Mengembangnya Alam Semesta

Edwin Hubble dengan teleskop besarnya.

Dalam Al Qur'an, yang diturunkan 14 abad silam di saat ilmu astronomi masih terbelakang, mengembangnya alam semesta digambarkan sebagaimana berikut ini:

"Dan langit itu Kami bangun dengan kekuasaan (Kami) dan sesungguhnya Kami benar-benar meluaskannya." (Al Qur'an, 51:47)

Kata "langit", sebagaimana dinyatakan dalam ayat ini, digunakan di banyak tempat dalam Al Qur'an dengan makna luar angkasa dan alam semesta. Di sini sekali lagi, kata tersebut digunakan dengan arti ini. Dengan kata lain, dalam Al Qur'an dikatakan bahwa alam semesta "mengalami perluasan atau mengembang". Dan inilah yang kesimpulan yang dicapai ilmu pengetahuan masa kini.

Sejak terjadinya peristiwa Big Bang, alam semesta telah mengembang secara terus-menerus dengan kecepatan maha dahsyat. Para ilmuwan menyamakan peristiwa mengembangnya alam semesta dengan permukaan balon yang sedang ditiup.

Hingga awal abad ke-20, satu-satunya pandangan yang umumnya diyakini di dunia ilmu pengetahuan adalah bahwa alam semesta bersifat tetap dan telah ada sejak dahulu kala tanpa permulaan. Namun, penelitian, pengamatan, dan perhitungan yang dilakukan dengan teknologi modern, mengungkapkan bahwa alam semesta sesungguhnya memiliki permulaan, dan ia terus-menerus "mengembang".
Pada awal abad ke-20, fisikawan Rusia, Alexander Friedmann, dan ahli kosmologi Belgia, George Lemaitre, secara teoritis menghitung dan menemukan bahwa alam semesta senantiasa bergerak dan mengembang.
Fakta ini dibuktikan juga dengan menggunakan data pengamatan pada tahun 1929. Ketika mengamati langit dengan teleskop, Edwin Hubble, seorang astronom Amerika, menemukan bahwa bintang-bintang dan galaksi terus bergerak saling menjauhi. Sebuah alam semesta, di mana segala sesuatunya terus bergerak menjauhi satu sama lain, berarti bahwa alam semesta tersebut terus-menerus "mengembang". Pengamatan yang dilakukan di tahun-tahun berikutnya memperkokoh fakta bahwa alam semesta terus mengembang. Kenyataan ini diterangkan dalam Al Qur'an pada saat tak seorang pun mengetahuinya. Ini dikarenakan Al Qur'an adalah firman Allah, Sang Pencipta, dan Pengatur keseluruhan alam semesta.

Read More

Penciptaan Alam Semesta

Asal mula alam semesta digambarkan dalam Al Qur'an pada ayat berikut:

"Dialah pencipta langit dan bumi." (Al Qur'an, 6:101)

Keterangan yang diberikan Al Qur'an ini bersesuaian penuh dengan penemuan ilmu pengetahuan masa kini. Kesimpulan yang didapat astrofisika saat ini adalah bahwa keseluruhan alam semesta, beserta dimensi materi dan waktu, muncul menjadi ada sebagai hasil dari suatu ledakan raksasa yang tejadi dalam sekejap. Peristiwa ini, yang dikenal dengan "Big Bang", membentuk keseluruhan alam semesta sekitar 15 milyar tahun lalu. Jagat raya tercipta dari suatu ketiadaan sebagai hasil dari ledakan satu titik tunggal. Kalangan ilmuwan modern menyetujui bahwa Big Bang merupakan satu-satunya penjelasan masuk akal dan yang dapat dibuktikan mengenai asal mula alam semesta dan bagaimana alam semesta muncul menjadi ada.
Sebelum Big Bang, tak ada yang disebut sebagai materi. Dari kondisi ketiadaan, di mana materi, energi, bahkan waktu belumlah ada, dan yang hanya mampu diartikan secara metafisik, terciptalah materi, energi, dan waktu. Fakta ini, yang baru saja ditemukan ahli fisika modern, diberitakan kepada kita dalam Al Qur'an 1.400 tahun lalu.
Sensor sangat peka pada satelit ruang angkasa COBE yang diluncurkan NASA pada tahun 1992 berhasil menangkap sisa-sisa radiasi ledakan Big Bang. Penemuan ini merupakan bukti terjadinya peristiwa Big Bang, yang merupakan penjelasan ilmiah bagi fakta bahwa alam semesta diciptakan dari ketiadaan.

Read More

Ayat Penciptaan Nabi adam

Al Baqarah

• 30. Ingatlah ketika Tuhanmu berfirman kepada para Malaikat: "Sesungguhnya Aku hendak menjadikan seorang khalifah di muka bumi." Mereka berkata: "Mengapa Engkau hendak menjadikan (khalifah) di bumi itu orang yang akan membuat kerusakan padanya dan menumpahkan darah, padahal kami senantiasa bertasbih dengan memuji Engkau dan mensucikan Engkau?" Tuhan berfirman: "Sesungguhnya Aku mengetahui apa yang tidak kamu ketahui." [Al Baqarah 30]
• 31. Dan Dia mengajarkan kepada Adam nama-nama (benda-benda) seluruhnya, kemudian mengemukakannya kepada para Malaikat lalu berfirman: "Sebutkanlah kepada-Ku nama benda-benda itu jika kamu mamang benar orang-orang yang benar!" [Al Baqarah 31] 
• 32. Mereka menjawab: "Maha Suci Engkau, tidak ada yang kami ketahui selain dari apa yang telah Engkau ajarkan kepada kami; sesungguhnya Engkaulah Yang Maha Mengetahui lagi Maha Bijaksana [Al Baqarah 32]
• 33. Allah berfirman: "Hai Adam, beritahukanlah kepada mereka nama-nama benda ini." Maka setelah diberitahukannya kepada mereka nama-nama benda itu, Allah berfirman: "Bukankah sudah Ku katakan kepadamu, bahwa sesungguhnya Aku mengetahui rahasia langit dan bumi dan mengetahui apa yang kamu lahirkan dan apa yang kamu sembunyikan?" [Al Baqarah 33] 
• 34. Dan (ingatlah) ketika Kami berfirman kepada para malaikat: "Sujudlah kamu kepada Adam," maka sujudlah mereka kecuali Iblis; ia enggan dan takabur dan adalah ia termasuk golongan orang-orang yang kafir.  [Al Baqarah 34]
• 35. Dan Kami berfirman: "Hai Adam, diamilah oleh kamu dan isterimu surga ini, dan makanlah makanan-makanannya yang banyak lagi baik dimana saja yang kamu sukai, dan janganlah kamu dekati pohon ini, yang menyebabkan kamu termasuk orang-orang yang zalim. [Al Baqarah 35] 
• 36. Lalu keduanya digelincirkan oleh syaitan dari surga itu dan dikeluarkan dari keadaan semula dan Kami berfirman: "Turunlah kamu! sebagian kamu menjadi musuh bagi yang lain, dan bagi kamu ada tempat kediaman di bumi, dan kesenangan hidup sampai waktu yang ditentukan." [Al Baqarah 36] 
• 37. Kemudian Adam menerima beberapa kalimat dari Tuhannya, maka Allah menerima taubatnya. Sesungguhnya Allah Maha Penerima taubat lagi Maha Penyayang. [Al Baqarah 37] 
• 38. Kami berfirman: "Turunlah kamu semuanya dari surga itu! Kemudian jika datang petunjuk-Ku kepadamu, maka barang siapa yang mengikuti petunjuk-Ku, niscaya tidak ada kekhawatiran atas mereka, dan tidak (pula) mereka bersedih hati." [Al Baqarah 38] 
• 39. Adapun orang-orang yang kafir dan mendustakan ayat-ayat Kami, mereka itu penghuni neraka; mereka kekal di dalamnya. [Al Baqarah 39] 

Ali Imran

• 59. Sesungguhnya misal (penciptaan) Isa di sisi AllAh, adalah seperti (penciptaan) Adam. Allah menciptakan Adam dari tanah, kemudian Allah berfirman kepadanya: "Jadilah" (seorang manusia), maka jadilah dia.  [Ali Imran 59]

An Nisa

• 1. Hai sekalian manusia, bertakwalah kepada Tuhan-mu yang telah menciptakan kamu dari seorang diri, dan dari padanya[263] Allah menciptakan isterinya; dan dari pada keduanya Allah memperkembang biakkan laki-laki dan perempuan yang banyak. Dan bertakwalah kepada Allah yang dengan (mempergunakan) nama-Nya kamu saling meminta satu sama lain[264], dan (peliharalah) hubungan silaturrahim. Sesungguhnya Allah selalu menjaga dan mengawasi kamu. [An Nisaa 1] 

Al Hujuraat

• 13. Hai manusia, sesungguhnya Kami menciptakan kamu dari seorang laki-laki dan seorang perempuan dan menjadikan kamu berbangsa - bangsa dan bersuku-suku supaya kamu saling kenal-mengenal. Sesungguhnya orang yang paling mulia diantara kamu disisi Allah ialah orang yang paling taqwa diantara kamu. Sesungguhnya Allah Maha Mengetahui lagi Maha Mengenal. [Al Hujuraat 13]

Al A'raf

• 189. Dialah Yang menciptakan kamu dari diri yang satu dan dari padanya Dia menciptakan isterinya, agar dia merasa senang kepadanya. Maka setelah dicampurinya, isterinya itu mengandung kandungan yang ringan, dan teruslah dia merasa ringan (beberapa waktu). Kemudian tatkala dia merasa berat, keduanya (suami-isteri) bermohon kepada Allah, Tuhannya seraya berkata: "Sesungguhnya jika Engkau memberi kami anak yang saleh, tentulah kami termasuk orang-orang yang bersyukur." [Al A'raf 189] 
• 11. Sesungguhnya Kami telah menciptakan kamu (Adam), lalu Kami bentuk tubuhmu, kemudian Kami katakan kepada para malaikat: "Bersujudlah kamu kepada Adam", maka merekapun bersujud kecuali iblis. Dia tidak termasuk mereka yang bersujud. [Al A'raf 11] 
• 12. Allah berfirman: "Apakah yang menghalangimu untuk bersujud (kepada Adam) di waktu Aku menyuruhmu?" Menjawab iblis "Saya lebih baik daripadanya: Engkau ciptakan saya dari api sedang dia Engkau ciptakan dari tanah."  [Al A'raf 12] 
• 13. Allah berfirman: "Turunlah kamu dari surga itu; karena kamu sepatutnya menyombongkan diri di dalamnya, maka keluarlah, sesungguhnya kamu termasuk orang-orang yang hina." [Al A'raf 13] 
• 14. Iblis menjawab: "Beri tangguhlah saya sampai waktu mereka dibangkitkan."  [Al A'raf 14] 
• 15. Allah berfirman: "Sesungguhnya kamu termasuk mereka yang diberi tangguh."  [Al A'raf 15] 
• 16. Iblis menjawab: "Karena Engkau telah menghukum saya tersesat, saya benar-benar akan (menghalang-halangi) mereka dari jalan Engkau yang lurus,  [Al A'raf 16] 
• 17. kemudian saya akan mendatangi mereka dari muka dan dari belakang mereka, dari kanan dan dari kiri mereka. Dan Engkau tidak akan mendapati kebanyakan mereka bersyukur (taat).  [Al A'raf 17] 
• 18. Allah berfirman: "Keluarlah kamu dari surga itu sebagai orang terhina lagi terusir. Sesungguhnya barangsiapa di antara mereka mengikuti kamu, benar-benar Aku akan mengisi neraka Jahannam dengan kamu semuanya." [Al A'raf 18] 
• 19. (Dan Allah berfirman): "Hai Adam bertempat tinggallah kamu dan isterimu di surga serta makanlah olehmu berdua (buah-buahan) di mana saja yang kamu sukai, dan janganlah kamu berdua mendekati pohon ini, lalu menjadilah kamu berdua termasuk orang-orang yang zalim."  [Al A'raf 19] 
• 20. Maka syaitan membisikkan pikiran jahat kepada keduanya untuk menampakkan kepada keduanya apa yang tertutup dari mereka yaitu auratnya dan syaitan berkata: "Tuhan kamu tidak melarangmu dan mendekati pohon ini, melainkan supaya kamu berdua tidak menjadi malaikat atau tidak menjadi orang-orang yang kekal (dalam surga)." [Al A'raf 20] 
• 21. Dan dia (syaitan) bersumpah kepada keduanya. "Sesungguhnya saya adalah termasuk orang yang memberi nasehat kepada kamu berdua",  [Al A'raf 21] 
• 22. maka syaitan membujuk keduanya (untuk memakan buah itu) dengan tipu daya. Tatkala keduanya telah merasai buah kayu itu, nampaklah bagi keduanya aurat-auratnya, dan mulailah keduanya menutupinya dengan daun-daun surga. Kemudian Tuhan mereka menyeru mereka: "Bukankah Aku telah melarang kamu berdua dari pohon kayu itu dan Aku katakan kepadamu: "Sesungguhnya syaitan itu adalah musuh yang nyata bagi kamu berdua?"  [Al A'raf 22] 
• 23. Keduanya berkata: "Ya Tuhan kami, kami telah menganiaya diri kami sendiri, dan jika Engkau tidak mengampuni kami dan memberi rahmat kepada kami, niscaya pastilah kami termasuk orang-orang yang merugi.  [Al A'raf 23] 
• 24. Allah berfirman: "Turunlah kamu sekalian, sebahagian kamu menjadi musuh bagi sebahagian yang lain. Dan kamu mempunyai tempat kediaman dan kesenangan (tempat mencari kehidupan) di muka bumi sampai waktu yang telah ditentukan."  [Al A'raf 24] 
• 25. Allah berfirman: "Di bumi itu kamu hidup dan di bumi itu kamu mati, dan dari bumi itu (pula) kamu akan dibangkitkan.  [Al A'raf 25] 

