expr:dir='data:blog.languageDirection' xmlns='http://www.w3.org/1999/xhtml' xmlns:b='http://www.google.com/2005/gml/b' xmlns:data='http://www.google.com/2005/gml/data' xmlns:expr='http://www.google.com/2005/gml/expr'> DEDAWAI BERISI: Bagaimana manusia mengesan halaju cahaya

Wednesday, October 7, 2009

Bagaimana manusia mengesan halaju cahaya


Dalam catatan saya berkaitan ceramah ustaz Dr Jamnul Azhar pada 27 September 2009, saya ada mengulas apa yang diperkatakan oleh Ustaz Dr Jamnul Azhar iaitu tentang kelajuan cahaya dan manusia yang pertama dan terakhir yang bergerak dengan kelajuan cahaya.
Cahaya diukur bergerak dengan kelajuan 300,000,000 m/s (299 792 458 m/s) atau dalam kata lain cahaya bergerak pada 300 000 km dalam masa satu saat.
Kelajuan cahaya adalah kemuncak segala kelajuan, justeru itu bagaimana manusia dapat mengesan halaju cahaya yang begitu pantas ini?

Untuk melihat,kita memerlukan cahaya. Pada zaman dahulu sewaktu manusia belum memahami sifat-sifat cahaya agak sukar untuk mereka memahami konsep 'melihat'
Pendapat pertama menyatakan mata manusia mengeluarkan cahaya bagi melihat. Pendapat kedua pula menyatakan objek itu sendiri mengeluarkan cahaya. Pada hari ini, kita telah mengetahui bahawa proses melihat itu berlaku apabila cahaya yang dipantul atau datang apabila imej objek memasuki mata. Cahaya ini difokuskan ke retina yang kemudian menghasilkan isyarat-isyarat tertentu dan ditafsirkan oleh otak sebagai penglihatan.






Dari aspek ilmu fizik, cahaya dikategorikan sebagai sejenis tenaga. Berbeza dengan bunyi yang merupakan gelombang mekanikal, cahaya tergolong dalam keluarga gelombang elektromagnet. Sebagai gelombang elektromagnet, cahaya tidak memerlukan medium sebagai bahan perantaraan pergerakannya. Selain itu cahaya juga mempunyai halaju yang sangat tinggi apabila bergerak melalui satu ruang vakum. Umum mengetahui bahawa halaju cahaya akan berkurang sedikit apabila melalui sesuatu bahan dengan ketumpatan tertentu. Kesan ini menyebabkan berlakunya fenomena pembiasan sebagaimana yang kita lihat apabila cahaya melaui kanta.

Walaupun kelihatan 'tenang' di luaran tetapi terdapat beberapa aspek cahaya yang menarik manusia untuk mengkajinya dengan serius. Kewujudan pelangi, warna biru langit dan serakan cahaya putih melalui prisma adalah sebahagian daripada misteri cahaya yang sangat menarik. Sebelum abad ke-17 lagi manusia telah menggambarkan cahaya itu bergerak serta merta sebaik sahaja dipancarkan. Hal ini disokong dengan hasil pencerapan semasa gerhana bulan. Dalam kejadian ini didapati tidak terdapat kelewatan masa sewaktu bayang bumi mula menutupi permukaan bulan. Cahaya bergerak pada kelajuan 300 000 km/saat. Dengan kelajuan sebegini kelewatan masa tidak akan dapat dikesan kerana mungkin tiada kelewatan yang berlaku.

Kelajuan cahaya pada 300,000 km/saat ini diterima oleh para saintis seluruh dunia sebagai halaju tertinggi yang boleh dicapai secara nyata. Maksud mudahnya ialah tiada apa yang boleh bergerak melebihi halaju cahaya. Kesan daripada syarat ini cahaya memerlukan satu tempoh tertentu untuk bergerak dari sebuah bintang ke bumi. Tempoh ini mungkin satu, sepuluh atau seribu tahun. Setelah tempoh ini berlalu, barulah cahaya itu sampai ke bumi dan kita melihat apa sahaja yang berlaku di bintang tersebut. Apa yang berlaku di bintang itu malam tadi tidak kita ketahui sehinggalah cahaya yang membawa maklumat tersebut sampai ke bumi bertahun-tahun akan datang. Jika kita boleh bergerak melebihi halaju cahaya kita boleh mendahului masa dan memberitahu penduduk bumi apa yang telah berlaku dibintang tersebut.

