Kuliah Umum Prof DR S.W. Hawking th 1996 Tentang Mulabuka Waktu
Prof. DR. S.W Hawking
Mulabuka Adanya Waktu
Dalam kuliah ini, saya ingin bertukar fikiran mengenai apakah waktu itu sendiri mempunyai mulabuka ataukah tidak, dan apakah waktu itu sendiri akan berahir. Semua bukti tampaknya menunjukkan bahwa, alam semesta tidak berada untuk selama-lamanya (abadi), tetapi ia mempunyai mulabuka kira-kira pada 15 milyar (15 000 000 000) tahun yang telah lalu. Mungkin ini adalah suatu penemuan kosmologi modern yang luar biasa. Dan kini sudah menjadi hal yang pasti. Kita tidak yakin benar-benar apakah alam semesta bakal berahir. Ketika saya memberi kuliah di Jepang, saya ditanya apakah tidak ada kemungkinan bahwa, alam semesta akan runtuh kembali, sebab hal itu mungkin akan dapat mempengaruhi pasar bursa. Bagaimanapun juga saya perlu meyakinkan setiap orang yang khawatir akan modal yang mereka tanamkan bahwa, terlalu pagi untuk menjual sahamnya: bahkan apabila alam semesta bakal berahir juga, paling tidak hal itu akan memerlukan waktu duapuluh milyar (20 000 000 000) tahun. Selama waktu itu, mungkin persetujuan perdagangan GATT akan sudah berlaku.
Ukuran waktu alam semesta itu sangat panjang jika dibandingkan dengan ukuran waktu hidup bagi manusia. Dari itu hingga ahir-ahir ini adalah tidak mengherankan jika alam semesta diduga secara esensi berada dalam kondisi statis (tetap sama), dan tidak berubah mengikuti waktu. Di fihak yang lain sudah menjadi jelas bahwa, masyarakat berkembang dalam model budaya dan teknologi. Hal ini menunjukkan bahwa, fase sejarah manusia dewasa ini tidak akan mungkin dapat berlangsung lebih dari beberapa ribu tahun saja. Jika tidak demikian maka kita akan lebih maju dari apa adanya kita sekarang ini. Adalah suatu hal yang wajar mempercayai ras manusia dan mungkin juga seluruh alam semesta, mempunyai mulabuka pada masa lampau yang paling dekat. Akan tetapi banyak orang tidak gembira atas adanya ide bahwa alam semesta mempunyai mulabuka, karena tampaknya akan berimplikasi terhadap keberadaan suatu sosok hidup supranatural yang telah menciptakan alam semesta. Mereka memilih untuk mempercayai suatu alam semesta dan ras manusia yang berada untuk selama-lamanya. Penjelasan mereka mengenai kemajuan manusia adalah bahwa pada suatu ketika pernah terjadi banjir periodik atau bencana alam yang berulang-ulang telah menyeret ras manusia ke keadaan sangat terbelakang (primitif).
Argumentasi ini adalah mengenai suatu permasalahan apakah alam semesta mempunyai mulabuka ataukah tidak yang terus berlangsung hingga memasuki abad 19 dan 20. Hal ini terutama diatur dan dibentuk di atas dasar teologi dan filosofi yang mempergunakan sedikit sekali pertimbangan-pertimbangan dari bukti-bukti pengamatan. Hal sedemikian itu dapat dimengerti dan beralasan, oleh karena pada zaman dahulu pengamatan kosmologi bersifat masih sangat tak bisa dipercaya hingga saat baru-baru ini saja. Ahli kosmologi, Sir Arthur Eddington, pernah berkata, 'Jangan khawatir apabila teorimu tidak bersesuaian dengan pengamatan, sebab mungkin ada kesalahan'. Tetapi apabila teorimu tidak bersesuaian dengan Hukum ke-Dua(Second Law) Thermodinamika maka artinya kamu berhadapan dengan kesulitan luar biasa. Kenyataannya teori-teori yang menyatakan bahwa alam semesta itu berada untuk selama-lamanya, menghadapi kesulitan luar biasa dalam Hukum ke-Dua Thermodinamika. Hukum ke-Dua mengatakan bahwa kekacauan meningkat seiring dengan waktu. Sebagaimana juga argumentasi mengenai kemajuan manusia, ia menunjukkan bahwa di sana pasti ada suatu mulabuka. Jika tidak demikian maka alam semesta pasti berada dalam kondisi kacau balau luar biasa saat ini, dan segala suatunya mempunyai temperatur yang sama. Pada alam semesta yang tak berbatas dan langgeng maka setiap garis pengelihatan akan berahir pada permukaan suatu bintang. Ini berarti bahwa langit malam bakal seterang permukaan Matahari. Satu-satunya cara untuk mengatasi persoalan ini hanyalah apabila, untuk sesuatu alasan, bintang-bintang tidak bersinar untuk waktu yang tertentu.
