Wednesday, April 25, 2012

The Hidden Reality

Dari Buku The Hidden Reality oleh Brian Greene

Alam semesta kita mungkin sangat besar – tetapi terbatas. Atau mungkin jauh jauh lebih besar lagi dan tidak terbatas.

Keduanya, kata fisikawan Brian Greene, adalah kemungkinan, tetapi jika yang terakhir ini benar, maka begitu juga yang sebaliknya: Ada banyak cara materi dapat mengatur dirinya sendiri dalam alam semesta yang tak terbatas ini. Kenyataannya, materi harus mengulang dan mengatur dirinya dalam cara yang sama. Jadi jika alam semesta ini adalah besar tak terhingga, ada juga tempat bagi alam semesta paralel yang tak terbatas.

Tidakkah ini terdengar membingungkan? Cobalah bayangkan ini:

Pikirkan alam semesta seperti setumpuk kartu.

“Sekarang, jika Anda mengocok kartu tersebut, ada begitu banyak  kemungkinan yang bisa terjadi,” kata Greene. “Jika anda mengocok terus-menerus berulang kali, susunannya akan mengulangi lagi.  Demikian pula dengan alam semesta yang tak terbatas ini yang hanya jumlah terbatas terdiri dari materi kompleks, inilah cara dimana materi tersebut mengatur dirinya sendiri untuk mengulang.”

Greene, penulis dari buku The Elegant Universe dan The Fabric dari Cosmos, menangani keberadaan alam semesta banyak ini dalam buku terbarunya, The Hidden Reality: Parallel Universes and the Deep Laws of the Cosmos

Penemuan terbaru dalam fisika dan astronomi, katanya, menunjuk pada gagasan bahwa alam semesta kita mungkin hanyalah salah satu dari banyak alam semesta lain yang mengisi suatu multiverse yang lebih megah.

“Anda hampir tidak dapat menghindari beberapa versi multiverse dalam studi Anda jika Anda mau mendalami deskripsi matematis dari alam semesta fisik,” katanya. “Ada banyak dari kita berpikir hanya ada satu versi dari teori alam semesta paralel atau yang lain. Telah banyak usaha untuk sampai ke gagasan yang jauh ini. Tetapi jika gagasan ini benar, itu adalah pergolakan fantastis dalam pemahaman kita.“

Bagaimana Mekanika Kuantum dan Relativitas Umum Mengambil Bagian

Greene berpikir bahwa kunci untuk memahami multiverses berasal dari teori string, bidang fisika yang ia telah pelajari selama 25 tahun terakhir.

Singkatnya, teori string berusaha untuk mendamaikan konflik matematis antara dua ide yang sudah diterima sebelumnya dalam fisika: mekanika kuantum dan teori relativitas.

“Teori relativitas Einstein melakukan pekerjaan yang fantastis untuk menjelaskan hal-hal dalam skala besar,” kata Greene. “Mekanika kuantum juga fantastis untuk menjelaskan ujung lain dari spektrum – yaitu  materi-materi yang sangat kecil. Masalah besarnya adalah bahwa setiap teori sangat bagus untuk menjelaskan wilayahnya masing-masing, tetapi ketika mereka saling berhadapan, mereka sangat bertentangan, dan secara matematika sangat jauh terpisah satu sama lain.”

Teori string mampu menyatukan inkonsistensi matematika yang ada saat ini antara mekanika kuantum dan teori relativitas. Teori ini berpendapat bahwa seluruh alam semesta dapat dijelaskan oleh sebuah string, yang sangat-sangat kecil yang bergetar dalam 10 atau 11 dimensi – dimensi yang kita tidak bisa melihatnya. Jika itu benar ada, itu bisa menjelaskan segala sesuatu di alam semesta ini secara harfiah – mulai dari partikel subatomik hingga hukum kecepatan dan gravitasi.

Jadi, apa hubungannya dengan kemungkinan bahwa multiverse itu ada?

“Ada beberapa multiverse yang dihasilkan dari studi teori string,” kata Greene. “Dalam teori string, string yang kita bicarakan tidak hanya entitas yang teori ini memungkinkan. Teori ini juga memungkinkan benda-benda yang terlihat ini seperti karpet terbang raksasa, atau membran, yang merupakan permukaan dua dimensi. Dan apa artinya ini, di dalam string teori, adalah bahwa kita mungkin berada di salah satu permukaan raksasa ini, dan ada permukaan lain2nya yang mengambang di angkasa luar sana. “

Teori itu, menurutnya, mungkin dapat diuji di Large Hadron Collider (LHC) di CERN, Organisasi Eropa untuk Riset Nuklir.

“Jika kita tinggal di salah satu membran raksasa ini, maka yang berikut ini dapat terjadi: Ketika Anda membenturkan dua partikel bersama-sama – seperti yang sedang dilakukan di LHC – beberapa sisa dari tabrakan tersebut bisa dikeluarkan dari membran kita dan sisa tersebut keluar ke dalam kosmos yang lebih besar di mana membran kita mengapung, “katanya.  “Jika itu terjadi, sisa-sisa tersebut akan menarik beberapa energi. Jadi jika kita mengukur jumlah energi yang tepat sebelum proton itu bertabrakan dan membandingkannya dengan jumlah energi setelah mereka bertabrakan, jika ada sedikit energi yang berkurang setelahnya -. Dan kekurangan itu diukur dengan cara yang tepat – itu akan menunjukkan bahwa beberapa partikel telah berpindah, yang menunjukkan bahwa gambaran tentang membran tersebut adalah benar “.

Greene menjelaskan bahwa ketika ia mulai mempelajari teori string dan alam semesta paralel, itu bukan karena berharap suatu hari ia bisa mengukur energi di CERN atau mengembangkan persamaan matematika baru. Dia hanya menyukai ide tersebut, katanya, ide mempelajari sesuatu pada skala besar.

“Kita sedang mencoba untuk berbicara bukan hanya tentang alam semesta tapi mungkin banyak alam semesta lainnya – tapi semua dalam kerangka kerja logis yang memungkinkan kita untuk membuat beberapa pernyataan definitif,” katanya. “Bagi saya, itu sangat menarik, untuk melangkah ke luar dari keseharian kita dan benar-benar melihat alam semesta, yang dalam istilah matematika, pada skala yang megah.”

Buku ini merupakan eksplorasi kemungkinan adanya semesta-semesta paralel lain, dan dianggap sebagai perjalanan melalui ilmu alam semesta paralel.

Alam semesta dan banyak alam semesta

Ada suatu masa ketika “alam semesta” yang tampak ini berarti “semua yang ada.” Semuanya. Keseluruhan. Gagasan lebih dari satu jagad, lebih dari satu segalanya, tampaknya akan menjadi kontradiksi saat itu. Namun berbagai perkembangan teori saat ini secara bertahap memenuhi syarat penafsiran terhadap “alam semesta banyak ini. “Bagi fisikawan, arti kata ini sekarang sangat tergantung pada konteks. Kadang-kadang “alam semesta” masih berkonotasi mutlak semuanya. Kadang-kadang hanya mengacu kepada bagian-bagian dari segala sesuatu yang secara umum pada prinsipnya kita bisa mengaksesnya. Kadang-kadang ini diterapkan pada alam yang terpisah, yang sebagian atau sepenuhnya, sementara atau permanen, tidak dapat diakses oleh kita; dalam pengertian ini, kata semesta mewakili bagian dari koleksi dari yang besar, mungkin yang besar tak terhingga,.

Dengan hegemoni “alam semesta” yang telah di reduksi oleh kita, memberikan cara untuk memperkenalkan istilah lain untuk menangkap gambaran lebih luas yang merupakan totalitas dari semua realitas yang mungkin digambarkan. Dunia paralel atau alam semesta paralel atau alam semesta banyak atau alam semesta beberapa alternatif atau, metaverse megaverse, atau multiverse. – mereka semua identik dan mereka adalah kata yang digunakan untuk merangkul tidak hanya alam semesta kita tetapi spektrum lain yang mungkin ada di luar sana.

Anda akan melihat bahwa istilah tersebut terlihat agak kabur. Apakah sebenarnya yang merupakan dunia atau alam semesta? Kriteria apa yang digunakan untuk membedakan alam yang merupakan bagian yang berbeda dari alam semesta tunggal dari yang diklasifikasikan sebagai alam semesta kita sendiri? Mungkin suatu hari nanti pemahaman kita tentang alam semesta banyak akan cukup matang bagi kita untuk memiliki jawaban yang tepat untuk pertanyaan ini. Untuk saat ini, kita akan menggunakan pendekatan terkenal yang diterapkan oleh Hakim Potter Stewart saat mencoba untuk mendefinisikan pornografi. Ketika Mahkamah Agung AS bergumul mati-matian untuk menggambarkan sebuah standar, Stewart menyatakan dengan sederhana dan tegas, “Aku tahu ketika aku melihatnya.”

Pada akhirnya, pelabelan satu alam atau alam alam semesta paralel lain hanyalah masalah bahasa.  Yang penting adalah apa yang menjadi inti dari subjek, apakah terdapat alam yang menantang konvensi dengan menyarankan bahwa apa yang kita telah lama kita anggap sebagai alam semesta hanyalah satu komponen dari sebuah realitas yang jauh lebih besar, mungkin jauh lebih asing, dan sebagian besar tersembunyi.

Selama setengah abad terakhir, ilmu pengetahuan telah memberikan cara yang cukup di mana kemungkinan ini dapat diwujudkan.

Variasi alam semesta paralel

Sebuah fakta yang mencolok (itu bagian dari apa yang mendorong saya untuk menulis buku ini) adalah bahwa banyak dari perkembangan utama dalam fisika teoritis fundamental – fisika relativistik, fisika kuantum, fisika kosmologi, fisika terpadu, fisika komputasi – telah menyebabkan kita untuk mempertimbangkan berbagai alam semesta paralel. Buku ini memberikan jejak narasi tentang sembilan variasi pada tema multiverse. Setiap variasi membayangkan alam semesta kita sebagai bagian dari keseluruhan yang tak terduga lebih besar, tetapi corak keseluruhan yang dan sifat alam semesta tersebut berbeda tajam diantara mereka. Dalam beberapa variasi, alam semesta paralel ini terpisah dari kita secara ruang atau waktu, pada variasi yang lain, mereka hanya berjarak bebarapa milimeter; pada variasi lain, gagasan tentang lokasi mereka dianggap tidak memiliki makna atau tidak diperlukan. Demikian juga berbagai kemungkinan serupa tentang hukum yang mengatur alam semesta paralel ini. Dalam beberapa variasi, hukumnya adalah sama seperti semesta kita; pada variasi lain, mereka tampak berbeda namun memiliki hukum yang mirip; pada variasi lain, hukumnya memiliki suatu bentuk dan struktur yang sama sekali berbeda dengan apa yang pernah kita temui. Ini sekaligus menggambarkan betapa banyaknya realitas luas mungkin bisa dibayangkan.

Beberapa penelitian ilmiah ke dunia paralel dimulai pada tahun 1950-an oleh para peneliti yang didasarkan atas aspek-aspek membingungkan dari mekanika kuantum, teori ini dikembangkan untuk menjelaskan fenomena yang terjadi dalam dunia mikroskopis atom dan partikel subatom. Mekanika kuantum memecahkan anggapan dari kerangka sebelumnya, mekanika klasik, dengan menetapkan bahwa prediksi ilmu pengetahuan bersifat probabilistik. Kita bisa memprediksi kemungkinan suatu hasil, kita dapat memprediksi kemungkinan lain, tetapi kita umumnya tidak dapat memprediksi yang sebenarnya akan terjadi. Tolok ukur terkenal dari ratusan tahun pemikiran ilmiah ini adalah cukup mengejutkan. Tapi ada aspek yang lebih membingungkan dari teori kuantum yang kurang mendapat perhatian. Setelah beberapa dekade mempelajari mekanika kuantum, dan setelah banyaknya akumulasi data yang mengkonfirmasikan prediksi probabilistik nya, belum ada yang mampu menjelaskan mengapa hanya satu dari banyak kemungkinan hasil dalam situasi tertentu yang benar-benar terjadi. Ketika kita melakukan percobaan, ketika kita meneliti dunia, kita semua setuju bahwa kita menghadapi sebuah realitas yang pasti tunggal. Namun, lebih dari satu abad setelah revolusi kuantum dimulai, tidak ada konsensus di antara fisikawan dunia bagaimana fakta dasar ini kompatibel dengan ekspresi matematika dari teori tersebut.

1 comment:

  1. terimakasih aos. artikel ini sangat menarik.
    salam sehat selalu,
    ruanguji

    ReplyDelete