Fisika sejauh ini sudah sangat dalam membahas fenomena dunia bahkan semesta kita, namun
masih jauh dan belum mampu menjawab pertanyaan diatas. Teori teori yang lahir belum mampu
menjelaskan semuanya, namun hanya sebagian. Om Hawking mengatakan bahwa mimpinya dan
mimpi fisika yaitu menemukan teori tunggal yang mampu menjelaskan semuanya. Artinya teori
akhir itu dapat menjawab pertanyaan kita. Penemuan teori lengkap/ teori tunggal itu bisa jadi
membantu kelestarian spesies kita. Bahkan mungkin tak memengaruhi gaya hidup kita. Tapi sejak
fajar peradaban, manusia tak pernah puas melihat peritiwa-peristiwa yang tak saling terhubung dan
tak terjelaskan. Kita menginginkan pemahaman atas keteraturan yang mendasari dunia. Hari ini kita
masih ingin tahu mengapa kita ada disini dan dari mana kita datang. Hasrat terdalam umat manusia
untuk mencari pengetahuan yaitu alasan kuat untuk melanjutkan pencarian. Dan tujuan kita yaitu
penjelasan lengkap atas alam semesta yang kita diami.
Menurut kosmologi awal dan agama Yahudi/Kristen/Islam, alam semesta bermula pada satu saat
tertentu. Argumen yang mendukung adanya awal mula alam semesta yaitu perasaan bahwa
diperlukannya “pemicu pertama” (First Cause) untuk menjelaskan keberadaan alam semesta.
Dipihak lain Aristoteles dan sebagian besar filsuf Yunani lain tak menyukai gagasan penciptaan
sebab terlalu berbau campur tangan Ilahi. Mereka percaya bahwa umat manusia dan dunia
disekitarnya sudah selalu ada dan bakal terus ada selama-lamanya. Orang lain yang setuju dengan
argumen itu memberi jawaban bahwa telah terjadi banjir besar atau bencana lain yang berkali-kali
mengembalikan manusia ke keadaan awal. Mungkin seperti cerita Nabi Nuh dengan perahunya yang
melegenda. St. Agustinus saat ditanya “apa yang Tuhan lakukan sebelum Dia menciptakan alam
semesta?” Agustinus menjawab “Dia mempersiapkan neraka untuk orang-orang yang bertanya seperti
itu”. Ia menambahkan bahwa waktu yaitu bagian alam semesta yang Tuhan ciptakan, dan waktu
tidak ada sebelum permulaan alam semesta.
Beberapa orang merasa bahwa sains seharusnya hanya membahas bagian permulaan. Mereka
menganggap persialan keadaan awal yaitu urusan metafisika atau agama artinya Tuhan yang
Mahakuasa dapat memulai alam semesta dengan cara apapun yang Dia mau. Boleh jadi demikian, tapi
kalau begitu Dia dapat membuat alam semesta berkembang semau Dia. Namun tampaknya Dia
memilih alam semesta berkembang secara sangat teratur mengikuti hukum-hukum tertentu. Berarti
masuk akal juga kalau diduga bahwa ada hukum-hukum yang mengatur keadaan awal.
Tapi pada 1992, Edwin Hubble mendapat pengamatan penting bahwa galaksi-galaksi yang lain
bergerak menjauhi kita. Dengan kata lain alam semesta ini mengembang. Artinya pada masa lalu
segala benda kiranya berada lebih dekat satu sama lain. Malah tampaknya ada suatu waktu sekitar dua
puluh miliar tahun bisa jadi ada keadaan kerapatan tak terhingga dan memberi kesan
adanya “Ledakan Besar”. Namun dapat dibayangkan juga Tuhan menciptakan alam semesta pada
saat ledakan besar atauh bahkan sesudahnya sedemikian rupa sehingga terkesan seolah ada ledakan
besar.
Untuk menjabarkan semuanya, manusia membuat teori sesuai model pengamatan kita. TEORI hanya
ada dalam akal budi kita dan tak punya realitas lain. Suatu teori dianggap bagus jika memenuhi dua
syarat yaitu teori harus secara akurat menjabarkan sekelompok besar pengamatan dan teori itu harus
membuat prediksi tertentu mengenai hasil pengamatan pada masa depan. Semua teori bersifat
sementara, dalam arti hanya hipotesis yang tidak bisa dibuktikan kebenarannya.
