Ketupat adalah contoh unik dari sistem tertutup di mana isiannya, yaitu beras, mengalami transformasi fisik yang mengubah karakteristik kepadatan dan distribusi materinya di dalam wadah yang kaku. Saat beras dimasukkan ke dalam anyaman ketupat dalam keadaan kering, ia hanya mengisi sebagian volume wadah. Namun, ketika direbus dalam air mendidih, beras menyerap air dan mengalami ekspansi volumetrik.
Fenomena menarik terjadi karena ketupat tidak robek, tidak meluapkan isinya, dan tetap mempertahankan bentuk geometrisnya, sementara beras di dalamnya secara elastis menyesuaikan kerapatan untuk mengisi seluruh ruang yang tersedia. Ini mengindikasikan bahwa:
Ada batas elastisitas dalam pengisian ruang -- Beras menyebar dan menyusun ulang dirinya untuk mengoptimalkan kepadatan tanpa menciptakan tekanan yang merusak wadah.
-
Tekanan internal beras meningkat tanpa merusak struktur wadah -- Tidak seperti gas dalam balon atau udara dalam bola basket, yang cenderung mendorong keluar untuk mengurangi tekanan, beras mempertahankan distribusi energi dalam sistem tertutup.
Wadah mempertahankan bentuk tetapi tidak aktif merespons ekspansi -- Tidak seperti balon yang elastis atau pasta yang keluar dari wadah ketika tekanan berlebih, ketupat tetap rigid tetapi tetap bisa menampung isiannya yang bertambah.
Dengan demikian, fenomena ketupat menunjukkan mekanisme penyesuaian kerapatan materi dalam ruang terbatas, yang menjadi analogi penting dalam memahami dinamika ekspansi semesta dalam konteks elastisitas ruang dan tekanan internal.
2.2. Perbandingan dengan Fenomena Lain
Untuk memahami keunikan ketupat dalam dinamika ekspansi, kita membandingkannya dengan empat fenomena lain yang memiliki karakteristik tekanan internal dan respons wadah yang berbeda:
2.2.1. Balon: Ekspansi dengan Wadah yang Elastis
Balon adalah contoh sistem di mana tekanan internal bertambah seiring dengan peningkatan jumlah udara di dalamnya. Dalam hal ini:
