CEK ID FACEBOOK

Minggu, 27 November 2011

RANCANGAN PADA CAHAYA

Sungguh luar biasa bahwa radiasi dari matahari (dan dari banyak rangkaian bintang) harus termampatkan dalam pita spektrum elektromagnetik yang sangat sempit sehingga memancarkan radiasi yang tepat bagi kesinambungan seluruh kehidupan di bumi.
(Ian Campbell, Fisikawan dari Inggris) 65


Matahari mungkin sesuatu yang paling sering kita lihat sepanjang hidup kita. Kapan pun kita menengadahkan muka ke langit di siang hari, kita bisa melihat sinarnya yang menyilaukan. Jika seseorang bertanya, "Apa manfaat matahari?" mungkin kita akan menjawab tanpa berpikir sama sekali bahwa matahari memberi kita cahaya dan panas. Jawaban tersebut, meskipun dangkal, sesungguhnya benar.

Akan tetapi, apakah matahari hanya "kebetulan saja" memancarkan cahaya dan panas bagi kita? Apakah ini ketidaksengajaan dan tanpa terencana? Atau apakah matahari khusus dirancang bagi kita? Mungkinkah bola api yang dahsyat di langit ini menjadi "lampu" raksasa yang diciptakan untuk memenuhi dengan tepat kebutuhan kita?

Penelitian terkini menunjukkan bahwa jawaban untuk dua pertanyaan terakhir adalah "ya". "Ya", karena pada sinar matahari ada rancangan yang memicu ketakjuban.


Panjang Gelombang yang Tepat

Cahaya dan panas adalah dua perwujudan berbeda radiasi elektro-magnetik. Dalam semua perwujudannya, radiasi elektromagnetik merambat di ruang angkasa dalam gelombang yang serupa dengan gelombang yang terbentuk ketika sebuah batu dilemparkan ke danau. Riak air yang terbentuk oleh batu itu dapat memiliki ketinggian yang berbeda, dan jarak antarpuncak riak mungkin bervariasi pula. Demikian juga radiasi elektromagnetik, dapat memiliki panjang gelombang yang berbeda.



PERBEDAAN PANJANG GELOMBANG RADIASI ELEKTROMAGNET

Bintang-bintang dan sumber-sumber cahaya lain di alam semesta tidak semuanya memberikan jenis radiasi yang sama. Sebaliknya, mereka memancarkan energi dalam rentang panjang gelombang yang luas. Sinar gamma, yang memiliki panjang gelombang terpendek, hanya 1/1025 dari panjang gelombang radio terpanjang. Cukup aneh, hampir semua radiasi yang dipancarkan matahari jatuh ke dalam pita tunggal yang juga 1/1025 dari keseluruhan spektrum. Alasannya adalah bahwa hanya jenis-jenis radiasi yang penting dan sesuai bagi kehidupan yang jatuh pada pita sempit ini.

Namun, analogi ini sebaiknya tidak diambil terlalu jauh karena ada perbedaan yang sangat besar dalam panjang gelombang radiasi elektro-magnetik. Beberapa di antaranya memiliki panjang beberapa kilometer sedangkan lainnya lebih pendek dari sepermiliar sentimeter, dan panjang gelombang lain dapat ditemukan pada spektrum kontinu dan tanpa tersela di antara kedua angka ini. Untuk mempermudah, para ilmuwan membagi spektrum ini berdasarkan panjang gelombang, dan mereka memberi nama berbeda bagi setiap bagian. Misalnya, radiasi dengan panjang gelombang terpendek (sepertriliun sentimeter) disebut "sinar Gamma"; sinar Gamma memiliki energi yang sangat besar. Panjang gelombang terpanjang disebut "gelombang radio"; gelombang ini panjangnya mencapai beberapa kilometer namun membawa energi sangat kecil (karena kandungan energi ini, gelombang radio sama sekali tidak berbahaya bagi kita, sementara terpapar sinar Gamma bisa berakibat fatal). Cahaya adalah sebuah bentuk radiasi elektromagnetik yang terletak di antara kedua ekstrem panjang gelombang tersebut.

Hal pertama untuk diperhatikan tentang spektrum elektromagnetik adalah betapa lebarnya spektrum tersebut: Panjang gelombang terpanjang adalah 1025 kali ukuran panjang gelombang terpendek. Jika ditulis secara lengkap, 1025 tampak seperti di bawah ini:

10. 000. 000. 000. 000. 000. 000. 000. 000

Angka sebesar itu tidak berarti dengan sendirinya. Mari kita membuat beberapa perbandingan.

Misalnya, 4 miliar tahun (perkiraan umur bumi) berarti sama dengan sekitar 1017 detik. Jika Anda ingin menghitung dari 1 sampai 1025, dan melakukannya dengan kecepatan satu angka per detik tanpa berhenti, siang dan malam, penghitungan ini akan menghabiskan waktu 100 juta kali lebih lama daripada umur bumi itu sendiri! Jika kita menyusun tumpukan 1025 lembar kartu, kita akan mendapatkan tumpukan yang merentang mencapai separo alam semesta yang teramati.

Ini merupakan spektrum sangat lebar yang di dalamnya tersebar panjang gelombang berbeda-beda dari energi elektromagnetik alam semesta. Sekarang, yang menarik tentang hal ini adalah bahwa energi elektromagnetik yang diradiasikan oleh matahari kita berada pada bagian spektrum yang sangat, sangat sempit. Sebanyak 70% radiasi matahari mempunyai panjang gelombang antara 0,3 dan 1,5 mikron, dan dalam pita sempit tersebut terdapat tiga jenis cahaya: cahaya tampak, cahaya infra-merah-dekat, dan cahaya ultraviolet.

Tiga jenis cahaya itu tampaknya sudah cukup, namun gabungan ketiganya merupakan bagian yang hampir tidak berarti dibandingkan keseluruhan spektrum. Ingat 1025 kartu yang merentang sejauh separo alam semesta? Dibandingkan dengan seluruhnya, lebar pita cahaya yang diradiasikan matahari sama dengan satu kartu saja!

Mengapa cahaya matahari dibatasi pada cakupan yang begitu sempit?

Jawaban pertanyaan itu sangat penting karena satu-satunya radiasi yang mampu mendukung kehidupan di bumi adalah radiasi dengan panjang gelombang yang berada dalam batas sempit ini.

Dalam buku Energy and the Atmosphere, fisikawan dari Inggris, Ian Campbell, menjawab pertanyaan ini dan menyatakan, "Sungguh luar biasa bahwa radiasi dari matahari (dan dari banyak rangkaian bintang) harus termampatkan dalam pita spektrum elektromagnetik yang sangat sempit sehingga memancarkan radiasi yang tepat bagi kesinambungan seluruh kehidupan di bumi." Menurut Campbell, situasi ini "menakjubkan".66

Sekarang, mari kita mencermati "rancangan cahaya yang menakjubkan" ini.


Dari Ultraviolet ke Inframerah

Telah disebutkan, terdapat selisih 1:1025 dalam ukuran panjang gelombang elektromagnetik terpanjang dan terpendek. Telah disebutkan pula bahwa kandungan energi bergantung pada panjang gelombang: panjang gelombang lebih pendek mengandung energi lebih besar dari pada panjang gelombang lebih panjang. Perbedaan lainnya mengenai bagaimana radiasi pada panjang gelombang yang berbeda berinteraksi dengan materi.

Bentuk-bentuk radiasi terpendek disebut (dengan urutan panjang gelombang meningkat) "sinar gamma", "sinar X", dan "sinar ultraviolet". Semua radiasi ini memiliki kemampuan membelah atom karena kandungan energinya yang begitu besar. Ketiga radiasi tersebut dapat menyebabkan molekul-molekul khususnya molekul organik terurai. Dampaknya, ketiga radiasi tersebut menguraikan materi pada level atom atau molekul.

Radiasi dengan panjang gelombang lebih panjang daripada cahaya tampak dimulai dari inframerah, dan melebar hingga gelombang radio. Pengaruh radiasi ini terhadap materi kurang serius karena energinya tidak terlalu besar.

"Pengaruh terhadap materi" tersebut berkaitan dengan reaksi kimia. Sejumlah reaksi kimia yang penting dapat terjadi hanya jika energi ditambahkan pada reaksi tersebut. Energi yang dibutuhkan untuk memulai reaksi kimia disebut "ambang batas energi (energy threshold)". Jika energi kurang dari ambang batas ini, reaksi tidak akan pernah dimulai dan jika energi lebih besar, tidak ada gunanya: dalam kedua kasus, energi akan terbuang.

Dalam keseluruhan spektrum elektromagnetik, hanya terdapat satu pita kecil yang mempunyai energi sesuai dengan ambang batas energi. Panjang gelombangnya berkisar antara 0,7 mikron dan 0,4 mikron, dan jika Anda ingin melihatnya, Anda bisa: hanya dengan menengadahkan kepala dan melihat sekeliling, dan ini disebut "cahaya tampak". Radiasi ini menyebabkan terjadinya reaksi kimia dalam mata Anda, dan karena itulah Anda dapat melihat.

Radiasi yang disebut sebagai "cahaya-tampak" membentuk 41% cahaya matahari, meskipun radiasi ini menempati kurang dari 1/1025 dari keseluruhan spektrum elektromagnetik. Dalam artikelnya yang terkenal, "Life and Light", pada Scientific American, fisikawan terkenal, George Wald, mengupas masalah ini dan menulis, "Radiasi yang berguna untuk memulai reaksi kimia yang teratur terdiri dari sebagian besar radiasi matahari kita."67 Bahwa matahari harus meradiasikan cahaya yang begitu tepat untuk kehidupan, benar-benar merupakan contoh rancangan yang luar biasa.

Hampir seluruh radiasi matahari termampatkan pada pita sempit panjang gelombang yang berkisar antara 0,3 sampai 1,5 mikron. Pita ini mencakup sinar ultraviolet-dekat, cahaya-tampak dan sinar inframerah.

Apakah sisa cahaya yang diradiasikan matahari ada gunanya?

Ketika kita mengamati bagian cahaya ini, kita mendapati bahwa sebagian besar radiasi matahari yang jatuh di luar rentang cahaya tampak berada pada bagian spektrum yang disebut "inframerah-dekat". Infra-merah-dekat dimulai setelah cahaya tampak berakhir dan sekali lagi, meliputi bagian yang sangat kecil dari keseluruhan spektrum kurang dari 1/1025. 68

Apakah sinar inframerah berguna? Ya, namun kali ini tidak ada gunanya mengamati sekeliling karena Anda tidak dapat melihatnya dengan mata telanjang. Tetapi, Anda dengan mudah dapat merasakannya: Kehangatan yang Anda rasakan pada wajah saat memandang matahari yang bersinar pada musim panas atau musim semi disebabkan oleh radiasi inframerah dari matahari.

Radiasi inframerah matahari adalah radiasi yang membawa energi panas, yang menjaga bumi tetap panas. Radiasi ini juga penting bagi kehidupan seperti halnya cahaya tampak. Dan yang menarik adalah bahwa matahari kita agaknya diciptakan hanya untuk melayani kedua tujuan ini, karena kedua jenis cahaya ini menyusun bagian terbesar matahari.

Dan bagian ketiga matahari? Apakah bermanfaat?

Anda boleh yakin terhadapnya. Ini adalah "sinar ultra-violet-dekat" dan membentuk bagian terkecil dari sinar matahari. Seperti semua sinar ultraviolet, sinar ini berenergi tinggi dan dapat menyebabkan kerusakan sel hidup. Namun sinar ultraviolet matahari merupakan jenis "paling kurang berbahaya" karena paling dekat dengan cahaya tampak. Meskipun paparan berlebihan terhadap sinar ultra-violet matahari telah terbukti menyebabkan kanker dan mutasi sel, sinar ini memiliki satu manfaat: Sinar ultraviolet yang berada pada pita begitu sempit in i69 diperlukan untuk pembentukan vitamin D pada manusia dan binatang bertulang belakang. (Vitamin D penting untuk pembentukan dan makanan tulang: Tanpa vitamin D tulang menjadi lunak atau cacat, disebut penyakit rachitis yang terjadi pada orang-orang yang tidak terkena cahaya matahari dalam waktu yang sangat lama.)

Dengan kata lain, semua radiasi yang dipancarkan oleh matahari penting bagi kehidupan: tidak sedikit pun sia-sia. Yang menarik adalah bahwa semua radiasi ini dibatasi pada cakupan 1/1025 dari keseluruhan spektrum elektromagnetik, namun cukup untuk menjaga kita tetap hangat, bisa melihat, dan memungkinkan terjadinya semua reaksi kimia yang diperlukan kehidupan.

Bahkan kalaupun semua kondisi lain yang diperlukan kehidupan telah ada, jika cahaya yang diradiasikan matahari jatuh pada bagian lain spektrum elektromagnetik, maka tidak akan ada kehidupan di atas bumi ini. Sangat tidak mungkin menjelaskan terpenuhinya persyaratan ini, yang memiliki kemungkinan 1 banding 1025, dengan logika kebetulan.

Dan kalau semua ini belum cukup, cahaya melakukan hal lain: cahaya juga memungkinkan kita kenyang!


Fotosintesis dan Cahaya

Fotosintesis adalah sebuah proses kimia yang namanya dikenal hampir oleh semua orang yang pernah bersekolah. Tetapi, kebanyakan orang tidak menyadari betapa sangat pentingnya proses ini bagi kehidupan di atas bumi, atau misteri apa yang ada di dalam proses ini.

Pertama, mari kita lupakan ilmu kimia SMU kita, dan perhatikan rumus reaksi fotosintesis ini:

6H2O + 6CO2 + cahaya matahari Z C6H12O6 + 6O2 Glukosa

Artinya: Air dan karbondioksida dan cahaya matahari menghasilkan gula dan oksigen.

Secara lebih terperinci, yang terjadi dalam reaksi kimia ini adalah, enam molekul air (H2O) bergabung dengan enam molekul karbondioksida (CO2) dalam reaksi yang mendapatkan energi dari sinar matahari. Saat reaksi selesai, hasilnya adalah sebuah molekul glukosa (C6H12O6), gula sederhana yang merupakan elemen makanan yang penting, dan enam molekul gas oksigen (O2). Sebagai sumber semua makanan di planet kita, glukosa mengandung energi yang sangat besar.


Selama ratusan juta tahun, tumbuh-tumbuhan sibuk melakukan sesuatu yang tidak dapat ditiru laboratorium mana pun: menggunakan cahaya matahari, mereka menghasilkan makanan. Tetapi persyaratan penting untuk transformasi luar biasa ini adalah bahwa cahaya yang diterima tumbuh-tumbuhan harus tepat untuk berlangsungnya fotosintesis.

Walaupun reaksi ini tampaknya sederhana, ternyata sangat rumit. Hanya ada satu tempat di mana reaksi ini terjadi: pada tumbuh-tumbuhan. Tumbuh-tumbuhan di dunia ini menghasilkan makanan dasar bagi semua makhluk hidup. Setiap makhluk hidup lainnya pada akhirnya mendapat asupan glukosa dengan berbagai cara. Binatang herbivora memakan tumbuh-tumbuhan secara langsung, dan binatang karnivora memakan tumbuh-tumbuhan dan/atau binatang lain. Manusia tidak terkecuali: Energi kita dihasilkan dari makanan yang kita makan dan berasal dari sumber yang sama. Apel, kentang, coklat, atau steak, atau apa pun yang Anda makan memberikan energi yang berasal dari matahari.

