How quantum mechanics explains global warming - Lieven Scheire

Translator: Ardiyanti Cahyani Reviewer: Lanny Yunita

You've probably heard that

Mungkin kita pernah dengar

carbon dioxide is warming the Earth,

karbon dioksida memanaskan Bumi,

but how does it work?

tetapi bagaimana caranya?

Is it like the glass of a greenhouse

Apakah seperti kaca dari rumah kaca

or like an insulating blanket?

atau seperti selimut insulasi?

Well, not entirely.

Tidak sepenuhnya begitu.

The answer involves a bit

Jawabannya melibatkan sedikit

of quantum mechanics, but don't worry,

mekanika kuantum, tapi jangan khawatir,

kita akan mulai dengan sebuah pelangi.

we'll start with a rainbow.

If you look closely at sunlight separated

Jika lihat dekat cahaya yang dipisahkan

through a prism,

melalui prisma,

you'll see dark gaps where bands of color went missing.

akan terlihat celah gelap tanpa pita cahaya.

Where did they go?

Ke manakah perginya?

Before reaching our eyes,

Sebelum mencapai mata kita,

different gases absorbed those

gas-gas berbeda menyerap

specific parts of the spectrum.

bagian tertentu spektrum cahaya.

For example, oxygen gas snatched up

Contohnya, gas oksigen mengambil

some of the dark red light,

sebagian cahaya merah tua,

and sodium grabbed two bands of yellow.

dan natrium mengambil dua pita cahaya kuning.

But why do these gases absorb

Mengapa gas-gas ini menyerap

specific colors of light?

warna cahaya tertentu?

This is where we enter the quantum realm.

Di sinilah kita memasuki dunia kuantum.

Every atom and molecule has a set number

Setiap atom dan molekul memiliki beberapa

of possible energy levels for its electrons.

kemungkinan tingkat energi untuk elektronnya.

To shift its electrons from the ground state

Untuk mengalihkan dari tingkat dasar

to a higher level,

ke tingkat lebih tinggi,

a molecule needs to gain a certain amount of energy.

molekul membutuhkan sejumlah energi tertentu.

No more, no less.

Tidak lebih, tidak kurang.

It gets that energy from light,

Ia mendapat energi tersebut dari cahaya,

which comes in more energy levels than you could count.

yang memiliki berbagai level energi.

Light consists of tiny particles called photons

Cahaya terdiri dari partikel kecil bernama foton

and the amount of energy in each photon

dan jumlah energi pada setiap foton

corresponds to its color.

berhubungan dengan warnanya.

Red light has lower energy and longer wavelengths.

Cahaya merah memiliki energi rendah dan gelombang panjang.

Purple light has higher energy and shorter wavelengths.

Cahaya ungu memiliki energi tinggi dan gelobang pendek.

Sunlight offers all the photons of the rainbow,

Cahaya matahari memiliki semua foton pada pelangi,

so a gas molecule can choose

sehingga molekul gas bisa memilih

the photons that carry the exact amount of energy

foton dengan jumlah energi yang tepat

needed to shift the molecule to

untuk mengalihkan molekul

its next energy level.

ke tingkatan energi selanjutnya.

When this match is made,

Ketika kecocokan terjadi,

the photon disappers as the molecule

foton hilang dan molekul

gains its energy,

mendapatkan energinya,

and we get a small gap in our rainbow.

dan terbentuk celah pada pelangi kita.

If a photon carries too much or too little energy,

Jika foton membawa energi yang terlalu banyak atau terlalu sedikit,

the molecule has no choice but

molekul tidak memiliki pilihan

to let it fly past.

selain membiarkannya lewat.

This is why glass is transparent.

Inilah mengapa kaca tembus pandang.

The atoms in glass do not pair well

Atom pada kaca tidak cocok

with any of the energy levels in visible light,

dengan tingkatan energi mana pun pada cahaya kasatmata,

so the photons pass through.

sehingga fotonnya lewat begitu saja.

So, which photons does carbon dioxide prefer?

Jadi, foton manakah yang disukai karbon dioksida?

Where is the black line in our rainbow

Di manakah garis hitam di pelangi kita

that explains global warming?

yang menjelaskan pemanasan global?

Well, it's not there.

Ia tidak ada di sana.

Carbon dioxide doesn't absorb light directly

Karbon dioksida tidak menyerap cahaya

from the Sun.

langsung dari matahari.

It absorbs light from a totally

Ia menyerap cahaya dari

different celestial body.

benda angkasa lainnya.

One that doesn't appear to be emitting light at all:

Yang tampaknya tidak memancarkan cahaya sama sekali:

Bumi.

Earth.

If you're wondering why our planet

Jika bertanya mengapa planet

doesn't seem to be glowing,

tampaknya tidak berpendar,

it's because the Earth doesn't emit visible light.

itu karena Bumi tidak memancarkan cahaya kasatmata.

It emits infared light.

Ia memancarkan cahaya inframerah.

The light that our eyes can see,

Cahaya yang terlihat oleh mata kita,

including all of the colors of the rainbow,

termasuk seluruh warna pada pelangi,

is just a small part of the larger spectrum

itu hanya sebagian kecil dari spektrum

of electromagnetic radiation,

radiasi elektromagnetik,

which includes radio waves, microwaves,

yang termasuk gelombang radio, gelombang mikro,

infrared, ultraviolet, x-rays,

inframerah, ultraviolet, sinar-x,

and gamma rays.

dan sinar gama.

It may seem strange to think of these things as light,

Mungkin agak aneh memikirkan kesemuanya sebagai cahaya,

but there is no fundamental difference

tetapi tidak ada perbedaan dasar

between visible light and other electromagnetic radiation.

antara cahaya kasatmata dan radiasi elektromagnetik lainnya.

Energi yang sama,

It's the same energy,

tetapi pada tingkat lebih tinggi atau lebih rendah.

but at a higher or lower level.

In fact, it's a bit presumptuous to define

Bahkan, agak lancang untuk menjelaskan

the term visible light by our own limitations.

cahaya kasatmata dengan batasan kita sendiri.

After all, infrared light is visible to snakes,

Cahaya inframerah dapat dilihat oleh ular,

and ultraviolet light is visible to birds.

dan cahaya ultraviolet dapat dilihat oleh burung.

If our eyes were adapted to see light of

Jika mata kita beradaptasi melihat cahaya

1900 megahertz, then a mobile phone

1900 megahertz, sebuah ponsel

would be a flashlight,

akan seperti senter,

and a cell phone tower

dan menara seluler

would look like a huge lantern.

akan terlihat seperti lentera raksasa.

Earth emits infrared radiation

Bumi memancarkan radiasi inframerah

because every object with a temperature

karena setiap objek dengan suhu

above absolute zero will emit light.

di atas nol mutlak memancarkan cahaya.

This is called thermal radiation.

Ini dinamakan radiasi termal.

The hotter an object gets,

Makin panas objek tersebut,

the higher frequency the light it emits.

maka makin tinggi frekuensi cahaya yang ia pancarkan.

When you heat a piece of iron,

Saat memanaskan sepotong besi,

it will emit more and more frequencies of infrared light,

ia akan memancarkan makin banyak frekuensi cahaya inframerah,

and then, at a temperature of around 450 degrees Celsius,

lalu, di suhu sekitar 450 derajat celsius,

its light will reach the visible spectrum.

cahayanya akan mencapai spektrum yang kasatmata.

At first, it will look red hot.

Mulanya, ia akan tampak merah.

And with even more heat,

Dan dengan panas lebih,

it will glow white

ia akan berbinar putih

with all of the frequencies of visible light.

dengan semua frekuensi cahaya kasatmata.

This is how traditional light bulbs

Inilah cara bohlam lampu tradisional

were designed to work

dirancang untuk berfungsi

and why they're so wasteful.

dan mengapa itu sangat boros.

95% of the light they emit is invisible to our eyes.

95% dari cahaya yang dipancarkan tidak kasatmata oleh mata kita.

It's wasted as heat.

Itu terbuang sebagai panas.

Earth's infrared radiation would escape to space

Radiasi inframerah Bumi akan mencapai luar angkasa,

if there weren't greenhouse gas molecules

jika bukan karena molekul gas rumah kaca

in our atmophere.

di atmosfer kita.

Just as oxygen gas prefers the dark red photons,

Seperti gas oksigen yang menyukai foton merah tua,

carbon dioxide and other greenhouse gases

karbon dioksida dan gas rumah kaca lainnya

match with infrared photons.

cocok dengan foton inframerah.

Kesemuanya menyediakan jumlah energi yang tepat

They provide the right amount of energy

to shift the gas molecules into their higher energy level.

untuk mengalihkan molekul gas ke tingkat energi yang lebih tinggi.

Shortly after a carbon dioxide molecule

Tak lama setelah molekul karbon dioksida

absorbs an infrared photon,

meresap foton inframerah,

it will fall back to its previous energy level,

ia akan kembali ke tingkat energi sebelumnya,

and spit a photon back out in a random direction.

dan menyemburkan foton kembali ke arah yang acak.

Some of that energy then returns

Sebagian dari energi itu kembali

to Earth's surface,

ke permukaan Bumi,

causing warming.

menyebabkan pemanasan.

The more carbon dioxide in the atmosphere,

Makin banyak karbon dioksida di atmosfer,

the more likely that infrared photons

besar kemungkinan foton inframerah

will land back on Earth

akan kembali ke Bumi

and change our climate.

dan mengubah iklim kita.