Pada suatu alam semesta yang pada pokoknya statis, tidak harus ada alasan-alasan dinamis di sana, mengapa bintang-bintang menyala pada suatu saat secara tiba-tiba. Jika ada “waktu nyala” seperti itu maka artinya bahwa ada intervensi dari luar alam semesta. Bagaimanapun juga situasinya berbeda, apabila dapat difahami alam semesta itu tidak statis, tetapi mengembang. Galaksi-galaksi bergerak saling menjauh satu terhadap lainnya dengan lancar. Ini berarti bahwa mereka pernah saling lebih berdekatan di masa lampau. Siapapun dapat mencoba menggambarkan pemisahan dua galaksi sebagai fungsi waktu. Apabila tidak ada percepatan yang diakibatkan oleh gravitasi maka grafiknya akan berupa suatu garis lurus. Kira-kira 20 milyar (20 000 000 000) tahun yang lalu perpisahannya jatuh ke titik nul (0). Apabila hendak diperhitungkan dengan gravitasi maka perpisahan galaksi- galaksi dipercepat di antara satu terhadap lainnya. Ini akan berarti bahwa grafik perpisahan di antara dua galaksi bakal melengkung ke bawah di bawah garis lurus. Sehingga waktu nul(0) perpisahan akan berlangsung kurang dari 20 milyar (20 000 000 000) tahun yang lalu.
Pada saat Big Bang, semua materi di alam semesta akan saling bertumpuk pada dirinya sendiri. Kepadatannya akan menjadi tak terhingga. Keadaan ini akan menjadi sesuatu yang dinamakan sebagai kemanunggalan masif (singularity). Di dalam kemanunggalan masif semua hukum fisika tidak dapat berlaku (have broken down). Ini berarti bahwa keadaan alam semesta sesudah Big Bang, tidak akan lagi bergantung pada apapun yang mungkin dahulu pernah terjadi karena hukum-hukum deterministik yang menguasai alam semesta bakal tidak berfungsi pada saat Big Bang. Alam semesta akan ber-evolusi dari Big Bang secara penuh tidak bergantung kepada apapun sebagaimana sebelumnya. Bahkan jumlah materi dalam alam semesta dapat berbeda dengan yang ada sebelum terjadinya Big Bang, sebab Hukum Kekekalan (conservation) Materi tidak berfungsi pada saat Big Bang.
Oleh karena kejadian-kejadian sebelum Big Bang tidak memiliki konsekwensi pengamatan maka hal itu boleh dibuang dari teori dan dapat dikatakan bahwa waktu baru mulai saat Big Bang. Kejadian-kejadian sebelum Big Bang untuk mudahnya tidak didefinisikan, sebab di sana tidak dimungkinkan dengan cara apapun dapat dilakukan pengamatan terhadap apa yang telah terjadi. Jenis mulabuka demikian ini terhadap alam semesta dan terhadap waktu itu sendiri adalah berbeda dengan jenis mulabuka yang pernah dianggap sebelumnya. Anggapan-anggapan tersebut berpendapat bahwa, harus dipaksakan oleh sementara faktor dari luar alam semesta kepada alam semesta. Di sana tidak ada alasan dinamis mengapa gerak benda-benda dalam sistim matahari tidak dapat di-ekstrapolasi ke belakang dalam waktu, jauh dari ampatribu dan ampat tahun sebelum Masehi yang menjadi tanggal penciptaan alam semesta, menurut Kitab Kejadian (the book of Genesis). Dengan demikian diperlukan campur tangan langsung God, apabila alam semesta bermulabuka pada tanggal tersebut. Berlawanan dengan itu, Big Bang adalah suatu mulabuka yang diperlukan oleh hukum-hukum dinamis yang menguasai alam semesta. Dan karenanya ia merupakan sesuatu yang berada di dalam (intrinsic) alam semesta itu sendiri dan tidak dipaksakan dari luar alam semesta.
