Dalam artikel saya: Spektrum Warna dari Cahaya Putih, kita melihat bahwa Newtonlah yang pertama kali menunjukkan bahwa sinar-sinar dari cahaya putih, cahaya matahari kita, adalah campuran dari sinar-sinar yang berwarna: merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, ungu, dan semua warna perantara.
Ketika Newton (1642-1726) mulai membentuk teorinya tentang cahaya, gagasan tentang sifat gelombang cahaya belum ditemukan.
Christiaan Huygens (1629-1695) adalah seorang matematikawan, fisikawan, astronom, dan penemu Belanda, yang secara luas dianggap sebagai salah satu ilmuwan terbesar sepanjang masa dan tokoh utama dalam revolusi ilmiah. Dalam fisika, Huygens membuat kontribusi terobosan dalam optika dan mekanika, sedangkan sebagai astronom dia terutama dikenal karena studinya tentang cincin planet Saturnus dan penemuan bulan Titan.
Sebagai seorang penemu, Huygens memperbaiki desain teleskop dan menemukan jam pendulum, terobosan dalam ketepatan waktu dan pencatat waktu paling akurat selama hampir 300 tahun. Seorang matematikawan dan fisikawan yang sangat berbakat, Huygens adalah orang pertama yang mengidealisasi masalah fisika dengan seperangkat parameter kemudian menganalisisnya secara matematis (Horologium Oscillatorium), dan yang pertama untuk sepenuhnya membuat penjelasan mekanika secara matematis dari fenomena fisika yang tidak bisa diamati (Trait de la Lumire). Karena alasan ini, Huygens disebut sebagai fisikawan teoretis pertama dan salah seorang pendiri fisika matematis modern.
Huygens mungkin mendapat gagasan tentang sifat gelombang cahaya karena fakta yang sangat penting yang tidak diketahui oleh Newton, yaitu kecepatan cahaya yang sangat besar dan tak terduga.
Kecepatan bunyi di udara adalah sekitar 340 m/s. Semula hanya peluru yang bisa bergerak lebih cepat dari bunyi. Rekor kecepatan dunia yang dibuat sebelum Perang Dunia II dengan perahu bermotor buatan Italia adalah 210 m/s. Penghalang bunyi dilampaui oleh pesawat terbang puntiran stabil yang kecepatannya meningkat menjadi lebih dari 2 Mach* atau 2 kali kecepatan bunyi. Ini adalah kecepatan yang luar biasa.
* Mach adalah rasio kecepatan terbang dengan kecepatan bunyi dalam medium yang sama.
Namun, sekarang ini, angka ini juga telah tertinggal jauh. Sekarang ada mesin terbang yang telah melampaui penghalang yang lebih tinggi, yaitu, kecepatan ruang melingkar dan parabola, yang masing-masing sama dengan sekitar 8.000 dan 11.200 m/s. Ini adalah roket, tetapi bahkan kecepatan ini tidak seberapa dibandingkan dengan kecepatan cahaya, yang setara dengan 299.792.458 m/s. Lihat juga artikel saya: Fisika untuk Hiburan 33 (Bunyi): Paradoks Kecepatan Bunyi, dan: Fisika untuk Hiburan 12 (Gerak): Seberapa Cepat Kita Bergerak?
Selama beberapa dekade terakhir para ilmuwan telah belajar untuk mempercepat partikel elementer zat melalui akselerator, hingga kecepatannya yang hampir sama dengan kecepatan cahaya. Partikel dengan kecepatan seperti itu juga ditemukan di alam, lihat artikel-artikel saya tentang unsur kimia buatan dengan menggunakan akselerator partikel, Anda bisa melacaknya
dari Tabel Periodik yang saya lampirkan dalam setiap artikel.
Pada masa Huygens, tidak satu pun dari fakta-fakta ini diketahui, dan bahkan peluru musket* tertinggal dengan jelas di belakang suara tembakan. Oleh karena itu tidak mengherankan bahwa Huygens tidak bisa membayangkan benda material apa pun yang bisa terbang dengan kecepatan hampir 1.000.000 kali lebih besar daripada kecepatan rambat gelombang bunyi.
*Musket adalah senjata panjang bermoncong yang muncul sebagai senjata pada awal abad ke-16. Penembak yang menggunakan musket disebut musketeer.
Tampaknya jauh lebih sederhana dan lebih alami bagi Huygens untuk menyimpulkan bahwa itu adalah kecepatan gelombang dan bukan kecepatan partikel. Tetapi jika tidak ada yang bisa mencegah partikel bergerak dalam ruang vakum, yang menurut pandangan Huygens merupakan hambatan yang tidak bisa diatasi oleh gelombang.
Di sinilah hipotesis eter Huygens masuk. Huygens mengemukakan gagasanya dalam sebuah buku berjudul "A Treatise on Light, in which are Explained the Causes of that which Occurs in Reflexion and Refraction," dan khususnya, "The Strange Refraction of Iceland Crystal."
Catatan:
Menarik untuk disimak bahwa kata "eter" sampai sekarang memiliki banyak makna yang tidak bisa dibedakan oleh siswa-siswi pembelajar.