Hari ini para ilmuwan menjabarkan alam semesta berdasarkan dua teori dasar. Pertama, Teori
Relativitas yang menjabarkan struktur skala besar alam semesta hingga skala satu juta juta (dua puluh
empat nol sesudahnya) mil yang mampu diamati. Kedua, Mekanika Kuantum yang membahas
fenomena diskala luarbiasa kecil hingga satu per sejuta juta inci. Namun sayangnya kedua teori ini
diketahui tak konsisten satu sama lain (artinya tak mungkin benar keduanya). Makanya pencarian hari
ini menemukan teori tunggal.
Sebelum Galileo dan Newton, orang percaya kepada gagasan Aristoteles bahwa keadaan
alami suatu benda yaitu diam dan hanya bergerak kalau didorong suatu gaya. Jadi benda lebih berat
memiliki gaya tarik lebih besar ke bumi dibanding benda yang lebih ringan. Aristoteles berpendapat
bahwa semua hukum yang mengatur alam semesta bisa dipelajari dengan pemikiran saja. Namun
setelah Galileo melakukan percobaan, dia menunjukkan bahwa tiap benda mengalami pertambahan
kecepatan (percepatan) yang sama, tak peduli seberapapun beratnya. Contohnya bola yang
dijatuhkan dari gedung tinggi akan mengalami kecepatan sekitar 1meter/detik, 2m/dtk, 3m/dtk dst.
Tentu saja bola besi ini akan jatuh lebih cepat dari pada bul, tapi itu sebab jatuhnya bulu diperlambat
oleh tahanan udara.
Gagasan Newton dinyatakan tersurat dalam Principia Mathematica yang terbit pada
1687. HN1 : “Jika resultan gaya pada suatu benda sama dengan nol, maka benda yang diam akan
tetap diam dan benda yang bergerak akan tetap bergerak dengan kecepatan tetap”. Artinya benda
yang diam akan mempertahankan kediamannya, benda bergerak akan mempertahankan kecepatannya.
Contoh yang paling baik yaitu saat mengendarai motor. Pada waktu kita diam diatas motor
kemudian sesaat menaikkan gas dengan cepat, maka badan akan cenderung mempertahankan
kediamannya, sebagai akibatnya badan akan seolah terdorong kebelakang. Sebaliknya, saat motor
dalam kecepatan tinggi dan secara tiba-tiba di rem, motor dan badan tidak akan sesaat itu berhenti
namun seolah terdorong kedepan sebab badan dan motor berusaha mempertahankan kecepatan
geraknya. . jika tidak ada gaya total yang bekerja pada sebuah benda, maka benda tersebut akan tetap
diam, atau jika sedang bergerak, akan bergerak lurus beraturan (kecepatan
konstan). HN2 : "Percepatan sebuah benda berbanding lurus dengan gaya total yang bekerja
padanya dan berbanding terbalik dengan massanya. Arah percepatan sama dengan arah gaya total
yang bekerja padanya.". saat benda dipengaruhi gaya maka benda akan mengalami percepatan atau
perubahan kecepatan sebanding dengan gaya yang memengaruhi. Sederhananya , Suatu gaya total
yang diberikan pada sebuah benda mungkin menyebabkan lajunya bertambah. Akan tetapi, jika gaya
total nya itu mempunyai arah yang berlawanan dengan gerak benda, gaya tersebut akan memperkecil
laju benda. Jika arah gaya total yang bekerja berbeda arah dengan arah gerak benda, maka arah
kecepatannya akan berubah (dan mungkin besarnya juga). sebab perubahan laju atau kecepatan
merupakan percepatan, berarti dapat dikatakan bahwa gaya total dapat menyebabkan
percepatan. HN3 : "saat suatu benda memberikan gaya pada benda kedua, benda kedua tersebut
memberikan gaya yang sama besar tetapi berlawanan arah terhadap benda pertama."
