Kenaifan Hukum Kekekalan Energi
“Energi tidak dapat diciptakan maupun dimusnahkan.
Energi hanya dapat diubah menjadi bentuk yang lain” (Hukum Kekekalan Energi)
Energi dan Pengekalannya
Pemakaian kayu untuk pemanas atau angin maupun otot sebagai tenaga penggerak pada masa awal peradaban manusia, mengawali sebuah kajian tentang apa yang disebut sebagai energi. Archimedes, ahli matematika Yunani menggunakan prinsip mekanika dan membuat banyak peralatan penting. Diikuti ahli filsafat Aristoteles, Galileo, Newton, Huygen, Layden, Volta, Faraday, hingga sampai masanya James Joule (1818-1889), lelaki berbangsa Inggris yang pertama kali menyadari bahwa kerja menghasilkan panas dan panas adalah suatu bentuk dari energi. Jika kita mengangkat obyek berat, maka kita disebut melakukan kerja, karena kita menggunakan gaya untuk menggerakkan obyek. Sedangkan gaya adalah sesuatu yang beraksi pada obyek, dapat berupa tarikan atau dorongan. Maka kemudian energi disebut sebagai kemampuan untuk melakukan kerja.
Obyek yang bergerak mempunyai energi yang disebut sebagai energi kinetik. Energi mobil yang bergerak dapat meruntuhkan tembok batu bata. Sementara itu jika terdapat suatu gaya, maka disitu juga terdapat energi yang tersimpan, yaitu disebut sebagai energi potensial karena berpotensi untuk berubah menjadi energi kinetik. Salah satu energi potensial terpenting adalah energi kimia, yang tersimpan dalam komposisi kimia beberapa zat seperti tumbuh-tumbuhan, minyak, batu bara atau baterei listrik. Abdus Salam, peraih Nobel Fisika tahun 1979 mengatakan bahwa listrik, gravitasi dan dua jenis energi nuklir (gaya lemah dan gaya kuat), adalah gaya dasar. Energi listrik mudah diubah menjadi energi cahaya, bunyi dan panas.
Energi kimia itulah yang mengawali sebuah kesimpulan yang diambil oleh ahli kimia Perancis, Antoine Lavoisier (1743-1794) dan istrinya Marie Lavoisier, yang mengemukakan teori-teori dasar ilmu kimia, diantaranya Hukum Kekekalan Massa. Teori inilah yang dikemudian dikembangkan salah satunya oleh Einstein menjadi Hukum Kekekalan Energi. Teori ini menegaskan bahwa “Energi tidak dapat diciptakan maupun dimusnahkan. Energi hanya dapat diubah menjadi bentuk yang lain”. Apabila energi diubah, sisa senantiasa dihasilkan, namun jika ini diabaikan maka jumlah keseluruhan energi tidak berubah. Newton menggambarkan prinsip ini dalam sebuah alat mainan yang disebut ayunan Newton.
Kemunculan Teori
Encyclopedia of Science (1993) menyebutkan bahwa :
Energi menyebabkan berbagai peristiwa terjadi, diantaranya penangkal petir dan mengikat tali sepatu. Tanpa energi, tiada benda yang dapat hidup atau bergerak. Hewan menggunakan energi untuk berjalan dan berlari, tumbuhan menggunakan energi untuk membesar. Angin menggunakan energi untuk bertiup, ombak menggunakan energi untuk mengalun melintasi lautan. Apabila kereta bergerak, kereta itu menggunakan energi yang tersimpan dalam bahan bakarnya. Namun semua peristiwa ini tidak akan terjadi jika tidak ada gaya yang beraksi. Apabila energi digunakan, gaya juga turut terlibat. Gaya digunakan untuk pergerakan, dan untuk menghentikan pergerakannya. Gaya juga bertanggungjawab memecahkan dan mempertahankan keutuhan suatu benda. Tanpa gaya dan energi, tidak ada yang akan terjadi di dunia ini.
Pernyataan diatas mengisyaratkan bahwa energi dan gaya adalah peletak dasar dari semua kejadian yang ada di jagad raya. Bagi kalangan agamawan, tentunya hal ini merupakan suatu pengingkaran terhadap sifat Sang Pencipta yang abadi (eternal).
Jika ditelusuri, sebenarnya peletak dasar pemikiran ini adalah filosuf Yunani Aristoteles, yang mengatakan dalam bukunya Physics bahwa Everything that is in motion must be moved by something (segala sesuatu yang bergerak, pasti digerakkan oleh sesuatu). Sementara itu, para peneliti di Eropa mulai abad 16 bekerja dengan menjauhkan eksperimennya dengan konsep ketuhanan gereja (sekulerism – the theory of two swords). Hal ini dilakukan untuk menghindari berulangnya kasus dihukumnya Galileo dan Copernicus yang mengeluarkan kesimpulan eksperimen yang bertentangan dengan doktrin gereja. Saat itu muncul buku Sir Isaac Newton yang berjudul Philosophie Naturalis Principia Mathematica. Pada bagian akhir dari buku ini Newton mengatakan “cara yang sebaik-baiknya untuk memeriksa sifat-sifat benda adalah dengan mengambil kesimpulan dari eksperimen-eksperimen”. Kalimat ini menjadi metode bagi para peneliti pada jaman-jaman sesudahnya. Albert Einstein, seorang Yahudi Jerman, dalam persamaannya yang terkenal, E = mc2, mengatakan bahwa energi dan massa adalah sama, hanya berbeda perwujudannya. Menurutnya, massa sebetulnya adalah energi yang dipekatkan. Di kemudian hari, Einstein juga mengemukakan Teori Lapangan Dipersatukan. Dikatakannya, bahwa “energi mempunyai sifat atomik”, sementara “hukum fisik atom yang kecil harus sama dengan berlakunya pada benda-benda langit yang besar”, sehingga Teori Lapangan Dipersatukan mengumpulkan semua fenomena fisika menjadi satu skema, dan teori ini adalah “kunci dari alam semesta”.
Hal-hal inilah yang kemudian memunculkan banyak teori dan pernyataan para pendukung Teori Kekekalan Energi, seperti yang disebutkan dalam Encyclopedia of Science tersebut diatas.
Kenaifan Teori Pengekalan Energi
Sebenarnya telah banyak para ilmuwan muslim yang menyatakan ketidaksetujuannya dengan Hukum Kekekalan Energi ini. Abu Ameenah Bilal Philips menyatakan dalam bukunya bahwa hukum ini mengandung makna menyekutukan Allah (syirik). Sementara itu, Prof. A. Baiquni mengkritiknya sebagai ilmu yang tidak Islami, sebab teori ini menganggap bahwa materi itu kekal. Diluar itu, beberapa ilmuwan muslim mengkhawatirkan kesalahan pemahaman dari umat Islam dari bunyi teks hukum tersebut, jika diajarkan tanpa penjelasan lebih lanjut.
Namun, para ilmuwan yang membenarkan hukum kekekalan energi ini mempunyai dalih mengenai sifat energi ini. Mereka mengatakan bahwa arti “tidak dapat diciptakan” dan atau “tidak dapat dimusnahkan”, tidak dapat disamakan dengan “tidak berawal” dan atau “tidak berakhir”. Selanjutnya, maksud dari “energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan” adalah bahwa “energi total selalu konstan”. Misalkan seseorang berdiri di puncak gedung WTC yang tingginya h dan menjatuhkan besi bermassa m. Sewaktu berada di puncak WTC, besi bermassa m mempunyai energi potensial EPpuncak dan energi kinetik EKpuncak = 0, atau energi total ETpuncak = EPpuncak + EKpuncak . Berdasarkan hukum kekekalan energi, maka energi total besi tersebut selalu konstan pada ketinggian manapun. Jika energi total besi di ketinggian 200 m dari permukaan tanah ET200 = EP200 + EK200, hukum kekekalan energi mengharuskan ET200 = ETpuncak. Demikian pula sewaktu besi mencapai tanah, EPtanah = 0, EKtanah = EPpuncak = ETpuncak = ET200. Artinya seluruh energi potensial EPpuncak berubah menjadi energi kinetik EKtanah. Sedangkan maksud “energi tidak dapat diciptakan”, dalam contoh di atas adalah bahwa tidak mungkin terjadi tanpa ada sumber energi dari luar, ET200>ETpuncak atau ETtanah>ETpuncak. Sedangkan maksud “energi tidak dapat dimusnahkan”, dalam contoh di atas adalah bahwa tidak mungkin terjadi tanpa ada energi yang berubah menjadi bentuk energi lain, ET200<ETpuncak atau ETtanah<ETpuncak. Dalam kasus ini gesekan udara tidak diabaikan, EPtanah(0) + EKtanah < ETpuncak. Artinya tidak seluruh energi potensial EPpuncak berubah menjadi energi kinetik EKtanah. Sisanya, akibat gesekan udara berubah menjadi kenaikan temperatur (energi dalam). Tetapi, tetap saja ETtanah = EPtanah + EKtanah + energi dalam = ET200 = ETpuncak.
Sebenarnya, semua perhitungan dan eksperimen mengenai konstannya energi awal dan akhir dari suatu sistem, hanyalah berdasarkan ASUMSI. Belum pernah ada eksperimen yang bisa membuktikan bahwa energi selalu konstan setelah dilakukan kerja. Jika kita membakar korek api misalnya, apakah energi kimia yang tersimpan dalam korek akan BERUBAH SELURUHNYA, dalam artian TEPAT SAMA dengan energi yang berwujud cahaya api, asap, dan panas. Apakah tidak ada kemungkinan bahwa terdapat “energi yang hilang”, entah dalam bentuk apa ? Pengukuran terhadap jumlah energi awal dan akhir pembakaran ini sampai saat ini sulit untuk dilakukan, bahkan jika diupayakan untuk mengisolasi sistem pembakaran korak api tersebut, apakah yang harus dipakai untuk mengisolasinya ? Apakah tidak mungkin ada “energi” yang masuk atau keluar melewati isolator itu ? Jadi sangatlah naïf jika dikatakan bahwa energi awal selalu TEPAT SAMA DENGAN energi akhir (konstan), kecuali sekedar ASUMSI. Bahkan dalam penggunaan notasi matematis, akan lebih tepat jika dipakai “≈”(setara), bukan “=“(sama dengan). Kesulitan-kesulitan matematis seperti ini juga diakui oleh Einstein, sehingga pengujian terhadap teori-teori fisika yang ada, belum dapat dilakukan.
Kalaupun kemudian hal-hal diatas diabaikan, atau DIASUMSIKAN bahwa energi awal dan akhir sebuah sistem adalah konstan, sangatlah naïf jika kemudian dikatakan bahwa energi itu kekal (eternal), tidak dapat diciptakan maupun dimusnahkan. Teks hukum kekekalan energi ini sebenarnya hanya berbicara mengenai “jumlah dan keadaan energi dalam sebuah sistem yang terbatas”. Misalnya sistem pembakaran korek api, sistem gerak ayunan Newton, sistem reaksi kimia atau sistem keteraturan jagad raya. Padahal semuanya itu hanya “sistem yang kecil, nisbi dan terbatas”, masih ada suatu “sistem yang absolut dan besar” yang melikupinya. Maka, akan lebih tepat jika yang terjadi adalah suatu proses pengawetan atau konservasi energi. Sehingga, hukum termodinamika pertama ini akan lebih tepat jika disebut sebagai Hukum Konservasi Energi, dengan bunyi teks “Energi suatu sistem selalu konstan, dan energi hanya dapat diubah (diawetkan) menjadi bentuk lainnya.” Karena jelas, jika dikatakan bahwa api itu mempunyai energi panas yang besar, bagaimana dengan kenyataan yang dirasakan oleh Nabi Ibrahim ketika dibakar dalam api yang menyala-nyala oleh Namrud. Padahal, Ibrahim justru merasakan bahwa api yang membakarnya dingin dan tidak membakar kulitnya. Bagaimana hukum kekekalan energi dapat menjelaskan fakta ini?
Atau ketika kita membakar korek api, menghasilkan panas dan cahaya, dapatkah kemudian kita mengubah cahaya dan panas tersebut menjadi sumber cahaya dan panas lagi (korek api). Padahal hukum kekekalan energi mengatakan bahwa energi hanya dapat diubah dari bentuk yang satu ke bentuk yang lain. Andaikan sekarang setiap orang di dunia ini melakukan proses pembakaran setiap benda, dan menghasilkan panas serta cahaya, dapatkah kita mendapati cahaya dan panas yang dihasilkan dari pembakaran itu kembali berubah wujud sesuai asalnya? Tidakkah lama kelamaan kita akan kehabisan sumber energi panas dan cahaya itu? Hal ini sebenarnya telah di jawab oleh Hukum Termodinamika II.
Lequent De Noi, ketua Bagian Fisika di Institut Pasteur dan Ketua Bagian Filsafat di Universitas Sorbonne, dalam bukunya Perjalanan Hidup Manusia, mengatakan :
Salah satu bentuk keberhasilan besar yang dihasilkan oleh ilmu pengetahuan modern adalah penghubungan hukum “Carnote-Clauzius”, yang dikenal pula sebagai hukum kedua dalam termodinamika dan dinilai sebagai kunci untuk memahami materi tidak hidup, dan penghitungan probabilitas. Boltzman, fisikawan besar, menemukan bahwa perkembangan materi tak hidup dan yang tidak dapat menerima kebalikan dari apa yang ditetapkan oleh hukum ini, bersesuaian dengan perkembangan menuju kondisi yang makin dan makin dekat kemungkinannya, yang mencerminkan keseimbangan yang makin bertambah dan ketetapan yang makin mantap. Demikianlah, alam semesta ini cenderung ke arah keseimbangan, yang tampak dengan makin lenyapnya ketidaksesuaian yang ada pada saat ini, untuk kemudian semua gerakan menjadi diam dan kegelapan yang utuh menyelimutinya.