Walaupun hukum-hukum sains seolah-olah bisa meramalkan bahwa alam semesta mempunyai mulabuka, akan tetapi juga sekaligus meramalkan bahwa ia tidak dapat menentukan bagaimana alam semesta telah dimulai/bermulabuka. Hal ini sangat tidak memuaskan. Karenanya sudah dicoba berbagai usaha untuk memperoleh kesimpulan, bahwa pernah ada suatu kemanggulan masif dari suatu kepadatan tak terhingga di masa lampau. Salah satu saran yang diperoleh adalah agar memodifikasi hukum gravitasi sedemikian rupa sehingga ia menjadi menentang dirinya sendiri (repulsive). Hal demikian dapat membimbing grafik pemisahan antara dua bintang, sewaktu galaksi-galaksi saling menjauh, menjadi suatu lengkungan (curve) yang mendekat ke titik nul(0), tetapi tidak benar-benar melampauinya pada suatu waktu terhingga (finite) di masa lampau. Melainkan, ketika galaksi-galaksi saling menjauh dari satu terhadap lainnya, di antara sela-selanya muncul galaksi-galaksi baru yang berasal dari materi yang diperkirakan selalu diciptakan terus-menerus. Ini adalah teori “the Steady State”, yang telah diusulkan oleh Bondi, Gold, dan Hoyle.
Teori Steady State oleh Karl Popper dinamakan sebagai suatu teori ilmiah yang baik: ia membuat ramalan-ramalan yang pasti yang dapat diujicoba dengan pengamatan dan mungkin bisa keliru. Dan sayangnya bagi teori itu memang dibuktikan salah. Problim pertama datang dari data pengamatan Cambridge terhadap sejumlah sumber-sumber gelombang radio dari berbagai kekuatan yang berbeda-beda. Diharapkan secara rata-rata, semakin lemah sumber-sumber itu akan semakin jauh letaknya. Dan karenanya diharapkan akan lebih banyak jumlahnya dibanding dengan sumber-sumber yang jelas yang letaknya lebih dekat kearah kita. Akan tetapi grafik dari jumlah sumber-sumber radio yang lebih lemah kekuatannya menjadi mendaki lebih tajam pada sumber-sumber berkekuatan lemah dibandingkan dengan yang diharapkan dari ramalan teori Steady State.
Ada usaha untuk menjelaskan penyimpangan grafik perhitungan jumlah dengan menyatakan bahwa beberapa sumber gelombang-gelombang radio lemah berada di dalam galaksi kita sendiri dan karena itu tidak menjelaskan apapun mengenai kosmologi kepada kita. Argumentasi demikian itu selanjutnya tidak sanggup bertahan seiring dengan hasil-hasil pengamatan selanjutnya. Sehingga paku terahir bagi peti mati teori Steady State baru datang ketika ditemukan radiasi gelombang mikro latar belakang (microwaves background radiation) di tahun 1965. Radiasi ini sama di semua arah. Ia memiliki spektrum radiasi dalam kondisi keseimbangan termis pada temperatur 2,7 derajat di atas titik beku absolut (2,7 derajat Kelvin). Dengan begitu tidak ada cara lain lagi untuk menjelaskan radiasi ini menurut teori Steady State.