Maksudnya Hukum ke tiga newton ini kadang dinyatakan sebagai hukum aksi-reaksi, “untuk setiap
aksi ada reaksi yang sama dan berlawanan arah”. sangat penting untuk mengingat bahwa gaya “aksi”
dan gaya “reaksi” bekerja pada benda yang berbeda.
Jika kita bermain pingpong diatas kereta, bolanya mematuhi hukum newton sama seperti bermain di
meja disamping rel. Jadi tidak ada cara untuk mengetahui apakah yang bergerak itu kereta api atau
bumi. Ketiadaan acuan diam yang mutlak berarti kita tak bisa memastikan apakah dua peristiwa yang
terjadi pada waktu berbeda terjadi di posisi yang sama dalam ruang. Contoh, anggaplah bola pingpong
di kereta api melambung naik lalu turun, memantul di meja dua kali dititik yang sama dengan jarak
dua detik antara kedua pantulan. Bagi orang di pinggir rel kereta, keduapantulan tampak terpisah jarak
sekitar 40meter, sebab kerta api sudah berjalan sejauh itu antara dua pantulan. Sedangkan posisi di
dalam rel menganggap bola tetap memantul dalam posisi ruang yang sama. Namun tak ada alasan
posisi yang satu harus dianggap lebih tepat dijadikan acuan dibandingkan yang lain. Newton khawatir
dengan ketiadaan posisi mutlak, atau yang disebut ruang mutlak (absolute space), sebab tidak cocok
dengan gagasannya mengenai Tuhan yang mutlak. Dia malah menolak menerima ketiadaan ruang
mutlak walau hukumnya sendiri mengatakan demikian. Di sisi yang lain, Aristoteles dan Newton
sama sama percaya akan adanya waktu mutlak. Artinya mereka percaya bahwa kita bisa mengukur
jangka waktu antara dua peristiwa dengan tepat, dan jangka waktu itu akan selalu sama, tidak peduli
siapa mengukurnya, asalkan menggunakan arloji yang bagus.
Kenyataan cahaya bergerak dengan kecepatan tertentu yang amat tinggi pertama kali ditemukan pada
1676 oleh ahli astronomi Denmark, Christensen Roemer. Setelah mengamati gerak planet Jupiter,
Bumi juga bulan, ia menyimpulkan bahwa cahaya bergerak pada kecepatan tertentu. Tapi pengukuran
Roemer terhadap variasi jarak bumi ke jupiter kurang akurat. Dia mengemukakan bahwa kecepatan
cahaya yaitu 140.000 mil/dtk (225.300 km/dtk), berbeda dengan nilai modern kecepatan cahaya saat
ini kita ketahui yakni 186.000 mil/dtk (300.000 km/dtk). Namun prestasi Roemer bukan hanya dalam
membuktikan cahaya bergerak dengan kecepatan tertentu, melainkan juga dalam mengukur kecepatan
itu. Ini memang sangat luarbiasa sebab dilakukan sebelas tahun sebelum penerbitan Principia
Mathematica karya Newton.
Salah satu tokoh besar yang sangat membantu pencarian fisika dalam memahami alam semesta
yaitu Einstein. Peryataannya yang paling terkenal ialah persamaan E = mc2 (dimana E yaitu
energi, m yaitu massa, dan c yaitu kecepatan cahaya). Serta hukum bahwa tidak ada yang bisa
bergerak lebih cepat dibandingkan kecepatan cahaya. Hanya cahaya atau gelombang lain yang tak punya
massa intrinsik yang bisa bergerak pada kecepatan cahaya. Jika Newton mengatakan waktu dari
cahaya saat menempuh perjalanan akan pasti oleh pengamat manapun (sebab waktu bersifat
mutlak), sedangkan jarak yang ditempuh bagi pengamat bisa berbeda-beda sebab (memang ruang
tidak bersifat mutlak). Di pihak lain, dalam relativitas Einstein, tak sepakat dalam hal jarak yang
ditempuh cahaya, sehingga mereka pun jadi tak sepakat dalam waktu yang diperlukan menempuh
perjalanan. Sederhananya ialah Waktu didapat dari jarak yang ditempuh – yang tak disepakati para
pengamat – dibagi kecepatan cahaya yang sepakati para pengamat). Dengan kata lain, Teori
Relativitas mengakhiri gagasan waktu mutlak!. Kelihatannya tiap pengamat punya pengukuran waktu
sendiri yang tidak mesti mencatat waktu yang sama. Berarti pula tak ada pengukuran pengamat
tertentu yang lebih benar dibandingkan pengukuran pengamat lain. Dalam pengertian ini, suatu peristiwa
yaitu sesuatu yang terjadi di satu titik dalam ruang, pada saat tertentu dalam waktu. Dalam teori
relativitas, kita sekarang mendefinisikan jarak dengan waktu dan kecepatan cahaya, sehingga secara
otomoatis tiap pengamat akan mengukur bahwa cahaya memiliki kecepatan yang selalu sama yaitu
satu meter = 0,000000003335640952 dtk. Kecepatan cahaya akhirnya digunakan menjadi satuan
ukuran baru yang lebih praktis dan dinamakan Detik Cahaya. Detik cahaya didefinisikan sebagai
jarak yang ditempuh cahaya dalam satu detik.
