STRINGS THEORY
By
Erianto Rachman at human-earth.blogspot.com
Agak
kembali sedikit ke masa lampau, saat hampir semua fisikawan berbondong-bondong
menyelidiki fisika quantum, ada sebagian kecil, mungkin boleh dikatakan, satu
atau dua orang saja yang tersisa dari seluruh ilmuwan yang ada di dunia ini
yang tidak mengikuti jejak rekan-rekan yang lainnya.
Saat semua orang beranggapan bahwa wujud atom dan partikel berbentuk menyerupai titik atau bola, maka sebagian kecil ilmuwan ini menemukan kemungkinan lain dari persamaan matematis yang membawa mereka pada ide liar bahwa kesalahan fisika selama ini terletak pada ‘bentuk’. Kita telah keliru memandang partikel berbentuk bola. Mereka menemukan bahwa pertikel berbentuk tali atau string.
Lalu apa implikasinya jika pertikel fundamental berbentuk string?
String berukuran sangat kecil, yaitu berjuta-juta kali lebih kecil dari quark. Untuk membayangkan ukuran string yang sangat kecil ini, bayangkanlah bila sebuah atom adalah tata surya kita, maka sebuah string berukuran sebuah pohon di bumi. String super kecil ini yang saking kecilnya dianggap hanya memiliki panjang saja (satu dimensi-ruang) bergetar dan variasi getarannya itulah yang menghasilkan apa yang kita amati sebagai partikel-partikel. Para pengusung teori string ini mengatakan bahwa string adalah satu-satu nya bahan dasar pembentuk ruang dan waktu. Yang kita amati sebagai beraneka ragam partikel itu sebenarnya adalah hasil variasi getar string-string yang sama.
Dengan demikian maka perhitungan atau persamaan matematikanya menjadi berubah sama sekali. Alam fisika quantum yang tadinya mengabaikan forsa gravitasi sekarang dapat menerima forsa gravitasi tersebut sebagai bagian dari persamaan matematisnya. Atau boleh dikatakan telah ditemukan forsa gravitasi di alam quantum. Fisika relativitas dan fisika quantum berhasil disatukan. Teori string diduga kuat sebagai teori pamungkas yang dicari, sebuah teori tunggal yang mampu menjelaskan perilaku alam semesta ini; sebuah teori segala hal.
Bagaimana hal ini bisa terjadi? Bagaimana forsa gravitasi ditemukan dalam persamaan matematika fisika quantum? Untuk menyinggung ini, perlu kita kilas balik sedikit sekelumit sejarah panjang perkembangan teori string.
Teori string tidak terjadi dalam semalam saja. Diawali di tahun 1968, oleh seorang fisikawan muda asal Italy, Gabriele Veneziano, sekarang bekerja untuk CERN, yang mempelajari persamaan matematis yang menjelaskan forsa nuklir kuat. Ditemukannya persamaan ini membuka jalan pada penelitian forsa tersembunyi di inti atom. Kemudian penelitian menggugah ilmuwan lainnya, Leonard Suskind dari Stanford University yang melihat bahwa persamaan tersebut mengindikasikan sesuatu yang tersembunyi, sebuah partikel yang memiliki struktur internal yang bisa melendut dan meregang. Partikel ini bukan berbentuk titik atau bola, namun berbentuk string yang secara alami bergerak lentur. Temuannya ini sempat tidak mendapat tanggapan dari fisikawan lainnya.
John H. Schwarz dan Michael B. Green (Pictures from NOVA)
Adalah seorang fisikawan yang melanjutkan penelitian mengenai string ini, di tahun 1973, yaitu John H. Schwarz dari California Institute of Technology, mengemukakan bahwa jika string ini benar, maka string akan mampu menjelaskan banyak misteri alam ini. Schwarz berhasil menarik perhatian para ilmuwan dunia dan orang mulai banyak bergabung mendalami teori radikal ini.
Namun teori string mengalami kendala besar. Yaitu terdapat beberapa anomali pada perhitungan atau persamaan matematisnya. Pertama, teori string melibatkan sebuah partikel bermassa nol dan partikel tachyon, yaitu partikel yang bergerak lebih cepat dari kecepatan cahaya. Telah disinggung sebelumnya bahwa Teori Relativitas tidak membenarkan adanya obyek yang bergerak melebihi kecepatan cahaya. Teori string sekali lagi nyaris turun pamor.
Michael B. Green dari Cambridge University bergabung dengan Schwarz untuk mengkaji dan membedah persamaan matematis teori string ini lebih dalam. Di tahun 1984 Mereka berhasil meniadakan anomali tersebut. Mereka menemukan bahwa partikel aneh yang menjadi momok teori ini sebenarnya adalah “graviton” yaitu partikel untuk forsa gravitasi. Peristiwa sangat bersejarah ini dikenal sebagai salah satu yang menggemparkan dunia. Schwarz dan Green menemukan forsa gravitasi dalam persamaan mereka. Mereka berhasil gemilang meniadakan anomali.
Lebih banyak lagi orang ikut bergabung melanjutkan perjuangan Schwarz dan Green hingga kemudian sebuah kendala besar dihadapi mereka kembali, yaitu:
Saat semua orang beranggapan bahwa wujud atom dan partikel berbentuk menyerupai titik atau bola, maka sebagian kecil ilmuwan ini menemukan kemungkinan lain dari persamaan matematis yang membawa mereka pada ide liar bahwa kesalahan fisika selama ini terletak pada ‘bentuk’. Kita telah keliru memandang partikel berbentuk bola. Mereka menemukan bahwa pertikel berbentuk tali atau string.
Lalu apa implikasinya jika pertikel fundamental berbentuk string?
String berukuran sangat kecil, yaitu berjuta-juta kali lebih kecil dari quark. Untuk membayangkan ukuran string yang sangat kecil ini, bayangkanlah bila sebuah atom adalah tata surya kita, maka sebuah string berukuran sebuah pohon di bumi. String super kecil ini yang saking kecilnya dianggap hanya memiliki panjang saja (satu dimensi-ruang) bergetar dan variasi getarannya itulah yang menghasilkan apa yang kita amati sebagai partikel-partikel. Para pengusung teori string ini mengatakan bahwa string adalah satu-satu nya bahan dasar pembentuk ruang dan waktu. Yang kita amati sebagai beraneka ragam partikel itu sebenarnya adalah hasil variasi getar string-string yang sama.
Dengan demikian maka perhitungan atau persamaan matematikanya menjadi berubah sama sekali. Alam fisika quantum yang tadinya mengabaikan forsa gravitasi sekarang dapat menerima forsa gravitasi tersebut sebagai bagian dari persamaan matematisnya. Atau boleh dikatakan telah ditemukan forsa gravitasi di alam quantum. Fisika relativitas dan fisika quantum berhasil disatukan. Teori string diduga kuat sebagai teori pamungkas yang dicari, sebuah teori tunggal yang mampu menjelaskan perilaku alam semesta ini; sebuah teori segala hal.
Bagaimana hal ini bisa terjadi? Bagaimana forsa gravitasi ditemukan dalam persamaan matematika fisika quantum? Untuk menyinggung ini, perlu kita kilas balik sedikit sekelumit sejarah panjang perkembangan teori string.
Teori string tidak terjadi dalam semalam saja. Diawali di tahun 1968, oleh seorang fisikawan muda asal Italy, Gabriele Veneziano, sekarang bekerja untuk CERN, yang mempelajari persamaan matematis yang menjelaskan forsa nuklir kuat. Ditemukannya persamaan ini membuka jalan pada penelitian forsa tersembunyi di inti atom. Kemudian penelitian menggugah ilmuwan lainnya, Leonard Suskind dari Stanford University yang melihat bahwa persamaan tersebut mengindikasikan sesuatu yang tersembunyi, sebuah partikel yang memiliki struktur internal yang bisa melendut dan meregang. Partikel ini bukan berbentuk titik atau bola, namun berbentuk string yang secara alami bergerak lentur. Temuannya ini sempat tidak mendapat tanggapan dari fisikawan lainnya.
John H. Schwarz dan Michael B. Green (Pictures from NOVA)
Adalah seorang fisikawan yang melanjutkan penelitian mengenai string ini, di tahun 1973, yaitu John H. Schwarz dari California Institute of Technology, mengemukakan bahwa jika string ini benar, maka string akan mampu menjelaskan banyak misteri alam ini. Schwarz berhasil menarik perhatian para ilmuwan dunia dan orang mulai banyak bergabung mendalami teori radikal ini.
Namun teori string mengalami kendala besar. Yaitu terdapat beberapa anomali pada perhitungan atau persamaan matematisnya. Pertama, teori string melibatkan sebuah partikel bermassa nol dan partikel tachyon, yaitu partikel yang bergerak lebih cepat dari kecepatan cahaya. Telah disinggung sebelumnya bahwa Teori Relativitas tidak membenarkan adanya obyek yang bergerak melebihi kecepatan cahaya. Teori string sekali lagi nyaris turun pamor.
Michael B. Green dari Cambridge University bergabung dengan Schwarz untuk mengkaji dan membedah persamaan matematis teori string ini lebih dalam. Di tahun 1984 Mereka berhasil meniadakan anomali tersebut. Mereka menemukan bahwa partikel aneh yang menjadi momok teori ini sebenarnya adalah “graviton” yaitu partikel untuk forsa gravitasi. Peristiwa sangat bersejarah ini dikenal sebagai salah satu yang menggemparkan dunia. Schwarz dan Green menemukan forsa gravitasi dalam persamaan mereka. Mereka berhasil gemilang meniadakan anomali.
Lebih banyak lagi orang ikut bergabung melanjutkan perjuangan Schwarz dan Green hingga kemudian sebuah kendala besar dihadapi mereka kembali, yaitu:
- Teori
string melibatkan dimensi extra.
Seperti yang kita kenali bersama bahwa kita hidup di alam dengan 3 dimensi-ruang yaitu panjang, lebar, dan tinggi ditambah 1 dimensi waktu menjadikan total = 4 dimensi ruang-waktu. Namun string harus bergerak di lebih dari 3 dimensi ruang itu. String harus bergerak di 9 dimensi ruang. Sehingga menurut teori string, alam yang kita tempati ini sebenarnya memiliki 10 dimensi ruang waktu.
Lalu dimana ke-enam dimensi ruang lainnya? Mengapa kita tidak bisa melihat atau merasakannya? Sekali lagi Kaluza dan Klein mengajukan bahwa 6 dimensi ruang ini berukuran sangat kecil sehingga tidak bisa teRamati.
Namun kemudian orang mulai menerima kehadiran dimensi ektra ini karena memang HARUS ada dimensi extra di alam ini bagi string untuk wujud. Dimensi extra adalah sebuah temuan fenomenal.
- Terdapat 5
teori string.
Ini merupakan masalah besar. Bagaimana sebuah teori segala hal hadir dalam 5 variasi? Setiap teori sama-sama benar namun memiliki perbedaan mendasar pada persamaan matematisnya.
Barulah
Pada tahun 1995, pada konvensi fisika sedunia, seorang fisikawan yang kemudian
menjadi sangat terkenal, yaitu Edward Witten, dari Institute for Advance Study,
mempublikasikan papernya. Edward Witten dijuluki sebagai orang tercerdas di
planet bumi ini dan mendapat julukan “the true successor of Einstein”, ia
berhasil menggabungkan ke-lima teori string menjadi sebuah teori tunggal yaitu
M-Theory.
Witten mengemukakan bahwa kelima teori string itu sebenarnya hanyalah ragam cara melihat suatu hal yang sama. Kita bagaikan berada dalam ruangan gelap gulita dan saling meraba seekor gajah yang sama di depan kita. Sebagian meraba kepalanya, sebagian meraba kakinya, sebagian meraba belalainya dan sebagian meraba badannya, begitu Edward Witten memberikan penerangan di dalam ruangan, barulah orang menyadari bahwa sebenarnya mereka semua meraba seekor gajah yang sama.
Penerangan yang dibawa oleh Witten dalam M-Theory nya ini adalah dengan menghadirkan sebuah dimensi ruang tambahan ke dalam hitungan matematis teori string. Seluruh persamaan menjadi klop dan semuanya mejadi masuk akal. Kini alam kita diyakini oleh string/M-theory memiliki 10 dimensi ruang menjadikannya total 11 dimensi ruang-waktu.
Edward Witten tidak menyebutkan kepanjangan dari “M” itu.
Witten mengemukakan bahwa kelima teori string itu sebenarnya hanyalah ragam cara melihat suatu hal yang sama. Kita bagaikan berada dalam ruangan gelap gulita dan saling meraba seekor gajah yang sama di depan kita. Sebagian meraba kepalanya, sebagian meraba kakinya, sebagian meraba belalainya dan sebagian meraba badannya, begitu Edward Witten memberikan penerangan di dalam ruangan, barulah orang menyadari bahwa sebenarnya mereka semua meraba seekor gajah yang sama.
Penerangan yang dibawa oleh Witten dalam M-Theory nya ini adalah dengan menghadirkan sebuah dimensi ruang tambahan ke dalam hitungan matematis teori string. Seluruh persamaan menjadi klop dan semuanya mejadi masuk akal. Kini alam kita diyakini oleh string/M-theory memiliki 10 dimensi ruang menjadikannya total 11 dimensi ruang-waktu.
Edward Witten tidak menyebutkan kepanjangan dari “M” itu.
Braneworlds
M-theory mengemukakan bahwa:
- String
merupakan tali super kecil yang memiliki panjang saja (1 dimensi) dengan
kedua ujungnya terbuka (open loop).
- Terdapat
string yang melar hinga memiliki panjang dan lebar (2-dimensi), membentuk
membrane (disingkat, “brane”) atau sebuah lembaran super tipis. Kita sebut
ini sebagai 2-brane. Sedangkan string 1 dimensi disebut dengan 1-brane.
- Kedua
ujung string 1-brane harus melekat / bertumpu pada 2-brane.
Perbedaan
signifikan terjadi setelah hadirnya M-Theory adalah bahwa orang mulai
meninggalkan gambaran dimensi extra yang terpilin sangat kecil itu. M-Theory
memberi gambaran pada kemungkinan yang berlawanan, yaitu bahwa dimensi-ruang
extra itu berukuran sangat besar. Kita mungkin hidup di alam semesta 3
diemensi-ruang yang berada di dalam sebuah dimensi-ruang yang lebih besar lagi.
Bahwa alam semesta kita berupa membrane 3 dimensi ruang atau 3-brane, dan alam
3-brane kita berada di dalam alam berdimensi lebih tinggi – yaitu alam 4
dimensi-ruang atau 4-brane.
Agar lebih mudah mengerti konsep membrane ini, bayangkanlah bahwa layar televisi anda adalah sebuah dunia dua dimensi. Pemain film di dalam televisi hidup di alam dengan 2 dimensi-ruang saja (hanya memiliki dimensi panjang dan lebar) mereka tidak memiliki dimensi ruang ke-tiga. Mereka tidak tau dan tidak menyadarinya. Jarak antara mata anda ke layar televisi adalah sebuah dimensi-ruang ke-tiga yang tidak dimiliki alam dalam televisi itu. Atau boleh saya dikatakan bahwa untuk menemukan dimensi extra, maka makhluk yang hidup di dimensi layar televisi harus keluar dari layar televisi tersebut.
Sampai tahap ini apakah anda sudah bisa membayangkannya? Sekarang coba bayangkan alam semesta kita adalah layar televisi tersebut. Televisi dengan 3 dimensi ruang. Maka jarak antara pengamat lain di luar televisi ke layar televisi itu adalah dimensi ruang ke-empat yang tidak dimiliki oleh alam kita. Alam di luar alam kita adalah sebuah alam semesta yang memiliki 4 dimensi-ruang.
Sekarang bayangkan bila alam semesta dengan 4 dimensi-ruang itu adalah sebuah layar televisi. Maka jarak antara pengamat lain di luar televisi ke layar televisi itu adalah dimensi ruang ke-lima yang tidak dimiliki oleh alam 4 dimensi-ruang.
Demikian seterusnya.
Marilah kita lanjutkan membayangkan dengan cara yang sama ke alam semesta kita.
Alam semesta kita yaitu 3-brane berada di membrane yang lebih tinggi; 4 brane. Atau boleh saya katakan alam 3-brane kita dibungkus oleh alam 4-brane. M-Theory mengatakan bahwa alam 3-brane kita memiliki kemungkinan exist berdampingan dengan alam 3-brane lainnya (parallel universe). Ada berapa banyak parallel universe? Tidak ada yang tau.
Lalu dimana dimensi 5, 6, 7, 8, 9, dan 10?
Mari kita lanjutkan lagi membayangkannya. Bila alam 3-brane dibungkus alam 4-brane, maka:
Alam 3-brane dibungkus oleh alam 4-brane (lapis 1)
Alam 4-brane dibungkus oleh alam 5-brane (lapis 2)
Alam 5-brane dibungkus oleh alam 6-brane (lapis 3)
Alam 6-brane dibungkus oleh alam 7-brane (lapis 4)
Alam 7-brane dibungkus oleh alam 8-brane (lapis 5)
Alam 8-brane dibungkus oleh alam 9-brane (lapis 6)
Alam 9-brane dibungkus oleh alam 10-brane (lapis 7)
Alam semesta kita dibungkus oleh alam lainnya yang berdimensi-ruang lebih tinggi. Dan di setiap membrane terdapat parallel universe.
String terbuka (opened-loop string) yang kedua ujungnya tertambat pada membrane. (Picture from NOVA)
Agar lebih mudah mengerti konsep membrane ini, bayangkanlah bahwa layar televisi anda adalah sebuah dunia dua dimensi. Pemain film di dalam televisi hidup di alam dengan 2 dimensi-ruang saja (hanya memiliki dimensi panjang dan lebar) mereka tidak memiliki dimensi ruang ke-tiga. Mereka tidak tau dan tidak menyadarinya. Jarak antara mata anda ke layar televisi adalah sebuah dimensi-ruang ke-tiga yang tidak dimiliki alam dalam televisi itu. Atau boleh saya dikatakan bahwa untuk menemukan dimensi extra, maka makhluk yang hidup di dimensi layar televisi harus keluar dari layar televisi tersebut.
Sampai tahap ini apakah anda sudah bisa membayangkannya? Sekarang coba bayangkan alam semesta kita adalah layar televisi tersebut. Televisi dengan 3 dimensi ruang. Maka jarak antara pengamat lain di luar televisi ke layar televisi itu adalah dimensi ruang ke-empat yang tidak dimiliki oleh alam kita. Alam di luar alam kita adalah sebuah alam semesta yang memiliki 4 dimensi-ruang.
Sekarang bayangkan bila alam semesta dengan 4 dimensi-ruang itu adalah sebuah layar televisi. Maka jarak antara pengamat lain di luar televisi ke layar televisi itu adalah dimensi ruang ke-lima yang tidak dimiliki oleh alam 4 dimensi-ruang.
Demikian seterusnya.
Marilah kita lanjutkan membayangkan dengan cara yang sama ke alam semesta kita.
Alam semesta kita yaitu 3-brane berada di membrane yang lebih tinggi; 4 brane. Atau boleh saya katakan alam 3-brane kita dibungkus oleh alam 4-brane. M-Theory mengatakan bahwa alam 3-brane kita memiliki kemungkinan exist berdampingan dengan alam 3-brane lainnya (parallel universe). Ada berapa banyak parallel universe? Tidak ada yang tau.
Lalu dimana dimensi 5, 6, 7, 8, 9, dan 10?
