Page 167 of 210

4510913

Sampai lima ratus ribu tahun setelah big bang, semesta berbentuk sup kental yang terdiri dari partikel subatom. Ekspansi setelah tahap ini menurunkan energi yang memungkinkan partikel-partikel itu berpadu membentuk atom-atom, yang berekspansi 15 miliar tahun sampai hari ini. Radiasi dari akhir zaman sup ini masih teramati gemanya hingga kini sebagai radiasi latar belakang dengan energi 2,7 kelvin, dari seluruh penjuru langit. Radiasi dari zaman sebelum sup ini sudah menghilang, karena foton-foton dihamburkan dan diserap partikel subatom.

Namun kini para ilmuwan sedang berusaha mengamati radiasi latar belakang langsung dari detik-detik big bang. Yang diamati bukan lagi foton, melainkan graviton. Gravitasi, sudah terbentuk sejak awal inflasi, dan tidak diserap oleh apa pun. Namun sekali lagi, mengamati graviton tidak mudah. Kalau radiasi latar foton itu panjangnya 1 hingga 5 milimeter, radiasi latar graviton ini panjangnya dari 1 cm hingga 1023 km ? sama dengan ukuran semesta yang kita ketahui. Beberapa detektor graviton antara lain memakai laser untuk untuk mengukur pergeseran renik antara dua benda bermassa yang terpisahkan beberapa kilometer. Ini pun tidak optimal.

Tapi di tahun 2000, ide baru dikembangkan. Selama zaman sup, graviton yang gelombangnya panjang itu tentu secara periodik memampat-renggangkan sup raksasa kita. Dan karena sup itu akhirnya menghasilkan radiasi foton, tentu ada riak-riak pada radiasi foton yang bisa diamati, sebagai semacam efek Doppler yang diakibatkan graviton.

Masalah lain adalah bahwa sup itu tidak homogen massanya. Jadi ada variasi gravitasi lain yang juga mempengaruhi riak pada radiasi foton. Maka jenis riak ini harus dipisahkan. Alat bantunya, antara lain, adalah analisis Fourier. Tapi karena aku punya kenangan buruk dengan analisis Fourier, tulisan ini enaknya berakhir di sini.

4510814

Sambil bikin Laporan Kegiatan KTPDI 1999-2001. Aku punya dosa besar ke KTPDI dengan meninggalkan komite itu nyaris satu tahun, sambil lupa bahwa aku punya kerjaan sebagai Sekretaris Umum. Begitu masuk lagi, keliatan bahwa biarpun Bidang-Bidang masih kerja, tapi sudah sangat perlu regenerasi. Jadi mulai deh rekruitasi volunteer.

4491783

Pertanyaan yang masih diselisihkan adalah soal gravitasi. Karena gravitasi per partikel cenderung paling lemah, maka fisikawan partikel mengalami kesulitan melakukan eksperimen untuk mencari property komponen ini (C++ merasuk).
Gravitasi diformulasikan nyaris bersamaan dengan gaya, oleh Newton. Satu abad berikutnya baru elektrik dan magnet, kemudian elektromagnetika diformulasikan. Abad berikutnya, nuklir lemah dan nuklir kuat. Tapi waktu elektromagnetik, nuklir lemah, dan nuklir kuat dipadukan dalam GUT, gravitasi masih juga menjadi teka teki. Gravitasi mudah teramati manusia karena dia cukup besar, dan sering bikin orang jadi memar atau benjol. Tapi sebenarnya gravitasi itu lemah dibanding gaya lain. Di level partikel, ia nyaris tak terasa, dan selalu diabaikan dalam kalkulasi. Kecil sih. Hanya, kalau gaya lain saling menarik dan mendorong sehingga saling membatalkan, maka gravitasi hanya bisa menarik, dan akibatnya terus membesar. Di level galaksi, hanya ada gravitasi. Gaya lain diabaikan, karena terlalu kecil.

Zaman Newton, gravitasi adalah property dari massa. Setiap benda bermassa, kalau melihat benda lain, ia mengukur massanya dan jaraknya, lalu menghitung: seberapa kuat ia akan menarik benda lain itu. Lalu mengikuti Faraday yang memakai medan listrik dan medan magnet, orang memakai konsep medan gravitasi. Einstein meneruskan: benda bermassa melakukan lengkungan pada ruang waktu di sekitarnya, mengubah posisi gerak benda-benda di sekitarnya, dan itu disebut gravitasi. Tapi kalau benda bermuatan terjadi karena interaksi foton, tidakkah sebenarnya justru massa juga merupakan interaksi antara gravitasi dengan partikel? Jadi bukan ?kalau tidak ada massa maka tidak ada gravitasi?, melainkan ?kalau tidak ada gravitasi maka tidak ada massa?.

Gravitasi menambah teka-tekinya dengan memisah diri gaya lain waktu big bang masih di bawah batas Planck. Waktu gaya lain mengembun meledakkan semesta, gravitasi sibuk menariknya kembali. Barangkali, gravitasi adalah reaksi dari massa. Atau sebaliknya, massa hanyalah reaksi dari gravitasi. Tapi lalu mengapa mereka berpisah. Mengikuti fluktuasi? Lalu …

Fluktuasi Sirkular

Memang, masih selalu ada pertanyaan yang tersisa. (a) Dari mana asal fluktuasi kuantum? Hawking dan rekan-rekan seangkatannya bilang: akibat ketidakpastian Heisenberg. Tapi itu tidak menjawab pertanyaan kita. Soalnya: (b) Dari mana asal ketidakpastian Heisenberg? Gimana kalau aku jawab: akibat fluktuasi kuantum yang selalu terjadi. Jawaban yang nggak bisa disangkal. Atau mungkin jawabannya dicari dengan merujuk ke persamaan Planck. Tapi itu juga nggak menjawab persoalan (c) Dari mana timbul batas kuantum pada persamaan Planck? Tentu, boleh dijawab dengan usil lagi: Dari titik batas ketidakpastian Heisenberg.

4480637

Leicester, National Space Centre. Mengamati besarnya semesta kita, sambil merenungi hebatnya mekanisme-mekanisme yang telah disisipkan dalam usia yang sangat muda dalam dimensi yang sangat kecil, yang disusun untuk menyusun segala keindahan ini.

4458355

Teori big bang, yaitu salah satu teori yang menjelaskan asal-usul semesta, memulai semesta dari sebuah fluktuasi kuantum. Bagaimana caranya sebuah fluktuasi kuantum (yang terjadi pada ruang berukuran kurang dari 10-35 m) bisa menciptakan alam semesta? Tentu energi yang dicetuskan harus sangat tinggi. Tapi energi yang tinggi akan memiliki imbangan gravitasi yang tinggi juga yang akan meluruhkan segalanya.

Pada waktu semesta berusia 10-35 detik itu, massa-energi yang terbentuk masih universal. Tetapi kemudian tingkat energi turun, dan karena tingkat energi turun, maka simetri pecah, membentuk interaksi nuklir kuat dan paduan elektromagnet – nuklir lemah. Pemisahan ini bisa dibayangkan mirip pengembunan uap energi menjadi energi berbentuk. Seperti juga pengembunan air, proses ini melepaskan energi. Bedanya, energi yang dilepaskan besar sekali, sehingga timbul ledakan yang mengekspansi dimensi. Namun, begitu terjadi ekspansi, tingkat energi akan turun lagi, dan simetri elektro – nuklir lemah pun pecah, dan melepaskan energi yang lebih jauh mengekspansi dimensi. Ekspansi yang terjadi melipatgandakan dimensi semesta setiap 10-35 detik. Jadi dalam usia semesta 10-33 detik, ukuran semesta sudah berlipat 2100 . Ekspansi yang luar biasa. Gravitasi pun tidak mampu lagi meluruhkan ledakan yang sudah terbentuk. Dalam waktu tiga menit saja, ukuran semesta sudah berlipat dari ukuran nol matematik (jauh lebih kecil dari proton) menjadi seukuran bola basket.

Para kosmolog mengambil alih cerita dari para fisikawan sejak saat itu. Partikel-partikel subatom mulai tersusun. Lima ratus ribu tahun kemudian, atom mulai tersusun. Kisah lebih jauh ada di partikel Enam Masa Penciptaan Semesta.

Gamow dan Einstein

George Gamow berjalan kaki dengan Albert Einstein, suatu hari di tahun 1940. Gamow bercerita, bahwa salah satu rekannya, memakai teori relativitas umum, mengatakan bahwa sebuah bintang bisa diciptakan begitu saja dari kehampaan, karena kalau massanya dianggap sebagai energi positif, maka gaya gravitasi total yang diciptakannya akan menjadi energi negatif yang jumlahnya setara. Tidak ada hukum fisika yang dilanggar. Einstein kaget, lalu diam untuk berpikir. Padahal mereka sedang menyeberang jalan. Jadi mobil-mobil terpaksa ikutan berhenti menunggu Einstein berpikir.

Mungkin agak lucu, kalau kita berpikir bahwa dari ketiadaan langsung muncul sebuah bintang begitu saja. Cling. Tapi di tahun 1970-an, Stephen Hawking memakai pendekatan yang sama untuk menjelaskan kenapa sebuah blackhole bisa memancarkan cahaya.

Ketidakpastian Heisenberg, katanya, memaksa adanya fluktuasi kuantum di mana pun. Ruang hampa tidak boleh kita anggap kosong, karena artinya kita memastikan posisi dan momentum ‘partikel’ di ruang itu. Lucu memang. Tapi karena angka 0 itu angka, maka “tidak ada partikel” itu partikel juga kan? Di ruang hampa, barangkali (artinya: ketidakpastian dijalankan) ada fluktuasi di mana sepasang foton dan antifoton tercipta, kemudian saling meniadakan. Anti foton, kayak yang pernah diulas berbulan-bulan di sini, adalah foton juga. Hawking melanjutkan, kalau fluktuasi ini terjadi di batas pengaruh blackhole, maka satu foton bisa jadi tertarik masuk ke blackhole, sementara foton pasangannya tidak bisa saling meniadakan, dan akhirnya mengembara. Maka blackhole pun seolah memancarkan foton.

Fluktuasi kuantum tidak hanya bisa melibatkan foton. Bisa jadi fluktuasi yang sama menciptakan misalnya pasangan elektron dan positron. Berbeda dengan foton yang tidak memiliki massa dan muatan, baik elektron dan positron memiliki massa dan muatan. Muatan mereka memang berlawanan, jadi total muatan tetap nol. Tapi massa mereka tidak berlawanan, jadi massa semesta bertambah. Nah.

Kembali ke obrolan Einstein dan Gamow, fluktuasi ini memang mungkin terjadi. Massa partikel itu (yang tak lain hanya energi) akan langsung diimbangi oleh gravitasi (yaitu energi negatif) yang tercipta oleh terciptanya massa itu. Dan kalau kurang yakin dengan pernyataan ini, silakan mulai merenung. Tapi jangan di tengah jalan. Ketiadaan tidak selalu terjadi akibat tabrakan dengan anti partikel. Kadang-kadang cukup dengan mobil ngebut. Ini bukan tahun 1940-an.

« Older posts Newer posts »

© 2025 Kuncoro++

Theme by Anders NorenUp ↑