Sejarah Fisika Indonesia

1. Pada perkuliahan Sejarah Fisika Semester Genap 2009/2010 yang telah Anda ikuti dipelajari tentang sumbangan suatu masyarakat/bangsa terhadap perkembangan fisika, perkembangan konten fisika dari masa ke masa, dan biografi singkat ilmuwan penyumbang penting terhadap perkembangan fisika. Apakah ketiga aspek tersebut telah memadai bagi kita untuk mempelajari sejarah fisika secara utuh? Uraikan analisis Anda secara singkat, padat, dan Jelas!
Jawab
Dalam mempelajari sejarah, yang saya ketahui dalam buku-buku sejarah salah satunya adalah buku sejarah nabi yang dikarang oleh Pof. Dr. Muh. Rawas Qol’ahji dalam buku Sirah Nabawiyah dalam tinjauan sisi politis perjuangan Rasulullah Saw. Dalam muqadimahnya beliau menyampaikan biasanya aspek yang dipelajari dalam mempelajari sejarah tidak luput dari pembahasan 5W dan 1H.
What, Who, Where, When, Why, How.
What : Peristiwa apa yang terjadi?
Who : Siapa pelaku dalam peristiwa tersebut?
Where : Dimana peristiwa tersebut terjadi?
When : Kapan terjadinya peristiwa tersebut?
Why : Kenapa peristiwa tesebut terjadi?
How : Bagaimana peristiwa tersebut terjadi?
Oleh karena itu, sebuah peristiwa sejarah akan memiliki nilai yang penuh arti seandainya kejadian itu dijelaskan oleh seseorang yang mampu menjawab keenam key word diatas. Nilai sejarah yang tinggi biasanya selalu dikaitkan dengan perubahan kondisi sosial cultur masyarakat dari satu keadaan ke keadaan yang lainnya. Transformasi masyarakat inilah yang biasanya akan meningkatkan mutu sejarah menjadi sangat berharga. Aspek terpenting sebenarnya dalam mempelajari sejarah fisika bukan hanya menjawab pertanyaan What, Who, Where, dan When. Tapi kalau kita analisis sebenarnya kemampuan kita dalam menjawab pertanyaan Why, How itu yang lebih penting sehingga dari jawaban tersebut akan menjadi lebih berguna bagi kita dalam mengembangkan ilmu tersebut dimasa yang akan datang.
Dikaitkan dengan pembahasan dalam kuliah sejarah fisika, kita ketahui bahwa dimanapun dan kapanpun fisika akan mengalami perkembangan dalam aspek apapun ketika kondisi masyarakat dan pemerintahan yang ada turut mendukung dan dalam keadaan stabil. Pembahasan yang dipelajari terkait dengan tentang sumbangan suatu masyarakat/bangsa terhadap perkembangan fisika, perkembangan konten fisika dari masa ke masa, dan biografi singkat ilmuwan penyumbang penting terhadap perkembangan fisika merupakan beberapa aspek pokok sejarah fisika yang penting untuk diketahui oleh mahasiswa dan penting untuk dikembangkan.
Jika kita memahami sumbangan suatu masyarakat/bangsa terhadap perkembangan fisika, maka kita akan mengetahui bahwa sesungguhnya seluruh bangsa yang ada di dunia turut memiliki andil yang sangat besar dalam memajukan ilmu fisika. Bangsa eropa, timur tengah, asia timur dan lain-lain turut mengembangkan ilmu fisika hampir disetiap periode. Setelah kita pelajari lebih mendalam, perkembangan ilmu fisika dimulai dibagi dengan 2 tahap: yaitu tahap perkembangan ilmu fisika yang didasarkan pada ilmu filsafat tanpa dibuktikan secara langsung melalui kegiatan ilmiah dan yang kedua ilmu fisika yang dikembangkan berdasarkan penemuan fakta yang ada di alam semesta yang dimulai sejak tycho brahe, galileo dan kawan-kawan mengamati fenomena astronomi. Perkembangan itu terjadi di wilayah eropa.Tahap kedua adalah tahapan dimana pengembangan ilmu fisika berkembangan dengan pesat karena ditandai dengan munculnya kerangka berfikir ilmiah membuat masyarakat meningkatkan kompetensinya dalam melakukan riset. Metode ilmiah inilah yang berpengaruh terhadap keberhasilan pengembangan ilmu fisika sampai saat ini, karena bagaimanapun fisika dimulai dengan fenomena alam yang dikaji melalui pengindraan manusia. Sehingga dengan pengindraan itu kita dapat mengetahui keteraturan yang ada di alam semesta ini.