Usaha lain lagi dalam menghindari adanya mulabuka waktu adalah saran yang menyatakan bahwa semua galaksi mungkin tidak bertumpuk di satu titik di masa lampau. Walaupun galaksi-galaksi itu bergerak saling menjauh diantara satu terhadap yang lain pada kecepatan tetap secara merata, mereka juga mempunyai tambahan kecepatan yang relatif terhadap pengembangan yang merata. Apa yang dinamakan sebagai “kecepatan agak aneh (peculiar)” dari galaksi-galaksi mungkin adalah penyimpangan langsung dari pengembangan utama. Dikatakan bahwa apabila kita proyeksikan posisi galaksi-galaksi mundur ke belakang menurut waktu maka kecepatan agak aneh yang menyimpang itu akan menunjukkan bahwa galaksi-galaksi tidak kesemuanya bertemu di satu titik. Bahkan mungkin di sana telah ada suatu fase pengkerutan alam semesta sebelumnya di mana galaksi-galaksi begerak saling mendekat di antara satu terhadap lainnya. Kecepatan yang menyimpang itu dapat diartikan bahwa galaksi-galaksi tidak bertabrakan tetapi berlari saling berpapasan saja dan kemudian mulai bergerakmemisah. Dengan begitu tak akan ada kemanunggalan masif dari kepadatan tak berhingga atau tidak ada keruntuhan hukum-hukum fisika. Dengan demikian tidak ada kebutuhan alam semesta dan waktu itu sendiri untuk mempunyai mulabuka. Sungguh dari hal ini bisa diduga bahwa alam semesta menjadi bergetar-ulang (oscillate), sekalipun hal tersebut tidak memecahkan persoalan yang dihadapinya dengan Hukum ke-Dua Thermodinamika: dengan harapan alam semesta akan semakin kacau pada setiap getaran-ulang. Dan karena itu sulit untuk dapat melihat bagaimana alam semesta dapat bergetar-ulang untuk waktu yang tidak terhingga.
Kemungkinan ini, bahwa galaksi-galaksi akan saling melewati telah didukung oleh dua makalah dari dua orang Russia. Mereka menyatakan bahwa tidak ada kemanunggalan masif dalam pemecahan persamaan medan relativitas umum yang sepenuhnya umum dalam arti bahwa ia tidak memiliki simetri yang pasti yang manapun. Akan tetapi pernyataan mereka itu dibuktikan salah oleh beberapa teorema Roger Penrose dan saya sendiri. Dengan demikian oleh relativitas umum diramalkan adanya kemanunggalan masif apabila lebih dari suatu jumlah massa tertentu hadir dalam suatu daerah (a region). Teorema pertama direncanakan untuk menunjukkan bahwa waktu mempunyai akhir di dalam noktah hitam (black hole) yang dibuat oleh bintang yang sedang runtuh. Akan tetapi pengembangan alam semesta adalah serupa dengan kebalikan dari waktu suatu keruntuhan sebuah bintang. Saya ingin mempertunjukkan kepada kalian semua bahwa dari bukti pengamatan terhadap alam semesta ditunjukkan adanya jumlah materi yang cukup yang serupa dengan kebalikan waktu sebuah noktah hitam dan karenanya mengandung suatu kemanunggalan masif.
Guna membicarakan pengamatan-pengamatan dalam kosmologi adalah sangat membantu untuk menggambar suatu digram kejadian-kejadian di ruang-waktu dengan panah waktu mengarah ke atas dan panah ruang mengarah ke samping (horizontal). Agar secara semestinya dapat mempertunjukkan diagram ini saya membutuhkan benar-benar suatu layar ampat dimensi. Akan tetapi disebabkan oleh pengiritan pemerintah kita hanya dapat memperoleh layar dua dimensi saja. Karena itu saya akan hanya mampu menunjukkan satu arah ruang saja.