Jika seberkas cahaya dipancarkan pada waktu tertentu di suatu titik pada ruang, setelah satu per sejuta
detik, cahaya akan menyebar membentuk bola dan jari-jarinya 300m. Sesudah dua per sejuta detik,
jari jari bola itu 600m, dan seterusnya. Cahaya itu jadi seperti gelombang yang menyebar di
permukaan kolam saat ada batu dicemplungkan yang terus membesar seiring waktu
Jika matahari berhenti bersinar sekarang juga, kita bakal baru tahu sesudah delapan menit waktu yang
diperlukan cahaya matahari untuk mencapai kita. Kita tak tahu apa yang terjadi pada saat ini
ditempat-tempat yang terletak lebih jauh di alam semesta. Cahaya yang kita lihat dari galaksi-galaksi
yang sangat jauh hingga jutaan tahun lalu. Dan dalam kasus benda paling jauh yang pernah berhasil
kita lihat yaitu cahaya yang berangkat sekitar delapan miliar tahun lalu. Jadi, saat kita memandang
alam semesta, berarti kita sedang memandang masa lalu.
Fakta bahwa ruang bersifat melengkung berarti cahaya tak lagi bergerak menyusuri garis lurus. Jadi,
relativitas umum memprediksi bahwa cahaya bisa dilengkungkan oleh medan gravitasi. Prediksi lain
dari relativitas umum yaitu bahwa waktu harus tampak melambat dekat benda masif seperti bumi
sebab ada hubungan antara energi cahaya dan frekuensinya (gelombang cahaya perdetik). Selagi
cahaya bergerak ke atas dalam medan gravitasi bumi, cahaya kehilangan energi sehingga frekuensinya
turun. Bagi orang yang berada di tempat sangat tinggi, kelihatannya semua yang ada dibawah terjadi
lebih lambat. Prediksi itu diuji tahun 1962, dan didapati arloji di dasar yang lebih dekat dengan bumi
berjalan lebih lambat, cocok dengan relativitas umum. Anggap saja ada kembaran, yang satu hidup di
puncak gunung sementara kembarannya hidup di permukaan laut. Yang pertama akan menua lebih
dahulu. Dalam kasus ini, perbedaan umurnya kecil sekali. Beda halnya jika salah seorang kembaran
bepergian jauh dengan pesawat antariksa dengan kecepatan mendekati kecepatan cahaya. saat dia
kembali, dia bakal jauh lebih muda dibandingkan tetap tinggal di bumi.
Sekarang kita tahu bahwa galaksi kita yaitu satu dari beberapa ratus ribu galaksi yang bisa
dilihat menggunakan teropong modern, dan tiap galaksi berisi beberapa ratus ribu juta bintang. Kita
hidup di satu galaksi yang panjang garis tengahnya sekitar seratus ribu tahun cahaya dan berotasi
pelan-pelan. Jelaslah bahwa kita sudah jauh dari gagasan Aristoteles dan ptolomeus yang memikirkan
bahwa bumi yaitu pusat alam semesta.
