Nationalgeographic.co.id—Semua materi atau benda di alam semesta terdiri atas atom-atom. Tidak peduli seberapa besar, kecil, muda atau tua materi tersebut.
Jika semuanya terbuat dari atom, apakah kita bisa tahu berapa banyak atom yang ada di alam semesta?
Sebagai permulaan, mari kita cek tubuh kita. Dalam tubuh manusia, rata-rata ada sekitar 7 oktillion atau 7x10^27 (7 diikuti oleh 27 nol) atom, menurut The Guardian.
Mengetahui bahwa jumlah atom dalam satu orang saja sudah sangat besar, Anda mungkin berpikir tidak mungkin untuk menentukan berapa banyak atom di seluruh alam semesta. Dan Anda benar: Karena kita tidak tahu seberapa besar keseluruhan alam semesta, kita tidak bisa mengetahui berapa banyak atom di dalamnya.
Namun, sebenarnya mungkin bagi kita untuk menghitung secara kasar berapa banyak atom di alam semesta yang dapat diamati —bagian dari alam semesta yang dapat kita lihat dan pelajari— dengan menggunakan beberapa asumsi kosmologis dan sedikit matematika.
Alam semesta tercipta selama ledakan besar atau Big Bang pada 13,8 miliar tahun yang lalu dan terus mengembang. Karena alam semesta berusia 13,8 miliar tahun dan alam semesta teramati membentang sejauh cahaya dapat menempuh jarak sejak alam semesta lahir, Anda mungkin berasumsi bahwa alam semesta yang teramati hanya membentang sejauh 13,8 miliar tahun cahaya ke segala arah. Jika Anda berasumsi demikian, itu kurang tepat.
Ketika kita mengamati galaksi atau bintang yang jauh, apa yang sebenarnya kita lihat adalah di mana ia pertama kali memancarkan cahaya. Tetapi pada saat cahaya itu mencapai kita, galaksi atau bintang jauh itu sebenarnya lebih jauh daripada ketika kita melihatnya.
Dengan menggunakan radiasi latar gelombang mikro kosmik, kita dapat mengetahui seberapa cepat alam semesta mengembang. Laju pengembangannya itu konstan, yang saat ini merupakan tebakan terbaik para ilmuwan walaupun beberapa ilmuwan berpikir laju pengembangan itu mungkin melambat. Penjelasan dari laju pengembangan yang konstan itu berarti bahwa alam semesta yang dapat diamati sebenarnya membentang 46 miliar tahun cahaya ke segala arah, demikian lansir Space.com.
Meski kita sudah tahu seberapa besar alam semesta yang dapat diamati ini, hal itu tidak serta-merta memberi tahu kita total semua atom di dalamnya. Kita juga perlu tahu berapa banyak materi, atau benda, yang ada di dalam alam semesta.
Baca Juga: Astronom Berhasil Menemukan Jejak Oksigen Tertua di Alam Semesta
Inilah foto atom beresolusi tinggi hasil potret ptichografi elektron pada kristal PrScO3 diperbesar 100 juta kali. Prosesnya melibatkan pemotretan seberkas elektron pada objek bahan, dengan kemampuan mengambil satu miliar per detiknya.
Namun begitu, materi bukanlah satu-satunya di alam semesta. Faktanya, materi hanya membuat sekitar 5% dari alam semesta, menurut NASA. Sisanya terdiri dari energi gelap dan materi gelap. Namun karena mereka tidak terdiri atas atom-atom, kita tidak perlu mengindahakan mereka untuk memecahkan misteri ini.
Menurut persamaan E=mc^2 Einstein yang terkenal, energi dan massa, atau materi, dapat dipertukarkan, sehingga materi dapat diciptakan dari atau diubah menjadi energi. Namun pada skala kosmik alam semesta, kita dapat berasumsi bahwa jumlah materi yang diciptakan dan yang tidak diciptakan saling meniadakan.
Ini berarti ada jumlah atom yang sama di alam semesta yang dapat diamati seperti yang selalu ada, menurut Scientific American. Ini penting karena gambaran kita tentang alam semesta yang dapat diamati bukanlah potret tunggal dalam waktu.
Dengan asumsi bahwa perluasan alam semesta adalah konstan, ini berarti bahwa, dalam skala besar, materi terdistribusi secara merata di seluruh kosmos —sebuah konsep yang dikenal sebagai prinsip kosmologis. Dengan kata lain, tidak ada wilayah alam semesta yang memiliki materi lebih banyak daripada yang lain.
Baca Juga: Teori Stephen Hawking soal Lubang Hitam Akhirnya Terbukti Benar
Ide ini memungkinkan para ilmuwan untuk secara akurat memperkirakan jumlah bintang dan galaksi di alam semesta yang dapat diamati. Perkiraan ini sangat berguna karena sebagian besar atom ditemukan di dalam bintang.
Mengetahui ukuran alam semesta yang dapat diamati dan materi itu terdistribusi secara merata dan terbatas di seluruh alam semesta membuatnya lebih mudah untuk menghitung jumlah atom. Namun, ada beberapa asumsi lagi yang harus kita buat sebelum kita membuka kalkulator.
Pertama, kita harus berasumsi bahwa semua atom terkandung di dalam bintang, meskipun sebenarnya tidak. Sayangnya, kita memiliki gagasan yang kurang akurat tentang berapa banyak planet, bulan, dan batuan luar angkasa yang ada di alam semesta yang dapat diamati dibandingkan dengan bintang. Artinya, hal ini lebih sulit untuk menambahkannya ke dalam persamaan. Namun karena sebagian besar atom di alam semesta terkandung di dalam bintang, kita bisa mendapatkan perkiraan yang baik tentang jumlah atom di alam semesta. Caranya, kita mencari tahu berapa banyak atom yang ada di bintang dan mengabaikan aspek lainnya.
Baca Juga: Kecepatan Bumi Melebihi Pesawat Jet. Mengapa Kita Tak Merasakannya?
Ilustrasi bagaimana atom memancarkan cahaya, berdasarkan model Bohr.
Kedua, kita harus berasumsi bahwa semua atom di alam semesta adalah atom hidrogen, meskipun sebenarnya bukan. Atom hidrogen menyumbang sekitar 90% dari total atom di alam semesta, menurut Los Alamos National Laboratory, sebagaimana dilansir Live Science.
Untuk mengetahui jumlah atom di alam semesta yang dapat diamati, kita perlu mengetahui massanya, yang berarti kita harus mencari tahu berapa banyak bintang yang ada di alam semesta. Ada sekitar 10^11 hingga 10^12 galaksi di alam semesta yang dapat diamati, dan setiap galaksi berisi antara 10^11 dan 10^12 bintang, menurut Badan Antariksa Eropa (ESA).
Ini memberi kita total angka antara 10^22 dan 10^24 bintang. Untuk keperluan perhitungan ini, kita dapat mengambil angka tengah dan mengatakan bahwa ada 10^23 bintang di alam semesta yang dapat diamati. Tentu saja, ini hanya asumsi terbaik.
Rata-rata, sebuah bintang memiliki berat sekitar 2,2x10^32 pon atau 10^32 kilogram, menurut Science ABC, yang berarti bahwa massa alam semesta adalah sekitar 2,2x10^55 pon atau 10^55 kilogram.
Sekarang setelah kita mengetahui massa, atau jumlah materi, kita perlu melihat berapa banyak atom yang ada di dalamnya. Rata-rata, setiap gram materi memiliki sekitar 10^24 proton, menurut Fermilab, laboratorium nasional untuk fisika partikel di Illinois. Itu berarti sama dengan jumlah atom hidrogen, karena setiap atom hidrogen hanya memiliki satu proton.
Ini memberi kita angka bahwa ada 10^82 atom di alam semesta yang dapat diamati. Angka ini jika dijabarkan tanpa pangkat artinya adalah sebanyak 10.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000,000.000.000.000. 000.000.000.000.000.000.000.000.000 atom!
Pusing atau merinding?
Baca Juga: Inilah Foto Atom Beresolusi Tertinggi yang Diabadikan Para Ilmuwan
| Source | : | Live Science,Scientific American,Science ABC,Space.com,The Guardian |
| Penulis | : | Utomo Priyambodo |
| Editor | : | Mahandis Yoanata Thamrin |
KOMENTAR