Jika kita memandang alam semesta sebenarnya kita melihat ke arah masa lampau, sebab cahaya harus meninggalkan obyek-obyek yang jauh di masa lampau yang jauh agar dapat mencapai kita saat ini. Ini berarti bahwa kejadian-kejadian yang kita amati terletak pada apa yang dinamakan sebagai kerucut cahaya masa lampau kita. Titik puncak kerucut adalah posisi kita pada saat ini. Jika sesorang berjalan mundur kebelakang dalam waktu pada diagram, maka kerucut cahaya akan menyebar ke jarak yang menjauh dan daerahnya meningkat. Akan tetapi apabila ada jumlah materi yang cukup pada kerucut cahaya masa lampau kita maka ia akan membelokkan garis cahaya ke arah satu dengan lainnya. Ini berarti bahwa jika seseorang berjalan kembali kearah masa lampaunya maka daerah kerucut cahaya masa lampau kita akan mencapai suatu maksimum dan kemudian mulai berkurang. Pemusatan garis cahaya kerucut cahaya masa lampau kita oleh efek gaya gravitasi materi di alam semesta itulah yang menjadi sinyal/tanda bahwa alam semesta berada di dalam horizonnya, sebagaimana waktu balik-kembali (time reverse) pada noktah hitam. Jika mampu menentapkan bahwa ada materi yang cukup di alam semesta guna memusatkan kerucut cahaya maka seseorang akan mengaplikasikan teorema-teorema kemanunggalan masif guna menunjukkan bahwa waktu harus memiliki mulabuka.
Bagaimana kita dapat menjelaskan dari pengamatan apakah ada atau tidaknya materi yang cukup pada kerucut cahaya masa lampau kita agar dapat memusatkannya? Kita amati saja sejumlah galaksi tetapi kita tidak dapat secara langsung mengukur berapa isi jumlah materi di dalamnya. Ataupun kita dapat yakin bahwa setiap garis pengelihatan dari kita akan melewati sebuah galaksi. Maka saya akan memberikan argumentasi yang lain untuk memperlihatkan bahwa alam semesta berisi cukup materi guna memusatkan kerucut cahaya masa lampau kita. Argumentasi berdasarkan pada spektrum dari radiasi gelombang mikro latar belakang. Ini adalah radiasi yang karakteristik yang berada dalam keseimbangan thermis dengan materi pada temperatur yang sama. Untuk mencapai suatu keseimbangan bagi radiasi diperlukan penyebaran yang berkali-kali oleh materi. Misalnya cahaya yang kita terima dari Matahari mempunyai sebuah spektrum termis yang karakteristik. Ini bukanlah disebabkan oleh reaksi inti yang berlangsung di pusat Matahari yang memproduksi radiasi dengan spektrum termis.
Malahan karena radiasi telah banyak kali di sebarkan oleh materi di dalam matahari dalam perjalanannya dari pusat ke permukaan Matahari. Dalam hal alam semesta bahwa, gelombang mikro latarbelakang secara faktual memiliki suatu spektrum termis yang presis demikian, itu menunjukkan bahwa ia pasti sudah tersebar berkali-kali. Dengan demikian maka alam semesta harus berisi sejumlah materi yang cukup agar pada segala penjuru tampak buram (opaque) ke mana saja kita melayangkan pandang karena gelombang latar belakang sama saja di setiap arah pandang yang kita layangkan. Lebih dari itu keburaman ini harus terjadi jauh-jauh dari kita sebab kita dapat melihat galaksi-galaksi dan quasar-quasar pada jarak yang luar biasa jauhnya. Dengan demikian pasti ada sejumlah materi yang cukup banyak di suatu kejauhan jarak dari kita. Keburaman yang paling besar pada suatu daerah gelombang yang luas untuk kepadatan tertentu berasal dari hidrogen yang terionisasi. Selanjutnya apabila ada cukup materi untuk membuat alam semesta buram, maka pasti juga ada materi yang cukup untuk memusatkan kerucut cahaya masa lampau kita. Kemudian bisa diterapkan teorema-teorema Penrose dan saya sendiri untuk memnunjukkan bahwa waktu harus memiliki mulabuka.
Pemusatan kerucut cahaya masa lampau kita mengakibatkan waktu harus memiliki mulabuka, apabila Teori Relativitas Umum itu benar. Tetapi harus dipertanyakan apakah benar-benar Teori Relativitas itu tepat. Sudah barang tentu harus sesuai dengan semua ujicoba pengamatan yang telah dilakukan. Akan tetapi ujicoba Relativitas Umum hanyalah pada hal-hal yang sangat besar. Kita mengetahui bahwa Relativitas Umum tidak dapat begitu tepat pada jarak yang sangat dekat, sebab itu adalah teori klasik. Ini berarti tidak bisa dimasukkan hitungan dalam Prinsip Ketidakpastian dari Kwantum Mekanika yang mengatakan bahwa suatu obyek tidak dapat sekaligus memiliki posisi yang tertentu dan kecepatan yang tertentu pula: semakin akurat diukur suatu posisi akan semakin kurang akurat pengukuran terhadap kecepatan, demikian pula sebaliknya. Karena itu untuk mengerti tingkat kepadatan yang tinggi ketika alam semesta sangat kecil diperlukan teori kwantum gravitasi, yang akan mengkombinasikan Relativitas Umum dengan Prinsip Ketidakpastian.
Banyak orang mengharapkan efek kwantum dengan cara entah bagaimana dapat melancarkan jalannya kemanunggalan masif dari kepadatan tak berhingga dan membolehkan alam semesta meloncat dan selanjutnya kembali ke keadaan fase pengkerutan yang lalu. Ini mirip dengan ide yang lalu mengenai galaksi-galaksi yang saling tidak jumpa, tetapi lompatan itu terjadi pada kepadatan yang lebih tinggi. Saya kira ini bukanlah sesuatu yang bakal terjadi: efek kwantum tidak menyingkirkan kemanunggalan masif dan membiarkan waktu kembali berlanjut terus secara tak terhingga. Namun tampaknya efek kwantum dapat menyingkirkan bentuk-bentuk yang paling tidak menyenangkan dari kemanunggalan masif Relativitas Umum klasik. Hal ini adalah bahwa, teori klasik tidak memberlakukan sesuatu untuk memperhitungkan apa yang bakal keluar dari suatu kemanunggalan masif, sebab Hukum Fisika akan runtuh di sana. Ini akan berarti bahwa sains tidak dapat meramalkan bagaimana alam semesta telah dimulai. Sebagai gantinya harus meminta kepada suatu hal di luar alam semesta. Inilah mungkin sebab mengapa banyak pemimpin keagamaan siap dan bersedia menerima teori Big Bang dan teori kemanunggalan masif.
Tampaknya teori Kwantum di satu fihak dapat meramalkan bagaimana alam semesta akan dimulai. Teori Kwantum mengetengahkan suatu ide baru, yaitu waktu imajiner (waktu semu). Waktu imajiner kedengarannya seperti sains fiksion dan telah dibawa ke "Doctor Who". Tetapi setidak-tidaknya ia adalah suatu konsep sains yang murni. Hal itu dapat digambarkan secara demikian. Dapat difikirkan suatu waktu yang biasa, nyata, sebagai suatu garis horizontal. Di sebelah kiri adalah masa lampau dan sebelah kanan adalah masa depan. Namun masih ada jenis waktu yang lain pada arah tegak lurus (vertical). Jenis ini dinamakan waktu imajiner, sebab ini bukanlah jenis waktu normal yang kita alami. Tetapi dalam pengertian seperti hal yang nyata sebagaimana yang kita namakan dengan waktu nyata. Tiga buah arah di ruang dan satu satu arah waktu imajiner membentuk apa yang dinamakan sebagai ruang-waktu Euclidean. Saya kira tidak ada yang dapat membayangkan suatu ruang melengkung berdimensi ampat. Tetapi tak sulit untuk memvisualisasikan suatu permukaan dua dimensi seperti sadel atau permukaan sebuah bola.
Nyatanya James Hartle dari the University of California Santa Barbara, dan saya sendiri telah mengajukan usul bahwa ruang dan waktu imajiner bersama-sama sesungguhnya adalah berhingga dalam perluasan tetapi tidak berbatas. Itu akan mirip dengan permukaan Bumi, tetapi dengan tambahan dua dimensi lagi. Permukaan Bumi itu berhingga dalam perluasan tetapi ia tidak punya batas-batas atau pinggiran. Saya sudah mengelilingi dunia dan saya tidak jatuh keluar Bumi. Apabila ruang dan waktu imajiner sungguh-sungguh seperti permukaan Bumi maka tidak akan ada kemanunggalan masif pada arah waktu imajiner di mana hukum-hukum fisika akan runtuh. Dan tidak akan ada batas-batas pada ruang-waktu waktu imajiner persis seperti tidak adanya batas-batas pada permukaan Bumi. Ketiadaan batas-batas ini berarti bahwa hukum-hukum fisika adalah satu-satunya yang menentukan keadaan alam semesta dalam waktu imajiner.
Apabila diketahui keadaan alam semesta dalam waktu imajiner maka akan dapat dihitung keadaan alam semesta di waktu nyata. Diharapkan adanya semacam kemanunggalan masif Big Bang dalam waktu nyata. Sehingga waktu nyata akan tetap mempunyai suatu mulabuka. Namun tidak perlu lagi harus meminta kepada sesuatu di luar alam semesta untuk menentukan bagaimana dimulai. Sebagai gantinya cara bagaimana alam semesta mulai berada, pada saat Big Bang akan ditentukan oleh keadaan alam semesta dalam waktu imajiner. Dengan begitu benar-benar alam semesta akan sepenuhnya menjadi sistim yang mandiri (self-contained). Ia tidak akan ditentukan oleh apapun di luar alam semesta fisik yang kita amati.
Kondisi ketiadaan batas adalah suatu pernyataan hukum-hukum fisika yang berlaku dimana saja. Jelaslah bahwa inilah sesuatu yang akan dapat dipercaya, namun ini masih berupa suatu hipotesis. Hipotesis ini harus diujicoba dengan memperbandingkannya dengan keadaan alam semesta yang akan diramalkannya dengan pengamatan atas alam semesta yang sesungguhnya nyata seperti apa adanya. Apabila pengamatan tidak bersesuaian dengan ramalan hipotesis ketiadaan batas, maka kita harus menyimpulkan bahwa hipotesis itu bangkrut, salah. Karena itu harus ada sesuatu di luar alam semesta untuk memutar jam dan menjalankan alam semesta. Sudah barang tentu bahkan apabila pengamatan bersesuaian dengan ramalan, maka hal tersebut belum membuktikan bahwa “no boundary proposal” (usulan ketiadaan batas) itu benar. Namun bisa meningkatkan kepercayaan kepadanya, hususnya disebabkan karena tampaknya bakal tidak ada usulan-usulan yang wajar lain bagi keadaan kwantum alam semesta.
Usulan “no boundary proposal” meramalkan alam semesta bakal mulai pada suatu titik tunggal, seperti Kutub Utara Bumi. Akan tetapi titik ini tidak akan menjadi kemanunggalan masif seperti Big Bang. Melainkan, akan menjadi titik biasa yang umum dari ruang dan waktu, seperti Kutub Utara adalah suatu titik yang biasa di Bumi, sebagaimana diceritakan kepada saya. Saya sendiri belum pernah berada di sana. Menurut usulan ketiadaan batas, alam semesta bakal mengembang secara lancar dari suatu titik tunggal. Selama pengembangannya terpaksa harus berhutang gaya (energi) dari gaya gravitasi guna membuat materi. Sebagaimana diramalkan oleh para ekonom bahwa semua hasil dari berhutang adalah suatu inflasi. Alam semesta mengembang dan hutang energi juga semakin meningkat terus. Untungnya, hutang energi gravitasi tidak harus dibayar hingga ahir alam semesta.
Sementara itu tahapan inflasi akan berahir dan alam semesta akan berada dalam tingkat pertumbuhan atau pengembangan yang lebih moderat. Dan karenanya inflasi akan meninggalkan bekasnya di alam semesta. Alam semesta akan menjadi hampir-hampir sepenuhnya merata tetapi dengan sedikit ketidak beraturan. Ketidak beraturan ini sangatlah kecil, hanya satu per seratus ribu bagian yang selama bertahun-tahun kita tidak dapat menemukannya. Namun pada tahun 1992 satelit Cosmic Background Explorer, COBE, menemukan ketidak beraturan pada radiasi gelombang mikro latar belakang. Ini adalah suatu momen yang bersejarah. Kita melihat kembali ke arah mulabuka alam semesta. Bentuk fluktuasi di dalam gelombang mikro latar belakang bersesuaian dekat ramalan “no boundary proposal”. Sedikit ketidak beraturan ini dalam alam semesta telah mengharuskan sementara daerah di alam semesta mengembang agak kurang cepat di banding yang lain. Kadang-kadang mereka terpaksa mandeg tidak mengembang dan runtuh ke dalam dirinya sendiri guna membentuk galaksi-galaksi.