Thaaha

• 55. Dari bumi (tanah) itulah Kami menjadikan kamu dan kepadanya Kami akan mengembalikan kamu dan daripadanya Kami akan mengeluarkan kamu pada kali yang lain,  [Thaaha 55]

Al Hijr

• 26. Dan sesungguhnya Kami telah menciptakan manusia (Adam) dari tanah liat kering (yang berasal) dari lumpur hitam yang diberi bentuk. [Al Hijr 26] 
• 27. Dan Kami telah menciptakan jin sebelum (Adam) dari api yang sangat panas. 
• 28. Dan (ingatlah), ketika Tuhanmu berfirman kepada para malaikat: "Sesungguhnya Aku akan menciptakan seorang manusia dari tanah liat kering (yang berasal) dari lumpur hitam yang diberi bentuk
• 29. Maka apabila Aku telah menyempurnakan kejadiannya, dan telah meniup kan kedalamnya ruh (ciptaan)-Ku, maka tunduklah kamu kepadanya dengan bersujud[796]. 
• 30. Maka bersujudlah para malaikat itu semuanya bersama-sama, 
• 31. kecuali iblis. Ia enggan ikut besama-sama (malaikat) yang sujud itu. 
• 32. Allah berfirman: "Hai iblis, apa sebabnya kamu tidak (ikut sujud) bersama-sama mereka yang sujud itu?" 
• 33. Berkata Iblis: "Aku sekali-kali tidak akan sujud kepada manusia yang Engkau telah menciptakannya dari tanah liat kering (yang berasal) dari lumpur hitam yang diberi bentuk" 
• 34. Allah berfirman: "Keluarlah dari surga, karena sesungguhnya kamu terkutuk, 
• 35. dan sesungguhnya kutukan itu tetap menimpamu sampai hari kiamat." 
• 36. Berkata iblis: "Ya Tuhanku, (kalau begitu) maka beri tangguhlah kepadaku sampai hari (manusia) dibangkitkan[797], 
• 37. Allah berfirman: "(Kalau begitu) maka sesungguhnya kamu termasuk orang-orang yang diberi tangguh, 
• 38. sampai hari (suatu) waktu yang telah ditentukan[798], 
• 39. Iblis berkata: "Ya Tuhanku, oleh sebab Engkau telah memutuskan bahwa aku sesat, pasti aku akan menjadikan mereka memandang baik (perbuatan ma'siat) di muka bumi, dan pasti aku akan menyesatkan mereka semuanya, 
• 40. kecuali hamba-hamba Engkau yang mukhlis[799] di antara mereka." 
• 41. Allah berfirman: "Ini adalah jalan yang lurus, kewajiban Aku-lah (menjaganya)[800]. 
• 42. Sesungguhnya hamba-hamba-Ku tidak ada kekuasaan bagimu terhadap mereka, kecuali orang-orang yang mengikut kamu, yaitu orang-orang yang sesat. 
• 43. Dan sesungguhnya Jahannam itu benar-benar tempat yang telah diancamkan kepada mereka (pengikut-pengikut syaitan) semuanya. 
• 44. Jahannam itu mempunyai tujuh pintu. Tiap-tiap pintu (telah ditetapkan) untuk golongan yang tertentu dari mereka. 

Al Isra'

• 61. Dan (ingatlah), tatkala Kami berfirman kepada para malaikat: "Sujudlah kamu semua kepada Adam", lalu mereka sujud kecuali iblis. Dia berkata: "Apakah aku akan sujud kepada orang yang Engkau ciptakan dari tanah?" [Al Isra 61]
• 62. Dia (iblis) berkata: "Terangkanlah kepadaku inikah orangnya yang Engkau muliakan atas diriku? Sesungguhnya jika Engkau memberi tangguh kepadaku sampai hari kiamat, niscaya benar-benar akan aku sesatkan keturunannya, kecuali sebahagian kecil." 
• 63. Tuhan berfirman: "Pergilah, barangsiapa di antara mereka yang mengikuti kamu, maka sesungguhnya neraka Jahannam adalah balasanmu semua, sebagai suatu pembalasan yang cukup. 
• 64. Dan hasunglah siapa yang kamu sanggupi di antara mereka dengan ajakanmu, dan kerahkanlah terhadap mereka pasukan berkuda dan pasukanmu yang berjalan kaki dan berserikatlah dengan mereka pada harta dan anak-anak dan beri janjilah mereka. Dan tidak ada yang dijanjikan oleh syaitan kepada mereka melainkan tipuan belaka[861]. 
• 65. Sesungguhnya hamba-hamba-Ku, kamu tidak dapat berkuasa atas mereka. Dan cukuplah Tuhan-mu sebagai Penjaga." 

Al Kahfi

• 50. Dan (ingatlah) ketika Kami berfirman kepada para malaikat: "Sujudlah kamu kepada Adam[884], maka sujudlah mereka kecuali Iblis. Dia adalah dari golongan jin, maka ia mendurhakai perintah Tuhannya. Patutkah kamu mengambil dia dan turanan-turunannya sebagai pemimpin selain daripada-Ku, sedang mereka adalah musuhmu? Amat buruklah iblis itu sebagai pengganti (dari Allah) bagi orang-orang yang zalim.  [Al Kahfi 50]

Thaaha

• 115. Dan sesungguhnya telah Kami perintahkan[947] kepada Adam dahulu, maka ia lupa (akan perintah itu), dan tidak Kami dapati padanya kemauan yang kuat.  [Thaaha 115]
• 116. Dan (ingatlah) ketika Kami berkata kepada malaikat: "Sujudlah kamu kepada Adam", maka mereka sujud kecuali iblis. Ia membangkang.
• 117. Maka Kami berkata: "Hai Adam, sesungguhnya ini (iblis) adalah musuh bagimu dan bagi isterimu, maka sekali-kali janganlah sampai ia mengeluarkan kamu berdua dari surga, yang menyebabkan kamu menjadi celaka.
• 118. Sesungguhnya kamu tidak akan kelaparan di dalamnya dan tidak akan telanjang, 
• 119. dan sesungguhnya kamu tidak akan merasa dahaga dan tidak (pula) akan ditimpa panas matahari di dalamnya." 
• 120. Kemudian syaitan membisikkan pikiran jahat kepadanya, dengan berkata: "Hai Adam, maukah saya tunjukkan kepada kamu pohon khuldi[948] dan kerajaan yang tidak akan binasa?" 
• 121. Maka keduanya memakan dari buah pohon itu, lalu nampaklah bagi keduanya aurat-auratnya dan mulailah keduanya menutupinya dengan daun-daun (yang ada di) surga, dan durhakalah Adam kepada Tuhan dan sesatlah ia[949]. 
• 122. Kemudian Tuhannya memilihnya[950] maka Dia menerima taubatnya dan memberinya petunjuk. 
• 123. Allah berfirman: "Turunlah kamu berdua dari surga bersama-sama, sebagian kamu menjadi musuh bagi sebagian yang lain. Maka jika datang kepadamu petunjuk daripada-Ku, lalu barangsiapa yang mengikut petunjuk-Ku, ia tidak akan sesat dan tidak akan celaka. 
• 124. Dan barangsiapa berpaling dari peringatan-Ku, maka sesungguhnya baginya penghidupan yang sempit, dan Kami akan menghimpunkannya pada hari kiamat dalam keadaan buta." 
• 125. Berkatalah ia: "Ya Tuhanku, mengapa Engkau menghimpunkan aku dalam keadaan buta, padahal aku dahulunya adalah seorang yang melihat?" 
• 126. Allah berfirman: "Demikianlah, telah datang kepadamu ayat-ayat Kami, maka kamu melupakannya, dan begitu (pula) pada hari ini kamupun dilupakan." 

Shaad

• 67. Katakanlah: "Berita itu adalah berita yang besar,  [Shaad 67]
• 68. yang kamu berpaling daripadanya. 
• 69. Aku tiada mempunyai pengetahuan sedikitpun tentang al mala'ul a'la (malaikat) itu ketika mereka berbantah-bantahan. 
• 70. Tidak diwahyukan kepadaku, melainkan bahwa sesungguhnya aku hanyalah seorang pemberi peringatan yang nyata." 
• 71. (Ingatlah) ketika Tuhanmu berfirman kepada malaikat: "Sesungguhnya Aku akan menciptakan manusia dari tanah." 
• 72. Maka apabila telah Kusempurnakan kejadiannya dan Kutiupkan kepadanya roh (ciptaan)Ku; maka hendaklah kamu tersungkur dengan bersujud kepadanya." 
• 73. Lalu seluruh malaikat-malaikat itu bersujud semuanya, 
• 74. kecuali iblis; dia menyombongkan diri dan adalah dia termasuk orang-orang yang kafir. 
• 75. Allah berfirman: "Hai iblis, apakah yang menghalangi kamu sujud kepada yang telah Ku-ciptakan dengan kedua tangan-Ku. Apakah kamu menyombongkan diri ataukah kamu (merasa) termasuk orang-orang yang (lebih) tinggi?." 
• 76. Iblis berkata: "Aku lebih baik daripadanya, karena Engkau ciptakan aku dari api, sedangkan dia Engkau ciptakan dari tanah." 
• 77. Allah berfirman: "Maka keluarlah kamu dari surga; sesungguhnya kamu adalah orang yang terkutuk, 
• 78. Sesungguhnya kutukan-Ku tetap atasmu sampai hari pembalasan." 
• 79. Iblis berkata: "Ya Tuhanku, beri tangguhlah aku sampai hari mereka dibangkitkan." 
• 80. Allah berfirman: "Sesungguhnya kamu termasuk orang-orang yang diberi tangguh, 
• 81. sampai kepada hari yang telah ditentukan waktunya (hari Kiamat)." 
• 82. Iblis menjawab: "Demi kekuasaan Engkau aku akan menyesatkan mereka semuanya, 
• 83. kecuali hamba-hamba-Mu yang mukhlis di antara mereka[1304]. 
• 84. Allah berfirman: "Maka yang benar (adalah sumpah-Ku) dan hanya kebenaran itulah yang Ku-katakan." 
• 85. Sesungguhnya Aku pasti akan memenuhi neraka Jahannam dengan jenis kamu dan dengan orang-orang yang mengikuti kamu di antara mereka kesemuanya. 
• 86. Katakanlah (hai Muhammad): "Aku tidak meminta upah sedikitpun padamu atas da'wahku dan bukanlah aku termasuk orang-orang yang mengada-adakan. 
• 87. Al Quran ini tidak lain hanyalah peringatan bagi semesta alam. 
• 88. Dan sesungguhnya kamu akan mengetahui (kebenaran) berita Al Quran setelah beberapa waktu lagi[1305].

Read More

Memakai Virus AIDS untuk Melawan Kanker

Dapatkah HIV diubah menjadi senjata bioteknologi untuk meningkatkan kesehatan manusia? Menurut tim CNRS dari lab Architecture et Réactivité de l'ARN (RNA Architecture and Reactivity), jawabannya ya. Mengambil manfaat mesin replikasi HIV, para peneliti mampu memilih protein mutan tertentu.
Diterbitkan dalam PLoS Genetics tanggal 23 Agustus 2012, temuan ini dapat membawa pada penerapan terapis jangka panjang dalam perawatan kanker dan patologi lainnya
Human immunodeficiency virus (HIV), yang menyebabkan AIDS, memakai bahan sel manusia untuk berlipat ganda, umumnya dengan memasukkan bahan genetiknya ke genom sel inang. Karakteristik khas HIV adalah ia bermutasi terus menerus, dan membuat beberapa protein mutan (atau varian) dalam pelipatgandaannya. Fenomena ini memungkinkan virus tersebut beradaptasi dengan perubahan lingkungan berkelanjutan dan menghambat pengobatan yang telah dikembangkan sebelumnya.
Di IBMC (Institut de Biologie Moléculaire et Cellulaire) Strasbourg, para peneliti lab CNRS Architecture et Réactivité de l’ARN mendapat gagasan memakai strategi pelipatgandaan ini untuk menyalurkan ulang dampak virus untuk tujuan terapi, khususnya perawatan kanker.
Mereka pertama mengubah genom HIV dengan memasukkan sebuah gen manusia yang ada di semua sel : gen untuk deoksisitidin kinase (dCK), sebuah protein yang mengaktivasi obat antikanker. Para peneliti telah mencoba menghasilkan bentuk dCK yang lebih efektif dalam beberapa tahun. Lewat pelipatgandaan HIV, tim CNRS memilih sebuah ‘perpustakaan’ dari hampir 80 protein mutan dan mengujikannya pada sel tumor bersama dengan obat antikanker. Hasilnya memungkinkan mereka menemukan varian dCK yang lebih efektif dari tipe protein liar (non-mutasi), menginduksi kematian sel tumor di kultur. Dikombinasi dengan protein ini, obat antikanker menunjukkan efektivitas identik 1/300 kali dosis. Kemungkinan mengurangi dosis obat antikanker akan mengatasi masalah yang timbul lewat keracunan komponen, mengurangi efek sampingnya, dan paling penting, meningkatkan efektivitasnya.
Salah satu keuntungan teknik eksperimental ini adalah protein mutannya diuji langsung pada kultur sel. Langkah selanjutnya adalah studi pra klinis (hewan) pada protein mutan yang diisolasi. Selain itu, sistem eksperimental memakai virus yang secara normal mengancam hidup ini akan membawa banyak penerapan terapi.

Sumber berita:
Centre national de la recherche scientifique (CNRS).

Referensi jurnal:
Paola Rossolillo, Flore Winter, Etienne Simon-Loriere, Sarah Gallois-Montbrun, Matteo Negroni. Retrovolution: HIV–Driven Evolution of Cellular Genes and Improvement of Anticancer Drug Activation. PLoS Genetics, 2012; 8 (8): e1002904 DOI: 10.1371/journal.pgen.1002904

Read More

Kamera Digital Paling Tajam di Dunia, Menangkap Gambar Pertama dalam Melacak Energi Gelap

Dark Energy Survey akan membantu kita memahami mengapa ekspansi alam semesta mengalami percepatan, bukannya melambat karena gravitasi."
Delapan miliar tahun yang lalu, sinar cahaya dari galaksi-galaksi jauh memulai perjalanan panjangnya menuju bumi. Kamera Energi Gelap, mesin pemetaan luar angkasa yang paling kuat yang pernah diciptakan, yang dibangun di puncak gunung di Chile, telah berhasil menangkap dan merekam sinar cahaya purba tersebut untuk pertama kalinya.

Cahaya itu mungkin menyimpan jawaban bagi salah satu misteri terbesar dalam dunia fisika – mengapa ekspansi alam semesta mengalami percepatan.
Para ilmuwan dalam kolaborasi Dark Energy Survey internasional minggu ini mengumumkan bahwa Kamera Energi Gelap, produk hasil dari perencanaan dan konstruksi selama delapan tahun oleh para ilmuwan, insinyur, dan teknisi di tiga benua, telah mencapai cahaya pertamanya. Gambar-gambar pertama dari luar angkasa selatan diambil dengan kamera berkekuatan 570 megapiksel pada tanggal 12 September.
“Pencapaian cahaya pertama melalui Kamera Dark Energi ini memulai era baru yang signifikan bagi eksplorasi kita terhadap perbatasan kosmik,” kata James Siegrist, direktur asosiasi ilmu fisika energi tinggi dengan Departemen Energi Amerika Serikat. “Hasil survei ini akan membawa kita lebih dekat dalam memahami misteri energi gelap, dan apa artinya bagi alam semesta.”
Kamera Energi Gelap dibangun di Fermi National Accelerator Laboratory milik Departemen Energi AS (DOE) di Batavia, Illinois, dan dipasang pada teleskop M. Victor Blanco di Cerro Tololo Inter-American Observatory (CTIO) milik Yayasan Sains Nasional di Chili, yang merupakan cabang selatan National Optical Astronomy Observatory (NOAO) AS. Dengan perangkat yang berukuran kira-kira sebesar bilik telepon ini, para astronom dan fisikawan melakukan penyelidikan terhadap misteri energi gelap, kekuatan yang diyakini menjadi penyebab alam semesta berkembang lebih cepat dan lebih cepat.

Para Ilmuwan membangun sebuah prototype pada Kamera Energi Gelap. (Kredit: Fermilab)

“Dark Energy Survey akan membantu kita memahami mengapa ekspansi alam semesta mengalami percepatan, bukannya melambat karena gravitasi,” kata Brenna Flaugher, manajer proyek dan ilmuwan di Fermilab. “Sangat memuaskan rasanya melihat upaya semua orang yang terlibat dalam proyek ini akhirnya mewujudkan hasil.”
Kamera Energi Gelap merupakan instrumen survei yang paling kuat dari jenisnya, mampu menangkap cahaya pada lebih dari 100.000 galaksi yang berjarak hingga 8 miliar tahun cahaya dalam tiap-tiap jepretannya. Array kameranya memiliki sensitivitas paling tinggi terhadap cahaya yang sangat merah, dan bersama dengan cermin besar pengumpul-cahaya pada teleskop Blanco (yang lebarnya hingga 13 kaki), akan memungkinkan para ilmuwan dari seluruh dunia untuk melakukan penyelidikan, mulai dari studi asteroid dalam tata surya kita hingga memahami asal-usul dan nasib alam semesta.
“Kami sangat bersemangat untuk menghadirkan Energi Kamera Gelap ini secara online dan membuatnya tersedia bagi masyarakat astronomi melalui alokasi teleskop akses terbuka NOAO,” kata Chris Smith, direktur Cerro-Tololo Inter-American Observatory. “Dengan itu, kami menyediakan alat baru yang kuat bagi para astronom di seluruh dunia untuk mengeksplorasi pertanyaan-pertanyaan luar biasa di masa kita, mungkin yang paling mendesak adalah mengenai sifat dari energi gelap.”
Para ilmuwan dalam kolaborasi Dark Energy Survey akan menggunakan kamera baru ini untuk melaksanakan survei galaksi terbesar yang pernah dilakukan, dan akan menggunakan data tersebut untuk melaksanakan empat penyelidikan energi gelap, mempelajari kluster galaksi, supernova, penggumpalan galaksi skala besar dan pelensaan gravitasi lemah. Ini akan menjadi yang pertama kalinya keempat metode tersebut dilakukan dalam percobaan tunggal.
Dark Energy Survey diharapkan bisa dimulai pada bulan Desember, setelah kamera ini sepenuhnya diuji, dan akan memanfaatkan kondisi atmosfer yang sangat bagus di Andes Chili untuk memberikan gambar beresolusi paling tajam dalam survei lapangan astronomi. Hanya dalam beberapa malam pengujiannya, kamera ini sudah menghantarkan gambar beresolusi spasial yang sangat baik dan hampir seragam.
Lebih dari lima tahun, survei ini akan membuat gambar rinci berwarna dari seperdelapan luar angkasa, atau 5.000 derajat persegi, untuk menemukan dan mengukur 300 juta galaksi, 100.000 kluster galaksi dan 4.000 supernova.
Survei Dark Energy didukung pendanaan dari Departemen Energi AS, Yayasan Sains Nasional, lembaga-lembaga pendanaan di Inggris, Spanyol, Brazil, Jerman dan Swiss, serta institusi-institusi Dark Energy Survey yang berpartisipasi.
Informasi lebih lanjut tentang Dark Energy Survey, termasuk daftar institusi yang berpartisipasi, tersedia di situs proyek: www.darkenergysurvey.org.

Kredit: DOE/Fermi National Accelerator Laboratory

Read More

Gel Konduktor Listrik dengan Kinerja Tak Terduga berhasil Disintesis

Para peneliti Stanford telah menciptakan gel konduktor listrik yang cepat dan mudah dibuat, dapat dipolakan ke permukaan dengan sebuah printer inkjet dan menunjukkan kinerja listrik tak terduga.

Bahan ini, diciptakan oleh asisten profesor teknik kimia Stanford Zhenan Bao, asisten profesor ilmu dan teknik bahan Yi Cui, dan anggota lab mereka, adalah sejenis hidrogel konduktor – sebuah jelly yang terasa dan berperilaku seperti jaringan biologis, namun menghantarkan listrik seperti logam atau semikonduktor.
Kombinasi sifat ini memberikan janji besar bagi sensor biologi dan alat penyimpan energi masa depan, namun sulit dibuat hingga saat ini.
Penelitian ini hadir di jurnal Proceedings of the National Academy of Sciences.

Mencetak Jell-O
Bao dan Cui membuat gel ini dengan mengikat rantai panjang senyawa organik anilin bersama dengan asam fitik, yang ditemukan secara alami dalam jaringan tanaman. Asam ini mampu menangkap enam rantai polimer sekaligus, membuat jaringan saling silang yang luas.
“Sudah ada polimer konduktor yang tersedia secara komersil,” kata Bao, “namun semuanya berbentuk film seragam tanpa struktur nano.”
Sementara itu, saling silang gel ini membuat struktur kompleks mirip spons. Hidrogel ditandai dengan pori-pori kecil yang sangat banyak yang memperluas permukaan gel, meningkatkan jumlah muatan yang dapat ia simpan, kemampuannya mengindera zat kimia, dan mempercepat respon listriknya.
Walaupun begitu, gel ini dapat dimanipulasi dengan mudah. Karena bahan ini tidak mengeras hingga langkah terakhir sintesisnya, ia dapat dicetak atau disimbur sebagai cairan dan diubah menjadi gel setelah ia menempel – artinya pabrik dapat membuat elektroda berpola menarik dengan harga murah.
“Anda tidak dapat mencetak Jell-O,” kata Cui. “Namun dengan teknik ini, kami dapat mencetaknya dan membuatnya menjadi Jell-O nanti.”

Elektroda lembut
Struktur tidak biasa dari bahan ini juga memberhkan gel yang disebut Cui sebagai
“sifat elektronika luar biasa.”
Sebagian besar hidrogel terikat oleh sejumlah besar molekul pengisolasi, mengurangi kemampuan keseluruhan bahan untuk melewatkan arus listrik. Namun asam fitik adalah “dopan molekul-kecil” – berarti kalau ketika ia berikatan dengan rantai polimer, ia juga memberikan muatan pada mereka. Efek ini membuat hidrogel ini sangat konduktif.
Konduktansi gel ini adalah “diantara yang terbaik yang bisa anda dapatkan lewat proses semacam ini,” kata Cui. Kapasitasnya untuk menyimpan muatan sangat tinggi, dan responnya pada muatan yang diberikan luar biasa cepat.
Kesamaan zat ini pada jaringan biologis, luas permukaannya yang besar dan kemampuan listriknya membuatnya sesuai untuk memungkinkan sistem biologi berkomunikasi dengan perangkat keras teknologi.
Para peneliti membayangkan ia digunakan dalam segalanya dari pelacak medis dan sensor biologis di lab hingga sel bahan bakar dan kapasitor kepadatan energi tinggi.
“Dan semua yang ia buat adalah bahan-bahan yang tersedia secara komersil yang dilemparkan dalam sebuah larutan air,” kata Bao.
Pengarang perdana makalah ini adalah Guihua Yu, pasca doktoral dalam teknik kimia di Stanford, dan Lijia Pan, sarjana tamu teknik kimia dari Universitas Nanjing, China.

Institut Energi Precourt Stanford mendanai penelitian ini.
Sumber berita:
Stanford University.

Referensi jurnal:
L. Pan, G. Yu, D. Zhai, H. R. Lee, W. Zhao, N. Liu, H. Wang, B. C.- K. Tee, Y. Shi, Y. Cui, Z. Bao. Hierarchical nanostructured conducting polymer hydrogel with high electrochemical activity. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2012; 109 (24): 9287 DOI: 10.1073/pnas.1202636109

Read More

Dimensi Waktu selain Satu

Mengapa waktu berdimensi satu? Tulisan berikut dikutip dari makalah Tegmark berjudul Is “the theory of everything” merely the ultimate ensemble theory?” yang memberikan argument mengapa sebuah dunia dengan ruang waktu berdimensi n+m hanya dapat mengandung mahluk sadar pada dimensi waktu m=1, tidak peduli berapa jumlah dimensi ruangnya.

Sementara kasus dimana dimensi ruang tidak sama dengan tiga telah sering dibahas di literatur, kasus dimana dimensi waktu tidak sama dengan satu. Hal ini sebagian karena korespondensi antara sudut pandang luar dan dalam lebih sulit dibuat dalam kasus waktu. Ketika mencoba membayangkan ruang berdimensi 4, kita dapat membuat analogi dengan pembayangan ruang berdimensi 3 pada dunia berdimensi 2, seperti yang dilakukan Edwin Abbot dalam novelnya “Flatland”. Namun seperti apa realitas jika ada mahluk sadar yang hidup di dunia dengan dimensi waktu 2?
Satu hal yang harus dicatat adalah bahkan untuk ruang lebih dari satu dimensi waktu, tidak ada alas an yang jelas mengapa suatu mahluk cerdas tidak dapat mempersepsi waktu sebagai berdimensi satu, sehingga mempertahankan pola memiliki “pikiran” dan “persepsi” dalam sukses satu dimensi yang mencirikan persepsi realitas kita. Jika suatu mahluk adalah benda terlokalisasi, ia akan berjalan pada sebuah garis waktu berdimensi waktu satu lewat manifold ruang waktu berdimensi n+m. Relativitas umum standar mengenai waktu pantas didefinisikan dengan jelas, dan kita menduga inilah waktu yang akan diukur jika ia memiliki sebuah jam dan ia akan dialami secara subjektif.

Perbedaan-perbedaan ketika Waktu tidak satu dimensi
Tidak perlu lagi dikatakan, banyak aspek dunia akan berbeda. Sebagai contoh, penurunan ulang mekanika relativitstik untuk kasus yang lebih umum ini menunjukkan kalau energy sekarang menjadi vector berdimensi-m bukannya sebuah konstan, yang arahnya menentukan dimana arah waktu garis dunia akan berlanjut, dan dalam batas non relativistic, arah ini adalah konstanta gerakan. Dengan kata lain, jika dua pengamat non relativistic bergerak dalam arah waktu berbeda bertemu di suatu titik dalam ruang waktu, mereka akan kembali mengapung terpisah dalam arah waktu terpisah pula, tidak mampu tetap bertemu.
Perbedaan lain yang menarik, yang dapat ditunjukkan dengan sebuah argument geometri yang elegan, adalah partikel menjadi kurang stabil ketika dimensi waktu lebih dari satu. Untuk sebuah partikel agar mampu meluruh ketika dimensi waktu satu, tidak cukup kalau ada seperangkat partikel dengan bilangan kuantum yang sama. Juga perlu kalau jumlah massa diamnya harus kurang dari massa diam partikel asli, tidak peduli seberapa besar energi kinetiknya. Ketika dimensi waktu lebih dari satu, kendala ini lenyap. Sebagai contoh,Sebuah proton dapat meluruh menjadi satu neutron, satu positron, dan satu neutrino,Sebuah elektron dapat meluruh menjadi satu neutron, satu antiproton, dan satu neutrino, Sebuah foton dengan energi yang cukup dapat meluruh menjadi partikel apapun bersama antipartikelnya Selain dua perbedaan ini, akan ada kebalikan dari “sebab akibat” ketika dimensi waktu lebih dari satu. Memang hal ini tidak mencegah eksistensi dari suatu mahluk. Lagi pula, kita harus menghindari asumsi kalau desain tubuh kita hanya satu-satunya yang memungkinkan kesadaran. Elektron, proton, dan foton akan masih tetap stabil bila energi kinetik mereka cukup rendah, jadi mungkin pengamat dapat masih hadir di daerah yang cukup dingin di dunia dengan dimensi waktu lebih dari satu.
Walau begitu, jauh dari trivial untuk memformulasikan sebuah teori medan kuantum dengan keadaan vakum stabil ketika dimensi waktu lebih dari satu. Diskusi detail mengenai masalah ketidakstabilan dengan dimensi lebih dari satu diberikan oleh Linde, juga dalam konteks antropik, dan isu ini dekat kaitannya dengan sifat ultrahiperbolik.
Ada tambahan masalah untuk mahluk ketika dimensi waktu lebih dari satu, yang belum pernah ditekankan walaupun hasil matematikanya diketahui. Ia berangkat dari perlunya prediktabilitas. Jika suatu mahluk mampu membuat kemampuan mengolah informasi dan kesadaran diri, hukum fisika harus sedemikian hingga ia dapat membuat prediksi. Dalam kerangka sebuah teori medan, ia harus mengukur berbagai nilai medan sekitarnya pada suatu titik ruang waktu yang jauh (yang berada di garis waktu masa depannya) dengan kesalahan tidak tak terhingga. Hal ini hanya dipenuhi oleh beberapa kelas persamaan diferensial parsial, khususnya yang hiperbolik.

Skema klasifikasi Persamaan Diferensial Parsial (PDP)
Semua bahan matematik berikut terkenal dengan baik. Dengan diberikan sebuah persamaan diferensial parsial linier orde kedua dalam Rd,




Dimana matriks A (yang dapat dipandang simetrik), vector b, dan scalar c memberikan fungsi terdiferensial dari koordinat d, umumnya ia dapat diklasifikasikan tergantung pada tanda nilai eigen A. PDP dikatakan

Eliptik dalam beberapa wilayah Rd jika mereka semua positif atau semua negative,
Hiperbolik jika satu positif dan lainnya negatif (atau sebaliknya), dan
Ultrahiperbolik dalam kasus lainnya, yaitu dimana setidaknya dua nilai eigen positif dan setidaknya dua nilai negatif.
Apa hubungannya dengan dimensialitas ruang waktu? Untuk berbagai persamaan medan kovarian alam yang menyatakan dunia kita (persamaan gelombang, persamaan Klein-Gordon, dsb), matriks A jelas memiliki nilai eigen seperti tensor metric. Sebagai contoh, ia akan hiperbolik dalam sebuah metrik dengan signatur (+—), sesuai dengan (n,m) = (3,1), eliptik dalam metrik dengan signatur (+++++), sesuai dengan (n,m)=(5,0), dan ultrahiperbolik dalam metric dengan signatur (++–).

Masalah yang Baik dan Buruk
Salah satu masalah klasifikasi standar PDP adalah ia menentukan struktur sebab akibat, yaitu bagaimana syarat batas harus dinyatakan untuk membuat masalah yang baik. Singkatnya, masalah dikatakan baik jika syarat batas menentukan solusi yang unik u dan jika ketergantungan solusi ini pada data batas (yang selalu linier) terbatas. Syarat terakhir berarti kalau solusi u pada suatu titik hanya akan berubah dengan jumlah yang terbatas bila data batas berubah dengan jumlah terbatas pula. Karenanya, bahkan bila sebuah masalah yang buruk dapat diselesaikan secara formal, solusi ini pada prakteknya tidak bermanfaat bagi mahluk, karena ia harus mengukur data awal dengan akurasi tak terhingga agar mampu memberikan tingkat kesalahan terhingga pada solusi (kesalahan pengukuran apapun akan menyebabkan kesalahan solusi menjadi tak terhingga).

Kasus Eliptik
Persamaan eliptik memungkinkan masalah bernilai batas. Sebagai contoh, persamaan Laplace berdimensi d dengan u terspesifikasi pada hiperpermukaan berdimensi d-1 menentukan solusi dimanapun dalam permukaan tersebut. Di sisi lain, memberikan data awal untuk PDP eliptik pada permukaan tak tertutup, katakanlah sebuah bidang, adalah sebuah masalah yang buruk. Ini berarti suatu mahluk di dunia tanpa dimensi waktu (m=0) tidak akan mampu membuat kesimpulan sama sekali mengenai situasi di bagian lain ruangnya berdasarkan apa yang ia amati secara lokal. Dunia demikian akan gagal pada persyaratan prediktabilitas yang disebutkan di atas (lihat gambar 1).

















Number of spatial dimensions

Kasus hiperbolik
Persamaan hiperbolik, di sisi lain, memungkinkan masalah nilai awal yang baik. Untuk persamaan Klein-Gordon pada dimensi n+1, menentukan data awal (u dan u’) pada sebuah daerah hiperpermukaan mirip ruang menentukan u pada semua titik dimana daerah ini memotong lewat kerucut cahaya terbalik, sepanjang m2 lebih besar atau sama dengan nol. Sebagai contoh, data awal pada cakram berarsir pada gambar 2 menentukan solusi dalam volume yang dibatasi oleh dua kerucut, termasuk ujung (yang hilang). Suatu mahluk lokal dapat membuat prediksi mengenai masa depannya. Bila masalah yang dipertimbangkan adalah suhu rendah yang non relativistic, maka medan akan mengandung mode-mode Fourier dengan bilangan gelombang |k| jauh lebih kecil dari m, yang berarti kalau untuk semua tujuan praktis, solusi pada suatu titik ditentukan oleh data awal dalam “kerucut sebab akibat” dengan sudut bukaan jauh lebih sempit dari 45 derajat. Sebagai contoh, ketika kita menemukan diri kita dalam sebuah lembah cekung dimana tidak ada kecepatan makro lebih dari 10 m/detik, kita dapat memakai informasi dari hiperpermukaan spasial dengan radius 10 meter (volume bola) untuk meramalkan satu detik di masa depan.



















Gambar 2: Struktur kausalitas untuk persamaan hiperbolik dan ultrahiperbolik
Kasus hiperbolik dengan permukaan hiper yang buruk
Jika data awal untuk PDP hiperbolik dikhususkan pada sebuah permukaan hiper yang tidak mirip ruang, masalah menjadi buruk. Gambar 2 memberikan pemahaman intuitif mengenai apa yang salah. Sebuah korolari dari teorema oleh Asgeirsson menyatakan kalau jika kita menyatakan u dalam silinder seperti dalam gambar 2, maka ini menentukan u sepanjang daerah yang tersusun dari kerucut ganda terpancung. Dengan radius silinder ini mendekati nol, kita mendapatkan kesimpulan kalau menyediakan data dalam tujuan praktis daerah satu dimensi menentukan solusi dalam daerah tiga dimensi. Ini adalah gejala sebuah masalah yang buruk. Akibatnya adalah kita harus menentukan data input dengan akurasi tak terhingga, yang tentu saja mustahil dalam kesalahan pengukuran dunia nyata. Lebih lanjut, tidak peduli berapa sempitpun kita membuat silindernya, masalahnya selalu ada, karena data di paruh luar silinder ditentukan oleh paruh dalam silinder. Karenanya mengukur data dalam daerah besar tidak menghapus sifat buruk dari masalah, karena data tambahan tidak memberikan informasi baru. Begitu juga, data batas generic memungkinkan tidak adanya solusi sama sekali, karena ia tidak konsisten. Mudah untuk melihat kalau hal yang sama berlaku ketika menentukan data “awal” pada bagian permukaan hiper non mirip ruang, misalnya yang diberikan oleh y=0. Sifat ini analog dengan dimensi n+1, dan menunjukkan mengapa mahluk dalam ruang waktu berdimensi n+1 hanya dapat membuat prediksi pada arah mirip waktu.

Kasus ultrahiperbolik
Teorema Asgeirsson berlaku pada kasus ultrahiperbolik pula, menunjukkan kalau data awal pada sebuah permukaan hiper mengandung arah mirip ruang dan mirip waktu membawa pada masalah yang buruk. Walau begitu, karena sebuah permukaan hiper berdasarkan definisi memiliki dimensionalitas yang kurang satu dari pada manifold ruang waktu (data pada sebuah submanifold dimensionalitas lebih rendah tidak pernah memberikan masalah yang baik), tidak ada permukaan hiper mirip ruang atau mirip waktu dalam kasus ultrahiperbolik, yaitu ketika jumlah dimensi ruang dan waktu keduanya lebih dari satu. Dengan kata lain, dunia dalam daerah ultrahiperbolik (gambar 1) tidak dapat mengandung mahluk bila kita memaksa pada persyaratan prediktabilitas. Bersama dengan persyaratan kompleksitas dan stabilitas, hal ini menghapus semua kombinasi (n,m) dalam gambar 1 kecuali (3,1). Kita melihat apa yang membuat angka 1 begitu special adalah sebuah permukaan hiper dalam sebuah manifold memiliki dimensionalitas yang tepat 1 kurangnya dari manifold itu sendiri (dengan lebih dari satu dimensi waktu, sebuah permukaan hiper tidak dapat murni mirip ruang).

Dimensionalitas ruang-waktu
Telah dibahas mengenai PDP linier. Belum lagi kita membahas tentang system penuh dari PDP di alam bersifat non linier. Hal ini tidak melemahkan lesimpulan kita mengenai hanya m=1 yang memberikan masalah nilai awal yang baik. Ketika PDP memberikan masalah buruk bahkan secara lokal, dalam sebuah persekitaran kecil permukaan hiper (dimana kita dapat secara generik mendekati PDP non linier dengan yang linier), jelas kalau tidak ada suku non linier yang mampu membuatnya menjadi baik dalam persekitaran yang lebih besar. Begitu juga, menambahkan suku nonlinier membuat masalah baik justru menjadi buruk.

Dalam teori segalanya yang diajukan Tegmark, ada struktur matematika dengan eksistensi fisika yang memiliki hukum fisika yang tepat sama dengan kita namun dimensionalitas ruang waktu berbeda. Tampaknya kalau semua kecuali dimensi 3+1, tidak memiliki mahluk, atas alasan berikut:
Lebih atau kurang dari 1 dimensi waktu: prediktabilitas yang tidak cukup Lebih dari 3 dimensi ruang: stabilitas tidak cukup Kurang dari 3 dimensi ruang: kompleksitas tidak cukup Sekali lagi, argument di atas tentunya bukan bukti yang pasti. Sebagai contoh, dalam konteks model tertentu, kita dapat mempertimbangkan mempelajari kemungkinan struktur stabil dalam kasus (n,m) = (4,1) berdasarkan koreksi kuantum jarak dekat pada potensial 1/r2 atau pada partikel mirip string. Kita semata berargumen kalau jauh dari jelas kalau kombinasi selain (n,m) = (3,1) memungkinkan mahluk, karena perubahan kualitatif yang radikal muncul ketika n atau m diubah.

Memasukkan partikel Tachyonik
Bila ruang waktu berdimensi 1+3 bukannya 3+1, ruang dan waktu secara efektif akan memiliki peran yang berkebalikan, kecuali kalau m2 dalam persamaan Klein-Gordon akan memiliki tanda terbalik. Dengan kata lain, sebuah dunia berdimensi 1+3 akan seperti kita hanya semua partikelnya akan bersifat tachyonik, seperti pada gambar 1.
Banyak keberatan mengenai tachyon telah ditunjukkan tidak berdasar, namun juga tampak premature untuk menyimpulkan bahwa sebuah dunia dengan tachyon dapat memberikan mahluk dengan stabilitas dan prediktabilitas yang dibutuhkan. Masalah nilai awal masih bagus namun ketidakstabilan baru muncul. Sebuah foton dengan energi manasuka dapat meluruh menjadi pasangan tachyon-antitachyon, dan peluruhan terlarang lain yang telah kita bahas juga akan mungkin. Selain itu, fluktuasi dalam medan Tachyon dengan panjang gelombang diatas 1/m akan tidak stabil dan tumbuh secara eksponensial bukannya berosilasi. Pertumbuhan ini terjadi pada skala waktu 1/m, sehingga jika Alam semesta kita mengandung sebuah medan Tachyon dengan m lebih besar dari 1/(10^17) detik, ia akan mendominasi kepadatan kosmik dan menyebabkan Alam semesta kembali runtuh dalam big crunch sejak lama. Ini mengapa kotak (n,m) = (1,3) termasuk bagian yang dikeluarkan dalam gambar 1.

Sumber
Tegmark, M. Is “the Theory of everything” merely the ultimate ensemble theory? Annals of Physics, 270, 1-51, 1998

Referensi lanjut
G.Feinberg, Possibility of Faster-Than-Light Particles, Phys.Rev. 159,1089(1967)
L.Asgeirsson, Über eine Mitterwertseigenshaft von Lösungen homogener linearer partieller Differentialgleichung . Ordnung mit Konstanten Koefficienten, Math.Ann. 113,321(1936).
J.Dorling, Energy Levels of the Hydrogen Atom as a Relativistic Clock-Retardation Effect? Am.J.Phys. 38,539(1969).
R.Courant & D.Hilbert, Methods of Mathematical Physics (Interscience,NewYork,1962).
S.Weinberg, Dreams of a Final Theory (Pantheon, New York,1992).

Read More

Membentuk Guru Matematika yang Lebih Baik

Selama bertahun-tahun, diasumsikan kalau guru – khususnya guru matematika – perlu menguasai apa yang ingin mereka ajarkan. Dan cara terbaik melakukan ini adalah memberikan materi yang lebih tinggi.
Namun dalam sebuah makalah yang diterbitkan tanggal 23 juni 2011 dalam jurnal Science bagian forum pendidikan, Dr Brent Davis dari Universitas Calgary mengatakan kalau penelitian tidak mendukung keyakinan ini. Ada sedikit sekali bukti kalau pelajaran matematika tingkat lanjut mendorong pendidikan yang efektif.
“Anda tahu perasaan tersebut, ketika anda mencoba menjelaskan pada anak bagaimana menambah bilangan banyak angka, dan anda menyadari kalau menjadi begitu jelas dan masuk akal kalau anda bertanya mengapa itu terasa sulit?” tanya Davis, profesor dan kepala jurusan pendidikan matematika di fakultas pendidikan.
“Itu mengapa anda ingin menjadi seorang pakar, dan itu yang menyebabkan anda terhalang menjadi guru yang efektif. Dengan bertahun-tahun latihan dan pengalaman, mudah untuk melupakan sulitnya terlibat menjadi seorang yang baru belajar matematika untuk memahaminya.”
Dalam makalahnya, ”Mathematics Teachers’ Subtle, Complex Disciplinary Knowledge,” Davis berpendapat kalau studi terbaru menekankan pentingnya pengetahuan eksplisit guru mengenai muatan pelajaran matematika, juga sama berharganya bagi guru matematika untuk merasa nyaman dengan pengetahuan tasit yang tidak jelas dalam matematika. Tantangannya, kata Davis, adalah menemukan cara mengetahui pengetahuan tersebut.
Davis memakai contoh perkalian untuk menunjukkan bagaimana guru dapat menerapkan pengetahuan implisit menggunakan berbagai pendekatan untuk menjelaskan kehalusan matematika pada siswa mereka. Ketika memperkenalkan perkalian, konsep langsung penambahan berulang menjadi lebih jelas dengan penerapan yang lebih kompleks, seperti mengalikan pecahan atau mengalikan bilangan negatif.
Davis percaya jika guru mampu mengembangkan pemahaman matematika yang lebih mendalam bersama murid mereka, itu dapat mencegah siswa frustasi dalam mata pelajaran yang lebih tinggi dan mempersiapkan mereka menyumbang dalam ekonomi berbasis pengetahuan.
“Kita dapat membentuk guru matematika yang lebih baik,” kata Davis. “Namun lebih tentang keterlibatan satu sama lain untuk mendekonstruksi konsep daripada tentang belajar matematika lebih tinggi atau terlibat dalam pemecahan masalah.”

Sumber berita:
University of Calgary,

Referensi jurnal :
Brent Davis. Mathematics Teachers’ Subtle, Complex Disciplinary Knowledge. Science, 24 June 2011: Vol. 332 no. 6037 pp. 1506-1507 DOI: 10.1126/science.1193541

Read More

Sandi DNA Membentuk Partikel Nano Emas

DNA mengandung sandi genetik untuk segala jenis molekul dan sifat manusia. Namun para peneliti Universitas Illinois telah menemukan kalau sandi DNA dapat membentuk struktur logam pula.

Tim ini menemukan kalau segmen DNA dapat mengarahkan bentuk partikel nano emas – kristal emas kecil yang dapat diterapkan dalam kedokteran, elektronika, dan katalisis. Dipimpin oleh Yi Lu, profesor kimia di Universitas Illinois, tim ini menerbitkan temuan mengejutkan mereka di jurnal Angewandte Chemie.
“Sintesis partikel nano tersandi DNA dapat memberi kita cara baru untuk menghasilkan partikel nano dengan bentuk dan sifat teramalkan,” kata Lu. “Penemuan demikian berpotensi berdampak pada teknologi bio-nano dan penerapan dalam kehidupan sehari-hari seperti sebagai katalis, sensor, pencitraan, dan kedokteran.”
Partikel nano emas memiliki terapan yang luas pada biologi dan ilmu bahan karena sifat fisikokimianya yang unik. Sifat partikel nano emas sangat ditentukan oleh bentuk dan ukurannya, jadi penting untuk mampu merancang sifat partikel nano untuk terapan tertentu.
“Kami bertanya apakah kombinasi barisan DNA berbeda dapat memiliki ‘sandi genetik’ untuk mengarahkan sintesis bahan nano dengan cara yang sama dengan arah sintesis protein mereka,” kata Zidong Wang, lulusan baru dari grup Lu dan pengarang perdana makalah ini.
Partikel nano emas dibuat dengan merajut benih emas kecil dalam larutan garam emas. Partikel ini tumbuh sebagai emas dalam larutan garam yang terendapkan ke benih. Grup Lu menginkubasi benih emas dengan segmen pendek DNA sebelum menambah larutan garam, menyebabkan partikel ini tumbuh dalam berbagai bentuk yang ditentukan oleh sandi genetik DNA.
Abjad DNA mengandung empat huruf: A, T, G, dan C. Istilah sandi genetik merujuk pada barisan huruf-huruf ini, yang disebut basa. Empat basa dan kombinasinya dapat berikatan berbeda dengan benih nano emas dan mengarahkan jalur pertumbuhan benih emas, menghasilkan berbagai bentuk.
Dalam eksperimen mereka, para peneliti menemukan kalau untaian A berulang menghasilkan partikel emas bulat kasar; T menghasilkan bintang, C menghasilkan cakram bulat lempeng; dan G menghasilkan heksagon. Lalu grup ini menguji untai DNA yang merupakan kombinasi dua basa, misalnya, 10 T dan 20 A. Mereka menemukan kalau banyak basa bersaing satu sama lain menghasilkan bentuk perantara, walaupun A selalu mendominasi T.
Selanjutnya, para peneliti berencana menyelidiki bagaimana sandi DNA mengarahkan pertumbuhan partikel nano. Mereka juga berencana menerapkan metode mereka untuk mensintesis tipe bahan nano lainnya untuk penerapan baru.

Sumber berita:
University of Illinois at Urbana-Champaign.

Referensi jurnal:
Zidong Wang, Longhua Tang, Li Huey Tan, Jinghong Li, Yi Lu. Discovery of the DNA “Genetic Code” for Abiological Gold Nanoparticle Morphologies. Angewandte Chemie International Edition, 2012; DOI: 10.1002/anie.201203716

Read More

Menyaksikan Gerakan Elektron dalam Molekul Selama Reaksi Kimia

Dalam percobaan, Wörner dan rekan-rekannya mengukur cahaya elektron sehingga dapat menyimpulkan informasi rinci tentang distribusi elektron dan evolusinya seiring waktu.
Sebuah kelompok riset yang dipimpin ETH Zurich, untuk pertama kalinya, berhasil memvisualisasikan gerakan elektron selama reaksi kimia. Temuan baru dalam percobaan yang sangat penting dan fundamental bagi fotokimia ini juga bisa membantu dalam desain sel surya menjadi lebih efisien.Pada tahun 1999, Ahmed Zewail dianugerahi nobel dalam bidang kimia untuk studi reaksi kimia dengan menggunakan pulsa laser ultra-singkat. Zewail bisa menyaksikan gerakan atom, dan dengan demikian bisa memvisualisasikan keadaan transisi pada tingkat molekuler. Mampu menyaksikan dinamika elektron tunggal masih dianggap mimpi pada masa itu. Berkat perkembangan terbaru dalam teknologi laser dan penelitian dalam bidang spektroskopi attosecond (1 attosecond = 10?18 detik) penelitian ini telah berkembang pesat. Untuk pertama kalinya, Prof. Hans Jakob Wörner dari Laboratorium Kimia Fisik di ETH Zurich, bersama rekan-rekan dari Kanada dan Perancis, mampu merekam gerakan elektronik selama reaksi kimia. Percobaan ini dideskripsikan dalam edisi terbaru Science.

Tim peneliti menyinari molekul nitrogen dioksida (NO2) dengan pulsa ultraviolet yang sangat singkat. Selanjutnya, molekul mengambil energi dari pulsa yang mengatur elektron dalam gerakan. Elektron-elektron itu mulai menata ulang diri mereka sendiri, yang menyebabkan awan elektron berosilasi di antara dua bentuk yang berbeda dalam waktu yang sangat singkat, sebelum molekul mulai bergetar dan akhirnya terurai menjadi oksida nitrat dan sebuah atom oksigen.


Gambar ini menunjukkan titik potong kerucut dan dua keadaan elektronik molekul NO2 sebelum terdisosiasi. (Kredit: Wörner/ETH Zürich)

Titik Potong Kerucut
Nitrogen dioksida memiliki karakter model yang berkenaan dengan pemahaman gerakan elektronik. Dalam molekul NO2, dua keadaan elektron dapat memiliki energi yang sama untuk sebuah geometri tertentu – umumnya digambarkan sebagai titik potong kerucut. Titik potong kerucut sangat penting bagi fotokimia dan sering terjadi dalam proses kimia alami yang disebabkan oleh cahaya. Titik potong kerucut bekerja seperti saklar tukik. Misalnya, jika retina mata manusia disinari cahaya, elektron mulai bergerak, dan molekul retina mengubah bentuknya, yang akhirnya mengubah informasi cahaya menjadi informasi listrik bagi otak manusia. Aspek khusus tentang titik potong kerucut adalah bahwa gerakan elektron ditransfer menjadi gerakan atom yang sangat efisien.

Memotret elektron
Dalam artikel sebelumnya, Hans Jakob Wörner telah mempublikasikan bagaimana spektroskopi attosecond dapat digunakan untuk menyaksikan gerakan elektron. Pulsa ultraviolet lemah pertama mengatur elektron agar bergerak. Pulsa inframerah kuat kedua kemudian menghilangkan elektron dari molekul, mempercepat dan mendorongnya kembali ke molekul. Akibatnya, sebuah pulsa cahaya attosecond terpancarkan, membawa sebuah potret distribusi elektron dalam molekul. Wörner mengilustrasikan prinsip spektroskopi attosecond sebagai berikut: “Percobaan ini dapat dibandingkan dengan foto-foto, misalnya, gambar peluru yang ditembakkan melalui apel. Peluru itu akan terlalu cepat bagi penutup kamera, sehingga menghasilkan gambar yang buram. Dengan demikian, penutupnya dibiarkan terbuka dan gambar diterangi dengan cahaya berkedip, yang lebih cepat daripada peluru. Begitulah cara kami memperoleh potret tersebut.”

Dari percobaan hingga ke sel surya

Ketika elektron kembali ke molekul, ia melepaskan energi dalam bentuk cahaya. Dalam percobaan, Wörner dan rekan-rekannya mengukur cahay` elektron sehingga dapat menyimpulkan informasi rinci tentang distribusi elektron dan evolusinya seiring waktu. Informasi ini mengungkap rincian mekanisme reaksi kimia yang tidak bisa diakses pada sebagian besar teknik-teknik eksperimental sebelumnya. Percobaan pada NO2 membantu memahami proses-proses fundamental dalam molekul dan merupakan ekstensi ideal bagi simulasi komputer untuk proses fotokimia: “Apa yang membuat percobaan kami begitu penting adalah, hal ini memverifikasi model teoritis,” kata Wörner. Kepentingan besar dalam proses fotokimia tidaklah mengejutkan, sebagaimana area penelitian ini bertujuan untuk pengembangan sel surya dan membuat fotosintesis buatan menjadi hal yang mungkin.

Kredit: ETH Zürich
Jurnal: H. J. Worner, J. B. Bertrand, B. Fabre, J. Higuet, H. Ruf, A. Dubrouil, S. Patchkovskii, M. Spanner, Y. Mairesse, V. Blanchet, E. Mevel, E. Constant, P. B. Corkum, D. M. Villeneuve. Conical Intersection Dynamics in NO2 Probed by Homodyne High-Harmonic Spectroscopy. Science, 2011; 334 (6053): 208 DOI: 10.1126/science.1208664

Read More

Bagaimana mengubah tiap bilangan menjadi 19

Anda mungkin pernah mendengar kalau ada kode 19 dalam kitab kuno dan hal tersebut menunjukkan kalau kitab tersebut tidak mungkin di buat oleh manusia. Berikut bagaimana cara menemukan kode 19 pada semua buku yang dibuat manusia, dan membuktikan kalau buku tersebut tidak mungkin dibuat manusia.
Bagaimana membuat 18 terlihat seperti 19?
Dalam sistem desimal biasa kita, 18 berarti kita punya 8 satuan dan 1 puluhan, 73 berarti kita punya 3 satuan dan 7 puluhan. Sekarang, dengan cara yang sama, tafsirkan 18 untuk ditulis dalam basis 11 (berarti angka pertama menandai berapa banyak 11 anda miliki dan angka terakhir menandai berapa banyak satuan dan KEAJAIBAN muncul:

’18′ berarti 1 x 11 + 8 x 1 = 19 !!!

Sekarang, hal ini selalu dapat dilakukan dalam dua arah. Kita bisa mengambil sebuah bilangan dan membayangkannya dalam sistem bilangan berbeda dan menghitung nilai desimal “real” dengan metode di atas.
Atau, sebaliknya, kita bisa mengambil bilangan tersebut sebagai desimal dan berpikir, bagaimana seandainya ia dalam sistem bilangan lainnya dengan basis yang sesuai?
Jadi, misalkan kita punya 73, mari kita lihat bagaimana mengubahnya menjadi bilangan lain sehingga terlihat seperti “19”. Mudah saja:

Kita perlu 9 satuan digit terakhir, 73-9 = 64, jadi 64 adalah basis sistem baru kita, dan menulisnya dalam basis 64, bilangan 73 menjadi

’19′ = 1 x 64 + 9 x 1 = 73 Keajaiban!

Walaupun kita memilih bilangan 73 secara acak tanpa perencanaan, ini pasti wahyu ilahi, karena basis yang tepat untuknya adalah 64 yang merupakan kuadrat 8 atau 2^6 (2 pangkat 6) dan siapa yang bisa menolak kalau pangkat seperti 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 punya misteri di dalamnya?

Dengan metode pertama, walau tidak semua namun BANYAK bilangan dapat diubah menjadi “19”, dengan metode kedua semua bilangan lebih besar dari 19 dapat diubah menjadi 19. Dengan metode ini, tebak berapa kemungkinan mampu mengubah bilangan apapun menjadi “19”? Tepat, kemungkinannya SATU, karena dari tak terhingga banyaknya bilangan, hanya sedikit saja yang tidak dapat diubah menjadi 19, yang lain semua bisa.

Referensi lanjut
http://ibnumariam.wordpress.com/2010/06/18/rahasia-angka-19-dalam-al-quran/

Read More

Menjauhkan Flu: Protein Sintetik Mengaktifkan Sistem Kekebalan dalam Dua Jam

Para peneliti San Diego State University di Pusat Biosains Donald P. Shiley menemukan rahasia membantu sistem kekebalan melawan flu sebelum ia membuat anda sakit.
Sebuah studi yang diterbitkan tanggal 6 Juli 2012 di jurnal Public Library of Science PloS One, menemukan kalau EP67, sebuah protein sintetik kuat, mampu mengaktivasi sistem kekebalan yang diam dalam hanya dua jam setelah dikonsumsi.
Sebelum studi ini, EP67 telah umumnya dipakai sebagai ajuvan untuk vaksin, yaitu sesuatu yang ditambahkan ke vaksin untuk membantu mengaktivasi respon kekebalan. Namun Joy Phillips PhD, pengarang utama studi ini bersama dengan koleganya Sam Sanderson PhD dari Pusat Medis Universitas Nebraska melihat potensi kalau ia dapat bekerja sendiri.
“Virus flu sangat lincah dan secara aktif menjaga sistem kekebalan dari mendeteksinya untuk beberapa hari hingga anda mendapatkan gejala,” kata Phillips. “Penelitian kami menunjukkan kalau dengan memasukkan EP67 ke tubuh dalam 24 jam paparan ke virus flu membuat sistem kekebalan bereaksi hampir seketika pada ancaman tersebut, sebelum tubuh anda secara normal mampu melakukannya.”
Karena EP67 tidak bekerja pada virus namun pada sistem kekebalan itu sendiri, ia berfungsi sama tidak peduli apa strain flunya, berbeda dengan vaksin influenza yang harus tepat sesu`i dengan strain yang sedang beredar.
Phillips mengatakan walau studi ini berfokus pada flu, tapi EP67 berpotensi bekerja pada penyakit pernapasan dan infeksi jamur lainnya dan dapat berpotensi besar untuk terapi gawat darurat.
“Ketika anda menemukan kalau anda terpaparkan flu, perawatan satu-satunya sekarang adalah menyerang virus secara langsung yang tidak handal dan seringkali virus mengembangkan resistensi terhadapnya,” kata Phillips. “EP67 dapat secara potensial menjadi terapi bagi orang yang mengetahui dirinya terpaparkan dan membantu tubuh memerangi virus sebelum anda sakit.”
Ia bahkan dapat juga dipakai dalam peristiwa strain baru penyakit menular, sebelum patogen aktual ditemukan, seperti pada SARS dan wabah influenza H1N1 2009, kata Phillips.
Saat ini, pengujian sudah dilakukan umumnya pada tikus dengan menularkan mereka virus flu. Mereka yang diberi dosis EP67 dalam 24 jam infeksi tidak sakit (atau sesakit) yang tidak diberikan EP67.
Level kesakitan tikus diukur berdasarkan hilangnya berat badan. Secara tipikal, tikus kehilangan sekitar 20 persen beratnya ketika terinfeksi flu namun tikus yang dirawat dengan EP67 kehilangan rata-rata hanya 6 persen. Lebih penting lagi, tikus yang dirawat sehari setelah diinfeksi dengan dosis influenza yang mematikan ternyata tidak mati, kata Phillips.
Ia mengatakan kalau ada implikasi besar bagi kedokteran hewan, karena EP67 aktif pada hewan, termasuk burung.
Penelitian di masa datang akan memeriksa pengaruh EP67 dalam keberadaan jumlah patogen lain dan melihat lebih dekat fungsi EP67 dalam berbagai sel di tubuh.

Sumber berita:
San Diego State University.

Referensi jurnal:
Sam D. Sanderson, Marilyn L. Thoman, Kornelia Kis, Elizabeth L. Virts, Edgar B. Herrera, Stephanie Widmann, Homero Sepulveda, Joy A. Phillips. Innate Immune Induction and Influenza Protection Elicited by a Response-Selective Agonist of Human C5a. PLoS ONE, 2012; 7 (7): e40303 DOI: 10.1371/journal.pone.0040303

Read More

Fisikawan Membelah Atom Menggunakan Presisi Mekanika Kuantum

Kuncinya adalah putaran atom yang bisa masuk ke kedua arah secara bersamaan.Para peneliti dari Universitas Bonn baru saja menunjukkan cara bagaimana atom tunggal dapat dibagi menjadi dua bagian, dipisahkan dan kemudian disatukan kembali. Meskipun kata “atom” secara harafiah berarti “tak dapat dibagi,” namun hukum mekanika kuantum memungkinkan atom dapat dibagi – mirip dengan sinar cahaya – dan menyatukannya kembali.
Hasilnya baru saja dipublikasikan dalam jurnal Proceeding of National Academy of Sciences.
Hukum mekanika kuantum memungkinkan objek berada dalam beberapa keadaan secara bersamaan. Inilah yang disebut sebagai celah-ganda, di mana sebuah partikel dapat melalui dua celah sekaligus. Para ilmuwan Bonn bekerja sama dengan Prof. Dr. Dieter Meschede dari Institut untuk Fisika Terapan Universitas Bonn, berhasil menjaga agar atom tunggal secara bersamaan tetap berada di dua tempat yang berjarak lebih dari sepuluh mikrometer, atau seperseratus milimeter, secara terpisah. Ini adalah jarak yang sangat besar untuk seukuran atom. Setelah itu, atom itu disatukan kembali tanpa ada kerusakan.

Atom berkepribadian ganda
Efek kuantum hanya dapat terjadi pada suhu terendah dan dengan penanganan yang cermat. Salah satu metodenya adalah pendinginan atom caesium dengan menggunakan laser, dan kemudian menahannya dengan laser lain. Sinar laser inilah yang menjadi kunci untuk membelah atom. Hal ini bisa dilakukan karena atom memiliki putaran yang bisa masuk ke dalam dua arah. Tergantung pada arahnya, atom bisa dipindahkan ke kanan atau ke kiri dengan laser. Kuncinya adalah putaran atom yang bisa masuk ke kedua arah secara bersamaan. Jadi, jika atom tersebut dipindahkan ke kanan dan kiri pada saat yang sama, maka ia akan terbelah. “Atom memiliki semacam kepribadian ganda, setengah darinya adalah ke sebelah kanan, dan setengahnya ke sebelah kiri, namun tetap utuh,” jelas Andreas Steffen, penulis utama dalam makalah.


Maximilian Genske, Noomen Belmechri, Andreas Steffen dan Dr. Andrea Alberti dalam laboratorium. (Kredit: Barbara Frommann/Uni Bonn)

Bagian-bagian yang membandingkan “pengalaman” mereka

Tapi Anda tidak bisa melihat langsung pembelahannya; jika Anda menyinari atom untuk mengambil gambarnya, maka pembelahan ini akan runtuh dengan segera. Atom kemudian bisa dilihat pada beberapa gambar, terkadang di sebelah kiri, terkadang di sebelah kanan - tapi tidak pernah di kedua tempat. Bagaimanapun juga, pembelahan ini bisa dibuktikan dengan menyatukan kembali atom tersebut. Dengan demikian, sebuah interferometer dapat dibangun dari atom, yang misalnya, bisa digunakan untuk mengukur dampak eksternal secara tepat. Di sini, atom dibagi, bergerak terpisah dan bergabung lagi. Apa yang kemudian bisa terlihat, misalnya, adalah perbedaan antara medan magnet dari dua posisi atau akselerasi sejak keduanya tercetak dalam keadaan mekanika kuantum. Prinsip ini telah digunakan untuk mensurvei dengan sangat tepat gaya seperti percepatan bumi.

Sistem kuantum sebagai alat?

Para ilmuwan Bonn, bagaimanapun juga, mencari sesuatu yang lain, yaitu mensimulasikan sistem kuantum yang kompleks. Banyak fisikawan telah lama berharap untuk mampu mensimulasikan apa yang disebut sebagai isolator topologi atau fotosintesis tanaman – fenomena yang sulit untuk ditangkap dengan komputer-komputer super modern – dengan menggunakan sistem kecil kuantum. Langkah pertama dalam perjalanan ke simulator bisa terdiri dari pemodelan pergerakan elektron dalam tubuh yang padat, sehingga memperoleh wawasan untuk perangkat elektronik yang inovatif. Contoh untuk hal ini adalah gerak Dirac elektron pada lapisan grafik tunggal atau munculnya molekul buatan dari partikel-partikel yang berinteraksi. Namun untuk tujuan yang satu ini, atom tidak saja harus dikendalikan dengan baik, tetapi juga dihubungkan berdasarkan hukum mekanika kuantum karena inti dari materi terletak persis di dalam sebuah struktur yang terdiri dari banyak objek kuantum.

Sebuah roda dalam gearbox

“Bagi kami, atom adalah roda penggerak yang terkendali dengan baik dan lancar,” kata Dr. Andrea Alberti, yang memimpin tim riset untuk percobaan Bonn. “Anda dapat membuat sebuah kalkulator dengan kinerja yang luar biasa dengan menggunakan roda-roda, namun agar kalkulator ini bekerja, semua roda itu harus terlibat.” Di sinilah letak signifikansi sebenarnya dari atom yang terbelah: Karena kedua bagiannya disatukan kembali, mereka dapat melakukan kontak dengan atom yang berdekatan dengan kiri maupun kanan dan kemudian berbagi. Hal ini memungkinkan jaringan kecil atom-atom ke bentuk yang bisa digunakan – seperti dalam memori komputer – untuk mensimulasi dan mengontrol sistem yang nyata, yang akan membuat rahasia mereka lebih mudah diakses. Para ilmuwan yakin bahwa seluruh potensi untuk mengontrol sebuah atom akan menjadi jelas dari waktu ke waktu.

Kredit: Universitas Bonn
Jurnal: A. Steffen, A. Alberti, W. Alt, N. Belmechri, S. Hild, M. Karski, A. Widera, D. Meschede. Digital atom interferometer with single particle control on a discretized space-time geometry. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2012; DOI: 10.1073/pnas.1204285109

Read More

Ledakan Sinar-Gamma Menyingkap Susunan Kimiawi yang Tak Terduga pada Galaksi-galaksi Awal

Pengamatan baru yang mengejutkan ini mengungkapkan bahwa beberapa galaksi tersebut sudah sangat dilimpahi dengan elemen berat kurang dari dua miliar tahun setelah Big Bang. Tim astronom internasional menggunakan cahaya singkat yang cemerlang dari ledakan sinar-gamma sebagai penerang untuk mempelajari susunan galaksi yang sangat jauh. Yang mengejutkan, observasi yang menggunakan Very Large Telescope milik ESO ini, mengungkapkan bahwa dua galaksi di alam semesta awal ternyata dilimpahi dengan elemen-elemen kimiawi yang lebih berat dari Matahari. Kedua galaksi itu mungkin sedang dalam proses penggabungan.
Peristiwa seperti itu di alam semesta awal akan mendorong pembentukan bintang-bintang baru dan mungkin menjadi pemicu ledakan sinar-gamma. Ledakan sinar-gamma adalah ledakan yang paling terang di alam semesta. Pertama kali ditemukan oleh observatorium orbital yang mendeteksi ledakan pendek sinar-gamma awal. Setelah posisinya menempati taret, ledakan ini kemudian segera dipelajari dengan menggunakan teleskop besar berbasis darat yang dapat mendeteksi sisa kilauan cahaya dan infra merah, yang memancarkan semburan selama berjam-jam hingga berhari-hari. Salah satunya yang meledak, yang disebut GRB 090323, pertama kali ditemukan oleh Teleskop Fermi Gamma-ray Space milik NASA. Segera setelah ditangkap oleh detektor sinar-X pada satelit Swift NASA dan dengan sistem Grond pada teleskop MPG/ESO 2,2 meter di Chili, kemudian dipelajari secara rinci dengan menggunakan Very Large Telescope (VLT) milik ESO, hanya satu hari setelah ledakan itu terjadi. Pengamatan VLT menunjukkan bahwa cahaya cemerlang dari ledakan sinar-gamma telah melewati galaksi inangnya sendiri dan galaksi lain di dekatnya. Galaksi-galaksi ini terlihat sebagaimana berada di masa sekitar 12 miliar tahun yang lalu. Galaksi-galaksi jauh tersebut sangat jarang terjebak dalam kilauan ledakan sinar-gamma. Gambar hasil impresi artis ini menunjukkan dua galaksi di alam semesta awal. Ledakan brilian di sebelah kiri adalah ledakan sinar-gamma. Sebagaimana cahaya ledakan melewati dua galaksi dalam perjalanannya ke Bumi (di luar frame ke kanan) beberapa warna yang diserap oleh gas dingin di galaksi, meninggalkan karakteristik garis-garis gelap dalam spektrum. Studi yang cermat pada spektrum ini telah memungkinkan para astronom untuk menemukan bahwa kedua galaksi ini sangat kaya akan unsur kimia yang lebih berat. (Kredit: ESO/L. Calçada) “Saat kami mempelajari cahaya dari ledakan sinar-gamma itu kami tidak tahu apa yang mungkin akan kami temukan. Sungguh mdngejutkan bahwa gas dingin pada kedua galaksi di alam semesta awal terbukti memiliki susunan bahan kimia yang tak terduga.” jelas Sandra Savaglio (dari Institut Max-Planck untuk Extraterrestrial Fisika, Garching, Jerman), penulis utama makalah. “Galaksi-galaksi itu mengandung elemen-elemen yang lebih berat daripada yang pernah terlihat pada sebuah galaksi yang sangat awal dalam evolusi alam semesta. Kami tidak menduga alam semesta menjadi sedemikian matang, sedemikian berevolusi secara kimiawi, sedemikian awal.” Saat cahaya ledakan sinar-gamma melewati galaksi, gasnya bertindak seperti saringan, dan menyerap sebagian cahaya ledakan sinar-gamma pada panjang gelombang tertentu. Tanpa ledakan sinar-gamma, galaksi ini akan terlihat samar. Dengan hati-hati menganalisis sidik jari unsur-unsur kimiawinya yang berbeda, tim riset mampu mengetahui komposisi gas dingin dalam galaksi-galaksi yang sangat jauh itu, khususnya bagaimana galaksi-galaksi itu dilimpahi dengan elemen-elemen berat. Dugaan sebelumnya menyebutkan bahwa galaksi-galaksi di alam semesta muda hanya mengandung sejumlah kecil elemen-elemen berat dibandingkan galaksi-galaksi pada saat ini. Elemen-elemen berat yang dihasilkan selama kehidupan dan kematian generasi-generasi bintang, secara bertahap memperkaya gas di galaksi. Para astronom dapat menggunakan kelimpahan kimiawi dalam galaksi-galaksi untuk menunjukkan seberapa jauh mereka melalui kehidupan mereka. Namun pengamatan baru yang mengejutkan ini mengungkapkan bahwa beberapa galaksi tersebut sudah sangat dilimpahi dengan elemen berat kurang dari dua miliar tahun setelah Big Bang. Sesuatu yang tak terpikirkan hingga saat ini. Pasangan galaksi muda yang baru ditemukan ini pastilah membentuk bintang-bintang baru pada tingkat yang luar biasa, untuk memperkaya gas dingin dengan sedemikian kuat dan cepat. Karena kedua galaksi itu saling mendekat satu sama lain, mereka mungkin dalam proses penggabungan, yang juga akan memicu pembentukan bintang ketika awan gas saling bertabrakan. Hasil baru ini juga mendukung gagasan bahwa ledakan sinar gamma dapat berhubungan dengan pembentukan bintang masif yang kuat. Pembentukan bintang energik di galaksi seperti ini mungkin sudah berhenti pada awal sejarah alam semesta. Dua belas miliar tahun kemudian, pada saat ini, sisa-sisa galaksi tersebut akan berisi sejumlah besar sisa-sisa bintang seperti lubang hitam dan bintang kerdil dingin, membentuk populasi “galaksi mati” yang sulit untuk dideteksi, yang hanya berupa bayangan samar-samar. Menemukan mayat seperti itu pada masa sekarang akan menjadi sebuah tantangan. “Kami sangat beruntung dapat mengamati GRB 090323 saat ledakan itu masih cukup terang, sehingga adalah mungkin untuk memperoleh pengamatan spektakuler secara rinci dengan VLT. Ledakan sinar-gamma menunjukkan terangnya hanya dalam waktu yang sangat singkat, dan untuk memperoleh kualitas datanya yang baik sangatlah sulit. Kami berharap bisa mengamati galaksi-galaksi ini lagi di masa depan saat kita memiliki instrumen yang jauh lebih sensitif, mereka akan menjadi target yang sempurna untuk E-ELT,” kata Savaglio. Kredit: European Southern Observatory Jurnal: S. Savaglio, A. Rau, J. Greiner, T. Krühler, S. McBreen, D. H. Hartmann, A. C. Updike, R. Filgas, S. Klose, P. Afonso, C. Clemens, A. Küpcü Yoldas, F. Olivares E., V. Sudilovsky, G. Szokoly. Super-solar Metal Abundances in Two Galaxies at z ~ 3.57 revealed by the GRB 090323 Afterglow Spectrum. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 2011: arXiv:1110.4642v1 [astro-ph.CO]Pengamatan baru yang mengejutkan ini mengungkapkan bahwa beberapa galaksi tersebut sudah sangat dilimpahi dengan elemen berat kurang dari dua miliar tahun setelah Big Bang. Tim astronom internasional menggunakan cahaya singkat yang cemerlang dari ledakan sinar-gamma sebagai penerang untuk mempelajari susunan galaksi yang sangat jauh. Yang mengejutkan, observasi yang menggunakan Very Large Telescope milik ESO ini, mengungkapkan bahwa dua galaksi di alam semesta awal ternyata dilimpahi dengan elemen-elemen kimiawi yang lebih berat dari Matahari. Kedua galaksi itu mungkin sedang dalam proses penggabungan. Peristiwa seperti itu di alam semesta awal akan mendorong pembentukan bintang-bintang baru dan mungkin menjadi pemicu ledakan sinar-gamma. Ledakan sinar-gamma adalah ledakan yang paling terang di alam semesta. Pertama kali ditemukan oleh observatorium orbital yang mendeteksi ledakan pendek sinar-gamma awal. Setelah posisinya menempati taret, ledakan ini kemudian segera dipelajari dengan menggunakan teleskop besar berbasis darat yang dapat mendeteksi sisa kilauan cahaya dan infra merah, yang memancarkan semburan selama berjam-jam hingga berhari-hari. Salah satunya yang meledak, yang disebut GRB 090323, pertama kali ditemukan oleh Teleskop Fermi Gamma-ray Space milik NASA. Segera setelah ditangkap oleh detektor sinar-X pada satelit Swift NASA dan dengan sistem Grond pada teleskop MPG/ESO 2,2 meter di Chili, kemudian dipelajari secara rinci dengan menggunakan Very Large Telescope (VLT) milik ESO, hanya satu hari setelah ledakan itu terjadi. Pengamatan VLT menunjukkan bahwa cahaya cemerlang dari ledakan sinar-gamma telah melewati galaksi inangnya sendiri dan galaksi lain di dekatnya. Galaksi-galaksi ini terlihat sebagaimana berada di masa sekitar 12 miliar tahun yang lalu. Galaksi-galaksi jauh tersebut sangat jarang terjebak dalam kilauan ledakan sinar-gamma. Gambar hasil impresi artis ini menunjukkan dua galaksi di alam semesta awal. Ledakan brilian di sebelah kiri adalah ledakan sinar-gamma. Sebagaimana cahaya ledakan melewati dua galaksi dalam perjalanannya ke Bumi (di luar frame ke kanan) beberapa warna yang diserap oleh gas dingin di galaksi, meninggalkan karakteristik garis-garis gelap dalam spektrum. Studi yang cermat pada spektrum ini telah memungkinkan para astronom untuk menemukan bahwa kedua galaksi ini sangat kaya akan unsur kimia yang lebih berat. (Kredit: ESO/L. Calçada) “Saat kami mempelajari cahaya dari ledakan sinar-gamma itu kami tidak tahu apa yang mungkin akan kami temukan. Sungguh mengejutkan bahwa gas dingin pada kedua galaksi di alam semesta awal terbukti memiliki susunan bahan kimia yang tak terduga.” jelas Sandra Savaglio (dari Institut Max-Planck untuk Extraterrestrial Fisika, Garching, Jerman), penulis utama makalah. “Galaksi-galaksi itu mengandung elemen-elemen yang lebih berat daripada yang pernah terlihat pada sebuah galaksi yang sangat awal dalam evolusi alam semesta. Kami tidak menduga alam semesta menjadi sedemikian matang, sedemikian berevolusi secara kimiawi, sedemikian awal.” Saat cahaya ledakan sinar-gamma melewati galaksi, gasnya bertindak seperti saringan, dan menyerap sebagian cahaya ledakan sinar-gamma pada panjang gelombang tertentu. Tanpa ledakan sinar-gamma, galaksi ini akan terlihat samar. Dengan hati-hati menganalisis sidik jari unsur-unsur kimiawinya yang berbeda, tim riset mampu mengetahui komposisi gas dingin dalam galaksi-galaksi yang sangat jauh itu, khususnya bagaimana galaksi-galaksi itu dilimpahi dengan elemen-elemen berat. Dugaan sebelumnya menyebutkan bahwa galaksi-galaksi di alam semesta muda hanya mengandung sejumlah kecil elemen-elemen berat dibandingkan galaksi-galaksi pada saat ini. Elemen-elemen berat yang dihasilkan selama kehidupan dan kematian generasi-generasi bintang, secara bertahap memperkaya gas di galaksi. Para astronom dapat menggunakan kelimpahan kimiawi dalam galaksi-galaksi untuk menunjukkan seberapa jauh mereka melalui kehidupan mereka. Namun pengamatan baru yang mengejutkan ini mengungkapkan bahwa beberapa galaksi tersebut sudah sangat dilimpahi dengan elemen berat kurang dari dua miliar tahun setelah Big Bang. Sesuatu yang tak terpikirkan hingga saat ini. Pasangan galaksi muda yang baru ditemukan ini pastilah membentuk bintang-bintang baru pada tingkat yang luar biasa, untuk memperkaya gas dingin dengan sedemikian kuat dan cepat. Karena kedua galaksi itu saling mendekat satu sama lain, mereka mungkin dalam proses penggabungan, yang juga akan memicu pembentukan bintang ketika awan gas saling bertabrakan. Hasil baru ini juga mendukung gagasan bahwa ledakan sinar gamma dapat berhubungan dengan pembentukan bintang masif yang kuat. Pembentukan bintang energik di galaksi seperti ini mungkin sudah berhenti pada awal sejarah alam semesta. Dua belas miliar tahun kemudian, pada saat ini, sisa-sisa galaksi tersebut akan berisi sejumlah besar sisa-sisa bintang seperti lubang hitam dan bintang kerdil dingin, membentuk populasi “galaksi mati” yang sulit untuk dideteksi, yang hanya berupa bayangan samar-samar. Menemukan mayat seperti itu pada masa sekarang akan menjadi sebuah tantangan. “Kami sangat beruntung dapat mengamati GRB 090323 saat ledakan itu masih cukup terang, sehingga adalah mungkin untuk memperoleh pengamatan spektakuler secara rinci dengan VLT. Ledakan sinar-gamma menunjukkan terangnya hanya dalam waktu yang sangat singkat, dan untuk memperoleh kualitas datanya yang baik sangatlah sulit. Kami berharap bisa mengamati galaksi-galaksi ini lagi di masa depan saat kita memiliki instrumen yang jauh lebih sensitif, mereka akan menjadi target yang sempurna untuk E-ELT,” kata Savaglio. Kredit: European Southern Observatory Jurnal: S. Savaglio, A. Rau, J. Greiner, T. Krühler, S. McBreen, D. H. Hartmann, A. C. Updike, R. Filgas, S. Klose, P. Afonso, C. Clemens, A. Küpcü Yoldas, F. Olivares E., V. Sudilovsky, G. Szokoly. Super-solar Metal Abundances in Two Galaxies at z ~ 3.57 revealed by the GRB 090323 Afterglow Spectrum. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 2011: arXiv:1110.4642v1 [astro-ph.CO]

Read More