1. Eter (ether) berasal dari kata Yunani aether. Dalam mitologi Yunani, Aether adalah salah satu dewa purba, personifikasi dari "langit atas." Aether menjelmakan udara atas yang murni yang dihirup para dewa, berbeda dengan udara normal (Latin: aer) yang dihirup oleh manusia. Kata "air" (udara) dalam bahasa Inggris diderivasi dari "aer" ini.
2. Menurut ilmu pengetahuan kuno dan abad pertengahan, "aether," yang juga dieja "ther," "aither," atau "ether" dan disebut juga unsur ke-5 (quintessence), adalah bahan yang mengisi wilayah alam semesta di atas lingkup bumi (terestrial sphere).
3. Kata eter (ether) digunakan kimia organik untuk kelompok senyawa organik yang mengandung gugus eter, yaitu atom Oksigen yang terhubungkan dengan dua gugus alkil atau aril, dengan rumus umum R-O-R'. Â
4. Dll.
Sehubungan dengan kecepatan ini dan fakta-fakta lain yang mencengangkannya, Huygens menulis: "Memang benar bahwa kita di sini mengandaikan kecepatan aneh yang akan menjadi 100.000 kali lebih besar dari kecepatan bunyi. Untuk bunyi, menurut pengamatan saya, merambat sekitar 180 toise* dalam waktu 1 detik atau 1 denyut nadi..."
* 1 toise kira-kira 2 meter.
"Ketika kita mempertimbangkan kecepatan ekstrem penyebaran cahaya di setiap sisi dan bagaimana sinar melintasi satu sama lain tanpa halangan,* ketika datang dari daerah yang berbeda, bahkan yang berseberangan, orang mungkin memahami dengan baik bahwa ketika kita melihat sebuah bercahaya, itu tidak mungkin melalui transfer materi apa pun yang sampai kepada kita."
*Alasan Huygens, jika sinar terdiri dari partikel, maka partikel sinar yang berbeda harus bertabrakan dan karena itu saling menghalangi.
Bagi Huygens kontradiksi ini sangat menentukan dan membuatnya meragukan kebenaran teori korpuskuler (cahaya sebagai partikel kecil).
Namun, keraguan saja tidak cukup bagi Huygens untuk mengembangkan sebuah hipotesis baru. Ini membutuhkan konsep dan ide baru yang bisa menjelaskan sifat cahaya dengan baik atau lebih baik.
Pada masa Huygens, para ilmuwan memiliki gagasan yang cukup bagus, meskipun tidak lengkap, tentang bagaimana gelombang merambat melalui udara dan air. Pengetahuan ini memungkinkan Huygens untuk menegaskan bahwa cahaya bukan bersifat partikel tetapi  gelombang.
Huygens lalu mempertanyakan, apa itu medium? Melalui mana cahaya bisa merambat? Air? Ya, cahaya bisa menembus air, namun merambat lebih baik melalui udara. Lalu, udara? Tidak, udara tampaknya tidak diperlukan untuk perambatan cahaya. Huygens menempatkan sebuah benda yang berbunyi di bawah sebuah bejana kaca dan memompa keluar udara dengan bantuan pompa vakum dari jenis yang ditemukan oleh fisikawan Inggris Robert Boyle.
Bunyi berhenti dirambatkan di bawah lonceng, dan ini menunjukkan bahwa bunyi itu merambat melalui udara. Tapi tidak peduli berapa lama udara dipompa keluar, tidak ada perubahan yang teramati pada jalur cahaya melalui bejana.
Huygens tidak bisa  membayangkan bahwa gelombang cahaya bisa merambat dalam ruang vakum, semua yang diketahui para ilmuwan tentang proses gelombang pada saat itu membuktikan fakta bahwa gelombang hanya bisa ada dalam suatu medium tertentu atau medium lainnya. Tapi apa medium ini, apa sifat-sifatnya? Tidak ada jawaban untuk pertanyaan-pertanyaan ini.
Huygens menyebut medium itu bahan ethereal, tetapi dia tidak tahu bagaimana mendeteksi atau mengisolasi medium itu.
Benar bahwa Huygens menunjukkan seperti apa seharusnya eter agar gelombang cahaya bisa merambat melaluinya.
"...Partikel eter, meskipun kecil, pada gilirannya terdiri dari bagian lain yang lebih kecil lagi... kelenturan eter yang seperti pegas terdiri dari gerakan yang sangat cepat dari bahan halus yang menembus dari setiap sisi..."
Jadi, menurut pendapat Huygens, cahaya adalah gelombang yang merambat melalui eter; cahaya dan eter bisa dapat dipisahkan. Tapi apa eter itu sendiri, tidak jelas bahkan bagi Huygens.
Kepustakaan:
1. Steinhaus, A., The Nine Colours of Rainbow, Â Sobolfy, D. (Transl.), MIR Publishers, Moskow, 1966.
2. Diary Johan Japardi.
3. Berbagai sumber daring.
Jonggol, 15 Agustus 2021
Johan Japardi