Dengan demikian “no boundary proposal” dapat menjelaskan adanya kesemua struktur yang bermacam-macam jenis dan jumlahnya dari alam semesta di mana kita hidup di dalamnya. Bagaimana "no boundary proposal" meramalkan hari depan alam semesta? "No boundary proposals" menetapkan bahwa, alam semesta harus memiliki ruang yang berhingga dengan waktu imajiner dan implikasinya adalah bahwa, alam semesta kadang-kadang bakal runtuh kembali. Akan tetapi ia tidak bakal runtuh kembali dalam waktu yang sangat-sangat lama atau lebih lama dari 15 000 000 000 tahun yang telah dijalaninya dalam mengembangkan diri. Sehingga dengan demikian kalian masih mempunyai cukup waktu untuk menjual surat-surat berharga piutang pemerintah (government bonds) sebelum ahir dari alam semesta semakin mendekat. Modal apapun yang hendak kalian tanamkan sesudahnya, saya tak tahu.
Orisinilnya saya mengira bahwa, keruntuhan alam semesta adalah waktu kebalikan dari pengembangan alam semesta. Dengan demikian berarti bahwa, arah panah waktu diarahkan ke arah kebalikan dalam fase pengkerutan. Orang-orang bakal menjadi lebih muda seiring dengan semakin mengecilnya alam semesta. Kadang-kadang mereka akan menghilang masuk kembali kedalam ruang kandungan (womb). Akan tetapi sekarang saya menyadarinya bahwa saya telah melakukan kesalahan dengan pemecahan masalah sebagaimana yang ditunjukkan itu. Keruntuhan alam semesta bukanlah waktu kebalikan dari pengembangannya.
Pengembangan alam semesta dimulai dengan fase inflasi, tetapi keruntuhan alam semesta secara umum tidak berahir dengan suatu fase anti inflasi. Lebih dari itu, bertolak dari kepadatan uniforma yang sempit ia tumbuh terus-menerus dalam fase pengkerutan. Alam semesta akan semakin gelap dan tidak beraturan ketika alam semsta semakin mengecil dan kekacauan akan semakin meningkat. Ini berarti bahwa arah panah waktu tidak terbalik. Orang-orang akan berlanjut semakin menua, bahkan setelah alam semesta mulai mengkerut. Jadi tidak baik menunggu sampai alam semesta runtuh untuk kembali ke masa muda kalian. Kalian bakal dilampauinya demikian saja.
Kesimpulan kuliah ini adalah bahwa alam semesta tidak berada untuk selama-lamanya. Melainkan, alam semesta bersama waktu itu sendiri, mempunyai mulabuka pada saat Big Bang, kira-kira 15 000 000 000 tahun yang lalu. Mulabuka waktu nyata tidak bisa lain kecuali suatu kemanunggalan masif di mana semua hukum fisika tidak berlaku lagi atau runtuh. Setidak-tidaknya, bagaimana alam semesta bermulabuka akan ditentukan oleh hukum-hukum fisika, apabila alam semesta memenuhi persyaratan "no boundary condition". Hal ini menyatakan bahwa, dalam arah waktu imajiner jangkauan ruang-waktu itu berhingga, tetapi tidak mempunyai batas-batas atau pinggiran. Ramalan-ramalan dari “no boundary proposal” kelihatannya bersesuaian dengan pengamatan. Hipotesis ketiadaan batas juga meramalkan bahwa alam semesta kadang-kadang akan runtuh kembali. Akan tetapi fase pengkerutannya tidak akan mempunyai panah waktu yang berlawanan dengan fase pengembangan. Jadi kita akan tetap menjdi lebih tua dan kita tidak akan kembali ke masa kepemudaan lagi. Sebab waktu tidak akan kembali balik kebelakang, saya kira sudahlah lebih baik saya sudahi saja kuliah ini.
|
Kuliah Umum Prof DR S.W. Hawking th 1996 Tentang Mulabuka Waktu
Reviewed by Putra
on
7:01:00 AM
Rating:
No comments: