Konstanta Struktur Halus

Para fisikawan pernah dikesalkan oleh kumpulan konstanta fisika yang kesannya acak bener. Kenapa misalnya tidak ada hubungan yang indah antara kecepatan cahaya c, muatan elektron e, dan konstanta Plank h. Arnold Sommerfeld pernah menyusun konstanta gabungan α = 2πe²/hc, dan nilainya adalah 1/137,036; atau 1/137 saja. Angka 137 pun jadi semacam angka keramat di kalangan fisikawan.

α dinamai sebagai fine-structure constant, menggambarkan spektrum halus atau selisih lintasan halus antara elektron dalam satu lintasan, namun juga menentukan struktur materi yang kita kenal saat ini. Kalau nilai α  lebih kecil, kerapatan atom akan berkurang, keterikatan molekul akan pecah pada suhu lebih rendah, dan jumlah elemen yang stabil pada sistem periodik akan bertambah. Kalau α bertambah, inti atom yang kecil tak dapat terbentuk, karena daya pisah antar proton akan melebihi daya ikat nuklir kuat yang mengikatnya.

Nilai α tapi memang kemungkinan terdeteksi sebagai tidak konstan. (Duh jadi inget ini: constants aren’t, variables won’t).

Sempat memang para ilmuwan lega bahwa nilai α  ini konstan. Sebuah sisa reaktor alam sangat purba di Afrika Barat menunjukkan tingkat peluruhan yang sesuai dengan nilai α masa kini. Tapi saat para astrofisikawan ikut melongok ke pelbagai kuasar di luar galaksi, mereka mendapati nilai α yang mulai berubah. Dan setiap pengamatan memberikan level perubahan yang berbeda. Jadi belum diketahui tingkat pasti ketidakkonstanan si konstanta ini.

Diperkirakan saat semesta baru terbentuk, dan masih mayoritas diisi oleh radiasi, ekspansi semesta sangat cepat, dan nilai α  lebih tinggi. Kemudian saat semesta lebih stabil, mayoritas berisi materi, nilai α  agak menurun. Tapi kemudian, semesta mayoritas diisi oleh dark energy, dan ekspansi mulai lebih cepat lagi, sehingga nilai α  mulai berubah kembali.

Lucunya, kalau memang nilai α dipengaruhi ekspansi semesta, maka nilai α jadi berbeda di dalam galaksi di mana efek ekspansi tak begitu terasa akibat keseimbangan dengan gravitasi, dan di luar galaksi di mana efek ekspansi terasa lebih dari gravitasi.

Meanwhile, seperti banyak cerita lain, cerita yang ini juga belum selesai.

%d bloggers like this: