Christiaan Huygens adalah seorang sarjana yang sibuk. Di antara banyak prestasinya, ilmuwan Belanda itu menemukan bentuk cincin Saturnus dan menemukan bulan terbesar di planet itu, Titan. Ia menemukan teori bahwa cahaya bergerak sebagai gelombang, dan ia menemukan jam pendulum. Tampaknya Huygens bahkan tidak bisa mematikan pikiran ilmiahnya ketika ia berada di bawah cuaca.
Konten terkait
- Ahli Anatomi Abad 17 ini Membuat Seni dari Tubuh
- Jam Pemecah Rekor Tidak Akan Kehilangan Satu Detik Selama 15 Miliar Tahun Lagi
- Bagaimana Beberapa Jam Mengatur Diri?
Pada 1665 ia sakit dan terjebak di tempat tidur, menonton dua jam pendulum yang melekat pada balok di rumahnya. Dia memperhatikan pendulum mulai berayun tepat waktu satu sama lain, tidak peduli apakah jam telah dimulai atau berhenti pada waktu yang berbeda atau di mana posisi pendulum dimulai. Huygens bingung. Pasti ada cara agar jam "berbicara" satu sama lain, tetapi ia tidak memiliki instrumen yang tepat yang diperlukan untuk mengukur interaksi antara jam. Jadi dia menghubungkannya dengan gerakan-gerakan misterius yang ditransmisikan oleh udara atau koneksi fisik dalam sinar, dan di sana masalah itu tersimpan selama lebih dari 300 tahun.
Sekarang, fisikawan yang meninjau kembali teka-teki abad ke-17 berpikir jawabannya mungkin terletak pada gelombang suara. Henrique Oliveira dan Luís V. Melo di University of Lisbon menciptakan kembali kondisi yang diamati Huygens, kemudian menggunakan instrumen yang sangat sensitif untuk mengukur variabel. Hasil mereka, yang diterbitkan minggu ini di Scientific Reports, menunjukkan bahwa energi suara dari jam yang berdetik bergerak melalui materi yang menghubungkan mereka dan menyebabkan mereka melakukan sinkronisasi.
Sebelumnya, ilmuwan lain mengambil celah pada percobaan menggunakan balok yang diizinkan bergerak. Dalam model-model itu, energi yang membuat sinkronisasi jam adalah dari konservasi momentum. Oliveira dan Melo ingin menguji model yang berbeda yang akan lebih seperti yang Huygens kerjakan. Mereka juga ingin lebih tepatnya daripada upaya sebelumnya.
Mereka pertama kali menggunakan komputer untuk mensimulasikan jam, dengan asumsi bahwa jam terhubung oleh bahan yang kaku. Kemudian mereka menempelkan dua jam pendulum sungguhan ke balok aluminium. Mereka mengatur jam berdetak, dan mengukur periode ayunan pendulum dengan sensor optik presisi tinggi. Benar saja, bandul akan mulai bergerak selaras. Bahkan jika mereka bergerak ke arah yang berlawanan, mereka masih akan mengayun dengan periode yang sama.
"Kami mencoba bahan dan kondisi balok yang berbeda dan hanya bisa mendapatkan kopling ketika balok [tetap] dibuat dari konduktor suara yang sangat bagus, jam-jamnya dekat, dan frekuensinya cukup dekat, " kata Melo dalam email.
Eksperimen laboratorium melibatkan dua jam pendulum yang tergantung dari balok aluminium. (Henrique Oliveira dan Luis Melo) Jadi apa yang terjadi? Ini ada hubungannya dengan bagaimana jam pendulum bekerja. Ayunan bandul, dan jangkar, dinamakan demikian karena bentuknya, melepaskan gigi gigi, yang melekat pada berat yang menurun. Saat roda gigi dilepaskan, beban menariknya ke bawah sehingga mulai berputar, tetapi jangkar pendulum menangkap kembali gigi roda gigi. Saat pendulum berayun kembali, ia melepaskan girnya lagi, dan kali ini jangkar menangkap sisi yang lain. Sementara itu, gigi persneling bergeser ke bawah jangkar, mendorongnya dan menambahkan sedikit dorongan untuk menjaga pendulum berayun. Ada banyak variasi pada desain ini, tetapi itulah prinsip dasarnya.
Dalam percobaan terbaru, semua gerakan ini menyebabkan sejumlah kecil energi suara mengalir ke bilah aluminium. Setiap kali pulsa energi bergerak, ia cenderung mendorong pendulum satu jam bersamaan dengan yang lain. Eksperimen membutuhkan waktu hingga 18 jam atau bahkan berhari-hari untuk berjalan, karena jam menyinkronkan dengan lambat. Melo mencatat bahwa jam Huygens memiliki bobot stabilisasi 50 atau 60 pound, sedangkan yang dalam eksperimennya adalah satu pon atau kurang, sehingga kekuatan yang dipancarkan oleh jam Huygens lebih besar.
Meski begitu, Anda secara teoritis dapat menjalankan percobaan yang sama di rumah. "Jika Anda dapat menemukan konduktor suara yang cukup baik untuk balok ... dan jika Anda sangat sabar, maka Anda akan mendapatkan kondisi untuk pemasangan, " kata Melo. "Tapi kamu hanya akan yakin kalau kamu menjalankan eksperimen otomatis. Tidak mungkin terlihat terus-menerus selama berhari-hari - itu memesona, tapi seseorang menjadi sangat cemas setelah beberapa saat."
Jonatan Peña Ramirez, seorang peneliti di Universitas Teknik Eindhoven di Belanda, juga telah menerbitkan studi tentang fenomena jam Huygens. Dia mengatakan fisikawan suka mempelajari sistem ini karena meniru siklus lain di alam. "Fenomena serupa dapat diamati dalam sistem biologis, di mana beberapa siklus di dalam tubuh manusia dapat disinkronkan dengan cara alami, " katanya.
Namun, dia belum yakin bahwa energi suara adalah biang keladi dari jam-jam itu. "Jika Anda mengganti mekanisme mengemudi di jam dengan mekanisme halus, yaitu mekanisme yang tidak menerapkan impuls [diskrit] ke jam, masih ada yang bisa mengamati sinkronisasi, " katanya. Sejauh yang dia ketahui, "Sinkronisasi Huygens ... masih jauh dari terpecahkan."