Kalau kita amati secara jernih, maka kita akan memahami bahwa kondisi politik dan pemerintahan yang ada di negara-negara di dunia turut mempengaruhi terhadap aspek perkembangan ilmu fisika di dalamnya, pada mulanya tahap pengembangan ilmu fisika ini didasarkan pada kebutuhan pemerintah dalam mengembangkan kekuatan negara dan keamanan negara. Eropa sangat berhutang besar kepada wilayah-wilayah timur tengah dalam sumbangan perkembangan fisika. Dari pengkajian dalam perkuliahan kita ketahui wilayah timur tengah terlebih dahulu mengembangkan ilmu fisika daripada wilayah eropa. Bahkan banyak diantara ilmuwan timur tengah yang mengembangkan pembahasan astronomi jauh lebih dulu dibandingkan dengan penembangan astronomi yang dilakukan di wilayah eropa. Hasilnya memang mempunyai korelasi yang positif dimana ketika masa kekhilafahan islam disana berkembang cukup pesat maka pengembangan riset fisika pun lebih dominan dibandingkan dengan wilayah eropa yang masih dalam era kegelapan, namun pasca revolusi industri, wilayah-wilayah eropa mampu mengembangkan fisika lebih dalam sehingga wilayah timur tengah pun menjadi ketinggalan dalam pengembangan ilmu fisika disana.
Perkembangan konten fisika dari masa ke masa setelah mengikuti kegiatan sejarah fisika maka kita akan mengetahui bahwa konten masing-masing ilmu fisika sangat berkaitan dengan pengembangan konten yang lainnya. Sebagai contoh dalam pengembangan konten dalam bidang astronomi sangat dipengaruhi juga dalam pengembangan konten fisika dalam bidang optik, ketika ditemukan teropong yang lebih canggih, maka pengamatan benda di alam semesta ini pun menjadi semakin baik pula sehingga ilmu astronomi pun lebih berkembang. Contoh lain dalam pengembangan ilmu mekanika dari mulai mekanika klasik kemudian berubah menjadi mekanika kuantum bahwa seiring dengan kemampuan manusia mengamati fenomena alam dimulai dengan pengamatan terhadap benda-benda besar yang mempunyai kecepatan rendah yang dirumuskan oleh newton, dia salah satu ilmuwan yang mempunyai andil sangat besar mengembangkan mekanika klasik. Namun seiring dengan kemampuan manusia beralil menuju pengamatan fenomena benda yang semakin kecil dan kecepatan yang semakin tinggi mendekati cahaya maka mekanika klasik tidak mampu menjawab permasalahan ini, maka mulailah timbul ilmuwan yang mengembangan mekanika kuantum melalui paradigma berfikir yang berbeda dengan anggapan-anggapan yang berbeda dari paradigma berfikir mekanika klasik. Jadi kita simpulkan bahwa perkembangan konten fisika satu dan lainnya saling berkaitan.
Ketika kita membahas biografi singkat ilmuwan penyumbang penting terhadap perkembangan fisika maka kita akan menyimpulkan bahwa seorang ilmuwan yang berpengaruh dalam bidang fisika dia mempunyai keinginan kuat untuk meneliti dan memahami fenomena alam yang tidak mampu dijawab oleh ilmuwan sebelumnya. Keuletannya dalam meneliti merupakan modal yang sangat besar yang kita ketahui dari biografi para ilmuwan dalam menemukan dan mengembangkan ilmu fisika dalam berbagai cabang ilmu fisika. Terlepas dari kehidupan pribadinya yang kadang terlihat rusak namun ilmuwan eropa mempunyai kegigihan dalam meneliti seperti einstein, newton dan kawan-kawan. Kemudian kita lihat ilmuwan islam yang dengan kemampuannya dalam meneliti disamping menyatukan antara ilmu fisika dan keyakinan menghasilkan sesuatu yang sangat berarti bagi perkembangan ilmu fisika seperti ibnu khaldun, khawarizmi, dan kawan-kawan. Kalau ilmuwan dulu saja mampu untuk mempunyai mental itu, maka seharusnya generasi sekarang mempunyai keinginan yang lebih besar daripada sekedar mempelajari ilmu fisika yang telah dikembangkan oleh ilmuwan terdahulu namun kita sekarang harus lebih banyak berkarnya daripada mereka. Dengan kegigihan yang kita ketahui dari portofolio ilmuwan terdahulu, dapat dijadikan teladan bagi kita untuk mengembangkan ilmu fisika dimasa yang akan datang.
Kesimpulannya ketiga aspek tersebut belum cukup memadai bagi kita untuk mempelajari sejarah fisika secara utuh.rekomendasinya disampaikan pada jawaban pertanyaan no 2.
2. Tujuan Anda mempelajari sejarah fisika adalah agar memiliki pengetahuan dan wawasan terhadap perkembangan fisika sebagai suatu disiplin ilmu dan masalah-masalah serta pikiran-pikiran yang melatar belakanginya. Menurut Anda hal apa sajakah yang harus dilakukan dalam perkembangan sejarah fisika agar tujuan tersebut dapat dicapai?
Berdasarkan analisis fakta sejarah yang saya jawab pada pertanyaan 1 maka pertanyaan no 2 bisa dijawab dengan menguraikan poin pokok mempelajari sejarah fisika sebagai berikut:
1. Mengetahui bagaimana dan mengapa peristiwa sejarah dalam perkembangan ilmu fisika tersebut terjadi. Karena aspek terpenting sebenarnya dalam mempelajari sejarah fisika bukan hanya menjawab pertanyaan What, Who, Where, dan When. Tapi kalau kita analisis sebenarnya kemampuan kita dalam menjawab pertanyaan Why, How itu yang lebih penting sehingga dari jawaban tersebut akan menjadi lebih berguna bagi kita dalam mengembangkan ilmu tersebut dimasa yang akan datang.
2. Memahami secara komprehensif perkembangan sejarah fisika bahwa fisika merupakan bagian yang integral dari perkembangan masyarakat di dunia. Seiring dengan kondisi sosial, pemerintahan dan kultur masyarakat berkembang maka ilmu fisika pun turut mengalami kemajuan dari jaman dulu hingga sekarang. Sebagai contoh pengembangan ilmu fisika di wilayah eropa pada kondisi masa kegelapan sangat berbeda dibandingkan dengan kondisi eropa pasca revolusi industri.
3. Mengetahui perkembangan konten masing-masing cabang ilmu fisika didasarkan pada paradigma berfikir ilmuwan ketika mengembangkannya. Paradigma berfikir yang berubah turut mempengaruhi perkembangan ilmu fisika. Maka perkembangan paradigma berfikir inilah yang harus kita ketahui. Oleh karena itu pengklasifikasian pengembangan ilmu fisika di dunia yang dilakukan oleh Jacob dan Richmeyer sangat penting bagi kita dalam menganalisis setiap perkembangan berbagai konten cabang ilmu fisika. Dijelaskan dalam Introduction to Modern Physics&Wikipedia Encyclopaedia 2010.
4. Mengetahui portofolio dan biografi ilmuwan terdahulu. Dengan mengetahuinya tersebut, kita akan mengetahui bagaimana ilmuwan tersebut mampu mengembangkan cabang ilmu fisika secara rinci. Hal tersebut dapat dijadikan teladan bagi kita untuk mengembangkan fisika di masa yang akan datang. Dari pembahasan biografi ilmuwan terdahulu terhadap perkembangan ilmu fisika di dalamnya kita akan menyimpulkan bahwa keletan ilmuwan terdahulu merupakan aspek pokok disamping ketersediaan fasilitas yang diberikan oleh pemerintah kepada ilmuwan untuk mengembangkan ilmu fisika di dalamnya. Banyak dikalangan ilmuwan yang tidak hanya menguasai satu cabang ilmu fisika, namun banyak cabang ilmu yang mereka kuasai. Hal itu membuktikan bahwa sebenarnya ketika manusia mau mengembangkan maka apapun bisa dilakukan asalkan dia ulet dan pantang menyerah seperti layaknya Thomas Alva Eedison.
3. Perkembangan fisika saat ini telah mencapai kemajuan tinggi bila dibandingkan dengan masa-masa awal perkembangannya. Berikan dua konsep saja yang anda ketahui perkembangannya sampai sekarang!
Jawab
Konsep luar biasa mempunyai perkembangan yang tinggi dibangingkan dengan masa sebelumnya yaitu
1. Konsep teori atom
Pada masa tahun sekitar 492-432 SM di Yunani khususnya para filsuf, telah mengenal pembagian zat menjadi bagian-bagian kecil. Seperti yang dilakukan oleh Empedocle, ia membagi materi menjadi empat elementer, yaitu tanah, air, udara ,dan api. Mereka percaya bahwa ke-empat elemen tadi berpengaruh terhadap kehidupan mereka.
Atom sendiri berasal dari bahasa yunani yaitu a-tomos yang berarti tidak dapat dibagi. Gagasan ini diciptakan oleh Leucippe (420M). Kemudian muridnya Democritus (460-370 SM.), menerangkan bahwa materi tersusun dari partikel yang bergerak terus-menerus “Nothing exists except atoms and empty space.
Teori Democritus (yang tidak diterima oleh Aristoteles) tidak diacuhkan orang selama Abad Pertengahan, dan punya sedikit pengaruh terhadap ilmu pengetahuan. Meski begitu, beberapa ilmuwan terkemuka dari abad ke-17 (termasuk Isaac Newton) mendukung pendapat serupa. Tetapi, tak ada teori atom dikemukakan ataupun digunakan dalam penyelidikan ilmiah. Itulah keadaannya tatkala Dalton muncul. Dia menyuguhkan "teori kuantitatif" yang jelas dan jemih yang dapat digunakan dalam penafsiran percobaan kimia, dan dapat dicoba secara tepat di laboratorium.
John Dalton (1803) mengemukakan pendapatnya tentang atom, beliau melakukan suatu eksperimen dengan bahan-bahan kimia, ia menemukan bahwa materi terdiri dari partikel dasar (atom). Ia juga melakukan penelitian mengenai berat gabungan secara kimia John Dalton dan kawan-kawan menunjukkan atom sebagai pembentuk materi. Tiga tahun kemudian, Avogadro, profesor fisika di Turin dengan jelas dapat membedakan antara atom dan molekul dan ia menunjukkan bahwa gas berbeda dengan volume yang sama berisi jumlah molekul yang sama bila suhu dan tekanannya sama. Hal ini diikuti oleh hipotesa pertama mengenai struktur atom.
Prout, orang Inggris, menyarankan pada tahun 1815 bahwa atom semua elemen tersusun dari atom hidrogen. Hipotesis Prout ini tidak dapat diterima sampai pada akhir abad 19 oleh pengukuran berat atom yang lebih akurat. Nanti setelah penemuan isotop di awal abad 20, hipotesis ini dapat diterima dalam bentuk lain yaitu adanya konsep nomor massa.
Fisika atom modern bermula pada penemuan sinar-X oleh Rontgen pada tahun 1895, penemuan radioaktivitas oleh Becquerel pada tahun 1896, dan penemuan elektron pada tahun 1897 oleh J.J. Thomson. Pengukuran rasio muatan dan massa elektron, e/m, oleh Thomson dan penentuan muatan listrik oleh H.A. Wilson (1903) membawa kepada penentuan massa elektron yaitu sekitar 10-27 g. Harga muatan elektron bersama dengan hukum elektrolisis Faraday, menunjukkan bahwa berat atom hidrogen dalam orde 1800 kali massa elektron. Penelitian Thomson menunjukkan bahwa semua atom memiliki elektron dan penelitian Barkla (1911) tentang hamburan sinar-X menunjukkan bahwa jumlah elektron dalam tiap atom (kecuali hidrogen) hampir sama dengan setengah berat atomnya.
Model atom Nagaoka (1904) dengan lintasan elektron yang berputar kurang dapat diterima saat itu berdasarkan teori elektromegnetika klasik. Dari teori ini, elektron yang berputar ini akan terus menerus mengeluarkan energi karena percepatan sentripetalnya dan akhirnya akan jatuh ke inti atom. J.J. Thomson mencoba mengatasi dengan usulan model atom awan bermuatan, di mana baik massa maupun muatan listriknya terdistribusi merata dalam bentuk bola (1907).
Nagaoka
Model atom Thomson tidak dapat menjelaskan hasil eksperimen hamburan partikel alpha oleh air atau lapisan tipis mica (Rutherford 1906), lapisan emas (Geiger 1910) dan lapisan platinum (Geiger dan Marsden 1909). Geiger menemukan bahwa kebolehjadian terbesar untuk defleksi alpha lapisan emas setebal 0,0005 mm adalah 1o. Geiger dan Marsden menunjukkan bahwa satu dari antara 8000 partikel alpha terdefleksi lebih daripada 90o. Model Thomson ini memprediksi hasil eksperimen ini dengan nilai yang jauh lebih kecil, hingga faktor 1010. Kemudian Rutherford (1911), mengusulkan bahwa muatan listrik atom (tidak termasuk elektron) terkonsentrasi pada benda yang sangat kecil di tengah dan dengan cara seperti ini ia dapat menjelaskan defleksi partikel alpha yang teramati oleh Geiger dan Marsden. Teori Rutherford tidak memprediksi muatan listrik inti, tetapi data massa elektron, sinar-X dan spektrum sinar-X menunjukkan bahwa pasti inti bermuatan listrik positif, dan elektron terdistribusi di sekitarnya untuk membentuk atom netral.
Ketergantungan hamburan partikel alpha kepada defleksi angular, ketebalan lapisan yang dilalui, muatan listrik inti, energi sinar- X dapat diprediksikan oleh teori Rutherford dan prediksi ini tepat dikonfirmasikan oleh eksperimen Geiger dan Marsden (1913) selanjutnya. Sesuai dengan hasil penelitian Barkla mengenai hamburan sinar-X dan dengan hasil spektrum sinar-X oleh Moseley (1913, 1914), eksperimen Geiger dan Marsden menunjukkan bahwa "jumlah muatan elementer yang membentuk inti atom (mendekati) sama dengan setengah berat atomnya". Karena itu konsep nomor atom Z diakui sebagai muatan listrik inti atom. Dengan bantuan konsep ini beberapa iregularitas dalam daftar periodic Mendeleyev dapat dipecahkan (1922).
Setelah keberadaan inti atom bermuatan positif dan susunan elektron di luarnya ditemukan, maka perlu dicari konsep baru untuk mengatasi kelemahan teori elektromagnetik klasik. Bohr (1913) mengusulkan bahwa elektron tidak melepaskan energi saat berputar di lintasannya sendiri. Dengan menggunakan postulasi kuantum Planch dan usulan Nicholson tentang nilai konstan momentum sudut, secara teoritis Bohr dapat menjelaskan spektrum atom hidrogen dan menentukan konstanta Rydberg. Sukses ini memastikan model atom Bohr (Rutherford-Bohr).
Niels Bohr (1913) mengemukakan:
a. Elektron dalam atom bergerak mengelilingi inti pada lintasan-lintasan tertentu, tidak memancarkan energi. Lintasan-lintasan elektron itu disebut kulit atau tingkat energi elektron.
b. Elektron dapat berpindah dari satu lintasan ke lintasan yang lain.
c. Perpindahan elektron dari tingkat energi tinggi ke rendah disertai pemancaran energi. Sedang perpindahan elektron dari tingkat energi rendah ke tinggi disertai penyerapan energi (keadaan tereksitasi).
d. Elektron yang bergerak pada lintasannya berada dalam keadaan stasioner, artinya elektron tidak memancarkan atau menyerap energi.
Teori atom Bohr ini hanya berlaku untuk atom-atom dengan jumlah elektron kecil (seperti hidrogen, hanya satu elektron). Untuk atom-atom dengan struktur elektron yang rumit tidak dapat dijelaskan dengan teori ini.
Teori atom Bohr juga tidak dapat menjelaskan tentang kedudukan elektron yang mengelilingi inti secara tepat, tetapi hanya keboleh-jadian terbesarnya saja.
Soddy (1994) menemukan aturan pergeseran. Menurut aturan ini atom yang memancarkan partikel alpha akan berubah menjadi atom / nuklida yang letaknya di dalam tabel periodik Mendeleyev dua kolom di sebelah kiri posisi atom/nuklida semula. Atom yang melepaskan partikel beta akan menghasilkan atom/nuklida yang letaknya satu kolom di kanan. Keberadaan isotop dipostulasikan oleh Soddy tahun 1910. J.J.Thomson kemudian pada tahun 1912 berhasil menemukan adanya dua buah isotop neon yang kemudian oleh Aston diketahui memiliki nomor massa 20 dan 22.
Chadwick menemukan neutron pada tahun 1932 dan kemudian menyatakan bahwa partikel alpha adalah kombinasi dua proton dan neutron. Sampai saat ini model atom telah diketahui dengan baik, termasuk komponen-komponen penyusunnya.
Kemudian muncul konsep anti-partikel. Keberadaan anti partikel itu pertama kali dibuktikan oleh Carl Anderson pada tahun 1932 di Fermilab, Chicago Amerika Serikat. Anderson menembakkan partikel bermuatan ke dalam bubble chamber yang berisi superheated liquid dan dikelilingi medan magnet; sehingga partikel tersebut akan meninggalkan jejak pada uap cairan tersebut, dan akan berbelok karena pengaruh medan magnet. Arah belok partikel selalu berlawanan arah dengan anti partikelnya.
Carl Anderson meraih penghargaan Nobel pada tahun 1936 atas sumbangannya itu.
Teknik Bubble Chamber dipakai Carl Anderson dan scattering oleh Rutherford telah menghasilkan penemuan banyak partikel-partikel baru. (Dan partikel-partikel ini bisa dijelaskan oleh kombinasi quark oleh Gell-mann) Pada awal penciptaan alam semesta, jumlah partikel dengan anti partikelnya adalah sama, mereka berada dalam keadaan setimbang. Sekarang, jumlah anti partikel jauh lebih sedikit daripada partikelnya. Inilah yang disebut dengan "masalah materi anti materi", satu dari beberapa PR besar fisikawan.
Semua ilmu dan pemahaman Fisika Partikel ini dirangkum dalam sebuah model yang menggambarkan partikel dasar dan interaksinya: Acuan Model. Sampai saat ini sudah banyak fenomena partikel yang sudah dimengerti lewat model ini. Ratusan partikel sudah diprediksi berserta sifat-sifatnya, dan banyak sekali yang cocok dengan hasil eksperimen.
Temuan Gross dan kawan-kawan ini semakin mendekatkan impian para ahli fisika teoritis seluruh dunia: membuat satu teori untuk menjelaskan 3 interaksi dasar partikel (elektromagnetik, lemah, dan kuat) yaitu Teori Unifikasi Agung (atau Grand Unified Theory, GUT).
Teori QCD, bersama-sama teori QED dan teori unifikasi Electroweak, semakin menyempurnakan Model Standar ini. Ketiga teori ini menunjukkan sebuah kemungkinan adanya satu teori bersama (GUT) pada partikel dengan energi 1015 GeV (10 pangkat 15 GeV, 1 GeV = 109 eV). Angka ini adalah sangat ekstrim tinggi bahkan dilingkungan Fisika Energi Tinggi (High Energy Physics) sekalipun! Pemercerpat partikel terbaik buatan manusia hanya sanggup menghasilkan partikel dengan energi orde MeV (106 eV).
Namun kalkulasi ini memerlukan satu asumsi lagi: supersimetri partikel. Jika asumsi ini terbukti, maka Teori Unifikasi Agung ini adalah langkah terakhir untuk menyatukan interaksi terakhir, interaksi graviatasi, dalam satu teori: Theory of Everything (ToE), atau Teori Segalanya, impian Einstein semenjak 1920 yang tidak pernah dia capai sampai akhir hayatnya.
Beiser, Arthur. 1987. Konsep Fisika Modern. Jakarta: Erlangga.
THE BIRTH OF THE ATOM or Little atom history. http://molaire1.club.fr/e_plan.html
Walker, Jim. 2004. ATOMS (A Short History of The Knowledge of the Atom) http://nobeliefs.com/index.htm.
2. Konsep Gravitasi
a. Aristoteles percaya kalau benda yang lebih berat akan jatuh lebih cepat dari yang lebih ringan. Dia beranggapan yang didasarkan pada sebuah bulu di satu tangan dan batu di tangan lainnya dan menjatuhkannya secara serentak dari satu ketinggian, maka batu akan menimpa jari kaki anda lebih dulu.
b. Teori gravitasi dimulai dengan karya Galileo Galilei di akhir abad ke 16 dan awal abad ke17 dalam percobaannya konon ia menjatuhkan bola-bola dari menara pisa, dan kemudian dengan pengukuran yang teliti pada bola yang turun pada sudut tertentu, galileo menunjukkan kalau gravitasi mempercepat semua benda pada tingkat yang sama.
c. Pengamatan Galileo mengenai adanya bulan yang mengitari jupiter dan penemuan Tycho Brahe mengenai analisa data gerak planet tersebut memicu kepler untuk merumuskan hukum kepler dan oleh Newton disempurnakan secara kuantitatif melalui teori gravitasi Newton.
d. Setelah penemuan kalkulus tak hingga di abad ke 17, perkembangan analisis memungkinkan merumuskan hukum gerak dan kesamaan dalam prinsip variasional, berpuncak pada tafsiran variasional persamaan medan Einstein dalam relativitas umum oleh David Hilbert.
e. Sekitar akhir abad 19, Scottish physicist James Clerk Maxwell menjelaskan secara menyeluruh terkait dengan teori medan elektrik dan gaya magnetik yang dikenal dengan konstanta c dimana c merupakan kecepatan cahaya 300.000 km/sec (186,000 mi/sec). Teori tersebut menyebabkan terjadinya krisis terkait fisika klasik di kalangan ilmuwan bahwa ternyata kecepatan cahaya tersebut tidak selalu relatif. Dan kecepatan maksimal yang ada di dunia ini adalah kecepatan cahaya.
f. Albert Einstein menyelesaikan masalah di tahun 1905 dengan teori relativitas khusus. Bagian penting dari teori ini bahwa dalam mekanika newton ada sesuatu yang bukan merupakan partikel dimana dapat bergerak lebih cepat daripada cahaya. Walaupun informasi mengenai gravitasi berpindah dalam kecepatan terbatas, jika bintang pecah kedalam dua bagian maka grafitasi akan menekan dengan cepat untuk keluar orbit mengelilingi pecahan bintang tersebut, dalam teori einstein gaya tersebut tidak mungkin terjadi. Einstein mampu memecahkan fakta mengenai lubang hitam yang sebelumnya tidak bisa dipecahkan oleh newton. Setelah einstein merumuskan teori relativitas umum dimana jika suatu cahaya melewati bintang yang mempunyai medan gravitasi yang besar, maka cahaya tersebut akan dibelokkan mendekati bintang tersebut. Maka dengan demikian cahaya termasuk kedalam partikel yang dipengaruhi oleh gravitasi. Jika medan gravitasi sangat besar, maka cahaya akan terperangkap dan tidak bisa keluar lagi dan itulah yang dinamakan dengan black hole.
