Cahaya adalah koneksi antara kita dan alam semesta
Melalui cahaya, kita dapat merasakan bintang yang jauh
dan melihat kembali pada permulaan dari keberadaan itu sendiri
Tapi, apa itu cahaya?
Singkatnya, cahaya adalah jumlah terkecil dari energi
yang bisa dipindahkan, foton, partikel dasar tanpa ukuran asli
yang tidak bisa dipisah, hanya diciptakan atau dihancurkan.
Cahaya juga memiliki dualitas gelombang-partikel,
menjadi sejenis partikel dan gelombang di waktu yang sama,
meskipun ini adalah kebohongan.
Juga, saat kita berkata "cahaya",
yang kita maksud adalah cahaya yang tampak,
yang merupakan bagian kecil dari spektrum elektromagnetik,
energi dalam bentuk radiasi elektromagnetik.
Radiasi elektromagnetik terdiri dari
banyak jenis panjang gelombang dan frekuensi.
Sinar gamma memiliki panjang gelombang terkecil,
karena mereka adalah foton dengan energi terbesar.
Tapi kebanyakan dari sinar gamma hanya dibawah 10 pikometer,
yang masih jauh lebih kecil dari sebuah atom hidrogen.
Untuk referensi, atom hidrogen dibandingkan dengan koin
hanya sebesar koin dibandingkan dengan bulan
Cahaya tampak berada di tengah spektrum
Pada jarak sekitar 400 nanometer ke 700 nanometer,
sekitar ukuran bakteria.
Di ujung lain spektrum, gelombang radio bisa berdiameter sampai 100 km,
sedangkan panjang gelombang terpanjang yang kita tahu
dapat menjangkau dari 10,000 km hingga 100,000 km—
jauh lebih besar dari Bumi!
Dari sudut pandang fisika, semua gelombang berbeda adalah sama—
mereka semua memiliki dualitas gelombang partikel
dan kecepatan pada c, kecepatan cahaya
hanya berbeda frekuensi
Lalu apa yang membuat cahaya tampak spesial?
Nah... tidak ada sama sekali.
Kita hanya kebetulan memiliki mata yang baik pada saat
melihat bagian yang tepat pada spektrum elektromagnetik.
Ini bukan sepenuhnya kebetulan, bagaimanapun;
cahaya tampak adalah satu-satunya set radiasi elektromagnetik.
yang merambat dengan baik di air,
yang kebetulan kebanyakan mata pertama kali berevolusi jutaan tahun lalu.
Itu adalah langkah yang cerdas, karena cahaya tidak hanya berinteraksi dengan materi
Ia juga dirubah olehnya dan dapat digunakan untuk
mengumpulkan informasi mengenai dunia di sekitar kita
hampir tanpa jeda,
yang bisa dibilang sangat membantu untuk bertahan hidup.
Baik, dari mana asal cahaya?
Berbagai macam gelombang elektromagnetik dibuat saat atom atau molekul
jatuh dari kadar energi yang tinggi ke yang rendah.
Mereka kehilangan energi dan memancarkannya dalam bentuk radiasi.
Pada tingkat mikroskopis, cahaya tampak terbuat saat elektron dalam sebuah atom
yang dalam keadaan bergairah, jatuh ke keadaan yang lebih rendah
dan kehilangan energi berlebih ini.
Cara yang sama,
cahaya masuk dapat meningkatkan elektron ke keadaan energi yang lebih tinggi
dengan diserap olehnya.
Secara utuh, beban bergerak elektron
membuat medan magnet yang naik-turun,
yang membuat medan elektrik naik-turun yang tegak lurus dengannya.
Kedua medan memindahkan dirinya melalui ruang,
memindahkan energi dari satu tempat ke tempat lain,
membawa informasi mengenai tempat dibuatnya dengannya
Mengapa, dari semua hal di alam semesta apa cahaya merupakan yang tercepat?
Mari ganti pertanyaannya:
apakah cara tercepat untuk bepergian melalui ruang di alam semesta?
Itu adalah c, tepatnya 299,792,458 m/s dalam ruang hampa,
satu miliar kilometer per jam.
Radiasi elektromagnetik hanya kebetulan bergerak secepat ini.
Partikel apapun yang tidak memiliki massa, bergerak secepat c,
tanpa kecepatan atau apapun di antaranya.
Cahaya yang sedang dilepaskan dari sebuah lilin
tidak mempercepat sampai ia mencapai kecepatan cahaya;
saat awal penciptaannya, kecepatannya adalah c.
Lalu mengapa c, atau kecepatan cahaya terbatas, kalau begitu?
Nah... Tidak ada yang tahu.
Alam semesta kita dibuat seperti ini.
Kita tidak punya jawaban yang cerdas.
Jadi, cahaya adalah bagian dari sebuah spektrum,
partikel dasar yang juga bersikap seperti sebuah gelombang,
didorong oleh dua bidang tegak lurus.
Bergerak pada batas kecepatan alam semesta.
Baik, itu semua bagus, tapi bagaimana tentang semua hal gila mengenai
bergerak pada kecepatan cahaya dan waktu,
paradoks kembar, hal-hal kuantum, sesuatu seperti itu?
Kita harus menyimpannya untuk video lain.
Untuk sekarang, mari bergembiralah bahwa kita memiliki mata yang mengambil
gelombang informasi menyerap alam semesta
membuat kita melihat hal yang menaruh keberadaan kita pada sebuah perspektif.