Homogen

Homogen atau Homogenik atau Homogenic ialah suatu bahan atau sistem yang memiliki sifat yang sama di setiap titik; itu satu ragam tanpa satupun penyimpangan. Medan listrik seragam (yang memiliki kekuatan dan arah yang sama di setiap titik) akan kompatibel dengan homogenitas (semua titik mengalami fisika yang sama).^[1] Suatu bahan yang dibangun dengan konstituen yang berbeda dapat digambarkan sebagai homogen efektif dalam domain bahan elektromagnetik, ketika berinteraksi dengan bidang radiasi terarah (Cahaya, Frekuensi Gelombang mikro, dan masih banyak yang lain).^[2]

Dalam formalisme Lagrangian, homogenitas dalam ruang menyiratkan konservasi momentum, dan homogenitas dalam waktu menyiratkan konservasi energi. Ini ditunjukkan, menggunakan kalkulus variasional, dalam buku teks standar seperti teks referensi klasik Landau&Lifshitz. Ini adalah aplikasi khusus dari Teorema Noether.

Secara matematis, homogenitas memiliki konotasi invarian, karena semua komponen persamaan memiliki tingkat nilai yang sama apakah masing-masing komponen ini diskalakan ke nilai yang berbeda, misalnya, dengan penggandaan atau penambahan.^[3]

Definisi homogen sangat tergantung pada konteks yang digunakan. Sebagai contohnya, material komposit terdiri dari material individual yang berbeda, yang dikenal sebagai "konstituen material", tetapi juga dapat didefinisikan sebagai material homogen ketika diberi fungsi. Misalnya, aspal yang membuat jalan kita (jalan yang kita lalui), tetapi merupakan bahan komposit yang terdiri dari pengikat aspal dan agregat mineral, dan kemudian diletakkan berlapis-lapis dan dipadatkan. Namun, homogenitas material tidak selalu berarti isotropi. Pada contoh sebelumnya, material komposit mungkin bukan isotropik.

Dalam konteks lain, suatu materi tidak homogen sejauh terdiri dari atom dan molekul. Namun, pada tingkat normal dunia kita sehari-hari, sebuah panel kaca, atau lembaran logam digambarkan sebagai kaca, atau baja tahan karat. Dengan kata lain, ini masing-masing digambarkan sebagai bahan yang homogen.

Dalam konteks logam komposit adalah paduan. Campuran logam dengan satu atau lebih bahan logam atau bukan logam adalah paduan. Komponen-komponen dari suatu paduan tidak bergabung secara kimiawi tetapi, justru dicampur dengan sangat halus. Paduan mungkin homogen atau mungkin mengandung partikel kecil komponen yang dapat dilihat dengan mikroskop. Kuningan adalah contoh dari paduan, menjadi campuran tembaga dan seng yang homogen. Contoh lain adalah baja, yang merupakan paduan besi dengan karbon dan kemungkinan logam lainnya. Tujuan dari paduan adalah untuk menghasilkan sifat yang diinginkan dalam logam yang secara alami tidak memilikinya. Kuningan, misalnya, lebih keras dari tembaga dan memiliki warna yang lebih seperti emas. Baja lebih keras dari besi dan bahkan bisa dibuat tahan karat (stainless steel).

Homogenitas, dalam konteks lain berperan dalam kosmologi. Dari perspektif kosmologi abad ke-19 (dan sebelumnya), alam semesta tidak terbatas, tidak berubah, homogen, dan karenanya dipenuhi oleh bintang-bintang. Namun, astronom Jerman Heinrich Olbers menegaskan bahwa jika ini benar, maka seluruh langit malam akan dipenuhi dengan cahaya dan cerah seperti siang hari; ini dikenal sebagai paradoks Olbers. Olbers mempresentasikan makalah teknis pada tahun 1826 yang berusaha menjawab teka-teki ini. Premis yang salah, tidak diketahui pada zaman Olbers, adalah bahwa alam semesta tidak terbatas, statis, dan homogen. Kosmologi Big Bang menggantikan model ini (meluas, terbatas, dan alam semesta tidak homogen). Namun, para astronom modern memberikan penjelasan yang masuk akal untuk menjawab pertanyaan ini. Salah satu dari setidaknya beberapa penjelasan adalah bahwa bintang dan galaksi yang jauh bergeser merah, yang melemahkan cahaya tampak dan membuat langit malam gelap.^[4]