g. Einstein tidak memformulasikan mengenai adanya gravitons. Berkembangnya teori quantum elektromagnet dimana spektrum energi tidak kontinyu tetapi dalam bentuk paket-paket energi. quantum elektromagnet tersebut yang dinamakan dengan photon. Seperti interaksi yang lain, maka gravitasi pun terkuantisasi. Gelombang gravitasi yang ada di bumi dinamakan gravitons. Dalam praktisnya, gelombang gravitasi akan muncul secara kontinyu dalam aliran graviton, dan graviton secara individu tidak akan terdeteksi.
h. Tahun 1970, Stephen Hawking mengenalkan mengenai mekanika kuantum dimana medan gravitasi kuat akan keluar dari black hole akan membuat partikel dan quanta yang akan berpindah dari blackhole dan akan mengambil energi disekelilingnya.
i. Dan penemuan mutakhir dalam fisika teori modern yaitu ditemukannya theory of everything (TOE), dimana 4 gaya penting dalam bentuk dalam aspek yang berbeda namun semuanya termasuk dalam gaya universal tunggal. Ilmuwan menyatukan gaya elektromagnetik, gaya lemah dan digabungkan kedalam satu gaya dengan gaya nuklir kuat. Bagaimanapun, teori gravitasi relativistik dengan geometri dan matematika yang kompleks menjadi tantangan yang sangat sulit. TOE ini sangat sulit untuk dieksperimenkan karena TOE ini jarang digunakan.
*Encharta&Britanica Encyclopaedia 2009
4. Anda sudah menentukan pilihan untuk masuk fisika dan mempelajari ilmu fisika atau ilmu pendidikan fisika. Siapa tokoh fisika yang anda kagumi? Mengapa anda memilihnya? Bagaimana perkembangan Fisika di Indonesia?
Tokoh fisika yang dikaumi saya adalah einstein, mengapa memilihnya? Karena karyanya yang begitu luar biasa. Karyanya yang begitu banyak, terlepas dari kehidupan pribadinya seperti apa, namun yang menjadi titik kekagumannya adalah einstein mampu mengubah paradigma ilmu fisika klasik menjadi fisika modern melalui konsep relativitasnya. Sampai usianya yang mencapai lanjut usia 74 tahun dalam http://en.wikipedia.org/wiki/Albert_einstein tercatat einstein masih mengemukakan teori Teori Penyatuan Bidang. Beliau masih memberikan karnyanya kepada dunia. Sekalipun dia orang zionis dan ikut andil dalam perancangan pembuatan senjata pemusnah massal pada perang dunia, namun sisi positifnya dia telah memberikan karya yang luar biasa bagi dunia.
Perkembangan fisika di indonesia.
Pada saat indonesia berada dalam keadaan negeri terjajah, pengetahuan sulit berkembang karena situasi masyarakat indonesia yang kurang begitu peduli terhadap pendidikan. Maka perkembangan ilmu fisika dimulai pasca indonesia merdeka. Perlu kita fahami bahwa kondisi kultur masyarakat yang kurang memahami pentingnya pendidikan menjadikan faktor terbesar penghambat kemajuan pengetahuan secara umum. Saat ini, banyak ilmuwan fisika yang ikut andil peran dalam memajukan fisika di mata dunia. Banyak ilmuwan indonesia yang memberikan sumbangan penting bagi ilmu fisika.
Enam ilmuwan Indonesia masuk daftar Wise Index of Leading Scientists and Engineer. Daftar tersebut dikeluarkan sebuah lembaga internasional berkredibilitas di bidang sains dan teknologi, salah satunya adalah Tjia May On. Wise Index of Leading Scientists and Engineer adalah sebuah daftar yang dikeluarkan Comstech (Standing Committee on Scientific and Technological Cooperation), lembaga yang bertujuan meningkatkan promosi serta kerja sama sains dan teknologi di antara negara-negara anggota Organisasi Konferensi Islam (OKI).
Nama Tjia masuk deretan daftar tersebut karena konsistensinya dalam menekuni bidang partikel kuantum dan kosmologi relativistik. Dia juga menekuni penelitian polimer, optik nonlinier, dan superkonduktor. Selama 33 tahun, Tjia tekun dengan penelitiannya itu, baik dilakukan secara individu maupun tim. Hingga kini, profesor kelahiran Probolinggo 25 Desember 1934 itu telah menerbitkan dua buku teks, 24 penelitian kolaboratif internasional, 86 jurnal ilmiah internasional, 44 presentasi simposium internasional, 44 publikasi jurnal nasional, dan 77 presentasi ilmiah nasional.
