationally undistorted space.

Demikian pula dengan proses terbentuknya ruang-waktu. Ruang-waktu terbentuk dari titik singularitas. Pada titik singularitas inilah ruang dan waktu tumbuh secara eksponensial dan tidak secara linear.

Dalam mekanika Newton, fungsi waktu adalah konstan atau tidak berubah, namun dalam teori relativitas, waktu tidaklah konstan.

Waktu adalah seberapa jauh jarak antara saya dengan anda.


C. Metode Pengukuran

Ada bebagai metode pengukuran untuk mengukur seberapa besar nilai usia sebuah object yang sedang diteliti.

Untuk mengukur usia bumi dan fosil maka antar lain.

1. RadioCarbon dating

Isotop karbon terdiri dari dua jenis isotop stabil yaitu isotop C-12 dan C-13 serta satu isotop non stabil yaitu isotop C-14. Ketidak stabilan isotop inilah yang dipakai untuk mengukur usia hidup terakhir sebuah makluk hidup di bumi, karena semua makluk mengandung Carbon C. Ketidak stabilan Isotop ini menyebabkan ia meluruh (decay) dimana masa nya akan meluruh tinggal sebagian dari masa sebelumnya dalam waktu yang konstan. Waktu ini disebut sebagai waktu paruh (time decay)

Waktu paruh Isotop C-14 adalah sebesar 5.730 tahun dan denhgan metode ini, waktu maksimal yang sanggup dihitung adalah sebesar 60.000 tahun, mengingat keterbatasan alat untuk mengukur masa sisa terkecil dari sampel yang ada. Jadi untuk mengetahui usia object berkarbon yang usianya diperkirakan diatas 60.000 tahun maka metode ini tdak valid.

2. RadioMetric Dating

The precision of a dating method depends in part on the half-life of the radioactive isotope involved. For instance, carbon-14 has a half-life of about 6000 years. After an organism has been dead for 60,000 years, so little carbon-14 is left in it that accurate dating becomes impossible. On the other hand, the concentration of carbon-14 falls off so steeply that the age of relatively young remains can be determined precisely to within a few decades. The isotope used in uranium-thorium dating has a longer half-life, but other factors make it more accurate than radiocarbon dating.
Kendala diatas diatasi dengan diemukannya teknik spectrometer massa.

One of its great advantages is that any sample provides two clocks, one based on uranium-235's decay to lead-207 with a half-life of about 700 million years, and one based on uranium-238's decay to lead-206 with a half-life of about 4.5 billion years, providing a built-in crosscheck that allows accurate determination of the age of the sample even if some of the lead has been lost.

Uranium-235 [isotop 235] memiliki waktu paruh sebesar 700 juta tahun, sedangkan isotop 238 memiliki waktu paruh sebesar 4.5 milyar tahun.

Namun tentu saja isotop ini tidak akan valid untuk mengukur object yang usianya diperkirakan dibawah usia kedua isotop ini.

Sebagai ilustrasi :

Untuk mengukur berat sebuah cincin emas, gunakan timbangan emas, jangan menggunakan timbangan beras atau sebaliknya.


D. Permasalahan

1. Apakah waktu yang terukur itu sudah menyatakan waktu mutlak bila dilihat dari sisi waktu sejak Big Bang?

2. Apakah peluruhan suatu massa yang terpendam didalam perut bumi atau didasar lautan tidak dipengaruhi oleh adalah sebuah gaya tekan (deep prussure)

Contoh :

Dalam kondisi tekanan udara normal 1 atmosfer (1 PA), maka air yang direbus akan mendidih pada suhu 100 derajat Celcius.

Kondisi ini akan berubah ketika kita memasak air didalam pressure cooker, maka air bisa mendidih diatas 100 derajat C, karena tekanan udara lebih tinggi dari 1 PA.

Orang-orang yang tinggal dipegunungan tinggi, ketika memasak air maka air akan mendidih pada suhu dibawah 100 derajt C, karena tekanan udara dbawah 1 PA.

Maka ini semua adalah sekedar bahan perenungan saja.

Semoga Anda bisa menagkap apa yang saya maksudkan.




with warm regards



No comments: