abu bakar mangun

Jumat, 26 April 2013

Evolusi Alam-Semesta*


Jorga Ibrahim

Pendahuluan

Bilamana kita diminta menyampaikan kuliah untuk pendengar umum, dengan tema yang berkaitan dengan bidang keilmuan yang sangat spesifik, perlu kita renungkan bahwasannya hal ini sesungguhnya merupakan sebuah tantangan serius.

Para hadirin dalam kuliah ini tentu sangat beragam, ada yang sarjana dengan latar belakang pengetahuan yang beraneka ragam dan ada pula yang dating dari kalangan awam. Jelaslah kerumitan yang akan kita hadapi; kita harus menyusun sebuah tulisan yang bisa dipahami semua orang.

Dengan memperhatikan kenyataan ini, terasalah bahwa membuat kuliah umum semacam ini tidak gampang. Lain halnya jika audiens yang dihadapi adalah para ilmuwan yang memiliki pengetahuan yang sama, yang membuat kita merasa at home dan merasa lebih mudah menyampaikannya.

Dalam kondisi demikian, untuk penyusunan tulisan yang disajikan, kita perlu memiliki bekal tambahan, di antaranya pengetahuan yang kiranya dapat menciptakan kehangatan dalam berdiskusi. Untuk muatan tulisan, diperlukan pula materi dari pemikiran hal-hal lain yang kiranya penting.

Bagi pemberi kuliah, ini memang sulit, karena latar belakang pengetahuan yang yang dimilikinya untuk yang luas itu, tentu tidak akan memadai. Apalagi jika ada yang tingkat pengetahuannya cukup berbeda, maka penyajian kuliah pun akan terasa tidak mudah. Namun saya harap tulisan ini tidak demikian. Dan yang lebih penting, tulisan ini tidak terasa ”kering” dan membosankan.

Gagasan pengadaan kuliah ini bermula ketika beberapa waktu yang lalu saudari Nong Darol Mahmada dari Freedom Institute menghubungi saya di Bandung. Dia meminta sekiranya saya bersedia menyampaikan sebuah kuliah umum di Freedom Institute. Tema perkuliahannya tidak tanggung-tanggung, yakni tentang evolusi alam semesta dan hubungannya dengan teori penciptaan alam semesta.

Tentu saja tema semacam ini berkemungkinan besar mengundang polemic serta dialog panjang. Apalagi jika kita perhatikan kondisi ilmu pengetahuan dan teknologi di negeri ini, yang sangat tertinggal dibandingkan dengan beberapa negara maju yang memiliki pencapaian spektakuler di bidang sains dan teknologi.

Akan tetapi, bagaimanapun saya memandang kegiatan ini merupakan sebuah langkah unik yang saya harapkan mampu menerobos cakrawala berpikir masyarakat, untuk mengajak kita bersama-sama melihat perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi terbaru di dunia ini.

Dari segi isi, Freedom Institute memberikan saya kelonggaran dalam menyampaikan kuliah ini. Secara umum, saya diminta untuk menyampaikannya secara ilmiah populer, dalam bahasa yang bisa dimengerti sebagian besar kaum awam.

Bagi saya, kegiatan seperti ini sangat baik dan perlu diteruskan.

Latar Belakang Pembahasan

Pertama-tama, harus saya jelaskan bahwa latar belakang pendidikan saya adalah matematika murni.

Dalam pengetahuan matematika tersirat konsep ruang yang dapat menuntun kita ke pemahaman ruang melengkung (curved space). Konsep ruang melengkung pada dasarnya tidak mudah dimengerti. Konsep ruang melengkung bukanlah seperti kertas datar digulung menjadi permukaan silinder. Lebih jauh, harus benar-benar disadari bahwa hal ini mustahil kita pahami jika hanya dengan membolak-balik ruang Euclid yang kita pakai sehari-hari dalam kehidupan manusia.

Untuk bahasan di sini, katakanlah yang kita maksud dengan ruang melengkung adalah ruang non-Euclid. Sebagai contoh, permukaan bola. Di sini, yang dipandang sebagai garis lurus biasa disebut dengan geodesik, yaitu setiap lingkaran besar seperti garis katulistiwa pada permukaan bumi. Jelas tidak akan terdapat dua geodesik yang sejajar (mereka berpotongan di kedua kutubnya), dan jumlah sudut segitiga bola melebihi nilai 180 derajat sudut.

Secara singkat saja, untuk mengenalnya saja, suatu ruang melengkung yang kita perlu perhatikan disebut ruang Riemann (Riemannian manifold) – temuan Georg Friedrich Bernhard Riemann (1826-1866). Inilah alat untuk memahami ruang melengkung itu – suatu bahasan yang tidak akan saya singgung lagi secara mendalam di tulisan ini, karena terlalu teknis.

Jadi untuk sederhananya, marilah, untuk memahami alam semesta, kita ikuti saja bahwa ruang melengkung identik dengan konsep gravitasi universal yang pernah ditemukan ilmuwan besar Albert Einstein (1879-1955) pada 1915.

Einstein dikenal karena karya tulisnya yang termashur The General Theory of Relativity. Dalam teori ini Einstein menjelaskan hukum-hukum alam sehingga ketika diterapkan pada alam semesta kita bisa memahaminya. Di sinilah kita berjumpa dengan apa yang lazim dinamakan mekanika relativistik.

Hal lain yang penting kita simak adalah tentang keadaan alam semesta di saatsaat sangat dini, yaitu pada saat penciptaannya. Hukum-hukum alam yang menjelaskannya dinamakan mekanika kuantum.

Bagian dari teori kuantum ini berkembang pesat terutama di Eropa Barat, seperti di Gottingen, Wina, dan Kopenhagen pada pertengahan 1920-an. Para tokoh besar perintisnya antara lain adalah Werner Heisenberg (1901-1976) dan Erwin Schrödinger (1887-1961).

Impian Albert Einstein untuk menyatukan mekanika relativistik dan mekanika kuantum tidak pernah tercapai. Namun, yang jelas, semenjak alam semesta primordial sampai saat ini, keduanya telah menampilkan keampuhannya dalam menjalankan peranan mereka masing-masing. Tidak akan terlalu menyimpang apabila dikatakan bahwa kedua paradigma pengetahuan ini setidak-tidaknya bersifat komplementer.

Disiplin ilmu yang membahas evolusi alam semesta serta penciptaannya, untuk mudahnya disebut saja Kosmologi Perkuliahan kosmologi seperti tersirat di atas pernah saya berikan bertahun-tahun pada Program Studi (Prodi) Astronomi, di Institut Teknologi Bandung (ITB). Juga perkuliahan yang tergolong kategori matematika murni banyak saya berikan pada Prodi Matematika, juga di lingkungan ITB selama periode 1976-1986. Semua perkuliahan ditujukan untuk keperluan tingkat Pasca Sarjana. Perlu diketahui pemakaian istilah Prodi (Program Studi) yang dipergunakan saat ini dapat diartikan Jurusan pada abad yang lalu, walaupun coraknya berlainan.

Sesuai permintaan Freedom Institute, saya akan menyinggung teori penciptaan juga di sini. Teori ini terkait dengan peristiwa big bang di era Planck, nama yang diambil dari nama penemu pertama teori kuantum Max Planck (1858- 1954). Peristiwa big bang penyebab kelahiran alam semesta akan saya bahas nanti.

Tidaklah mengherankan bilamana saja topik semacam ini mengundang pertanyaan: bahwa di balik ini semua, kekuasaan dahsyat bagaimana sehingga terjadi alam semesta yang kita huni dewasa ini. Di sinilah tempatnya manusia, terutama sekali mereka yang menganut monotheisme. Di hati sanubarinya tertanam perasaan untuk mengakui atau lebih dari pada itu, meyakini keberadaan Sang Pencipta, Tuhan.

Dalam era abad pertengahan, hubungan para musisi, ilmuwan dan yang tergolong bagian dari kebudayaan saling mempengaruhi, para ilmuwan melihat kosmologi karena kita ditantang untuk menjadi man of analysis, kaitan dengan Ilahi tentu akan terjadi, karena sampai saat ini, orang melihat the real big bang belum tentu dapat dipahami bahkan untuk selama abad ini pun..

Bagi para penggemar musik, khususnya dari kategori yang berlangsung pada periode 1750-1820 (era musik klasik), mereka akan teringat dan tertarik pada sebuah gubahan tahun 1799 yang sangat indah dari komponis kenamaan, Franz Joseph Haydn (1732-1809). Gubahan ini tertulis dalam bentuk oratorio dengan judul die Schöpfung atau dalam bahasa Inggrisnya, the Creation, mengikuti keberhasilan Isaac Newton (1643-1727) dengan teori gravitasinya yang menjadi landasan mekanika klasik.

Sebaliknya juga, Joseph Haydn dipengaruhi perkembangan ilmu pengetahuan di saat-saat itu dalam penciptaan musiknya. Misalnya dari Newton, Haydn untuk die Schöpfung, ia membayangkan gerak segala isi alam semesta yang diatur oleh hukum Newton yang menaunginya. Tertariknya kita menggeluti keingintahuan akan rahasia alam semesta, yang menyangkut histori, struktur serta penciptaannya mungkin saja terangsang oleh karya Haydn tentang Penciptaan. Ketertarikan ke kosmologi tentu saja, inspirasinya dapat dating dari bidang lain, yang sudah lebih dahulu maju, yaitu biologi dengan teori evolusi memgenai asal muasal spesies.

Ilmuwan yang berkecimpung di bidang astronomi William Herschel (1738-1822), juga diperhatikan Haydn, karena temuannya yang menakjubkan, planet Uranus dengan dua bulannya utamanya, yaitu Titani dan Oberon. Herschel juga tercatat sebagai penemu radiasi gelombang inframerah dan yang mengherankan, dalam kenyataannya ia seorang komponis, tercatat dengan hasil sebanyak 24 gubahan berbentuk simfoni yang banyak dilupakan orang.

Semua partitur dalam oratorio die Schöpfung benar-benar indah diiringi oleh alunan melodi yang merdu pula untuk dinikmati. Salah satu bagiannya yang berjudul die Himmel erzählen atau the Heavens are telling sangat menyentuh perasaan. Dan ungkapan kelanjutan partitur ini die Ehre Gottes atau the Glory of God dengan alunan yang indah pula, sangatlah memukau.

Komposisi nan indah itulah yang menggerakkan hati kita untuk mengenal, mengetahui serta meneliti penciptaan dan evolusi alam semesta Dengan kata lain, ésprit scientifique yang keluar dari padanya adalah universal, keingintahuan untuk menelaah evolusi alam semesta beserta strukturnya, yaitu ilmu kosmologi.

Pada kenyataannya yang mengagetkan, kosmologi yang pada awalnya di permulaan abad ke-20 merupakan sebuah paradoks telah menjelma menjadi suatu paradigma di permulaan abad ini.

Sedikit menyimpang pada pembicaraan di sini, perlu kita ketahui bahwa era musik klasik berpusat di kota Wina, dengan para tokoh musik termashurnya serta yang mewarnainya, yaitu Franz Joseph Haydn, Wolfgang Amadeus Mozart (1756-1791) dan Ludwig van Beethoven (1770-1827). Di periode ini Wina sangat termashur sebagai Panthéon of Classical Music, the World Capital of Classical Music di dunia Barat.

Manusia selalu mengimpikan bisa benar-benar mengetahui segala hal tentang permasalahan evolusi alam semesta, tempat di mana bumi manusia ada. Dalam memahami semua teka-teki yang terkait dengan peristiwa problematic semacam ini, tentu saja pada hakikatnya terbentanglah di hadapan kita pelbagai hal yang sekiranya perlu kita pecahkan dalam bentuk urutan peristiwa kosmologi, dalam suatu perspektif historis alam semesta. Dan ada baiknya, kita bertanya kepada diri kita sendiri: dengan motivasi apa selaku pendorong untuk memecahkan masalah ini?

Saya sendiri teringat akan seorang pelukis kenamaan kelahiran Prancis, bernama Paul Gauguin (1848-1903), pelukis beraliran post-impresionism yang pernah hidup soliter di tengah masyarakat kepulauan Tahiti. Sebuah karya besar terkenal hasil lukisannya di tahun-tahun 1897/1898 memberikan gambaran tentang kehidupan orang Tahiti, dan terpampang dengan megahnya di Museum of Fine Arts di kota Boston, Amerika Serikat.

Yang mencengangkan pada lukisan tersebut di bawahnya bertuliskan D’où venons nous, que sommes nous, où allons nous?, yang berarti dalam suatu permasalahan historikal, kita harus meninjau bagaimana awal obyek muncul, apa hal itu sekarang dan akan ke mana obyek itu di masa yang akan datang.

Kembali ke domain kosmologi, berkaitan dengan evolusi alam semesta sangatlah bijaksana jika kita mengikuti jalan ini, memilihnya sebagai motivasi kita untuk lebih memahami awal muasal alam semesta.

Baru-baru ini terbetik berita tentang keberhasilan percobaan benturan atau tumbukan proton yang sangat baru pada bulan lalu di laboratorium Large Hadron Collider (LHC) di Geneva, suatu instalasi dalam naungan Conseil Européen pour la Recherce Nucléare (CERN). Keberhasilan eksperimen yang diperoleh LHC memberikan konfirmasi atas kejadian seperti yang terjadi di era alam semesta dini, 13,7 milyar yang silam.

Mengikuti kebiasaan, bagi kemudahan pemahaman, masa alam semesta sampai saat ini, bisa kita bagi dalam tiga fase: pertama, phase alam semesta sangat dini yang menandakan begitu miskinnya pengetahuan manusia tentang alam semesta. Kedua, fase alam semesta dini, kurun waktu yang berlangsung mengikuti pengetahuan fisika energi tinggi. Yang terakhir, yaitu saat-saat pertama kali terbentuknya bintang, galaksi dan gugus galaksi, atau fase transparan. Gambaran apa yang akan dialami alam semesta di masa depan merupakan permasalan yang sangat menarik pula untuk diteliti.

Para ahli fisika partikel berkeinginan besar memahami fenomena big bang di dekat-dekat saat penciptaan alam semesta, dengan melakukan eksperimen atau semacam percobaan menirukan terjadinya tumbukan yang pernah terjadi pada fase alam semesta dini dan sangat dini.

Keberhasilan percobaan LHC tersebut merefleksikan kebenaran tentang teori fisika energi tinggi, hal ini berarti eksistensi fase alam semesta dini memang telah terjadi. Ini adalah suatu keberhasilan yang luar biasa. Selanjutnya terbukalah jalan untuk menyimak lebih jauh big bang dalam era Planck.

Pendek kata, setidak-tidaknya diperlukan dua paradigma untuk mengulas peristiwa-peristiwa yang terjadi dalam evolusi alam semesta.

Pertama, mekanika relativistik (General Relativity) yang mengatur bagian ruang 3 dimensi (ruang spasial sebagai subruang dalam ruang-waktu berdimensi 4) dalam ukuran berskala makro. Yang kedua, mekanika kuantum untuk ruang itu dalam ukuran skala mikro, yaitu untuk alam semesta yang masih berada dalam tahap-tahap usia dini.

Namun demikian, mekanika Newton atau mekanika klasik dan dinamika elektromagnetik dengan pernyataan bentuk lengkap formalisme Maxwell, hasil pekerjaan James Clerk Maxwell (1831-1879), dapat berlaku dalam ruang spasial alam semesta pada periode kini. Ini mengingat bahwa alam semesta kita menjadi hampir datar (nearly flat), yaitu mendekati ruang Euclid tigadimensional. Teori Newton tertuangkan dalam bukunya yang sangat terkenal, Philosofiee Principia Matematica yang biasa cukup disebut Principia.

Tentu saja aspek-aspek yang datang di luar apa yang telah disinggung untuk menelaah evolusi alam semesta harus mendapatkan perhatian tersendiri, yaitu yang beraspek dengan karakteristik kultural, filosofi, religi ataupun mungkin saja tradisional dalam kehidupan masyarakat.

Skenario Alam Semesta

Bagi para ahli Biologi yang berkecimpung di bidang evolusi, banyaknya penemuan fosil-fosil peninggalan kehidupan masa lalu kini sangat mendukung kerja mereka. Fosil-fosil ini, meskipun dipandang kurang mencukupi untuk keperluan penelitian, bagi para ahli yang bersangkutan, fosil-fosil tersebut memperlihatkan keterpautan kehidupan yang luar biasa antara yang sekarang sedang berlangsung dengan yang pernah ada pada jutaan tahun yang silam.

Ini berarti para ahli Biologi tidaklah hanya mengetahui kejadian kehidupan dalam lingkup kebiologian saja, tetapi juga dengan baik memahaminya dari segi keterpautan kehidupan itu di dalam evolusinya.

Inilah sebuah fakta yang menampilkan sebuah perspektif: bahwa mereka telah menempatkan posisi Biologi ke tingkatan yang sangat tinggi dalam ilmu pengetahuan, suatu tanda bagaimana tingginya peradaban dan nilai kultural manusia yang memiliki keberhasilan seperti ini.

Tidak dapat dipungkiri bagaimana hebatnya aspek kemajuan ilmu tersebut mempengaruhi kemajuan yang menembus ke pelbagai disiplin ilmu lainnya.

Adanya paralelisme kondisi ini dengan apa yang terdapat dalam peristiwa evolusi alam semesta untuk kosmologi tidaklah jelas. Bahkan sampai paruh pertengahan abad yang silam pun, para ilmuwan yang bekerja pada bidang kosmologi, umumnya hanya mengandalkan dan lebih menekankan pada penyusunan teori-teori belaka dalam domain ini.

Kenyataannya sampai tahun 1920-an pun, belumlah orang mengenal galaksi Milkyway atau Bimasakti, tempat Matahari bermukim, apalagi galaksi terdekat Andromeda (Messier 31). yang masih dianggap bintang, yang berjarak di sekitar 4,2 tahun cahaya saja.

Para ahli kosmologi dalam penelitian evolusi alam semesta tidaklah begitu beruntung dalam upayanya membongkar gejala alam semesta yang terjadi, terutama dalam fase dini dan sebelumnya.

Walaupun tidak seberuntung para ahli Biologi, yang mengejutkan dalam kosmologi adalah terjadinya penemuan semacam Rosetta Stone (Batu Rosetta). Ini adalah batu yang secara misterius ditemukan tanggal 20 Agustus 1799, di lembah sungai Nil, Mesir. Ternyata batu ini adalah suatu prasasti yang ditemukan oleh salah seorang anggota pasukan Napoleon Bonaparte bernama Letnan Pierre François Xavier Bouchard sewaktu ia mencari air dengan membongkar-bongkar sebuah dinding bangunan Forte St. Julien, benteng tua di dusun Rosetta (El Raschid) dekat kota Aleksandria.

Beberapa tahun kemudian terungkaplah bahwa Batu Rosetta itu berisikan tulisan legenda masa lalu tentang Epiphane atau public decree yang diterbitkan pharaoh Ptolomaeus pada tahun 196 SM. Dekrit ini sangatlah menakjubkan. Sebagai prasasti, dekrit ini tertulis dengan huruf Yunani purba untuk kepentingan hubungan diplomasi dengan imperium Yunani purba, dengan huruf Demotic untuk bahasa yang dipakai rakyat golongan kebanyakan kerajaan Mesir, serta huruf Hieroglyph bagi yang dipakai kalangan para bangsawan dan anggota kerajaan.

Barulah sekitar dua dekade kemudian sejak ditemukannya Batu Rosetta, misteri rahasia yang tersimpan di dalamnya selama lebih dari satu setengah millenium itu terpecahkan oleh para ilmuwan kenamaan Eropa Barat yang berkecimpung dalam ilmu purbakala, sastra dan linguistik. Suatu hasil yang membuka sejarah jaman Mesir purba. Dan tercatatlah tokoh utama pembongkar prasasti Batu Rosetta, Jean-François Champollion (1790-1832), ahli dalam bidang arkeologi, the fatherof Egyptology.

Sejak terbukanya isi ”prasasti kunci” Batu Rosetta, terkuaklah berbagai peristiwa dalam sejarah Mesir purba, dan ilmu pengetahuan tentang Mesir berubah menjadi Modern Egyptology. Fakta yang tidak dapat disangkal, ternyata para pharaoh yang hidup di masa silam telah mengangkat nama kerajaan Mesir dan warganya ke jenjang negara-bangsa yang berperadaban tinggi serta sangat terhormat, suatu kenyataan yang baru saja terbuka pada permulaan abad ke-18.

Tercatat pula pharaoh Amenhotep IV salah seorang pemimpin yang pernah sangat berkuasa di Mesir purba memberlakukan kepercayaan bagi rakyatnya bahwa hanya ada satu dewa yang paling berkuasa di seluruh jagat, yaitu yang disebut dewa Aten, sedangkan para dewa lain dipandang tidaklah berperan dengan kekuasaan seperti semula. Nama ia sendiri diubah menjadi Akhenaten.

Hal ini menandakan ribuan tahun silam telah terjadi eksistensi jalur monotheisme dengan pharaoh Akhenaten selaku penganut pertama kali yang pernah ada di muka Bumi. Tetapi pharaoh berikutnya mengubahnya, berpaling kembali ke yang semula, ke jalur polytheisme, yang mengakui banyak dewa yang berkuasa.

Kembali ke permasalahan kosmologi, peristiwa Batu Rosetta benar telah terjadi melalui suatu penemuan yang tidak disengaja, diperoleh tidak dengan perencanaan sama sekali. Dan penemuannya bukanlah yang diharapkan .

Penemuan ini terjadi pada tahun 1964/1965 berupa hasil observasi scientistsengineers Arno Penzias dan Robert Wilson, yang bekerja pada Bell Telephone Laboratories di Amerika Serikat.

Keberhasilan ini ternyata merombak wajah dan corak kosmologi yang sebelumnya hanya polemik berkepanjangan menjadi yang merepresentasikan paradigma, melukiskan alam semesta, yang real dan observable, yang dipercaya bahkan diyakini eksistensinya. Di depan, kita akan kembali ke pembahasan ini.

Ilmuwan kenamaan pertama yang meneliti tentang big bang adalah seorang pastor berkebangsaan Belgia, Georges Lemaître (1894-1966). Pada tahun 1926/1927 ia mengemukakan pandangan menyangkut penciptaan alam semesta, setelah ia berhasil dengan baik memecahkan persamaan-persamaan Einstein secara independen.

Lemaître menegaskan bahwa alam semesta tidak statik sebagaimana yang Einstein pegang teguh. Menurut Lemaître, dengan seutuhnya alam semesta, dalam fase penciptaannya merupakan substansi begitu kecil (infinitesimal), yang disebutnya sebagai primeval atom atau atom primitif. Tidaklah pula ia pedulikan bagaimana terbentuknya atom primitif ini dan sebelumnya diasumsikan belum pernah ada alam semesta apa pun.

Selanjutnya dipandang pula terjadi semacam ledakan atas atom primitif itu menghasilkan fragmen-fragmen yang kemudian membentuk substansi baru berbentuk partikel, bintang, galaksi dan benda-benda seperti yang dapat kita lihat sekarang ini. Ini adalah pandangan sangat spektakuler di saat itu.

Reaksi keras terhadap apa yang Lemaître kemukakan ini berdatangan dari masyarakat ilmu pengetahuan, termasuk Einstein sendiri karena di hatinya di tahun-tahun itu lebih condong ke alam semesta statik. Einstein mengerti sosok Lemaître merupakan seorang pastor Katolik dengan dukungan positif Paus Pius XII dari keuskupan Vatikan, dan juga dengan argumen tersebut, Lemaître benar-benar kuat berdasarkan sudut ilmu pengetahuan dan sejalan dengan dogma Kristiani tentang penciptaan.

Debat kosmologi versus agama benar terjadi dan telah mengambil bentuk sebuah polemik berkepanjangan selama beberapa dekade.

Bahkan pada Konferensi Solvey ke-IV di Bruxells tahun 1927, pada suatu kontak dengan Lemaitre, Einstein hanya berkata: ”Vos calculs sont correct, mais votre physique est abominabe” - “Perhitungan (analisa matematiknya benar, (arti) fisikanya meragukan” - atas hasil pekerjaan dan argumen Lemaître itu. Lemaître sama sekali tidaklah berkecil hati dan tetap percaya bahwa ledakan primordial alam semesta datang berasal dari suatu titik panas membara dan sangat padat di ruang waktu, seperti ia sebut atom primitif atau primeval atom itu. Ini tiada lain daripada keadaan awal konseptual secara benar yang kemudian biasa dikenal dengan big bang. juga disebut hot big bang.

Di sini dipaparkan bahwa tiadanya awal serta akhir pada evolusi alam semesta, dengan kerapatan materi, alam semesta dipandang tak berubah (konstan). Pemuaian karena gerakan galaksi yang saling menjauh dari yang satu terhadap yang lain diimbangi terbentuknya materi-materi baru di antara galaksi-galaksinya untuk mempertahankan agar kerapatannya tetap dalam keadaan konstan.

Dalam tahun 1950-an itu pula, melalui sebuah wawancara radio BBC, Fred Hoyle dengan tajam menjelaskan kelebihan steady state theory atas hipotesa atom primitif serta disebutkan pula untuk pertama kalinya big bang sebagai atom primitif tersebut. Ia mendapat pula sambutan begitu baik dari kebanyakan para ahli ilmu pengetahuan kosmologi untuk teori baru tersebut. Pada suatu pertemuan (seminar) ilmiah di Pasadena (California) pada 1960, Fred Hoyle menyapa Lemaître dengan kalimat: ”this is the big bang man”.

Gagasan suatu ledakan primordial yang terkait pada ekspansi alam semesta itu, kemudian ditinjau lebih jauh oleh Georges Gamow (1904-1968) emigrant Russia yang hijrah pindah ke Amerika, bersama Ralph Alpher (1921-2007) serta Robert Herman (1914-1997) dari Universitas George Washington. Pekerjaannya dilakukan berdasarkan motivasi yang terkait dengan penjelasan bahwa bagaimana unsur-unsur kimia yang lebih berat tersintesakan berawal dari hydrogen primordial pada temperatur yang luar biasa tingginya.

Sampai tahun 1950-an, di kalangan ilmuwan ide primeval atom hanya dipandang sebagai suatu hipotesa belaka yang berkenaan pada penciptaan alam semesta. Tetapi G. Gamow beserta para temannya tetap melanjutkan pengembangannya. Keadaan yang kurang menguntungkan ini dipicu pula oleh datangnya steady state theory, teori yang ditampilkan oleh tiga pakar ilmu pengetahuan yang masih muda Fred Hoyle (1915-2001), Hermann Bondi (1919-2005) dari Inggris bersama Thomas Gold (1920-2004) dari Amerika Serikat.

Pemikiran hal ini bagi penelusuran lanjut ke era alam semesta sangat dini menyimpulkan bahwa substansi, tepatnya untuk sejumlah kecil unsur-unsur lainnya, cenderung berasal dari yang disebut soup kosmik primordial, yang ”dimasak” dalam tungku (oven) dengan temperatur yang luar biasa tingginya. Gamow memakai sebagai pengganti kata ”soup” istilah ”ylem”, diambil dari
bahasa Ibrani-Yunani purba.

Tampaknya teori mengenai gagasan substansi primordial alam semesta dengan atom primitif atau ylem itu kurang mendapat penjelasan yang cukup baik, sehingga gagasan ini terabaikan dan orang mulai berpaling kembali ke penemuan observasi hasil Edwin Hubble (1889-1953).

Penemuan Hubble adalah tentang ekspansi berdasarkan perhitungan bahwa pergerakan galaksi saling menjauh dari yang satu terhadap yang lain, seperti mengikuti aturan Doppler berkaitan dengan spektrum-spektrumnya, atau kecepatan sebuah galaksi terhadap suatu galaksi lainnya berbanding lurus dengan jarak antara kedua galaksi itu, inilah yang disebut Hukum Hubble.

Di tahun 1930-an, sudah ada pandangan tentang adanya elemen dasar atau generator sebagai pengisi fundamental atau building blocks alam semesta, yang berbentuk galaksi atau gugus galaksi. Diperlakukan di dalam naungan Hukum Hubble, dapatlah dilihat kenyataan bahwa memang alam semesta berekspansi.

Melalui pengertian ini, perhitungan memberikan hasil umur alam semesta hanyalah sebesar dua milyar tahun, jauh lebih rendah dibanding dengan umur batu-batuan (rocks) tertentu yang terdapat di muka permukaan bumi. Dalam dunia kosmologi, memang diakui bahwa Georges Lemaître adalah penemu big bang dan Edwin Hubble sebagai bapak kosmologi observasional. Sejenak kita rangkum terlebih dahulu mengenai polemik model big bang versus model-model evolusi alam semesta yang berlangsung begitu lama sampai tahun 1965.

Untuk mudahnya, representasi teori relativitas umum kita singkatkan sebagai formalisme Einstein, seperti yang biasa kita kenal dengan formalisme Newton.

Sejalan dengan pikiran dalam mekanika klasik (Newton), ide gaya Newton diganti dengan ide tensor Einstein, dan yang terakhir inilah yang memegang peranan penting setelah dikaitkan dengan distribusi materi (energi) yang dikandung di alam semesta. Konsep tensor Einstein terbentuk karena adanya tensor Riemann yang dibangun dengan tersedianya struktur Riemann, karena memang kita bekerja pada suatu ruang Riemann.

Pertama-tama, pada 1917, Einstein dengan metodenya secara heuristik sengaja memasukkan yang dia sebutkan sisipan atau suku (term) kosmologi (cosmological term), Λ (Lambda) pada solusi formalisme Einstein semula, sisipan dimaksudkan untuk mempertahankan sifat statik alam semesta, yaitu daya tarik gravitasi disangga oleh kekuatan karena manifestasi Λ.

Sebelumnya dalam bulan Maret tahun 1917 itu pula, seorang ahli kosmologi kenamaan Belanda Willem de Sitter (1872-1934) dengan membiarkan keberadaan suku kosmologi Λ, memberikan solusi alternatif, bahwasannya dalam evolusinya, yaitu alam semesta berekspansi dengan laju ekspansi dipercepat (accelerated). Hasil ini telah menimbulkan suatu dialog, polemic yang tajam dengan Einstein, walaupun kedua orang ini sangatlah bersahabat.

Pada 1922, Alexander Friedmann (1888-1925), berkewarganegaraan Russia, ahli ilmu pengetahuan matematika terkenal, tanpa adanya suku kosmologi Λ mencoba memecahkan formalisme Einstein. Yang diperolehnya memberikan hasil, semacam evolusi alam semesta dengan dinamika, alam semesta dapat langsung berekspansi atau kalau tidak maka langsung berkontraksi.

Seperti yang telah disinggung sebelumnya, hasil pemecahan yang dilakukan Georges Lemaître, solusi menunjukkan evolusi alam semesta berekspansi berawal dari suatu atom primitif dan sebelumnya belum atau tidak ada alam semesta apa pun.

Sangatlah penting untuk diingat, seorang sarjana kenamaan dan cemerlang asal Prancis Elie Cartan (1869-1951), ahli ilmu pengetahuan matematika luar biasa, secara analitik dan eksak di tahun 1922, berhasil memecahkan formalism Einstein, memperoleh solusi yang betul-betul mengandung suatu konstanta.

Konstanta yang didapatkan Elie Cartan tersebut tidak lain dari pada sisipan kosmologi seperti yang ditampilkan Einstein. Untuk pembahasan selanjutnya dan untuk sebutan suku kosmologi Λ kita akan pakai istilah konstanta kosmologi (cosmological constant). Besaran ini akan memegang peranan sentral bagi kupasan atau analisa evolusi alam semesta yang berawal hot big bang.

Terdapat semacam pemikiran: konstanta kosmologi Λ tampaknya meragukan keterkaitannya pada teori gravitasi universal atau relativitas umum Einstein, dengan kata lain kandungan materi yang mengisi alam semesta sebagai sumber daya gravitasinya tidaklah terepresentasikan oleh konstanta ini. Ada dugaan kuat bahwa Λ berkaitan dengan paradigma teori kuantum yang memberi kesan seolah-olah hal ini dapat saja merupakan reinkarnasi teori relativitas umum Einstein.

Untuk kepentingan kuliah umum seperti di sini, kita pusatkan saja perhatian selanjutnya pada peranan Λ, dengan demikian uraian akan tampak lebih sederhana untuk mengerti terjadinya polemik big bang. Dapatlah selanjutnya kita ikuti tujuan utama dengan cermat, yaitu pembahasan perspektif evolusi alam semesta.

Rosetta Stone” Kosmik

Orang yang sangat ahli dalam teori ini, yaitu Georges Gamow, bersama-sama para temannya, yaitu Ralph Alpher dan Robert Hermann seperti yang kita kemukakan sebelumnya. Perhatian terpusatkan pada fase alam semesta sangat dini, dibayangkan bagaikan ylem atau unsur inti (nuclear elements) yang dimasak dalam oven (tungku) mengeluarkan unsur-unsur kimia seperti yang terdapat dalam tabel periodik Mendeleev.

Mereka menyadari bahwa produk nuklir itu bergantung pada temperatur saat ini, yang berasal dari cosmic background radiation yang tersisa (residual)..Artinya, kita dapat menelusuri terbentuknya partikel-partikel di masa peristiwa cosmic backgroud radiation karena pengetahuan adanya deteksi temperatur sisa yang ditinggalkannya itu. Selama dalam periode akhir tahun 1940-an sampai awal tahun 1950-an, mereka membuat perkiraan beberapa harga dengan kisaran antara 5 kelvin dan 50 kelvin sebagai temperatur radiasi relik (residual) yang amat ampuh ini.

Sampai tahun 1964, hampir tidak seorang pun memperhatikan pekerjaan mereka. Tetapi sebagaimana yang pernah dikemukakan di atas sebelumnya, hasil observasi Arno Penzias dan Robert Wilson dari Bell Telephone Laboratories, tahun 1965 memakai antena bentuk tanduk (horn-shaped), berlokasi di Murray Hill, Holmdel, New Jersey, yang berdekatan dengan kota New York, memperlihatkan temperatur saat ini di setiap sudut alam semesta sebesar di sekitar 3 kelvin.

Keberhasilan A. Penzias dan R. Wilson ini, semula sama sekali bukan yang mereka rencanakan dan tidak juga mereka pahami, bahkan ternyata tidak pula menarik perhatian mereka. Padahal relik 3 kelvin alam semesta tersebut sebenarnya merupakan pintu gerbang untuk memahami peristiwa big bang atau kelahiran alam semesta itu sendiri.

Sejumlah para ahli ilmu pengetahuan dari Universitas Princeton, R.H. Dicke (1916-1997) bersama P.J.E. Peeble, P.G. Roll dan D.T. Wilkinson (1935-2002) setelah dengan upayanya mendapat data hasil observasi Penzias dan Wilson tersebut, menganalisanya dengan cermat. Hasilnya memberikan kesimpulan, ternyata benarlah radiasi temperatur 3 kelvin itu merupakan cerminan peninggalan atau relik radiasi alam semesta di era penciptaannya yang masih berbentuk big bang. Ini betul-betul hasil yang sangat luar biasa.

Itulah sebabnya, temuan temperatur 3 kelvin yang diperoleh Penzias dan Wilson banyak orang menyebutnya sebagai Rosetta Stone kosmik atau Batu Rosetta yamg terkait dengan bidang kosmologi.

Perlulah dicatat, tidaklah sulit untuk memahami peristiwa alam semesta ini bagi Penzias maupun Wilson yang bekerja dalam bidang fisika menyangkut astronomi radio yang handal. Hasil pekerjaan R. Dicke bersama temantemannya yang menggunakan data pekerjaan mereka mengenai radiasi 3 kelvin tersebut, kemudian mereka pahami dengan baik.

Setelah adanya penemuan Batu Rosetta kosmik yang begitu sangat ampuh ini, segera hampir semua ahli ilmu pengetahuan kosmologi menganut kenyataan eksistensi big bang. Evolusi alam semesta yang ditelitinya yang disebut sebagai model big bang atau model big bang panas (hot big bang model). Alam semesta yang diawali big bang sebagai kelahirannya, yang disebut model
big bang panas, acapkali juga disebut model standard kosmologi (cosmological standard model).

Hasil temuan ini mengingatkan bagaimana tajamnya kekuatan pikiran dan penglihatannya yang pernah dicurahkan oleh para ilmuwan mengenai alam semesta dan dinamikanya sehingga di saat ini kita mengenal konsep big bang dengan baik. Terutama sekali, di antaranya G. Lemaître dan G. Gamow yang masing-masing didampingi istilah atom primitif dan ylem, yang begitu terkenal untuk artian big bang.

Nasib steady state theory yang pernah menggema begitu tenar dan digemari, hasil temuan dua ahli ilmu pengetahuan kosmologi terkenal dari Universitas Cambridge, Fred Hoyle dan Hermann Bondi, bersama Thomas Gold dari Universitas Cornell, langsung runtuh. Itulah death sentence bagi teori steady state sebagai akibat adanya model standard kosmologi. Ketiga orang ini sangat menentang kehadiran big bang sebagai permulaan atau awal evolusi alam semesta.

Sewaktu Hermann Bondi berkunjung di tahun 1976-an ke Observatorium Bosscha di Lembang, Bandung, dalam suatu percakapan pernah saya singgung mengenai nasib teorinya, yaitu steady state theory. Bondi hanya memberi komentar singkat saja it was finished, and just forget it, dan ternyata Bondi sudah berpaling ke bidang lain, tidak lagi menekuni ilmu pengetahuan kosmologi.

Perlu diketahui terminologi big bang justru diciptakan oleh penentangnya yang paling gigih yaitu Fred Hoyle, dan yang ganjil pula kata ini justru dipakai oleh para ilmuwan yang mempelajari perihal alam semesta tanpa adanya konvensi untuk menyepakatinya. G. Gamow sama sekali tidak menyukai pemakaian istilah ini, dan sampai akhir hidupnya pun dia tetap gunakan istilah ylem.

Cosmic Microwave Background Radiation

Pengukuran-pengukuran menunjukkan relik big bang berupa gelombanggelombang elektromagnetik, dan bersifat benda hitam, menganut hokum Planck, disebut radiasi latar belakang gelombang mikro atau dalam bahasa asingnya, Cosmic Microwave Background Radiation, disingkat umumnya dengan CMB (atau CMBR). Selanjutnya, semenjak tahun 1965, perburuan secara besar-besaran dilakukan untuk memperoleh data informasi yang lebih akurat guna mengetahui dan memahami evolusi alam semesta serta struktur alamnya itu sendiri, dan substansi-substansi yang terbentuk kemudian.

Peralatan-peralatan yang digunakan sangatlah canggih dengan teknologi yang begitu maju serta membutuhkan biaya besar sekali. Bagi perburuan untuk memperoleh informasi data dengan kecermatan yang tinngi dari peristiwa CMB, umumnya melalui konsorsium beberapa negera maju dan kayalah, dapat dibangun detektor-detektor yang sangat kompeks unyuk keperluan tersebut.

Sampai saat ini sudah terdapat tiga misi ruang angkasa yang tujuan utamanya berfokus pada penelitian CMB, yaitu COBE (Cosmic Background Explorer) sebagai program NASA (National Aeronautics and Space Administration), yang diluncurkan tahun 1980, WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropic Probe) juga dari NASA, diluncurkan pada tahun 1990, dan yang terbaru misi dengan nama Planck Surveyor, program yang dibuat oleh ESA (European Space Agency). Kelebihan observatorium sebagai pesawat ruang angkasa, yang satu atas yang lainnya, singkatnya saja resolusi gambar, yang diperoleh satelit yang diorbitkan belakangan lebih baik dari yang diambil pendahulunya.

Kesemuanya berada di titik Lagrange kedua disingkat L-2, suatu tempat berdekatan dengan bulan (berorbit mengitari matahari), tempat yang sangat strategis untuk menyapu semua daerah langit ke mana pun arah yang diambil untuk mendeteksi berbagai bayangan atau sejumlah gambar yang sesuai dengan kapasitas instrumentasi yang ditempatkan di pesawatnya. Semuanya terdapat 5 titik Lagrange mulai L-1 sampai dengan L-5, yaitu tempat-tempat yang diperhitungkan cukup stabil atas pengaruh gravitasi yang berpangkal terutama berasal dari bumi, bulan dan matahari, artinya jika ditempakan suatu stasiun ruang angkasa di daerah sekitar sebuah titik Lagrange, pada dasarnya, benda itu secara relatif tidak memerlukan energi bagi pergerakan berputar pada orbitnya mengitari Matahari.

Satelit ruang angkasa HST (Hubble Space Telescope) dengan tugas misinya yang akan berakhir dalam 2 atau 3 tahun mendatang, telah memberikan hasil yang cukup fundamental, bagi kepentingan pemahaman evolusi alam semesta, yaitu memberikan usia alam semesta lebih kurang 13,3 milyar tahun, suatu periode satu-satunya kesempatan adanya kehidupan.

Hasil satelit COBE memberikan temperatur CMB sebesar 2,7 K (kelvin) dengan cukup cermat. Ternyata juga terlihat adanya peristiwa fluktuasi temperatur pada CMB tersebut, hal ini menunjukkan bahwa alam semesta di masa amat dini tidak isotropik (tidak uniform atau tidak merata). Dan barulah diperoleh hasil yang lebih cermat dengan perhitungan berdasarkan data yang diperoleh WMAP. Hasilnya memang tepat, memperkuat yang diperoleh dari COBE, yaitu adanya ketidak-isotropikan (anisotropy) di alam semesta secara menyeluruh. Analisa menggambarkan tidak isotropiknya itu bagaikan seperti peristiwa akustik, seperti yang terdapat dalam peristiwa musik.

Dengan terlihatnya pengetahuan CMB terpantau setelah 380 ribu tahun setelah peristiwa big bang, sebagai peristiwa akustik bolehlah dikatakan periode CMB selama itu sebagai ”Symphony of the universe”. Jika saja pengetahuan ini sudah diketahui di jaman musik baroque, klasik atau pun romantik dalam abad-abad ke-16 sampai ke-17, tentunya hal ini akan menjadi sumber yang luar biasa bagi inspirasi penciptaan musik para komponis kenamaan.

Perlu kita ketahui, bahwa di dalam domain fisika energi tinggi itu, secara teoretis telah terumuskan adanya unifikasi akbar (grand unification), semacam format yang menyatukan semua partikel fundamental dalam fisika partikel yang muncul dalam kelompok materi kelam. Inilah yang dinamakan model standard (standard model) fisika partikel atau fisika energi tinggi. Dengan demikian, model standard ini dengan sendirinya teradopsi ke dalam model standard hot big bang pada domain kosmologi.

Guna ”menjaga” alam semesta bermodelkan hot big bang berlaku dengan baik, maka di saat-saat terjadinya peristiwa materi kelam, dibuat semacam hipotesa ad hoc, yakni peristiwa yang disebut alam semesta inflasioner (inflationary universe), dengan periode hidupnya yang amat singkat (A. Linde dan A. Guth). Peristiwa inflasi alam semesta diasumsikan terjadi jauh sebelum keluarnya peristiwa CMB, dalam fase alam semesta sangat dini. Jika saja tidak terjadi inflasi ini di fase itu, alam semesta di saat peristiwa big bang relatif akan berukuran terlalu besar dibandingkan dengan yang seharusnya, dan hal ini dapat mengakibatkan alam semesta yang kita huni tidak lagi terobservasi seperti yang kita lihat dan rasakan sekarang saat ini.

Hipotesa keberadaan alam semesta inflasioner merupakan bagian penting yang sedang giat-giatnya diselidiki oleh para ahli yang paling kenamaan dewasa ini. Sementara ini evolusi alam semesta dengan model standard hot big bang mencakup pula era inflasioner. Telaah mengenai hipotesa ad hoc ini sedang ditelusuri melalui hasil data yang diperoleh WMAP, mengingat timbulnya ketidak-isotropikan radiasi bertemperatur 3 kelvin pada CMB. Kita belum dapat menyimpulkan apakah asumsi ini sudah menjadi konjektur ataukah akan menjadi kebenaran adanya.

Keberhasilan eksperimen instalasi LHC (Large Hadron Collider), seperti yang pernah dibicarakan sebelumnya, melalui pengadaan tumbukan atau benturan proton yang begitu dahsyat, menunjukkan keberadaan partikel fundamental yang terkelompok dalam materi kelam. Perihal ini mengarahkan kemungkinan bahwa peristiwa alam semesta inflasioner dapat diterangkan dari sudut domain fisika energi tinggi.

Dalam waktu mendatang, eksperimen pada akan lebih ditingkatkan, yaitu dengan pengadaan energi yang sangat tinggi untuk pembeturan proton menghasilkan fragmen-fragmen yang mempertajam keberadaan materi kelam. Apabila percobaan memberikan hasil yang lebih tajam, penelusuran ke arah big bang akan lebih dekat lagi. Di saat itulah, penelitian akan masuk ke dalam fase alam semesta sangat dini, yaitu era Planck, era alam semesta dengan masih sangat miskinnya akan pengetahuan fisika yang kita miliki. Walaupun begitu, artian atom primitif atau pun ylem semakin dekat dengan big bang akan semakin berkoinsidensi yang menunjukkan awal penciptaan alam semesta.

Kelanjutan Evolusi Alam Semesta

Berdasarkan gambar yang diperoleh WMAP, terlihat hasil yang sangat fundametal pula yaitu kandungan alam semesta sendiri saat ini, untuk mudahnya sebut saja terdiri atas kelompok baryon sebanyak 4% yang selama kita manfaatkan dalam kehidupan kita, dan kelompok materi gelap atau materi kelam (dark matter) sebesar 24%, serta yang merupakan misteri besar yang disebut energi gelap atau barangkali energi kelam (dark energy) sebesar 73%. Bentuk terakhir akan mendominasi peranannya, menentukan nasib alam semesta di masa depan dalam kurun milyaran tahun.

Dalam fase alam semesta sekarang saat ini, alam semesta menampakkan dirinya berdasarkan galaksi dan gugus galaksi sebagai building blocks yang membangunnya. Yang begitu mengherankan keberadaan energi kelam tidak tampak sama sekali dalam fase alam semesta dini, bahkan justru di saat 13,7 milyar tahun yang lalu pengaturan evolusi alam semesta didominasi oleh materi kelam dengan kandungan sebesar 63% sebagaimana juga yang dihasilkan WMAP. Tentu saja dapat kita pahami bagi pikiran manusia, yang tersedia hanyalah memberikan skenario berbagai alternatif untuk kelanjutan evolusi alam semesta.

Alam semesta di saat ini memiliki bentuk (geometri) bersifat hampir datar (nearly flat) dan berekspansi secara dipercepat (accelerated expansion), dan inilah hasil yang dianut oleh mayoritas ahli ilmu pengetahuan di bidang kosmologi. Tampaknya, kondisi realitas yang baru dikemukakan ini akan menjadi pedoman yang penting untuk para ilmuwan kosmologi, terutama yang berkecimpung di bidang observasional dan eksperimental. Di benak pikiran kita dapat saja terkatakan bahwa materi kelam turut berperan mengantarkan alam semesta dari keadaan fase dini ke keadaan seperti yang kita lihat dan rasakan dewasa ini.

Disebabkan pengertian konstanta kosmologi, yaitu Λ, tidak merefleksikan keberadaan materi kelam maupun gravitasi universal Einstein, cukup masuk di akal peranan Λ mewakili peranan energi kelam. Alasan ini cukup kuat mengingat energi kelam begitu misterius keberadaannya. Tugas materi kelam cukup baik dalam mengimbangi daya tarik gravitasi Einstein tersebut. Selanjutnya, dominasi energi kelamlah memperlihatkan kemampuannya, membawa alam semesta dari keadaan bentuk ruang spasial ”hampir datar” sampai ke yang mulai berekspansi secara pelahan-lahan sambil dipercepat.

Sebenarnya energi kelam menunjukkan dirinya dengan identitas selaku gaya repulsif atau gaya dorong yang sangat asing atau misterius, sama sekali belum kita ketahui bagaimana sosoknya. Ini berarti konstanta kosmologi Λ berperan dengan mendorong galaksi-galaksi bergerak saling menjauh. Perlu pula kita perhatikan, pertama bagi alam semesta yang belum menginjak usia sebesar 7 milyar tahun, penampilan Λ masih lemah relatif dibandingkan gaya gravitasi universal. Berikutnya, karena galaksi-galaksi bergerak saling menjauh, peran Λ akan semakin kuat dan menjadi dominan, berakibat alam-semesta berekspansi dengan laju yang dipercepat.

Skenario pembahasan mengenai kemungkinan kelangsungan evolusi alamsemesta dapat dipaparkan berikut di bawah ini.

Perhatikan terlebih dahulu, konstanta kosmologi Λ bertindak selaku suatu parameter, ini berarti konstanta ini akan mengambil bermacam-macam nilai. Dan selanjutnya kita namakan konstanta kosmologi Λ dengan sebutan suatu parameter kosmologi.

Pertama, apabila parameter kosmologi Λ berada dalam laju konstan dengan waktu, ekspansi alam semesta akan berlanjut secara kontinu dipercepat selamanya. Pada saat usia alam semesta melebihi 100 milyar tahun, segala isi alam semesta menghilang dan didapatkan alam semesta dengan sebutan Big Chill.

Kedua, jika parameter kosmologi Λ bertambah dengan waktu, alam semesta akan mengalami ekspansi dengan percepatan katastropik yang sangat menghancurkan. Pada saat usia alam semesta melewati 100 milyar tahun, semua isinya hancur porak-poranda berkeping-keping tiada beraturan dan akhirnya lenyap pula. Yang terbayangkan akhirnya hanyalah suatu alam semesta dengan sebutan Big Rip.

Ketiga yang terakhir, bila parameter kosmologi Λ berkurang dengan waktu, berarti ekspansi alam semesta mengalami perlambatan, Atau alam semesta mengerut, runtuh atau collapse. Yang tersisa hanyalah Big Crunch, sebutan bagi alam semesta runtuh.

Berkenaan dengan konstanta kosmologi Λ diperlakukan sebagai parameter kosmologi, maka kecermatan perhitungan Λ yang baik akan menghasilkan pula gambaran tentang alam semesta lebih cermat pula.

Sebenarnya terdapat sejumlah parameter kosmologi yang akan membuat pengetahuan evolusi alam semesta serta strukturnya lebih menentukan. Dengan begitu ketepatan serta kecermatan harga-harga parameter kosmologilah kiranya diharapkan dapat diperoleh melalui data-data pengamatan satelit, observatorium atau pun stasiun yang ditempatkan baik di Bumi atau di ruang
angkasa.

Oleh sebab itu, disiplin kosmologi model standard, dengan kemungkinan adanya nilai-nilai berpresisi tinggi pada parameter-parameter kosmologi tersebut, cenderung untuk disebut sebagai ”kosmologi presisi” (precision cosmology). Istilah precision cosmology sudah banyak dipakai dalam literaturliteratur.

Dengan cermat dapat pula dihitung kerapatan total alam semesta kita dan kerapatan alam semesta dengan pengandaian bersifat datar (flat). Kita tuliskan perbandingan kedua kerapatan itu dengan notasi Ω, juga merupakan sebuah parameter kosmologi. Mengingat alam semesta kita memiliki ruang yang bersifat hampir datar, maka nilai kedua kerapatan itu akan berimpit, yaitu Ω berkisar sekitar nilai 1. Dalam hal Ω > 1, kita akan melihat bentuk alam semesta (the shape or topology of the universe) yang cenderung berbentuk ruang 3-dimensional berhingga (finite), akan tetapi tidak memiliki batas (borderless).

Ruang ini unik berkaitan dengan yang telah dibuktikan oleh G. Perelman beberapa tahun yang lalu, ruang ini tiada lain merupakan bola Poincaré. Mengenai permasalahan yang pernah dibuktikan Perelman, yaitu konjektur Poincare yang berusia lebih dari satu abad. Sehubungan dengan hasil pembuktian Perelman, maka alam semesta kita adalah ruang Poincare, dengan bentuk berhingga dan tak memiliki batas.

Jika saja kelihatannya alam semesta ini begitu luas, sesungguhnya, hanyalah bayangan atau cermin dari alam semesta fundamentalnya. Ingat hal terakhir ini, seperti kita berdiri di dalam ruangan kaca, tampak luas karena bayanganbayangan saja.

Dalam perkuliahan ini sementara untuk keperluan referensi dapat dipakai cara dengan melihat pada beberapa websites yang berkaitan. Referensi akan selengkapnya disajikan secara terpisah, setelah tersusun dengan baik.

Terima kasih.

Catatan:

Bilamana ingin melihat melibatkan diri dalam suatu dialog ataupun dispute tentang permasalahan evolusi alam-semesta yang memungkinkan terjadinya polemik tajam, sebaiknya kita pelajari betul Georges Lemaître. Ia memang ahli yang sangat ulung di bidang matematika, fisika teori dan kosmologi. Di lain sisi, G. Lemaître merupakan seorang agamawan dalam kedudukan Abbé di lingkungan Kristiani Katholik, dan juga kuat dalam pengetahuan ilmu keagamaan serta bentuk kepercayaan yang lain.

Pada tahun 1960, di Berkeley, Georges Lemaître pernah mengatakan alasan apa sampai dia berpegang teguh pada konsep ”primeval atom” sebagai awal penciptaan alam-semesta; alasannya, karena dia penyandang kedua profesi yang sangat luar biasa tersebut. Paham kebenaran cosmological standard model dengan hot big-bang atau primeval atom sudah menjadi basis filosofi bagi penelitian konstelasi kosmologi di abad ini. Jelaslah, sesungguhnya konflik antara ilmu pengetahuan dan keagamaan atau kepercayaan tidaklah perlu ada.

=========
* Disampaikan pada Kuliah Umum Freedom Institute, Jakarta, Kamis, 27 Mei 2010. Komentar atas tulisan mohon diemail ke jorga@as.itb.ac.id

SHARE THIS POST   

0 komentar :