Mari kita lanjutkan lagi membayangkannya. Bila alam 3-brane dibungkus alam 4-brane, maka:
Alam 3-brane dibungkus oleh alam 4-brane (lapis 1)
Alam 4-brane dibungkus oleh alam 5-brane (lapis 2)
Alam 5-brane dibungkus oleh alam 6-brane (lapis 3)
Alam 6-brane dibungkus oleh alam 7-brane (lapis 4)
Alam 7-brane dibungkus oleh alam 8-brane (lapis 5)
Alam 8-brane dibungkus oleh alam 9-brane (lapis 6)
Alam 9-brane dibungkus oleh alam 10-brane (lapis 7)
Alam semesta kita dibungkus oleh alam lainnya yang berdimensi-ruang lebih tinggi. Dan di setiap membrane terdapat parallel universe.
String terbuka (opened-loop string) yang kedua ujungnya tertambat pada membrane. (Picture from NOVA)
Graviton
M-Theory diterima luas sebagai teori elegan dengan keindahan matematika tingkat tinggi. Inilah sebuah wujud pencapaian peradaban manusia terkini.
Untuk melengkapi pemaparan saya, saya akan singgung sedikit lagi kelanjutan atau perkembangan dari teori ini.
String
dipercaya memiliki bentuk open-loop atau kedua ujungnya terbuka dan menumpu
pada membrane lain. Namun diyakini ada pula string dengan ujungya saling
bertautan (besambung) sehingga membentuk closed-loop. Dengan ujung yang tidak
bebas ini maka string jenis ini tidak bisa bertumpu pada membrane. Jenis string
seperti ini bebas melayang ke ruang mana saja dan menyebrang ke membrane lain.
String dengan closed-loop ini adalah Graviton.
Masih
ingat forsa gravitasi yang dianggap paling lemah diantara forsa yang lainnya?
Dengan sifat graviton yang bebas itu maka forsa gravitasi sesungguhnya sangat
kuat, bahkan mungkin sama kuatnya dengan forsa Electromagnetic. Ia tampak lemah
karena sebagian kekuatan forsa gravitasi mampu menyebrang ke brane lainnya
dengan bebas.
Graviton adalah satu-satunya partikel saat ini yang diyakini bebas bergerak menyebrang ke membrane lainnya. Forsa lainnya tidak bisa meninggalkan suatu membrane. Sehingga tidak mungkin kita bisa melihat alam brane lain atau parallel universe karena cahaya tidak dapat keluar dari membrane. Forsa nuklir kuat, forsa nuklir lemah, Electromagnetic dan cahaya terperangkap di dalam sebuah membrane.
Satu hal yang menjadi perhatian dunia adalah membuktikan keberadaan string melalui percobaan laboratorium. String adalah teori elegan yang belum terbukti melalui experimen. Namun dengan syarat yang ditentukan oleh teori ini sendiri, terbuka peluang untuk membuktikannya dan upaya pembuktian ini menjadi prioritas utama. Antara lain adalah sedang berjalannya usaha bersama antara Massachusetts Institute of Technology (MIT) dengan California Intitute of Technology (CIT) dan didanai oleh The National Science Foundation membangun sebuah Observatory raksasa yang bukan berbasis cahaya maupun radio, melainkan berbasis forsa gravitasi. Harapannya adalah terdeteksinya graviton yang muncul semerta-merta membawa signature dari alam semesta membrane lain. Wahana ini dinamakan Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory (LIGO). Juga direncanakan untuk dibangun Versi luar angaksa dari LIGO, adalah Laser Interferometer Space Antenna (LISA).
Ilustrasi Graviton bergerak meninggalkan membrane (picture source: NOVA)
Usaha lainnya sedang dilakukan Fermilab, sebuah laboratorium di Illinois yang memiliki atom smasher, yaitu sebuah Akselerator Partikel yang berfungsi untuk mempercepat inti atom hydrogen dalam suatu lintasan sepanjang 4 mil untuk kemudian ditabrakkan dengan inti atom Hydrogen lain ujung lintasan. Inti atom yang ditabrakkan akan terpecah dan menghasilkan siRaman partikel-partikel yang lebih kecil. Sebelum M-Theory, ilmuwan hanya berusaha mengindentifikasi siRaman partikel-partikel baru tersebut, namun kali ini mereka berusaha mendeteksi partikel graviton yang muncul saat terjadi tabrakan. Namun graviton akan muncul hanya sekejap karena graviton yang berdiri sendiri akan langsung menyeberang ke membrane lain. Graviton yang muncul dan hilang hanya dalam sekejap ini tidak akan memberi kesempatan pengamat untuk mendeteksinya. Untuk mengatasi ini maka pendeteksian graviton ditandai dengan absen-nya partikel tersebut sesaat setelah tabrakan.
Fermilab (Picture source: NOVA)
Hal serupa akan disusul oleh sebuah atom smasher raksasa yang sedang dalam tahap pembangunan yang memiliki kekuatan 7 kali lebih besar dibandingkan dengan yang dimiliki Fermilab. Atom smasher dan Akselerator Partikel raksasa ini adalah milik CERN, Swiss.
Large Hadron Collider (LHC) milik CERN, akselerator partikel terbesar di dunia
(Picture source: NOVA)
Jutaan dollar telah dikeluarkan untuk pembangunan alat-alat raksasa tersebut dan mereka saling berlomba sebagai yang pertama kali menemukan graviton. Jika graviton ditemukan, maka teori string kukuh dan benar dengan seluruh impllikasinya; braneworlds yang meggambarkan alam semesta kita ini berlapis dengan 11 dimensi ruang-waktu adalah benar. Dan alam semesta ini bisa terjelaskan dengan sebuah teori tunggal, “Theory of Everything”.
Membranes (Picture from NOVA)
Zero-Brane
Perkembangan lain dari String/M-Theory adalah munculnya sekelompok ilmuwan yang menemukan kejanggalan atas statement bahwa string adalah satu-satunya ingredient atau bahan dasar pembentuk ruang dan waktu. Pertanyaan mereka adalah, jika string perlu ruang dan waktu untuk bergetar dan bergerak, bagaiman bisa mereka dinobati sebagai bahan dasar pembentuk ruang-waktu?
Jikapun harus ada bahan dasar yang paling fundamental yang membentuk ruang-waktu, maka entity ini haruslah tidak terikat oleh ruang-waktu, atau space-less and time-less entity . Entity semacam ini tidak mungkin berbentuk string, melainkan sebuah titik tanpa dimensi atau berdimensi nol; Zero-Brane Entity. Usulan ini patut mendapat perhatian karena usulan ini meng-klaim bahwa string bukanlah bahan fundamental pembentuk ruang waktu.
Zero-Brane yang berbentuk titik tanpa dimensi ini haruslah teratur menandai setiap titik pada ruang namun tidak terikat oleh ruang. Titik-titik teratur bagai grid. Teori ini dikenal sebagai Matrix Theory. “M” sebagai “Matrix” dari M-theory.
Kesimpulan
Sampailah saya pada bab kesimpulan yang saya persiapkan untuk menyimpulkan serta memberi pendapat atau usulan kepada pembaca sebagai bahan pemikiran dan diskusi.
Dulu Stephen Hawking pernah bertanya, jika ruang dan waktu akan hancur suatu saat nanti dalam sebuah kehancuran besar atau Big Crunch maka dimana letak Tuhan? Hawking mendapat julukan atheis (tidak percaya Tuhan). Namun saya pun pernah menanyakan hal serupa. Seorang teman memperingatkan saya agar berhati-hati dan menghindari diri dari kekafiran. Tapi saya yakin kita adalah manusia ciptaan Tuhan yang diberi karunia otak yang berkemampuan mempertanyakan pertanyaan tersebut. Lalu kenapa harus jadi kafir karenanya?
Keyakinan dan rasa ingin tau saya, saya salurkan dengan mempelajari ilmu-ilmu kebatinan, fisika, serta melakukan wawancara kepada beberapa pemuka agama. Kesimpulan yang saya dapat adalah yang tertuang di dalam tulisan saya ini.
Orang mengatakan bahwa Tuhan itu lebih besar dari alam semesta ini. Ia tidak mungkin hancur oleh ciptaanNya sendiri. Benar! Saya setuju, lalu tentunya ada penjelasan logis yang menempatkan Tuhan di posisi yang Maha Besar itu.
Di alam semesta yang kita tempati ini, kita hidup di sebuah planet bernama bumi. Bumi dan planet-planet lannya mengorbit mengelilingi matahari. Ini sebuah tata-surya. Tata surya kita ini adalah satu dari milyaran tata surya lain dalam sebuah galaksi yang bernama bima sakti. Galaksi Bima sakti adalah satu dari milyaran galaksi lain dalam sebuah cluster galaksi. Dan cluster galaksi tersebut merupakan satu dari milyaran cluster galaksi lainnya. Seluas itulah alam semesta kita. Dan Bumi bagai sebuah debu yang sangat kecil. Perjalanan ilmu pengetahuan manusia telah melawati tapal batas alam semesta ini dan sekarang sedang berusaha menyeberang ke alam semesta lainnya yang berdimensi lebih.
Mampukah manusia menembus hingga 10-braneworlds (alam semesta paling tertinggi)? Apakah kita akan menemukan Tuhan di sana?
Graviton adalah satu-satunya partikel saat ini yang diyakini bebas bergerak menyebrang ke membrane lainnya. Forsa lainnya tidak bisa meninggalkan suatu membrane. Sehingga tidak mungkin kita bisa melihat alam brane lain atau parallel universe karena cahaya tidak dapat keluar dari membrane. Forsa nuklir kuat, forsa nuklir lemah, Electromagnetic dan cahaya terperangkap di dalam sebuah membrane.
Satu hal yang menjadi perhatian dunia adalah membuktikan keberadaan string melalui percobaan laboratorium. String adalah teori elegan yang belum terbukti melalui experimen. Namun dengan syarat yang ditentukan oleh teori ini sendiri, terbuka peluang untuk membuktikannya dan upaya pembuktian ini menjadi prioritas utama. Antara lain adalah sedang berjalannya usaha bersama antara Massachusetts Institute of Technology (MIT) dengan California Intitute of Technology (CIT) dan didanai oleh The National Science Foundation membangun sebuah Observatory raksasa yang bukan berbasis cahaya maupun radio, melainkan berbasis forsa gravitasi. Harapannya adalah terdeteksinya graviton yang muncul semerta-merta membawa signature dari alam semesta membrane lain. Wahana ini dinamakan Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory (LIGO). Juga direncanakan untuk dibangun Versi luar angaksa dari LIGO, adalah Laser Interferometer Space Antenna (LISA).
Ilustrasi Graviton bergerak meninggalkan membrane (picture source: NOVA)
Usaha lainnya sedang dilakukan Fermilab, sebuah laboratorium di Illinois yang memiliki atom smasher, yaitu sebuah Akselerator Partikel yang berfungsi untuk mempercepat inti atom hydrogen dalam suatu lintasan sepanjang 4 mil untuk kemudian ditabrakkan dengan inti atom Hydrogen lain ujung lintasan. Inti atom yang ditabrakkan akan terpecah dan menghasilkan siRaman partikel-partikel yang lebih kecil. Sebelum M-Theory, ilmuwan hanya berusaha mengindentifikasi siRaman partikel-partikel baru tersebut, namun kali ini mereka berusaha mendeteksi partikel graviton yang muncul saat terjadi tabrakan. Namun graviton akan muncul hanya sekejap karena graviton yang berdiri sendiri akan langsung menyeberang ke membrane lain. Graviton yang muncul dan hilang hanya dalam sekejap ini tidak akan memberi kesempatan pengamat untuk mendeteksinya. Untuk mengatasi ini maka pendeteksian graviton ditandai dengan absen-nya partikel tersebut sesaat setelah tabrakan.
Fermilab (Picture source: NOVA)
Hal serupa akan disusul oleh sebuah atom smasher raksasa yang sedang dalam tahap pembangunan yang memiliki kekuatan 7 kali lebih besar dibandingkan dengan yang dimiliki Fermilab. Atom smasher dan Akselerator Partikel raksasa ini adalah milik CERN, Swiss.
Large Hadron Collider (LHC) milik CERN, akselerator partikel terbesar di dunia
(Picture source: NOVA)
Jutaan dollar telah dikeluarkan untuk pembangunan alat-alat raksasa tersebut dan mereka saling berlomba sebagai yang pertama kali menemukan graviton. Jika graviton ditemukan, maka teori string kukuh dan benar dengan seluruh impllikasinya; braneworlds yang meggambarkan alam semesta kita ini berlapis dengan 11 dimensi ruang-waktu adalah benar. Dan alam semesta ini bisa terjelaskan dengan sebuah teori tunggal, “Theory of Everything”.
Membranes (Picture from NOVA)
Zero-Brane
Perkembangan lain dari String/M-Theory adalah munculnya sekelompok ilmuwan yang menemukan kejanggalan atas statement bahwa string adalah satu-satunya ingredient atau bahan dasar pembentuk ruang dan waktu. Pertanyaan mereka adalah, jika string perlu ruang dan waktu untuk bergetar dan bergerak, bagaiman bisa mereka dinobati sebagai bahan dasar pembentuk ruang-waktu?
Jikapun harus ada bahan dasar yang paling fundamental yang membentuk ruang-waktu, maka entity ini haruslah tidak terikat oleh ruang-waktu, atau space-less and time-less entity . Entity semacam ini tidak mungkin berbentuk string, melainkan sebuah titik tanpa dimensi atau berdimensi nol; Zero-Brane Entity. Usulan ini patut mendapat perhatian karena usulan ini meng-klaim bahwa string bukanlah bahan fundamental pembentuk ruang waktu.
Zero-Brane yang berbentuk titik tanpa dimensi ini haruslah teratur menandai setiap titik pada ruang namun tidak terikat oleh ruang. Titik-titik teratur bagai grid. Teori ini dikenal sebagai Matrix Theory. “M” sebagai “Matrix” dari M-theory.
Kesimpulan
Sampailah saya pada bab kesimpulan yang saya persiapkan untuk menyimpulkan serta memberi pendapat atau usulan kepada pembaca sebagai bahan pemikiran dan diskusi.
Dulu Stephen Hawking pernah bertanya, jika ruang dan waktu akan hancur suatu saat nanti dalam sebuah kehancuran besar atau Big Crunch maka dimana letak Tuhan? Hawking mendapat julukan atheis (tidak percaya Tuhan). Namun saya pun pernah menanyakan hal serupa. Seorang teman memperingatkan saya agar berhati-hati dan menghindari diri dari kekafiran. Tapi saya yakin kita adalah manusia ciptaan Tuhan yang diberi karunia otak yang berkemampuan mempertanyakan pertanyaan tersebut. Lalu kenapa harus jadi kafir karenanya?
Keyakinan dan rasa ingin tau saya, saya salurkan dengan mempelajari ilmu-ilmu kebatinan, fisika, serta melakukan wawancara kepada beberapa pemuka agama. Kesimpulan yang saya dapat adalah yang tertuang di dalam tulisan saya ini.
Orang mengatakan bahwa Tuhan itu lebih besar dari alam semesta ini. Ia tidak mungkin hancur oleh ciptaanNya sendiri. Benar! Saya setuju, lalu tentunya ada penjelasan logis yang menempatkan Tuhan di posisi yang Maha Besar itu.
Di alam semesta yang kita tempati ini, kita hidup di sebuah planet bernama bumi. Bumi dan planet-planet lannya mengorbit mengelilingi matahari. Ini sebuah tata-surya. Tata surya kita ini adalah satu dari milyaran tata surya lain dalam sebuah galaksi yang bernama bima sakti. Galaksi Bima sakti adalah satu dari milyaran galaksi lain dalam sebuah cluster galaksi. Dan cluster galaksi tersebut merupakan satu dari milyaran cluster galaksi lainnya. Seluas itulah alam semesta kita. Dan Bumi bagai sebuah debu yang sangat kecil. Perjalanan ilmu pengetahuan manusia telah melawati tapal batas alam semesta ini dan sekarang sedang berusaha menyeberang ke alam semesta lainnya yang berdimensi lebih.
Mampukah manusia menembus hingga 10-braneworlds (alam semesta paling tertinggi)? Apakah kita akan menemukan Tuhan di sana?
Ada
ketentuan yang telah saya singgung di atas; Tuhan tidak mungkin terbelenggu
oleh ciptaanNya sendiri. Tuhan tidak mungkin berada di dalam salah satu-pun
ruang membrane/braneworlds. Tuhan tentunya juga tidak mungkin terikat oleh
“waktu” yang diciptakannya sendiri. Tuhan adalah sebuah entity yang terbebas
dari ruang dan waktu. Tuhan pastilah menguasai sebuah realm dimana ruang dan
waktu tidak relevant; The Zero-Brane Entity.
Lain-lain
Ide untuk kajian-kajian lain memenuhi kepala saya saat itu, seperti; Bagaimana manusia bisa menyeberang ke alam brane lain sedangkan cahaya saja tidak mampu menembusnya? Bagaimana Malaikat hilir mudik dengan mudahnya dari satu brane ke brane yang lainnya Seberapa kuasanyakah manusia untuk bisa menguasai itu semua?
Dibawah ini adalah hasil diskusi saya bersama rekan-rekan saya;
Tidak ada partikel yang mampu pergi ke alam brane lain selain graviton. Bilapun mungkin ada partikel lain yang memiliki string tertutup (closed-loop), saat ini kita tidak mengetahuinya. Tapi katakanlah demikian, maka untuk bisa menyeberang ke alam brane lain adalah dengan cara membungkus diri kita dengan graviton. Teman saya memberi ide mungkin kita harus berubah wujud dulu menjadi suatu zat dengan string tertutup, barulah kita bisa pergi ke brane lain. Atau mungkin zat inilah yang disebut sebagai ruh? Ruh adalah sebuah zat dengan string tertutup? Ini berarti bahwa untuk pergi ke brane lain kita harus mati dulu?
Yang terbayangkan, entity dengan dimensi lebih sedikit (misalkan alam 3 dimensi-ruang kita), bila pergi ke alam yang berdimensi lebih banyak (misal alam berdimensi-ruang 4) akan kekurangan substance dan tidak akan berwujud di alam tersebut. Seperti cara membayangkan alam di dalam televisi yang orang di dalamnya keluar ke alam 3 dimensi, maka bagaimana bentuk orang yang hanya memiliki 2 dimensi itu berada di alam 3 dimensi ini?. Kita bisa bayangkan ia hanya akan berwujud lembaran sangat tipis dan tidak mungkin bisa exist di alam ini.
Begitu pula kita apabila ingin pergi ke alam brane lain yang lebih tinggi, maka tidak mungkin kita pergi utuh dengan jasad kita seperti apa adanya. Maka usulan yang terdengar paling tepat adalah dengan berubah wujud terlebih dulu menjadi zat yang mampu exist di alam brane manapun.
Dan katakanlah kita mampu berubah wujud menjadi zat netral tersebut, apakah kita masih bisa pergi ke Zero-Brane? Tidak. Mengapa? Karena zat kita itu akan masih memerlukan ruang dan waktu untuk exist.
Saya meyakini bila manusia menguasai braneworlds, maka manusia menguasai dan menyatu dengan alam. Pada tingkat keDewasaan seperti ini, seharusnya tingkat kebijaksanaan manusia sudah mencapai kesempurnaan yang diperlukan untuk bersatu dengan alam ini di semua tingkat brane. Tidak ada lagi dinding pemisah antara yang fisik dan yang metafisik. Manusia akan mampu mendengar tawa bintang, tangisan pohon, serta percakapan semut termasuk keluhan batu-batuan. Manusia akan memimpin alam ini secara total.
Saya tutup tulisan saya sampai disini. Semoga bisa terbangkitkan rasa ingin tau anda dan ikut mencari penjelasan atas kebenaran-kebenaran itu menurut cara anda sendiri.
Sources:
- Book:
"The Fabric of the Cosmos" by Brian Greene
- Book:
"The Elegant Universe" by Brian Greene
- Movie:
"The Elegant Universe" by NOVA
- Other
sources from religious books
- Interviews
- Personal/self
Deduction
Tidak ada komentar:
Posting Komentar