Teori Relativitas dalam Kilau Emas

LAKBAN- Mata uang fiat atau uang kertas nilainya cenderung turun. Sementara itu, nilai emas cenderung selalu naik. Ribuan tahun emas dan perak menjadi logam yang berharga dan bernilai tinggi. Warna emas yang kuning berkilau dan mengkilap menjadikannya logam yang paling mahal. Disusul perak yang juga mengkilap walau ‘tak-berwarna’.

Tak disangka bahwa Teori dan Rumus Fisika paling populer yang bisa menjelaskan sifat  unsur logam ini. Beberapa sifat dasar dari elemen logam koin emas, perak dan tembaga, seperti perilaku kimia atau warna, sudah ditentukan sebelumnya dalam atom-atomnya. Sifat unik emas sebagian besar dapat dijelaskan oleh teori relativitas Albert Einstein.

Rumus yang ditemukan Fisikawan Teoritis itu digunakan juga oleh para ahli Kimia. Kimiawan dari Universitas Heidelberg yang dipimpin oleh Prof. Dr. Bernd Straub, mempublikasikan penelitian mereka yang diterbitkan dalam edisi bahasa Jerman dan internasional dari jurnal Angewandte Chemie untuk kimia terapan dan fundamental sebagaimana dikutip situs phys.org.

Temuan penelitian mereka menegaskan bahwa teori relativitas Einstein tidak hanya memainkan peran penting dalam astronomi dan perjalanan ruang angkasa dengan jarak yang sangat jauh. Prof Straub juga menekankan pentingnya  teori ini di dunia elektron, atom dan molekul.

Sifat-sifat unsur-unsur kimia berulang secara berkala, karena unsur-unsur terkait memiliki jumlah elektron yang sama di kulit terluar yang relevan dan hanya berbeda karena tambahan kulit elektron bagian dalam. Tembaga, perak, dan emas termasuk ke dalam kelompok elemen terkait semacam itu.

Melalui kristalisasi perak karbene yang tidak stabil, mereka dapat menentukan panjang ikatan antara perak dan karbon berikatan ganda melalui analisis struktural x-ray. Mereka kemudian membandingkan ini dengan ikatan yang lebih pendek dan kuat antara emas dan karbon.

Dari pengamatan mereka, para peneliti menyimpulkan bahwa sifat-sifat emas pada dasarnya ditentukan oleh "efek relativistik". Efek ini ikut bermain dalam fisika ketika sebuah fenomena tidak dapat lagi digambarkan sebagai "klasik". Dalam kimia ini berlaku untuk sifat-sifat elemen tertentu. Efek relativistik berasal dari teori relativitas Albert Einstein dengan rumus terkenal E = mc2 yang dengannya Einstein menjalin hubungan antara energi, massa, dan kecepatan cahaya.

Dari elemen stabil, efek relativistik yang diprediksi paling terlihat dengan emas. Contoh yang terkenal adalah perbedaan warna yang mencolok antara logam emas kuning dan logam perak yang tidak berwarna.

Kebanyakan logam telihat berkilau karena elektron yang ada di atom logam tersebut berada di luar 'orbit'. Hal ini lantaran elektron tersebut memiliki level energi yang berbeda. Sedangkan emas memiliki masa atom yang berat.  Jadi elektron yang ada di dalamnya bergerak sangat cepat dan cukup untuk meningkatkan relativitas massa dan panjangnya secara signfikan. Hasilnya, elektron tersebut memutari inti atom dengan jarak yang lebih pendek.

Elektron yang berada di luar orbit inti atom ini akhirnya menyerap dan memantulkan warna yang memiliki panjang gelombang yang lebih dibandingkan warna biru. Kuning, orange, dan merah memang memiliki panjang gelombang yang lebih panjang dibanding warna biru.

Bernd Straub menjelaskan bahwa, karena daya tarik inti nukleus berkapasitas 79 kali lipat, elektron emas bermuatan negatif mencapai kecepatan tinggi yang mendekati kecepatan cahaya (c) bahwa energi gerak tambahan (E) tidak dapat secara substansial meningkatkan kecepatannya. Sebaliknya, elektron-elektron ini meningkatkan massa mereka (m).

Efek ini terlihat pada kulit elektron terluar, yang aktif dan dengan demikian bertanggung jawab untuk perilaku kimia, warna dan sifat logam koin. Dalam hal emas, ini mengarah pada penguatan ikatannya. Senyawa emas dengan demikian memiliki peluang yang lebih baik, misalnya, mengaktifkan ikatan rangkap tiga antara dua atom karbon.

Relativitas yang ada di elektron emas juga menjadi alasan kenapa emas tidak cepat mengalami korosi seperti logam pada umumnya. Emas menjadi satu-satunya logam yang memiliki elektron berada di luar inti atom. Namun, elektron emas tidak mudah bereaksi seperti pada lithium dan kalsium. Selain itu, elektron emas juga cukup berat dan dekat dengan inti atom. Artinya, elektron yang berada di luar inti atom tidak berada seperti elektron yang ada di jenis-jenis logam lainnya.

Perbandingan antara unsur logam koin emas, perak dan tembaga dengan karbon ikatan ganda dalam setiap kasus menunjukkan bahwa perilaku atom emas lebih mirip dengan tembaga daripada perak, meskipun perak adalah tetangga langsungnya dalam sistem periodik.