Ahli Fisika teoretis Amerika (peraih nobel Fisika pada tahun 1965) Richard Phillips Feynman, mengatakan: Jika, dalam bencana alam tertentu, semua pengetahuan ilmiah dihancurkan, dan hanya satu kalimat yang diteruskan ke generasi berikutnya, pernyataan apa yang berisi informasi paling banyak dengan kata-kata paling sedikit? saya percaya itu adalah hipotesis atom, atau fakta atom, atau apa pun yang anda ingin menyebutnya, bahwa segala sesuatu terbuat dari atom.
Alam semesta, galaksi, bintang-bintang, dan kita semua manusia, terbuat dari atom. Jumlah atom dalam tubuh kita melebihi jumlah total bintang di seluruh alam semesta yang dapat diamati. Bahkan, jika anda mulai menghitungnya, dengan kecepatan satu miliar per detik, anda masih membutuhkan waktu yang jauh lebih lama daripada usia alam semesta saat ini untuk menyelesaikan tugas tersebut.
Dan faktanya, bahkan di dalam atom yang sangat kecil itu sendiri, ada sistem yang sangat kompleks. Setiap atom tersusun atas proton, elektron, dan neutron. Proton dan neutron bersama-sama membentuk inti atom sementara elektron berada di sekeliling inti atom.
Proton bermuatan listrik positif, elektron bermuatan listrik negatif, sementara itu neutron tidak bermuatan listrik. Partikel dengan muatan listrik yang sama akan saling menolak sementara partikel yang muatan listriknya berbeda akan saling tarik-menarik.
Menengok lebih jauh ke dalam, kita menemukan bahwa proton dan neutron tersusun atas tiga jenis unsur yang dinamakan quark. Quark punya enam "rasa": atas (up), bawah (down), berkharisma (charm), aneh (strange), puncak (top), dan dasar (bottom). Proton tersusun atas 2 quark atas dan 1 quark bawah, sementara neutron tersusun atas 2 quark bawah dan 1 quark atas.
Model sebuah atom. Dalam contoh ini, atom Karbon dengan 6 proton dan 6 elektron. Sumber: Wikipedia.
Model standar zarah dan gaya fundamental. Klik untuk memperbesar. Sumber: Wikipedia.
Lampiran gambar di bawah ini memperlihatkan struktur sebuah atom dan partikel-partikel yang menyusunnya. Seandainya inti atom yang terdiri atas proton dan neutron memiliki garis tengah 10 cm, maka sebuah quark hanya akan memiliki garis tengah 0.1 mm, sementara seluruh atom akan bergaris tengah 10 km.
Struktur atom dan partikel fundamental yang menyusunnya. Perkiran ukuran (dalam meter) juga diberikan. Sumber: cpepweb.org
Namun, pada awalnya jumlah atom di alam semesta persis nol. Pada saat itu, tidak ada satu atom pun di seluruh alam semesta. Jadi, bagaimana kita bisa sampai di sini? Dari mana atom pertama berasal? Dan mengapa semuanya terbuat dari atom?