Akan tetapi, fotosintesis penting untuk alasan lain. Reaksi ini menghasilkan dua produk: Di samping glukosa, reaksi ini juga melepaskan enam molekul oksigen. Yang terjadi di sini adalah bahwa tumbuh-tumbuhan selalu membersihkan atmosfer yang terus-menerus "terpolusi" oleh makhluk bernapas manusia dan binatang, yang energinya berasal dari pembakaran dengan oksigen, sebuah reaksi yang menghasilkan karbondioksida. Jika tumbuh-tumbuhan tidak melepaskan oksigen, penghirup oksigen akhirnya akan menghabiskan semua oksigen dalam atmosfer, dan ini akan menjadi akhir bagi makhluk-makhluk tersebut. Alih-alih, oksigen di atmosfer secara terus-menerus diperbarui oleh tumbuh-tumbuhan.

Tanpa fotosintesis, kehidupan tumbuh-tumbuhan tidak akan ada; dan tanpa kehidupan tumbuh-tumbuhan, tidak akan ada kehidupan binatang atau manusia. Reaksi kimia yang mengagumkan ini, yang belum pernah ditiru laboratorium mana pun, terjadi pada rerumputan yang Anda injak, dan pada pepohonan yang mungkin bahkan tidak pernah Anda tengok. Ini juga pernah terjadi pada sayuran di atas piring makan malam Anda. Ini merupakan salah satu proses dasar kehidupan.

Yang menarik adalah betapa cermatnya rancangan proses fotosintesis ini. Ketika kita mempelajarinya, tidak akan luput dari pengamatan kita bahwa ada keseimbangan yang sempurna antara fotosintesis tumbuh-tumbuhan dan penggunaan energi oleh penghirup oksigen. Tanaman menyediakan glukosa dan oksigen. Penghirup oksigen membakar glukosa dengan oksigen di dalam sel-sel mereka untuk mendapatkan energi dan melepaskan karbondioksida dan air (dengan kata lain, mereka membalikkan reaksi fotosintesis) yang digunakan tumbuh-tumbuhan untuk membuat lebih banyak glukosa dan oksigen. Dan demikianlah proses ini berlangsung, sebuah siklus berkesinambungan yang disebut "siklus karbon", dan siklus ini digerakkan oleh energi dari matahari.

Untuk melihat betapa sempurnanya siklus ini diciptakan, mari kita pusatkan sesaat perhatian kita hanya pada salah satu unsur siklus tersebut: sinar matahari.

Pada bagian pertama bab ini, kita membahas cahaya matahari, dan mendapati bahwa komponen radiasinya dirancang secara khusus untuk memungkinkan kehidupan di bumi. Mungkinkah matahari sengaja dirancang juga untuk fotosintesis? Atau apakah tumbuh-tumbuhan cukup fleksibel sehingga dapat melangsungkan reaksi ini tanpa peduli cahaya apa pun yang mengenainya?

Ahli astronomi Amerika, George Greenstein membahasnya dalam The Symbiotic Universe:

Klorofil adalah molekul yang melangsungkan fotosintesis… Mekanisme fotosintesis dimulai dengan penyerapan cahaya matahari oleh molekul klorofil. Namun agar fotosintesis terjadi, cahaya yang diterima harus berupa warna yang sesuai. Cahaya dari warna yang salah tidak akan menghasilkan keajaiban ini.

Analogi yang bagus adalah sebuah televisi. Agar TV menerima saluran (gelombang) yang dikehendaki, TV harus ditala pada saluran tersebut: Talakan TV pada saluran yang berbeda, maka tidak akan terjadi penerimaan. Ini sama dengan fotosintesis, dalam analogi ini matahari berfungsi sebagai transmiter dan molekul klorofil sebagai TV. Jika molekul dan cahaya matahari tidak saling sesuai - disesuaikan dalam hal warna - fotosintesis tidak akan terjadi. Kenyataannya, warna matahari sudah tepat. 70

Pada bab terakhir, kami menunjukkan kesalahan pada gagasan tentang kemampuan kehidupan untuk beradaptasi. Sebagian evolusionis berpendapat bahwa "kalau kondisi berbeda, kehidupan juga akan berevolusi agar sesuai sempurna dengan keadaan tersebut". Berpikir secara dangkal tentang fotosintesis dan tumbuhan, seseorang bisa saja sampai pada kesimpulan serupa: "Andaikan cahaya matahari berbeda, tumbuhan akan berevolusi sesuai dengannya". Namun kenyataannya ini tidak mungkin.

Meskipun dia sendiri seorang evolusionis, George Greenstein mengakui bahwa:

Orang mungkin berpikir bahwa suatu adaptasi telah terjadi: adaptasi kehidupan tumbuh-tumbuhan terhadap sifat cahaya matahari. Bagaimanapun, andaikan matahari memiliki suhu berbeda dengan suhunya saat ini, bisakah molekul lain yang beradaptasi untuk menyerap cahaya dengan warna berbeda menggantikan klorofil? Cukup jelas jawabannya adalah tidak, sebab dalam batasan luas, seluruh molekul menyerap cahaya dari warna yang sama. Penyerapan cahaya dilakukan melalui eksitasi elektron dalam molekul ke keadaan energi yang lebih tinggi, dan hal yang sama terjadi pada molekul mana pun. Lebih lanjut, cahaya tersusun dari foton, paket-paket energi, dan foton dengan energi yang salah sama sekali tidak dapat diserap.... Sebagaimana kenyataannya, terdapat kesesuaian yang sempurna antara sifat fisika bintang dan molekul. Andaikan kesesuaian tersebut tidak terpenuhi, tentu saja, tidak mungkin terdapat kehidupan.71


KESESUAIAN CAHAYA MATAHARI DAN KLOROFIL

Tumbuhan mampu melakukan fotosintesis karena molekul klorofil dalam selnya sensitif terhadap cahaya matahari. Namun klorofil hanya mampu menggunakan kisaran panjang gelombang yang sangat terbatas, dan kisaran panjang gelombang tersebut adalah yang diradiasikan matahari paling kuat. Yang lebih menarik adalah kisaran ini hanya setara dengan 1/1025 dari keseluruhan spektrum elektromagnetik.

Pada dua grafik di atas, kesesuaian yang luar biasa antara cahaya matahari dengan klorofil dapat terlihat. Diagram paling atas adalah diagram yang menunjukkan distribusi cahaya yang dipancarkan oleh matahari. Diagram bawah adalah diagram yang menunjukkan cahaya yang memungkinkan fotosintesis berlangsung. Kenyataan bahwa kedua kurva ini hampir serupa menunjukkan bagaimana sempurnanya rancangan pada cahaya tampak.

Secara singkat, yang dikatakan Greenstein adalah: Tidak ada tumbuhan yang mampu melakukan fotosintesis kecuali dalam batas yang sangat sempit dari panjang gelombang cahaya. Dan batasan tersebut persis dengan cahaya yang diberikan oleh matahari.

Keharmonisan antara sifat fisika bintang dan molekul klorofil yang dimaksud Greenstein adalah sebuah keharmonisan yang terlalu luar biasa untuk dijelaskan sebagai kebetulan. Hanya terdapat satu peluang dari 1025 kemungkinan bahwa matahari akan menyediakan jenis cahaya yang penting bagi kita, dan harus terdapat molekul dalam dunia kita yang mampu memanfaatkan cahaya itu. Keharmonisan sempurna ini merupakan bukti nyata rancangan yang disengaja dan direncanakan.

Dengan kata lain, terdapat Pencipta tunggal, Pengatur cahaya matahari dan molekul tumbuh-tumbuhan, yang telah menciptakan keduanya dalam keharmonisan, sesuai dengan yang diungkapkan di dalam Al Quran:

"Dialah Allah Yang Menciptakan, Yang Mengadakan, Yang Membentuk Rupa, Yang Mempunyai Nama-Nama yang Paling Baik. Bertasbih kepada-Nya yang ada di langit dan yang ada di bumi. Dan Dialah Yang Mahaperkasa lagi Mahabijaksana." (QS. Al Hasyr, 59: 24)


Cahaya pada Mata Anda

Kita telah mengamati bagaimana cahaya matahari yang hanya terdiri dari tiga berkas sempit spektrum elektromagnetik sampai kepada kita:

1. Cahaya inframerah, dengan panjang gelombang lebih panjang daripada cahaya-tampak dan yang menjaga bumi tetap hangat.

2. Sejumlah kecil cahaya ultraviolet, dengan panjang gelombang lebih pendek daripada cahaya tampak dan salah satu manfaatnya untuk pembentukan vitamin D.

3. Cahaya tampak, yang memungkinkan penglihatan dan mendukung tumbuhan berfotosintesis.

Keberadaan "cahaya tampak" penting untuk penglihatan biologis di samping untuk proses fotosintesis. Alasannya adalah, tidak mungkin bagi mata biologis untuk melihat pita spektrum mana pun di luar spektrum cahaya-tampak dan sedikit inframerah-dekat.

Untuk menerangkan mengapa harus seperti itu, pertama-tama kita perlu memahami bagaimana proses melihat terjadi. Proses ini dimulai dari partikel cahaya yang disebut "foton" yang melalui pupil mata, dan menimpa permukaan retina yang terletak di bagian belakang mata. Retina mengandung sel yang sensitif terhadap cahaya. Sel tersebut begitu sensitif sehingga setiap sel dapat mengenali sekalipun hanya sebuah foton yang menimpa retina. Energi foton mengaktifkan "rhodopsin", suatu molekul kompleks yang banyak terkandung dalam sel retina. Selanjutnya rhodopsin mengaktifkan sel-sel lain, dan sel lain tersebut pada gilirannya mengaktifkan sel yang lain lagi.72 Akhirnya arus listrik dibangkitkan dan diantarkan ke otak oleh syaraf optik.

Persyaratan pertama agar sistem ini bekerja adalah sel retina tersebut harus mampu mengenali foton ketika menimpanya. Agar terjadi, foton harus membawa jumlah energi yang sesuai: Jika energi tersebut terlalu banyak atau kurang, foton tidak akan mengaktifkan susunan rhodopsin. Mengubah ukuran mata tidak ada pengaruhnya; yang penting adalah keserasian antara ukuran sel dan panjang gelombang foton yang masuk.


Hanya sinar cahaya yang sesuai untuk penglihatan biologis yang memiliki panjang gelombang yang jatuh dalam batas yang disebut "visible light." Bagian yang luas dari energi yang dipancarakan oleh matahari jatuh pada batas tersebut.

Merancang mata organik yang dapat melihat bagian lain spektrum elektromagnetik ternyata tidak mungkin di dalam dunia yang didominasi oleh kehidupan yang berbasis karbon. Dalam Nature's Destiny, Michael Denton membahas hal ini secara terperinci dan menyetujui bahwa mata organik hanya dapat melihat dalam kisaran spektrum cahaya tampak. Sementara model mata lain yang, secara teoritis, dapat dirancang, tidak ada satu pun yang dapat melihat kisaran spektrum lain. Denton mengungkapkan alasannya:

Sinar UV, X, dan sinar Gamma terlalu berenergi dan sangat merusak, sedangkan inframerah dan gelombang radio terlalu lemah untuk dideteksi karena energi mereka untuk berinteraksi dengan materi terlalu kecil.... Jadi akan jelas bahwa untuk beberapa alasan berbeda, bagian tampak spektrum elektromagnetik merupakan bagian yang sangat sesuai untuk penglihatan biologis, dan terutama untuk mata-kamera vertebrata yang beresolusi tinggi dan yang memiliki rancangan dan bentuk sangat mendekati mata manusia.73

Setelah jeda untuk memikirkan apa yang telah dijelaskan sejauh ini, kita sampai pada kesimpulan ini: Matahari memancarkan energi dalam pita sempit (begitu sempit, hanya selebar 1/1025 saja dari keseluruhan spektrum elektromagnetik) yang telah dipilih secara hati-hati. Begitu tepat pita ini disesuaikan sehingga menjaga dunia tetap hangat, mendukung fungsi biologis bentuk-bentuk kehidupan yang kompleks, memungkinkan fotosintesis, dan memungkinkan makhluk hidup di dunia ini untuk melihat.


Bintang yang Tepat, Planet yang Tepat,
dan Jarak yang Tepat

Dalam bab "planet Biru", kita membandingkan dunia kita dengan planet-planet lain dalam tata surya, dan mendapati bahwa rentang suhu yang penting untuk keberadaan kehidupan hanya terdapat di bumi. Alasan utama untuk ini adalah bahwa jarak bumi dari matahari sangat tepat: planet-planet luar seperti Mars, Jupiter, atau Pluto terlalu dingin sedangkan planet-planet dalam Venus dan Merkurius terlalu panas.

Mereka yang menolak mengakui bahwa terdapat rancangan yang disengaja pada jarak antara bumi dengan matahari berkilah sebagai berikut:

Alam semesta dipenuhi dengan bintang, beberapa di antara bintang tersebut lebih besar daripada matahari dan beberapa di antaranya lebih kecil. Bintang-bintang tersebut bisa saja mempunyai sistem planet sendiri. Jika sebuah bintang lebih besar dari matahari, maka planet yang ideal untuk kehidupan akan terletak lebih jauh dari jarak bumi dengan matahari. Contohnya, sebuah planet dalam orbit sebuah raksasa-merah berjarak sama dengan Pluto mungkin saja memiliki iklim seperti bumi kita. Planet seperti itu akan sesuai untuk kehidupan seperti halnya bumi kita.

Pernyataan tersebut tidak berlaku karena justru mengabaikan fakta bahwa bintang-bintang berbeda ukuran meradiasikan jenis energi yang berbeda.

Faktor-faktor yang menentukan panjang gelombang energi yang diradiasikan oleh bintang adalah ukuran dan suhu permukaannya (faktor suhu permukaan secara langsung berhubungan dengan ukuran). Misalnya, matahari meradiasikan cahaya ultraviolet-dekat, cahaya tampak, dan inframerah-dekat karena suhu permukaannya sekitar 6.000oC. Andaikan matahari sedikit lebih besar, suhu permukaannya akan lebih besar; dan jika demikian, tingkat energi radiasi matahari juga akan lebih besar dan matahari akan jauh lebih banyak meradiasikan sinar ultraviolet yang merusak daripada sekarang ini.

Ini menunjukkan bahwa untuk meradiasikan cahaya yang akan mendukung kehidupan, bintang mana pun harus memiliki ukuran yang dekat dengan matahari kita. Namun, kalaupun dalam orbit bintang-bintang seperti itu terdapat planet-planet yang mendukung kehidupan, planet-planet tersebut harus terletak pada jarak yang tidak berbeda dengan jarak bumi dan matahari.

Dengan kata lain, raksasa merah, raksasa biru, atau bintang apa pun yang berbeda ukuran dengan matahari, tidak mempunyai planet yang dapat menampung kehidupan. Sumber energi yang mampu menunjang kehidupan hanya bintang seperti matahari kita. Satu-satunya jarak planet yang sesuai untuk kehidupan hanya jarak antara bumi dengan matahari.

Terdapat cara lain untuk mengungkapkan kebenaran ini: Matahari dan bumi diciptakan sesuai dengan seharusnya. Dan sesungguhnya, dalam Al Quran diungkapkan bahwa Allah menciptakan segala sesuatu berdasarkan perhitungan yang teliti:

"Dia menyingsingkan pagi dan menjadikan malam untuk beristirahat, dan (manjadikan) matahari dan bulan untuk perhitungan. Itulah ketentuan Allah Yang Mahaperkasa lagi Maha Mengetahui.' (QS. Al An'aam, 6: 96)


Keserasian Cahaya dan Atmosfer

Sejak awal bab ini, telah kita bahas radiasi yang dipancarkan matahari dan bagaimana matahari dirancang secara khusus untuk mendukung kehidupan. Masih terdapat faktor penting lain yang belum kita singgung: Agar radiasi ini mampu mencapai permukaan bumi, radiasi harus melewati atmosfer.

Matahari kita mempunyai temperatur permukaan sekitar 6.000oC. Andaikan temperatur permukaan sedikit lebih besar atau kecil, cahaya yang dihasilkan tidak akan mampu mendukung kehidupan.

