Is it possible to create a perfect vacuum? - Rolf Landua and Anais Rassat

Translator: Yolanda Raintina Reviewer: Nathaniel Luis Reyhan Soesilo

The universe is bustling with matter and energy.

Alam semesta penuh dengan materi dan energi.

Even in the vast apparent emptiness of intergalactic space,

Bahkan dalam ruang antargalaksi yang sangat kosong pun,

there's one hydrogen atom per cubic meter.

masih ada satu atom hidrogen per meter kubik.

That's not the mention a barrage of particles

Belum lagi susunan partikel dan radiasi elektromagnetik

and electromagnetic radiation

passing every which way from stars, galaxies, and into black holes.

yang melewati setiap bintang, galaksi, dan lubang hitam.

There's even radiation left over from the Big Bang.

Bahkan ada radiasi yang tersisa dari Big Bang.

So is there such thing as a total absence of everything?

Jadi, apakah ketiadaan total itu ada?

This isn't just a thought experiment.

Ini bukan hanya suatu pemikiran.

Empty spaces, or vacuums, are incredibly useful.

Ruang kosong atau ruang hampa sangatlah berguna.

Di rumah kita,

Inside our homes, most vacuum cleaners work

penyedot debu menggunakan kipas

by using a fan to create a low-pressure relatively empty area

untuk membuat area kosong bertekanan rendah

that sucks matter in to fill the void.

agar dapat menyedot materi dan mengisi kekosongan itu.

But that's far from empty.

Tapi, itu jauh dari kata kosong.

There's still plenty of matter bouncing around.

Masih ada banyak materi di sana.

Manufacturers rely on more thorough, sealed vacuums

Produsen mengandalkan ruang hampa yang lebih lengkap dan tertutup

for all sorts of purposes.

untuk berbagai tujuan.

That includes vacuum-packed food that stays fresh longer,

Ini termasuk makanan kemasan vakum yang tetap segar lebih lama,

and the vacuums inside early light bulbs that protected filaments from degrading.

dan ruang hampa pada bola lampu kuno yang melindungi filamen dari degradasi.

These vacuums are generally created with some version

Ruang hampa ini dibuat dalam beberapa versi

of what a vacuum cleaner does

yang mirip dengan penyedot debu

using high-powered pumps that create enough suction

yang menggunakan pompa bertenaga tinggi

to remove as many stray atoms as possible.

untuk menghisap sebanyak mungkin atom bebas.

But the best of these industrial processes

Tetapi, proses industri yang terbaik pun

tends to leave hundreds of millions of atoms

cenderung menyisakan ratusan juta atom per sentimeter kubik ruang.

per cubic centimeter of space.

That isn't empty enough for scientists who work on experiments,

Itu tidak cukup kosong bagi ilmuwan untuk bereksperimen,

like the Large Hadron Collider,

seperti pada Large Hadron Collider,

where particle beams need to circulate at close to the speed of light

tempat berkas partikel perlu bersirkulasi mendekati kecepatan cahaya

for up to ten hours without hitting any stray atoms.

selama sepuluh jam tanpa mengenai atom bebas lainnya.

So how do they create a vacuum?

Bagaimana mereka menciptakan ruang hampa?

The LHC's pipes are made of materials, like stainless steel,

Pipa LHC terbuat dari bahan, seperti baja tahan karat

that don't release any of their own molecules

yang tidak melepaskan molekulnya

and are lined with a special coating to absorb stray gases.

dan dilapisi dengan pelapis khusus untuk menyerap gas bebas.

Raising the temperature to 200 degrees Celsius

Saat suhu dinaikkan hingga 200 derajat Celsius,

burns off any moisture,

kelembapan ruang hilang terbakar,

and hundreds of vacuum pumps take two weeks to trap enough gas and debris

dan ratusan pompa vakum ini perlu dua minggu

untuk memerangkap gas dan kotoran

out of the pipes for the collider's incredibly sensitive experiments.

dan mengeluarkannya dari eksperimen LHC yang sensitif ini.

Even with all this,

Bahkan dengan semua ini,

the Large Hadron Collider isn't a perfect vacuum.

Large Hadron Collider bukanlah ruang hampa yang sempurna.

In the emptiest places, there are still

Di tempat-tempat paling kosong,

masih ada sekitar 100.000 partikel per kubik sentimeter.

about 100,000 particles per cubic centimeter.

But let's say an experiment like that could somehow get every last atom out.

Misalnya, eksperimen seperti itu bisa menyingkirkan setiap atom yang ada.

There's still an unfathomably huge amount of radiation all around us

Tetapi, masih ada banyak sekali radiasi di sekitar kita

yang dapat menembus dindingnya.

that can pass right through the walls.

Every second, about 50 muons from cosmic rays,

Setiap detik, sekitar 50 muon dari sinar kosmik,

10 million neutrinos coming directly from the Big Bang,

10 juta neutrino datang langsung dari Big Bang,

30 million photons from the cosmic microwave background,

30 juta foton dari gelombang mikro kosmik,

and 300 trillion neutrinos from the Sun pass through your body.

dan 300 triliun neutrino dari Matahari melewati tubuh kita.

It is possible to shield vacuum chambers with substances,

Sangat mungkin untuk melindungi ruang hampa dengan zat,

including water,

termasuk air

that absorb and reflect this radiation,

yang menyerap dan memantulkan radiasi ini,

kecuali neutrino.

except for neutrinos.

Let's say you've somehow removed all of the atoms

Andaikan kamu menghilangkan semua atomnya

and blocked all of the radiation.

dan memblokir semua radiasinya.

Is the space now totally empty?

Apakah ruang itu benar-benar kosong?

Actually, no.

Sebenarnya tidak.

All space is filled with what physicists call quantum fields.

Fisikawan menyebutkan bahwa semua ruang terisi oleh medan kuantum.

What we think of as subatomic particles,

Hal yang kita anggap sebagai partikel sub-atomik,

electrons and photons and their relatives,

elektron dan foton dan sejenisnya,

are actually vibrations in a quantum fabric

merupakan getaran dalam struktur kuantum yang meluas di alam semesta.

that extends throughout the universe.

And because of a physical law called the Heisenberg Principle,

Berkat hukum fisika yang bernama Prinsip Heisenberg,

these fields never stop oscillating,

medan ini tidak berhenti berosilasi,

even without any particles to set off the ripples.

walaupun tanpa adanya partikel yang memulai gelombangnya.

They always have some minimum fluctuation called a vacuum fluctuation.

Strukturnya selalu punya fluktuasi minimum yang disebut fluktuasi vakum.

This means they have energy, a huge amount of it.

Artinya, mereka memiliki energi yang sangat banyak.

Because Einstein's equations tell us that mass and energy are equivalent,

Persamaan Einstein menyatakan bahwa massa sebanding dengan energi,

the quantum fluctuations in every cubic meter of space

artinya fluktuasi kuantum di setiap meter kubik ruang

have an energy that corresponds to a mass of about four protons.

memiliki energi yang setara dengan massa empat proton.

In other words, the seemingly empty space inside your vacuum

Dengan kata lain, ruang kosong pada ruang hampamu

would actually weigh a small amount.

sebenarnya memiliki berat yang kecil.

Quantum fluctuations have existed since the earliest moments of the universe.

Fluktuasi kuantum telah ada sejak awal adanya alam semesta.

In the moments after the Big Bang,

Pada masa setelah Big Bang,

as the universe expanded,

seiring alam semesta mengembang,

they were amplified and stretched out to cosmic scales.

mereka diperkuat dan direntangkan dalam skala kosmik.

Para ahli kosmologi percaya

Cosmologists believe that these original quantum fluctuations

bahwa fluktuasi kuantum adalah benih dari semua yang kita lihat saat ini:

were the seeds of everything we see today:

galaxies and the entire large scale structure of the universe,

galaksi dan seluruh struktur besar alam semesta,

as well as planets and solar systems.

serta planet dan tata surya.

They're also the center of one of the greatest scientific mysteries of our time

Ini juga menjadi pusat dari salah satu misteri ilmiah terbesar pada zaman kita

because according to the current theories,

karena menurut teori saat ini,

the quantum fluctuations in the vacuum of space

fluktuasi kuantum dalam ruang hampa

ought to have 120 orders of magnitude more energy than we observe.

seharusnya memiliki energi 120 kali lipat lebih besar dibanding pengamatan kita.

Solving the mystery of that missing energy

Memecahkan misteri energi yang hilang ini

may entirely rewrite our understanding of physics and the universe.

bisa menulis ulang pemahaman kita tentang fisika dan alam semesta.