Kemudian Edward L. menyebutkan :
Ada orang yang berkeyakinan bahwa alam semesta ini menciptakan dirinya sendiri, sedangkan yang lainnya berpendapat bahwa kepercayaan tentang azalinya alam semesta ini tidak lebih sulit dari keperluan tentang keberadaan Tuhan yang azali. Akan tetapi, hukum kedua dari Hukum Termodinamika Panas menemukan kesalahan pendapat tentang azalinya alam semesta ini. Ilmu pengetahuan menetapkan dengan jelas bahwa alam semesta ini tidak mungkin bersifat azali karena ada perpindahan panas yang terus terjadi dari benda panas ke benda dingin. Tidak mungkin terjadi yang sebaliknya dengan kekuatan sendiri. Ini artinya, alam semesta ini bergerak menuju tingkat kesamaan panas seluruh benda dan darinya dikeluarkan sumber energi. Ketika proses itu selesai, tidak akan ada lagi proses kimiawi atau alami dan tidak akan ada lagi bekas kehidupan itu sendiri dalam alam semesta ini. Karena itu, kami berkesimpulan bahwa alam semesta ini tidak mungkin bersifat azali. Karena jika demikian, niscaya energinya telah habis semenjak lama dan seluruh gerakan dalam wujud akan terhenti. Demikianlah, ilmu pengetahuan, secara tidak sengaja, sampai pada kesimpulan bahwa alam semesta mempunyai awal. Karena itu, ia juga membuktikan akan wujud Tuhan. Karena jika mempunyai awalan, tentulah ia tidak mungkin memulai keberadaannya dengan dirinya sendiri. Ia harus memiliki Pemula, atau Penggerak pertama, atau Pencipta, yaitu Tuhan.
Matahari, yang dianggap sebagai sumber energi terbesar bagi penduduk bumi, menghasilkan reaksi fusi nuklir, terus menerus menghasilkan energi berupa panas dan cahaya. Namun, berdasarkan teori umur paruh, maka matahari akan mati suatu hari. Diperhitungkan sekitar 5000 juta tahun lagi, bahan bakar hidrogennya habis. Dari fenomena ini, timbul pertanyaan. Dari mana matahari mendapatkan energinya? Bagaimana ia menyimpan panasnya? Apa sumber energi dalam bintang-bintang? Jawaban yang paling memungkinkan adalah bahwa atom-atom matahari saling bertubrukan di bagian intinya yang panasnya 14 juta oC. Dengan adanya benturan yang besar, luas dan terus-menerus itu, lahirlah energi panas yang tiada bandingnya. Seperti diketahui, saat atom berbenturan, ia akan kehilangan sebagian dari intinya, yang berubah menjadi energi. Karena itu, setiap hari yang dilewati matahari, ia kehilangan sebagian tubuhnya walau sedikit. Matahari misalnya, kehilangan beberapa kilogram setiap harinya, dan bagiannya. Demikian juga dengan bintang-bintang.
Sementara itu, pernyataan bahwa materi berasal dari energi adalah salah. Suatu energi, sesuai kenyataannya sebagai energi, hanya dapat terwujud jika ada materi tempat ia timbul. Energi membutuhkan zat. Tanpa zat mustahil energi akan timbul.
Maka jelaslah bahwa energi timbul jika ada materi. Sedangkan materi diciptakan oleh Suatu Dzat, Dialah Allah, Sang Pencipta Yang Maha Kuasa. Dan jelas bahwa sifat azali hanya milik Allah, bukan sifat makhluk-Nya yang terbatas. Demikian yang disebutkan Allah :
“Apakah mereka diciptakan tanpa sesuatu pun ataukah mereka yang menciptakan (diri mereka sendiri) ? Ataukah mereka telah menciptakan langit dan bumi itu? Sebenarnya mereka tidak meyakini ( yang mereka katakan). Ataukah di sisi mereka ada perbendaharaan Rabb-mu atau merekakah yang berkuasa?”
(QS. Ath Thuur [52]: 35-37).
Maha Kuasa Allah yang membuktikan kepada manusia ayat-ayat-Nya. ***