Sebagian karya ilmiahnya dipublikasikan di jurnal internasional Physical Review, Nuclear Physics, Physica C, International Journal of Quantum Chemistry, Review of Laser Engineering, dan Journal of Non-linear Optical Physics. Tjia menyelesaikan studi sebagai sarjana fisika pada 1962 di ITB. Setahun kemudian dia melanjutkan belajar fisika partikel di Northwestern University, Amerika Serikat, hingga meraih PhD pada 1969 dengan tesis berjudul Saturation of A Chiral Charge-Current Commutator.
Pada 1966, risetnya bersama fisikawan CH Albright dan LS Liu masuk Physical Review Letters dengan judul Quark Model Approach in the Semileptonic Reaction.
Pada awal 1960-an, para sarjana fisika di Indonesia baru mempelajari partikel kuantum dan kosmologi relativistik. Dua bidang itu yang mengubah pandangan dunia secara radikal-revolusioner awal abad XX tentang alam semesta dan asal-usulnya. Sepuluh tahun kemudian, di Indonesia hanya ada lima nama yang punya otoritas untuk berbicara tentang kuantum dan relativitas. Salah seorang di antara mereka adalah Tjia. Empat nama lain kala itu adalah Ahmad Baiquni, Muhammad Barmawi, Pantur Silaban, dan Jorga Ibrahim. Mereka adalah angkatan pertama yang jumlah penerusnya relatif sedikit dibandingkan dengan bidang fisika terapan.
Tjia juga sempat ikut riset di International Center of Theoretical Physics (ICTP), Trieste, Italia, yang didirikan fisikawan peraih hadiah Nobel asal Pakistan, Abdus Salam. Saat itulah, dia meninggalkan fisika partikel dan memasuki riset polimer, optik nonlinier, dan superkonduktor. Dalam dua bidang terakhir itu, namanya menginternasional.
Selain itu ada juga astronom asal Indonesia, Johny Setiawan yang bekerja di Max Planck Institute for Astronomy
Jerman, Johny Setiawan, menemukan delapan planet di tata surya lain. Tiga di antaranya, yaitu planet yang dinamai HD 47536c, HD 110014b, dan HD 110014c, akan dipublikasikan tahun depan dalam jurnal astronomi. Lima lainnya telah teridentifikasi, tetapi masih dalam penyusunan makalahnya.
Johny mempresentasikan makalah berjudul ”Astronomy: A Culture, Science, and Philosophy for the Humanity” dan ”Search for Life in Other Solar Systems”. Sebagai ilmuwan postdoctoral di Departemen Planet dan Formasi Bintang Max Planck Institute for Astronomy (MPIA) sejak tahun 2003, Johny meneliti planet extrasolar (di luar sistem matahari) yang mengelilingi bintang muda dan evolusi bintang serta stelar atmosfer atau pulsasi dan aktivitas khromosferik.
Menurut Johny, satu-satunya ilmuwan non-Jerman di antara tiga peneliti planet lainnya di MPIA, sekarang ini dengan adanya teleskop modern, bukanlah hal sulit untuk menemukan bintang-bintang yang bertebaran di jagat raya ini. Dengan teropong optik yang dipadukan sistem komputer, benda langit yang memancarkan cahaya itu dapat teridentifikasi. Yang sulit adalah melihat adanya planet-planet yang mengitari bintang-bintang yang jaraknya dari bumi ribuan tahun cahaya. Planet, yang hanya memantulkan cahaya dari bintang induknya, penampakannya 10 juta kali lebih redup daripada bintang atau matahari yang dikitarinya.
Namun, dengan adanya pergerakan radial bintang karena dipengaruhi gaya tarik-menarik dengan planet yang mengitarinya, keberadaan planet dapat diketahui secara tidak langsung. Pergerakan radial itu dapat dilihat dengan alat spektrograf yang berfungsi mengurai cahaya bintang menjadi komponen cahaya.
Seperti halnya cahaya matahari yang dapat diurai menjadi warna-warna pelangi, garis-garis spektrum cahaya itu dijadikan kunci untuk mengetahui keberadaan planet. Bila pada garis spektrum itu terjadi osilasi atau pergerakan pendar ke kiri atau kanan, itu adalah indikasi ada planet yang mengitarinya.
Kesimpulannya perkembangan ilmu fisika di indonesia berkembang dengan pesat, terbukti dengan banyaknya ilmuwan indonesia yang berperan dalam menyumbangkan penemuannya yang berguna untuk perkembangan fisika di dunia. Namun perkembangan ini tidak akan mencapai maksimal dikarenakan kondisi sumber daya manusia indonesia yang masih perlu ditingkatkan dan ketersediaan sarana dan pra sarana yang mendukung untuk penemuan-penemuan baru. Disayangkan, banyak ilmuwan fisika indonesia yang akhirnya pergi ke luar negeri karena tidak tersedianya sarana yang mendukung kegiatan penelitian di indonesia.