Sinar matahari tentu saja tidak memberikan manfaat jika atmosfer tidak membiarkannya menembus. Namun ini terjadi; bahkan, atmosfer kita dirancang khusus agar mudah tembus bagi radiasi yang menguntungkan ini.

Yang menarik bukan bagaimana atmosfer memungkinkan cahaya matahari yang menguntungkan melewatinya, melainkan kenyataan bahwa hanya cahaya matahari yang dibiarkan tembus. Atmosfer membiarkan masuk cahaya tampak dan inframerah-dekat yang penting bagi kehidupan namun menahan radiasi lain yang mematikan. Akibatnya, atmosfer menjadi penyaring penting terhadap radiasi kosmik yang mencapai bumi dari matahari dan sumber lain. Denton menyatakan:

Gas-gas dalam atmosfer itu sendiri menyerap radiasi elektromagnetik selain cahaya tampak dan inframerah-dekat.... Dari seluruh radiasi elektro-magnetik, dari gelombang radio hingga sinar gamma, satu-satunya bagian spektrum yang diperbolehkan melewati atmosfer merupakan berkas yang sangat sempit yang mencakup cahaya tampak dan inframerah-dekat. Nyaris tidak terdapat radiasi gamma, X, ultraviolet, inframerah-jauh, dan gelombang mikro yang mencapai permukaan bumi.74

Tidak mungkin mengabaikan keahlian rancangan ini. Matahari memancarkan hanya 1/1025 dari keseluruhan selang radiasi elektromagnetik yang mungkin dipancarkan, yang kebetulan merupakan kisaran yang sesuai hanya untuk kita, dan radiasi itulah yang dibiarkan lewat oleh atmosfer! Sampai di sini juga perlu dijelaskan bahwa hampir semua ultraviolet-dekat yang dipancarkan matahari terperangkap lapisan ozon atmosfer.

Meskipun menghalangi semua bentuk radiasi lainnya, air membiarkan cahaya-tampak menembus bermeter-meter kedalamannya. Akibatnya, tumbuh-tumbuhan di dalam laut mampu melakukan fotosintesis. Andaikan air tidak memiliki sifat ini, keseimbangan ekologi yang penting bagi kehidupan di planet kita tidak dapat terjadi.

Satu hal lagi yang membuat radiasi elektromagnetik ini bahkan lebih menarik adalah, seperti halnya udara, air juga memiliki keter-tembusan yang sangat khusus: Satu-satunya radiasi yang mampu menyebar melalui air adalah bagian cahaya tampak. Bahkan radiasi infra-merah-dekat, yang menembus atmosfer (dan yang menyediakan panas), menembus hanya beberapa milimeter ke dalam air. Karena itulah, hanya beberapa milimeter permukaan lautan yang dipanaskan oleh radiasi dari matahari. Panas ini secara bertahap dibawa ke kedalaman dan sebagai hasilnya, pada kedalaman tertentu, temperatur air laut hampir sama di seluruh dunia. Tentu saja ini menciptakan lingkungan yang sangat sesuai bagi kehidupan.

Hal lain yang menarik tentang air adalah bahwa warna yang berbeda dari cahaya tampak mampu menembus jarak yang berbeda dalam air. Lebih dari delapan belas meter, misalnya, cahaya merah tidak mampu menembus, sedangkan cahaya kuning mampu mencapai kedalaman seratus meter. Di lain pihak, cahaya biru dan hijau menembus sampai 240 meter. Ini merupakan rancangan yang sangat penting karena cahaya yang justru sangat penting bagi proses fotosintesis adalah cahaya biru dan hijau. Karena air memungkinkan warna-warna ini menembus lebih dalam daripada cahaya lain, tumbuh-tumbuhan yang berfotosintesis dapat hidup sampai 240 meter di bawah permukaan.

Ini semua merupakan fakta yang paling penting. Hukum fisika apa pun yang berhubungan dengan cahaya yang kita amati, kita mendapati bahwa segala sesuatunya telah diatur dengan tepat agar kehidupan dapat terwujud. Mengomentari situasi ini, Encyclopedia Britannica mengakui betapa luar biasanya semua itu:

Ketika memikirkan pentingnya cahaya-tampak dari matahari bagi semua aspek kehidupan di bumi, tak pelak seseorang akan dicengangkan oleh celah yang begitu sempit pada penyerapan atmosfer dan pada spektrum penyerapan air.75


Kesimpulan

Filosofi materialis dan Darwinisme, yang bersumber pada materialisme, keduanya menganggap bahwa kehidupan manusia muncul di alam semesta hanya kebetulan dan bahwa "kebetulan" tersebut tanpa disertai tujuan apa pun. Namun pengetahuan yang dicapai melalui kemajuan ilmu alam menunjukkan bahwa dalam setiap detail alam semesta, terdapat rancangan dan perencanaan dengan tujuan akhir kehidupan manusia. Rancangan yang demikian "tepat", sehingga bahkan satu unsur seperti cahaya, yang mungkin tidak pernah kita pikirkan sebelumnya, pasti akan menimbulkan ketakjuban.

Menyatakan dan menjelaskan rancangan seteliti itu sebagai suatu kebetulan tidaklah masuk akal. Kenyataan bahwa semua radiasi matahari termampatkan pada pita spektrum sempit, hanya 1/1025 dari total spektrum elektromagnetik, kenyataan bahwa cahaya yang penting bagi kehidupan tepat berada dalam pita spektrum sempit tersebut, kenyataan bahwa atmosfer menghalangi panjang gelombang radiasi yang lain dan melewatkan hanya panjang gelombang pada bagian tersebut, kenyataan bahwa air juga menghalangi semua bentuk radiasi yang mematikan lainnya dan hanya melewatkan cahaya-tampak: Mungkinkah semua itu benar-benar kebetulan? Kesesuaian luar biasa seperti ini dapat dijelaskan bukan dengan kebetulan, namun dengan rancangan yang disengaja. Ini pada gilirannya menunjukkan kepada kita bahwa seluruh alam semesta beserta seluruh detailnya-termasuk sinar matahari yang memungkinkan kita melihat dan menjaga kita tetap hangat secara khusus telah diciptakan dan diperuntukkan bagi kita untuk hidup.

Kesimpulan yang dicapai oleh sains merupakan sebuah kebenaran yang telah diajarkan dalam Al Quran selama empat belas abad kepada umat manusia. Ilmu alam menunjukkan bahwa cahaya matahari telah diciptakan untuk kita, dengan kata lain, cahaya matahari telah diciptakan untuk "melayani kita". Dalam Al Quran difirmankan bahwa: "Matahari dan bulan (beredar) menurut perhitungan." (QS. Ar-Rahmaan, 55: 5). Dalam ayat lain disebutkan:

"Allah-lah yang telah menciptakan langit dan bumi dan menurunkan air hujan dari langit, kemudian Dia mengeluarkan dengan air hujan itu berbagai buah-buahan menjadi rezeki untukmu.... Dan Dia telah menundukkan (pula) bagimu matahari dan bulan yang terus menerus beredar (dalam orbitnya); dan telah menundukkan bagimu malam dan siang. Dan Dia telah memberimu (keperluanmu) dari segala yang kamu mohonkan kepada-Nya. Dan jika kamu menghitung nikmat Allah, tidaklah dapat kamu menghinggakannya. Sesungguhnya manusia itu, sangat zalim dan sangat mengingkari (nikmat Allah)." (QS Ibrahim, 14: 32-34)



65. Ian M. Campbell, Energy and the Atmosphere, London: Wiley, 1977, hlm.1-2
66. Ian M. Campbell, Energy and the Atmosphere, hlm.1-2
67. George Wald, "Life and Light", Scientific American, 1959, vol. 201, hlm.92-108
68. The near infrared range occupies the rays which extends from 0.70 micron, where visible light ends, to 1.50 micron.
69. This narrow range occupies the ultraviolet rays between 0.29 micron and 0.32 micron.
70. George Greenstein, The Symbiotic Universe, hlm.96
71. George Greenstein, The Symbiotic Universe, hlm.96-7
72. This chain reaction taking place in the eye is actually much more complicated. The light reaching the eye passes through the lens and falls upon the retina in the back. When light first strikes the retina a photon interacts with a molecule called 11-cis-retinal. The change in the shape of the retinal molecule forces a change in the shape of the protein, rhodopsin, to which the retinal is tightly bound. The protein's metamorphosis alters its behaviour. Now called metarhodopsin II, the protein sticks to another protein, called transducin. Before bumping into metarhodopsin II, transducin had tightly bound a small molecule called GDP. But when transducin interacts with metarhodopsin II, the GDP falls off, and a molecule called GTP binds to transducin.

Now, two proteins and one chemical molecule are bound to one another and it is called GTP-transducin-metarhodopsinII. It now binds to a protein called phosphodiesterase. When attached to metarhodopsin II and its entourage, the phosphodiesterase acquires the chemical ability to "cut" a molecule called cGMP. Initially there are a lot of cGMP molecules in the cell, but the phosphodiesterase lowers its concentration, just as a pulled plug lowers the water level in a bathtub.

Another protein that binds cGMP is called an ion channel. It acts as a gateway that regulates the number of sodium ions in the cell. Normally the ion channel allows sodium ions to flow into the cell, while a separate protein actively pumps them out again. The dual action of the ion channel and pump keeps the level of sodium ions in the cell within a narrow range.

When the amount of cGMP is reduced because of cleavage by the phosphodiesterase, the ion channel closes, causing the cellular concentration of positively charged sodium ions to be reduced. This causes an imbalance of charge across the cell membrane that, finally, causes a current to be transmitted down the optic nerve to the brain. The result, when interpreted by the brain, is vision. (Quoted from Michael Behe, Darwin's Black Box, New York: Free Press, 1996, hlm.18-21).

This is actually a very brief and simplified version of how we see. If the events developed like this, we would never be able to see. If the reactions mentioned above were the only ones that operated in the cell, the supply of 11-cis-retinal, cGMP, and sodium ions would quickly be depleted. There are many mechanisms that would restore the cells to their original state.

The reactions described above is far from being a complete biochemical explanation of seeing and they are only summarized. However, even what has been related above suggests that seeing is a very complicated and perfect mechanism which can never come about by evolution.
73. Michael Denton, Nature's Destiny, hlm.62, 69
74. Michael Denton, Nature's Destiny, hlm.55
75. Encyclopaedia Britannica, 1994, 15th ed., volume 18, hlm. 203

0 komentar:

Posting Komentar

Alqur`an terjemah
Admin Von Edison alousci

 
Design by Blogger Themes | Bloggerized by Admin | free samples without surveys