Apa maksud Einstein yang sebenarnya ?

Beberapa diantara kita mungkin sering melihat persamaan matematis  sederhana, E = mc², entah di dalam buku-buku sains populer atau mungkin dalam artikel ilmiah di blog. Bagi pelajar SMA, khususnya jurusan IPA kelas XII, pasti juga sangat familiar dengan persamaan tersebut. Namun yang sejauh saya    tahu – sebagai salah satu mantan murid SMA – persamaan itu hanya berakhir pada pilihan ganda  lembar jawaban Ujian Nasional serta seleksi masuk perguruan tinggi. Namun pertanyaanya, apa iya hanya sebatas itu partisipasi rumus cantik yang mungkin dikenal luas mulai dari kalangan Ibu rumah tangga hingga Profesor?

Yah, tentu saja tidak. Rumus itulah yang mampu menjelaskan bagaimana ganasnya bom atom yang dijatuhkan Amerika Serikat 71 tahun yang lalu, dan juga betapa ngerinya dampak bom hidrogen yang katanya berhasil diuji coba Korea Utara beberapa waktu lalu. Baik, itu masalah bom, sesuatu yang hampir mustahil kita temui di kehidupan sehari-hari. Lalu, apa peran persamaan Einstein itu di kehidupan nyata, terutama bagi orang awam seperti saya ini?

Berbicara tentang rumus tersebut, tentu kita tak akan lepas dalam membicarakan teori relativitas khusus – sebenarnya ada dua teori relativitas, yaitu relativitas khusus dan relativitas umum – yang pertama kali hadir dalam sebuah makalah karya Albert Einstein pada tahun 1905. Diantara isi dari teori tersebut (yang sebenarnya masih banyak sekali), Einstein menemukan adanya hubungan hubungan erat antara massa dan energi.

Secara naluri kita percaya, bahwa massa adalah massa, dan energi  adalah energi, titik. Namun Einstein menemukan bahwa energi dan massa sebenarnya dua aspek yang berbeda namun dapat saling dipertukarkan yang secara universal sama, yang bisa kita sebut massa-energi. Persamaan Einstein yang nampaknya kecil dan sederhana ini merupakan rumus untuk menentukan berapa banyak energi setara dengan sejumlah massa, dan sebaliknya.

Baik, kembali ke pertanyaan di awal tadi, mengapa persamaan Einstein tidak berperan banyak pada kehidupan sehari-hari? Alasanya adalah sebagian besar proses perubahan energi di kehidupan sehari-hari adalah proses kimia murni. Proses kimia hanyalah rekonstruksi ulang moleku-molekul dalam suatu zat (dalam hal ini elektron yang ambil bagian), sehingga besar massa yang menghasilkan energi hampir tidak ada artinya.Misalkan saja kita meledakan 1 kg TNT ( salah satu proses kimia yang melepaskan energi yang sangat besar). Jika kita dapat menimbang TNT sebelum diledakan dan mengumpulkan semua asap dan gas sesudah ledakan kemudian menimbangnya semua, kita akan melihat bahwa berat mereka hanya berkurang sekitar 0,5 per satu miliar gram, suatu angka yang sangat kecil sehingga perubahan massa dalam reaksi kimia diabaikan.

Reaksi kimia hanyalah rekonstruksi ulang susunan molekul suatu zat
sumber gambar : sabiq038mercubuana.blogspot.com

Namun hal itu tidak berlaku untuk proses-proses nuklir, seperti reaksi fusi nuklir pada matahari serta reaksi fisi nuklir pada bom atom. Karena  semua massa di dunia terpusat pada inti atom yang masif, reaksi nulir yang bekerja di tingkat inti atom akan melepaskan energi miliran kali lebih hebat ketimbang reaksi kimia.

Bagaimanapun juga, yang membuat reaksi nuklir  patut mendapat penghargaan Guinness Book of Records dalam kompetisi pelepasan energi di dunia adalah sesuatu yang disebut reaksi berantai (chain reaction). Dalam reaksi berantai, sebuah reaksi pada atom akan memicu dua reaksi dan masing-masing memicu dua reaksi lagi; setelah itu masing-masing dari empat reaksi itu memicu dua reaksi lagi, begitu seterusnya. Proses inilah yang membuat bom atom begitu ditakuti seluruh penduduk dunia, disamping akibat dahsyatnya energi yang dihasilkan juga akibat kontaminasi radiasi yang mampu bertahan puluhan tahun.

Reaksi nuklir melepaskan energi yang dahsyat sebagai hasil reaksi di tingkat inti atom
sumber gambar : szumszum.blogspot.co.id

Reaksi berantai tidaklah selalu buruk. Jika kita bisa mengendalikan reaksi fisi nuklir berantai, energi yang dilepaskan bisa kita gunakan untuk mendidihkan air, kemudian menghasilkan uap yang akan menggerakan turbin, kemudian menggerakan generator yang mampu menghasilkan listrik. Kita telah berhasil menciptakan sebuah  pembangkit listrik tenaga nuklir!!! (yang mungkin cukup sulit direalisasikan di negeri ini).

Setidaknya, itulah sekelumit cerita tentang peran serta persamaan Einstein dalam kehidupan sehari-hari, semoga bermanfaat.*

referensi :

Wolke, Robert L. 2003. Einstein Aja Gak Tau!. Jakarta : PT Gramedia Pustaka Utama
http://kliksma.com/2015/02/perbedaan-reaksi-nuklir-dan-reaksi-kimia.html
http://blog.nuklir.org/?p=2692