Cahaya

Pernahkah Anda membayangkan, apa jadinya hidup di dunia yang gelap dan kabur? Sebuah tempat tanpa warna, semuanya hanya hitam dan abu-abu. Kehidupan semacam itu tentunya sangat menyiksa manusia. Namun, dunia ternyata sungguh sangat berwarna. Seluruh bagian dunia diciptakan dengan selaras dan dihiasi dengan bunga-bunga indah. Hutan yang hijau, danau biru, pegunungan menjulang dan lautan tak bertepi. Namun, tahukah Anda, bagaimana warna, salah satu keajaiban terbesar penciptaan, dapat terbentuk?

Agar warna terbentuk, syarat pertamanya adalah keberadaan sinar atau cahaya. Tanpa sumber penerangan ini Anda takkan mampu melihat aneka warna. Sebagai bukti, tanpa sumber penerangan lain, Anda yang sedang berada di dalam kamar takkan mampu melihat apa pun tatkala semua lampu listrik di kediaman Anda padam. Di tempat seperti ini, mampukah Anda melihat warna? Sudah tentu tidak. Yang Anda rasakan hanyalah hitamnya kegelapan.

Cahaya dan panas adalah dua perwujudan berbeda radiasi elektro-magnetik. Dalam semua perwujudannya, radiasi elektromagnetik me-rambat di ruang angkasa dalam gelombang yang serupa dengan gelom-bang yang terbentuk ketika sebuah batu dilemparkan ke danau. Riak air yang terbentuk oleh batu itu dapat memiliki ketinggian yang berbeda, dan jarak antarpuncak riak mungkin bervariasi pula. Demikian juga ra-diasi elektromagnetik, dapat memiliki panjang gelombang yang berbeda.

Namun, analogi ini sebaiknya tidak diambil terlalu jauh karena ada perbedaan yang sangat besar dalam panjang gelombang radiasi elektro-magnetik. Beberapa di antaranya memiliki panjang beberapa kilometer sedangkan lainnya lebih pendek dari sepermiliar sentimeter, dan panjang gelombang lain dapat ditemukan pada spektrum kontinu dan tanpa ter-sela di antara kedua angka ini. Untuk mempermudah, para ilmuwan membagi spektrum ini berdasarkan panjang gelombang, dan mereka memberi nama berbeda bagi setiap bagian. Misalnya, radiasi dengan panjang gelombang terpendek (sepertriliun sentimeter) disebut “sinar Gamma”; sinar Gamma memiliki energi yang sangat besar. Panjang ge-lombang terpanjang disebut “gelombang radio”; gelombang ini panjang-nya mencapai beberapa kilometer namun membawa energi sangat kecil (karena kandungan energi ini, gelombang radio sama sekali tidak ber-bahaya bagi kita, sementara terpapar sinar Gamma bisa berakibat fatal). Cahaya adalah sebuah bentuk radiasi elektromagnetik yang terletak di antara kedua ekstrem panjang gelombang tersebut.

Hal pertama untuk diperhatikan tentang spektrum elektromagnetik adalah betapa lebarnya spektrum tersebut: Panjang gelombang terpan-jang adalah 1025 kali ukuran panjang gelombang terpendek. Jika ditulis secara lengkap, 1025 tampak seperti di bawah ini:

10. 000. 000. 000. 000. 000. 000. 000. 000

Angka sebesar itu tidak berarti dengan sendirinya. Mari kita membu-at beberapa perbandingan.

Misalnya, 4 miliar tahun (perkiraan umur bumi) berarti sama dengan sekitar 1017 detik. Jika Anda ingin menghitung dari 1 sampai 1025, dan melakukannya dengan kecepatan satu angka per detik tanpa berhenti, siang dan malam, penghitungan ini akan menghabiskan waktu 100 juta kali lebih lama daripada umur bumi itu sendiri! Jika kita menyusun tum-pukan 1025 lembar kartu, kita akan mendapatkan tumpukan yang meren-tang mencapai separo alam semesta yang teramati.

Ini merupakan spektrum sangat lebar yang di dalamnya tersebar panjang gelombang berbeda-beda dari energi elektromagnetik alam se-mesta. Sekarang, yang menarik tentang hal ini adalah bahwa energi elek-tromagnetik yang diradiasikan oleh matahari kita berada pada bagian spektrum yang sangat, sangat sempit. Sebanyak 70% radiasi matahari mempunyai panjang gelombang antara 0,3 dan 1,5 mikron, dan dalam pita sempit tersebut terdapat tiga jenis cahaya: cahaya tampak, cahaya infra-merah-dekat, dan cahaya ultraviolet.

Tiga jenis cahaya itu tampaknya sudah cukup, namun gabungan ketiganya merupakan bagian yang hampir tidak berarti dibandingkan keseluruhan spektrum. Ingat 1025 kartu yang merentang sejauh separo alam semesta? Dibandingkan dengan seluruhnya, lebar pita cahaya yang diradiasikan matahari sama dengan satu kartu saja!

Mengapa cahaya matahari dibatasi pada cakupan yang begitu sem-pit?

Jawaban pertanyaan itu sangat penting karena satu-satunya radiasi yang mampu mendukung kehidupan di bumi adalah radiasi dengan panjang gelombang yang berada dalam batas sempit ini.

Dalam buku Energy and the Atmosphere, fisikawan dari Inggris, Ian Campbell, menjawab pertanyaan ini dan menyatakan, “Sungguh luar biasa bahwa radiasi dari matahari (dan dari banyak rangkaian bintang) harus termampatkan dalam pita spektrum elektromagnetik yang sangat sempit sehingga memancarkan radiasi yang tepat bagi kesinambungan seluruh kehidupan di bumi.” Menurut Campbell, situasi ini “menakjub-kan”.66

Sekarang, mari kita mencermati “rancangan cahaya yang menakjub-kan” ini.

Dari Ultraviolet ke Inframerah

Telah disebutkan, terdapat selisih 1:1025 dalam ukuran panjang ge-lombang elektromagnetik terpanjang dan terpendek. Telah disebutkan pula bahwa kandungan energi bergantung pada panjang gelombang: panjang gelombang lebih pendek mengandung energi lebih besar dari-pada panjang gelombang lebih panjang. Perbedaan lainnya menge-nai bagaimana radiasi pada panjang gelombang yang berbeda berinteraksi dengan materi.

Bentuk-bentuk radiasi terpendek disebut (dengan urutan panjang gelombang meningkat) “sinar gamma”, “sinar X”, dan “sinar ultraviolet”. Semua radiasi ini memiliki kemampuan membelah atom karena kan-dungan energinya yang begitu besar. Ketiga radiasi tersebut dapat me-nyebabkan molekul-molekul khususnya molekul organik terurai. Dam-paknya, ketiga radiasi tersebut menguraikan materi pada level atom atau molekul.

Radiasi dengan panjang gelombang lebih panjang daripada cahaya tampak dimulai dari inframerah, dan melebar hingga gelombang radio. Pengaruh radiasi ini terhadap materi kurang serius karena energinya tidak terlalu besar.

“Pengaruh terhadap materi” tersebut berkaitan dengan reaksi kimia. Sejumlah reaksi kimia yang penting dapat terjadi hanya jika energi di-tambahkan pada reaksi tersebut. Energi yang dibutuhkan untuk memu-lai reaksi kimia disebut “ambang batas energi (energy threshold)”. Jika energi kurang dari ambang batas ini, reaksi tidak akan pernah dimulai dan jika energi lebih besar, tidak ada gunanya: dalam kedua kasus, energi akan terbuang.

Dalam keseluruhan spektrum elektromagnetik, hanya terdapat satu pita kecil yang mempunyai energi sesuai dengan ambang batas energi. Panjang gelombangnya berkisar antara 0,7 mikron dan 0,4 mikron, dan jika Anda ingin melihatnya, Anda bisa: hanya dengan menengadahkan kepala dan melihat sekeliling, dan ini disebut “cahaya tampak”. Radiasi ini menyebabkan terjadinya reaksi kimia dalam mata Anda, dan karena itulah Anda dapat melihat.

Radiasi yang disebut sebagai “cahaya-tampak” membentuk 41% cahaya matahari, meskipun radiasi ini menempati kurang dari 1/1025 dari keseluruhan spektrum elektromagnetik. Dalam artikelnya yang terkenal, “Life and Light”, pada Scientific American, fisikawan terkenal, George Wald, mengupas masalah ini dan menulis, “Radiasi yang berguna untuk memulai reaksi kimia yang teratur terdiri dari sebagian besar radiasi matahari kita.” Bahwa matahari harus meradiasikan cahaya yang begitu tepat untuk kehidupan, benar-benar merupakan contoh rancangan yang luar biasa.

Apakah sisa cahaya yang diradiasikan matahari ada gunanya?

Ketika kita mengamati bagian cahaya ini, kita mendapati bahwa sebagian besar radiasi matahari yang jatuh di luar rentang cahaya tampak berada pada bagian spektrum yang disebut “inframerah-dekat”. Infra-merah-dekat dimulai setelah cahaya tampak berakhir dan sekali lagi, meliputi bagian yang sangat kecil dari keseluruhan spektrum kurang dari 1/1025. 68

Apakah sinar inframerah berguna? Ya, namun kali ini tidak ada gu-nanya mengamati sekeliling karena Anda tidak dapat melihatnya de-ngan mata telanjang. Tetapi, Anda dengan mudah dapat merasa-kannya: Kehangatan yang Anda rasakan pada wajah saat memandang matahari yang bersinar pada musim panas atau musim semi disebabkan oleh radiasi inframerah dari matahari.

Radiasi inframerah matahari adalah radiasi yang membawa energi panas, yang menjaga bumi tetap panas. Radiasi ini juga penting bagi ke-hidupan seperti halnya cahaya tampak. Dan yang menarik adalah bahwa matahari kita agaknya diciptakan hanya untuk melayani kedua tujuan ini, karena kedua jenis cahaya ini menyusun bagian terbesar matahari.

Dan bagian ketiga matahari? Apakah bermanfaat?

Anda boleh yakin terhadapnya. Ini adalah “sinar ultra-violet-dekat” dan membentuk bagian terkecil dari sinar matahari. Seperti semua sinar ultraviolet, sinar ini berenergi tinggi dan dapat menyebabkan kerusakan sel hidup. Namun sinar ultraviolet matahari merupakan jenis “paling kurang berbahaya” karena paling dekat dengan cahaya tampak. Meski-pun paparan berlebihan terhadap sinar ultra-violet matahari telah terbuk-ti menyebabkan kanker dan mutasi sel, sinar ini memiliki satu manfaat: Sinar ultraviolet yang berada pada pita begitu sempit in i69 diperlukan u-ntuk pembentukan vitamin D pada manusia dan binatang bertulang bela-kang. (Vitamin D penting untuk pembentukan dan makanan tulang: Tanpa vitamin D tulang menjadi lunak atau cacat, disebut penyakit rachitis yang terjadi pada orang-orang yang tidak terkena cahaya mata-hari dalam waktu yang sangat lama.)

Dengan kata lain, semua radiasi yang dipancarkan oleh matahari penting bagi kehidupan: tidak sedikit pun sia-sia. Yang menarik adalah bahwa semua radiasi ini dibatasi pada cakupan 1/1025 dari keseluruhan spektrum elektromagnetik, namun cukup untuk menjaga kita tetap hangat, bisa melihat, dan memungkinkan terjadinya semua reaksi kimia yang diperlukan kehidupan.

Bahkan kalaupun semua kondisi lain yang diperlukan kehidupan telah ada, jika cahaya yang diradiasikan matahari jatuh pada bagian lain spektrum elektromagnetik, maka tidak akan ada kehidupan di atas bumi ini. Sangat tidak mungkin menjelaskan terpenuhinya persyaratan ini, yang memiliki kemungkinan 1 banding 1025, dengan logika kebetulan.

Kenyataan ini membuktikan bahwa Allah telah menciptakan dunia, manusia, warna dan matahari dalam keserasian tertentu. Dalam ayat Al Qur’an, Allah berfirman: Dia… menundukkan matahari dan bulan, masing-masing berjalan menurut waktu yang ditentukan. Yang (berbuat) demikian itulah Allah Tuhan-mu,… (QS. Faathir, 35: 13)

(sumber : harun yahya dan insight mag)

Categories: fisika, sains | Tags: , | Leave a comment

Post navigation

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

Blog at WordPress.com.

%d bloggers like this: