Category: Uncategorized

Solusi Simulasi OSK 2019 – TOASTI 2019

Solusi Simulasi OSK 2019 – TOASTI 2019

Halo teman- teman TOASTI!

Kita udah ada solusi buat simulasi OSK kita nih!! (kalau mau download, bisa scroll ke paling bawah yah! )

Jangan lupa kerjain dulu sebelum liat solusinya yah! 🙂 Semangat persiapannya!

 

Kalau yang mau download bisa klik link ini yah! 🙂

Simulasi OSK TOASTI 2019

Simulasi OSK TOASTI 2019

Halo teman- teman TOASTI!

Teman- teman kita dari TOASTI 2019, yang lagi pada pelatihan ada buat soal simulasi buat adik-adik yang lagi persiapan buat OSK nih! (kalau mau download, bisa scroll ke paling bawah yah! )

Silahkan coba dikerjakan yah! 🙂 Semangat persiapannya!

Kalau yang mau download bisa klik link ini yah! 🙂

Cek solusinya di sini yah!

The “We don’t know what’s going on” by Muhammad Ali Syaifudin

The “We don’t know what’s going on” by Muhammad Ali Syaifudin

Hi teman- teman TOASTI! Jadi salah satu komite TOASTI kita menulis sebuah artikel menarik tentang thought experiment  misterius nih! Admin bacanya saja ikutan misterius! Yuk kita baca2 sama!

Let say you have a box which can tell you whether a particle is spherical or cuboid. If a particle is spherical, the particle is deflected, and if it’s cuboid, it just passes through. You also have another box that can tell whether a particle is blue or red. If a particle is blue, the particle is deflected, and if it’s red, it just passes through. Here’s the crucial thing. The way we know a particle’s roundness/color is by looking at these boxes. You can’t tell its roundness/color by other means. Now, here’s the experiment.

Fig 1. Box in action

 

Imagine sending random particles once at a time to the roundness box detector. You find out 50% of them are spherical and 50% are cuboid. Nothing special and everything is going as expected. Now, let’s change the box with a color box detector. You also find out 50/50 chance of particles being blue or red.

Fig 2. Particle and box

 

Now you arrange the boxes in a row. You first send particles to a roundness box, which is followed by another roundness box. What do you expect in the second box? You find out 100% particles are spherical. The same thing happens to the color boxes.

 

Fig 3. Box and box

 

Now, let us see the above configuration (Figure 3). If you replace the second roundness box with a color box. What do you expect the box to do? The particles have a 50/50 chance of being red or blue. If you place the color box below the roundness box, the result is the same. If you exchange the position of the boxes, (color box first then roundness box), you find out that the particles have a 50/50 chance of being spherical or cuboid. What can you conclude from these experiments? You may think that being spherical doesn’t correlate with being red. In other words, you can’t infer whether a particle is red or blue just by knowing its roundness. You must put it into a color box to find out.

Fig 4. Roundness and Color Boxes in action

 

Now, let’s add one more box at one end with another roundness box (roundness, color, roundness). What do you expect? Unexpectedly, the result is 50/50 chance of being spherical or cuboid. But how? What is your new conclusion then? Now, you may think, being red destroys the information of being round. The particles just do not have any shape anymore. It’s just red.

For the last experiment, imagine this configuration.

Fig 5. Complicated configuration

 

Mirrors just deflect the particles’ direction and do not affect their properties, such as roundness and color. Then, there is a new beam splitter, which just directs particles directly to the right, nothing else. Now run the experiment. What do you expect?

Here’s our guess. If the particles are red, then it has a 50/50 chance of being spherical or cuboid. If the particles are blue, it also has a 50/50 chance. Therefore, the result should be 50/50 chance of being spherical or cuboid.

It turns out that is 100% spherical. But how? It is like the middle apparatus doesn’t exist. What is going on? You can try to figure out by putting a wall right to the left of the beam splitter, and the result becomes a 50/50 chance. If the wall was above beam splitter, the result is 50/50 as well.

Now, here is the question. Which path the did particles pass through? The red channel or the blue channel? No, if it was one of them, the result must be 50/50. Both? No, because we can tell that the particles are coming from one direction and not the other. (Think of one box and send particles one at a time. We can measure its how spherical or cuboid for each particle and not measure them one at a time.) Does it traverse none of these paths? Nope, because by putting a wall, the result is altered. So what?

The answer is we don’t know. But we know that the particles must be doing something. Something that our languages don’t have a word for. And physicists just come with the conclusion “what about we call this phenomena superposition, which stands for “we don’t know what’s going on”. And this phenomena is one of the ideas of superposition. The mathematics is settled, but the physical interpretation? Let’s find out by studying quantum physics.

Credits: Muhammad Ali Syaifudin (https://alisyaifudin.com/2019/01/09/the-we-dont-know-whats-going-on/#more-4019)

Materi Gelap Mendominasi Isi Alam Semesta, Kita Hanya Sekerat Debu

Materi Gelap Mendominasi Isi Alam Semesta, Kita Hanya Sekerat Debu

Jadi, apa yang disebut-sebut sebagai materi gelap?
Alam semesta tidak pernah berhenti memberikan misteri kepada para saintis. Salah satu misteri terbesar yang saat ini dihadapi adalah tentang keberadaan materi gelap. Materi gelap bukan hanya berarti materi tersebut tidak memancarkan cahaya sehingga tampak gelap. Materi gelap bahkan sampai saat ini tidak dapat kita deteksi keberadaannya, kecuali dari gaya gravitasi yang ditimbulkannya. Jadi jika pertanyaannya materi gelap itu apa, kita tinjau terlebih dahulu sudah sejauh apa manusia mengetahui seluk beluk materi gelap.

 

Mengapa astronom menyimpulkan bahwa alam semesta ini harus berisi materi gelap?
Mari kita simak dahulu sedikit penjelasan tentang gerak benda-benda langit. Seperti kita ketahui, Bulan—satelit Bumi—bergerak mengelilingi Bumi setiap satu bulan sekali, Bumi bergerak mengelilingi Matahari setiap satu tahun sekali, Matahari bergerak mengelilingi pusat Galaksi Bima Sakti, Galaksi Bima Sakti bergerak mengelilingi pusat Gugus Lokal, dan seterusnya. Tidak ada yang benar-benar diam di alam semesta ini, dan hampir semua gerak benda langit diatur oleh satu buah gaya yang biasa kita sebut dengan gravitasi.

Gaya gravitasi antara Bumi dan Matahari menentukan seberapa cepat Bumi harus bergerak agar tetap berada pada lintasannya. Jika Bumi bergerak terlalu cepat, Bumi akan terlempar karena gaya gravitasi tidak kuat menahannya. Jika Bumi bergerak terlalu lambat, Bumi akan jatuh ke Matahari. Untungnya, kita bisa melakukan generalisasi karena hal yang sama berlaku untuk benda langit lainnya. Oke jadi idenya adalah, kecepatan gerak yang diperbolehkan bagi benda langit, ditentukan oleh besarnya gaya gravitasi yang dia alami.

Sekarang mari kita telusur hal-hal yang mempengaruhi besarnya gaya gravitasi yang terjadi antara dua benda. Sekitar tiga ratus tahun yang lalu, Pak Newton telah bercerita bahwa besarnya gaya gravitasi ditentukan oleh dua hal yaitu jarak antara dua benda, dan massa kedua benda yang kita tinjau. Misalnya untuk Bumi dan Matahari, jarak antara Bumi dan Matahari akan mempengaruhi besarnya gaya gravitasi antara Bumi dan Matahari. Semakin jauh jarak antara Bumi dan Matahari, semakin kecil gaya gravitasi yang terjadi antara Bumi dan Matahari.

Massa Matahari dan massa Bumi juga mempengaruhi besarnya gaya gravitasi antara Bumi dan Matahari. Semakin besar massa Bumi atau massa Matahari, semakin besar gaya gravitasi yang terjadi antara keduanya. Karena besaran-besaran tersebut—massa, jarak, dan besarnya gaya gravitasi—saling berhubungan, jika kita mengetahui dua dari ketiga hal tersebut maka kita bisa mengetahui satu hal sisanya. Misalnya, jika kita tahu besarnya gaya gravitasi antara dua benda dan jarak antara mereka, kita bisa mengetahui massa kedua benda tersebut.

Sekian cerita mengenai gerak benda langitnya, mari kembali ke pembahasan mengenai jalan yang mengantarkan astronom pada kesimpulan tentang adanya materi gelap.

 

Gambar 1. Gugus Galaksi Coma. Setiap noktah cahaya yang tidak berujung runcing pada foto ini adalah sebuah galaksi.
Sumber: https://apod.nasa.gov/apod/image/1803/ComaCluster_Carroll_1024.jpg Kredit: Russ Carroll, Robert Gendler, & Bob Franke; Dan Zowada Memorial Observatory

 

Materi gelap sebenarnya bukanlah hal yang baru dalam astronomi. Kiprahnya sebagai misteri sudah dimulai sejak tahun 1933 ketika seorang astronom berkebangsaan Swiss bernama Fritz Zwicky mengamati kecepatan gerak galaksi-galaksi di Gugus Coma. Setelah melakukan perhitungan, Zwicky mendapati bahwa ternyata galaksi-galaksi di sana bergerak jauh lebih cepat dari pada yang diizinkan oleh gaya gravitasi yang dihasilkan oleh materi yang terlihat. Namun anehnya, galaksi-galaksi di gugus tersebut tidak terlempar keluar dari gugus melainkan tetap berada pada lintasannya. Hal ini memunculkan ide mengenai adanya materi tambahan tak terlihat yang mengakomodasi kekurangan tersebut.

Sayangnya, ketika “materi tambahan” itu dicoba dideteksi menggunakan metode lain, hasilnya nihil. Materi tambahan tersebut tidak memantulkan maupun menyerap kalor atau cahaya, tidak bertumbukan dengan materi yang biasa (materi yang terlihat), juga tidak terpengaruh oleh medan magnet. Dengan demikian, satu-satunya petunjuk tentang materi tambahan tersebut adalah dari gravitasi yang mereka ciptakan. Betapa sedikitnya hal yang kita ketahui tentang materi ini sehingga astronom menyebutnya sebagai materi gelap (dark matter).

Penelitian tidak berhenti sampai di sana. Seperti yang dijelaskan dalam (Zackrison, 2005), pada tahun 1936 Sinclair Smith melakukan perhitungan yang sama untuk Gugus Virgo dan mendapatkan kesimpulan yang sama: perlu ada materi gelap untuk mengakomodasi kekurangan jumlah materi yang teramati. Horace W. Babcock, pada tahun 1939, mengukur kecepatan rotasi Galaksi Andromeda dan (lagi-lagi) mendapati bahwa gerakan benda di sana terlalu cepat untuk jumlah materi yang terlihat. Kemudian pada tahun 1959, Kahn dan Woltjer mengukur massa yang terkandung dalam Gugus Lokal—dengan memanfaatkan informasi kecepatan gerak Galaksi Andromeda dan Galaksi Bima Sakti—juga mendapatkan hasil tentang perlunya keberadaan materi gelap.

 

The Galaxy Next Door

Gambar 2. Foto Galaksi Andromeda yang diambil pada cahaya ultraviolet.
Sumber: https://www.nasa.gov/mission_pages/galex/pia15416.html Kredit: NASA/JPL-Caltech

 

Kontroversi mengenai keberadaan materi gelap bukan tidak pernah terjadi. Sebagian ilmuwan ada yang menyangsikan perlunya keberadaan materi gelap karena sedikitnya properti yang diketahui mengenai materi tersebut. Salah satu alternatif penjelasan yang mereka usulkan adalah tentang modifikasi pada hukum gravitasi Newton yang selama ini dianut. Hasil modifikasi Hukum Gravitasi Newton ini terkenal dengan istilah Modified Newtonian Gravity (MoND) dan sempat menjadi teori yang bersaing dengan teori keberadaan materi gelap. Hingga pada suatu titik, teori MoND tidak cocok dengan teori alam semesta sementara materi gelap justru diperlukan juga untuk menjelaskan beberapa hal dalam teori alam semesta. Hal inimembuat teori tentang keberadaan materi gelap lebih diterima dari pada MoND.

Belakangan ini, diketahui bahwa keberadaan materi gelap semakin diperlukan di banyak hal di alam semesta. Misalnya saja, galaksi dan gugus galaksi akan membutuhkan waktu yang terlalu lama untuk terbentuk jika materi gelap tidak ada, piringan galaksi spiral akan mudah terurai jika tidak ada materi gelap di galaksi, juga untuk menjelaskan fenomena pelensaan gravitasi yang efeknya terlalu besar jika materi gelap tidak ada (Ryden, 2002).

 

Apakah masih ada hal yang mencengangkan tentang materi gelap?
Tentu! Kita belum sampai pada hal yang paling istimewa—dan sulit dipercaya. Berbagai perhitungan mengharuskan materi gelap memiliki jumlah yang lebih besar dari pada materi yang biasa kita kenali. Jumlah maksimal materi biasa yang diizinkan oleh alam semesta kita hanyalah 4% dari total isi alam semesta dan 27% yang lain adalah materi gelap (sisanya berupa energi).

Sejauh ini setidaknya kita mengatahui dua hal yang pasti tentang materi gelap yaitu: materi gelap tidak berinteraksi kecuali melalui gravitasi, dan jumlah materi gelap sangat banyak. Riset-riset untuk menguak materi gelap tentu saja masih dilakukan hingga saat ini. Ada yang berusaha mendeteksinya, ada yang berusaha menghitung kerapatannya, ada yang berusaha mencari tahu partikel yang memungkinkan sebagai kandidat materi gelap, dan masih banyak lagi. Jadi, masih menumpuk pekerjaan bagi para saintis. Alam semesta selalu menunggu untuk dijamah!

Referensi
Ryden, Barbara. Introduction to Cosmology. Cambridge University Press. 2002.
Zackrisson, Erik. Introduction to Dark Matter. Uppsala University. 2005.

(Sedikit) Pengantar Kosmologi

(Sedikit) Pengantar Kosmologi

Apa itu kosmologi?

Kosmologi berasal dari bahasa Yunani, yaitu Kosmos berarti Alam dan logos berati ilmu. Secara umum, kosmologi adalah ilmu yang mempelajari alam semesta secara keseluruhan. Kosmologi tidak hanya dipelajari di Astronomi, tetapi juga dipelajari di Filsafat dan Agama.

Manusia sejak lama telah merenungkan betapa indahnya alam raya. Mereka melihat bintang-bintang bertebaran acak di luasnya langit malam. Mereka juga melihat beragamnya lingkungan, ada pepohonan, padang gurun, sungai, gunung, awan, dan masih banyak lagi. Mereka pun mulai bertanya “Dari mana semua ini berasal?”, “Kita ini sebenarnya apa?”, “Apa tujuan kita hidup?”.

Read More Read More

Langit Malam yang Gelap

Langit Malam yang Gelap

Pada suatu hari yang gelap dan mencekam, seorang anak muda menunjukkan kemampuan yang luar biasa. Anak tersebut melempar sebuah apel ke atas sehingga apel tersebut tidak balik lagi. Orang-orang yang menyaksikan terkagum-kagum dengan aksinya yang spektakuler. Sang anak bertanya

” Jika apel tersebut saya lempar dengan kecepatan awal v, berapakah jarak apel itu sekarang! “

Semua orang yang menyaksikan kebingungan dan tak ada yang bisa menjawab.

Oke, lupakan dulu kisah di atas. Sekarang coba lihat ke langit! Apakah yang anda temukan di malam hari nan cerah? Anda akan mengamati bintang-bintang berkelap-kelip. Pernahkah anda bertanya berapakah jarak bintang tersebut? Jika ya, untuk apakah anda ingin tahu jaraknya?

Read More Read More

Apa itu astronomi?

Apa itu astronomi?

Apa sih astronomi itu? Mungkin pertanyaan ini pernah terbesit dipikiran kita. Apakah astronomi itu adalah mengamati bintang di sebuah observatorium besar malam-malam sendirian?

Astronomi adalah ilmu sains yang mempelajari benda-benda langit dan alam semesta secara menyeluruh. Ilmu sains ini berurusan dengan benda-benda berukuran sangat kecil seperti proton-elektron sampai benda-benda berukuran maha besar seperti galaksi dan struktur-struktur besar lainnya. Selain itu, astronomi juga berkutat pada rentang waktu yang luar biasa lebar, mulai dari orde waktu plank1 sampai dengan miliaran tahun.

Read More Read More