Selain itu satu lagi ciri yang menarik ialah halaju cahaya di dalam ruang vakum tidak boleh dikawal. Halaju cahaya ini tetap dan tiada apa yang boleh dilakukan untuk menambahkan kelajuannya ataupun menghentikannya. Halaju cahaya ini seolah-olah telah ditetapkan semenjak alam ini diciptakan. Sejak sekian lama saintis diseluruh dunia tidak pernah membayangkan bagaimana alur cahaya boleh dipecutkan, diperlahan, berhenti dan kemudian bergerak semula dengan kelajuan asal. Keadaan ini sangat menyerupai pergerakan kenderaan di darat.

Dalam kajian terkini, saintis percaya satu penemuan besar sedang dalam pembikinan. Mungkin tidak lama lagi manusia boleh menggerakkan cahaya lebih laju dari sekarang. Satu ujikaji yang dijalankan oleh Lijun Wang, seorang penyelidik NEC menunjukkan cahaya boleh bergerak melebihi halajunya sendiri. Dalam ujikaji ini denyutan cahaya laser yang dialurkan melalui satu kebuk mengandungi atom yang dibentuk khas. Kebuk ini mempunyai kepanjangan enam sentimeter dan berisi atom Sesium pada suhu berhampiran suhu sifar mutlak. Apa yang diperoleh menunjukkan seolah-olah halaju cahaya bertambah sehingga 300 kali ganda halaju asalnya. Dalam kata mudah kelihatan cahaya ini keluar daripada kebuk tersebut sebelum sempat habis memasukinya. Walaupun keputusan ujikaji ini sangat menarik tetapi saintis yang terlibat dalam bidang fizik menerimanya dengan berhati-hati. Ini kerana keputusan yang diperoleh akan memaksa satu penilaian semula kepada hukum-hukum fizik yang paling asas. Menurut Teori Kerelatifan Khas yang dicadangkan oleh Albert Einstein, tidak ada apa yang boleh bergerak melebihi halaju cahaya. Sekiranya prinsip asas ini dilanggar ianya akan bercanggah dengan hukum 'Sebab dan Akibat'. Hukum ini menyatakan 'sebab' sentiasa mendahului 'akibat'. Sebagai contoh kita perlu dicubit dahulu sebelum merasa sakit. Dicubit itu menjadi 'sebab' manakala sakit itu sebagai 'akibatnya'

Belum ada kaedah instuisi yang boleh digunakan bagi menerangkan hasil ini kerana atom Sesium yang digunakan adalah direka khusus dan tidak wujud secara semulajadi. Saintis dalam bidang fizik cukup sedar impak besar yang dihasilkan oleh ujikaji ini jika tidak dijelasskan dengan sepenuhnya. Oleh itu dengan pantas mereka menyatakan keputusan ujikaji ini tidak bercanggah dengan hukum 'sebab dan akibat tadi'. Hukum ini hanya sah kepada objek dan jasad tetapi tidak merangkumi kesan daripada gelombang cahaya. Pada hakikatnya keputusan yang menunjukkan isyarat cahaya keluar dari kebuk sebelum memasukinya adalah keledingan denyutan cahaya apabila berinteraksi dengan medium di dalam kebuk. Kesan daripada interaksi antara atom Sesium inilah yang menghasilkan isyarat dan mempunyai ciri-ciri yang sama dihujung yang satu lagi. Namun begitu isyarat ini hanya mempunyai ciri-ciri dan sifat-sifat yang serupa tetapi berkemungkinan bukanlah isyarat asal yang memasuki kebuk. Ini bermakna walaupun 'akibat' kelihatan berlaku sebelum 'sebab' berakhir, kita sebenarnya tidak boleh menghantar maklumat kesan suatu kejadian sebelum kejadian itu berlaku. Apa yang sebenarnya bergerak lebih laju daripada cahaya ialah 'kesan' dan mungkin bukan cahaya itu sendiri. Kita bernasib baik kerana hasil ujikaji ini belum memaksa kita menulis semula buku-buku sains dan fizik yang telah digunakan sekian lama. Namum begitu hasil ini telah menarik perhatian dan perbincangan dikalangan ahli-ahli fizik terbaik dunia dan dipercayai ujikaji-ujikaji lanjut akan menyusul tidak berapa lama lagi.

Sekiranya cahaya boleh bertambah halajunya, adakah cahaya juga boleh diperlahankan? Ini adalah satu lagi gelanggang bagi ahli-ahli fizik dalam usaha untuk memecahkan satu lagi rahsia alam. Sekumpulan ahli fizik yang lain pula menyatakan mereka telah menemui kaedah untuk memperlahankan halaju cahaya, memegunkannya dan kemudian melepaskannya semula dengan halaju asal. Seperti yang telah diketahui, halaju cahaya agak merosot sedikit apabila melalui bahan telus cahaya seperti air, kaca dan kristal. Kesan ini boleh dilihat dengan berlakunya pembiasan dan boleh dirumuskan dengan hukum Snell dari Willebrord Snellius (1580-1626) (sebenarnya hukum ini ditemui oleh saintis Islam bernama Ibn Haitam pada tahun 984, kemudian Willebrord Snellius pada tahun 1621 mengeluarkan persamaan matematik dan menyatakan ianya hukum beliau).

Ini adalah asas kepada teknik tersebut tetapi bukan menggunakan kaca atau kristal sebagai bahan yang dilalui cahaya. Para penyelidik ini menggunakan satu kebuk berisi gas yang direka khusus sebagai medium perantara bagi mendapatkan kesan yang lebih drastik. Dalam medium ini, cahaya menjadi semakin malap apabila halaju cahaya menyusut dan kemudian berhenti. Dengan memancarkan alur cahaya kedua, cahaya yang terperangkap tadi bergerak semula dengan halaju asal. Kita boleh mengambil anlogi seorang pelumba pecut merempuh sehelai kertas nipis. Pelari ini masuk ke dalam kertas dan kemudian hilang beberapa saat sebelum muncul semula disebelah satu lagi. Lebih menakjubkan kertas itu tidak terkoyak sedikit pun.

Kedua-dua ujikaji yang cuba untuk mengubahsuai kelajuan cahaya ini mungkin tidak mempunyai impak komersial pada hariini. Namum begitu sepertimana penemuan-penemuan besar yang lain, kesannya ke atas tamadun manusia hanya masa yang boleh menentukannnya. Jika benar ada kaedah untuk manusia bergerak dengan kelajuan jauh melebihi halaju cahaya, maka perjalanan kosmos merentas cakerawala mungkin boleh difikirkan. Kemampuan manusia untuk mengawal kelajuan cahaya seperti dalam penemuan kedua membolehkan penciptaan komputer generasi baru yang dikenali sebagai komputer kuantum. Komputer millenium baru ini mungkin tidak lagi menggunakan elektron sebagai asas operasinya tetapi menggunakan cahaya. Masalah utama berkaitan kaedah penyimpanan data menggunakan cahaya yang selama ini menyekat perkembangan komputer nampaknya sudah menunjukkan tanda-tanda boleh di atasi.

Kehebatan akal manusia memang tidak dapat dinafikan terlalu unik dan istimewa sehinggakan mampu untuk berfikir tentang kaedah untuk menambah dan melambatkan kelajuan cahaya. Tidak salah manusia berangan-angan untuk bergerak dengan kelajuan cahaya kerana ianya pernah berlaku pada Junjungan besar kita Nabi Muhammad dalam Peristiwa Israk dan Mikraj. Namun untuk memiliki keistimewaan bergerak pada kelajuan cahaya perlulah mendapat keizinan dari Allah SWT. Allah Maha Berkuasa atas setiap sesuatu.

Wallahua'lam

0 comments:

 

DEDAWAI BERISI Copyright © 2008 Black Brown Art Template by Ipiet's Blogger Template--