Kita tak bisa melihat ukuran atau bentuk bintang. Namun untuk sebagian besar bintang, hanya satu
ciri yang bisa kita amati, yaitu warna cahaya. Newton menemukan prisma yang dapat memecah
cahaya menjadi warna-warna penyusun (spektrum) seperti pada pelangi. Dan didapati spektrum
cahaya bintang berbeda-beda. Artinya, kita bisa tahu suatu bintang dari spektrum cahayanya. Kita
juga telah tahu bahwa tiap unsur kimia menyerap warna-warna tertentu yang sangat khas, dengan
mencocokkan pola penyerapan dengan warna spektrum tertentu pada bintang, kita bisa mengetahui
unsur-unsur apa saja yang ada di atmosfer bintang.
Apa yang di sebut Efek Doppler, mengungkapkan bahwa panjang gelombang cahaya terbesar ada di
ujung merah spektrum sedangkan panjang gelombang terkecil di ujung biru. Jika sumber cahaya
menjauhi kita, panjang gelombang yang akan kita terima akan lebih besar. Begitu pula sebaliknya jika
mendekat gelombang akan mengecil. Berarti dalam kasus cahaya bintang, bintang-bintang yang
menjauhi kita spektrumnya akan bergeser menuju merah (ingsutan merah) dan yang mendekat ke kita
spektrumnya beringsut ke biru.
Dan sungguh mengejutkan saat penelitian menemukan bahwa sebagian besar galaksi mengalami
ingsutan merah. Dengan kata lain, galaksi lain bergerak menjauh dari kita. Yang lebih mengejutkan
bahwa ingsutan merah galaksi lain ternyata tidak acak, namun sebanding dengan jarak dari galaksi
kita. Dan berarti galaksi lain menjauh dengan kecepatan yang terus meningkat. Alam semesta ini tidak
statis, tetapi terus mengembang.
Timbullah pertanyaan, akankah alam semesta kelak berhenti mengembang dan mulai menyusut?
Ataukah akam semesta akan mengembang terus? Bukti yang ada sekarang memberi kesan bahwa
alam semesta barangkali akan mengembang selamanya, tapi yang bisa kita pastikan, kalaupun alam
semesta menyusut kembali ke nol akan memankan waktu sekitar sepuluh miliar tahun lagi. Hal itu
tidak akan membuat kita khawatir sebab disaat itu umat manusia sudah lama punah bersama
matahari kita dalam tatasurya
Einstein yaitu ilmuan fisika yang luarbiasa yang mendapatkan penghargaan nobel. Einstein
tak pernah mengakui bahwa alam semesta dikuasai kebetulan. Perasaannya terangkum dalam
pernyataan “TUHAN TIDAK BERMAIN DADU”. Einstein memperkenalkan kita dengan
teorinya Mekanika Kuantum. Mekanika kuantum mengatur perilaku transistor dan sirkuit terintegrasi
yang merupakan komponen utama alat elektronik, juga menjadi dasar kimia, biologi modern. Namun
belum dapat mencakup pada hal struktur skala besar alam semesta dan gravitasi.
Mekanika kuantum pada prinsipnya memperkenankan kita memprediksi hampir semua yang kita lihat
disekeliling kita, dalam batas-batas yang ditetapkan kaidah ketidakpastian.
Kita belum punya teori lengkap dan konsisten yang mempersatukan relativitas umum dan mekanika
kuantu yang diketahui dua teori besar yang menjelaskan banyak hal namun bertolak belakang. Tapi
fisika sejauh ini sudah mengetahui sejumlah ciri-ciri yang harus dimiliki teori lengkap.
Beberapa filsuf terdahulu percaya bahwa segala zat di alam semesta terdiri atas empat unsur
dasar yaitu tanah, air, udara, dan api. Unsur-unsur itu dipengaruhi dua gaya yaitu Gravitasi yang
membuat kecendrungan tanah dan air untuk turun dan Levitasiyang membuat kecendrungan api dan
udara untuk naik. Dan diyakini setiap zat mampu dibelah kecil sampai tak berhingga.
Namun sejarah pemikiran dan penelitian yang di ungkapkan tokoh-tokoh seperti Demokritos (filsuf)
meyakini bahwa zat tak akan bisa dibagi lagi pada unsur terakhir yaitu atom. Penelitian oleh ilmuan
Dalton memberi bukti akan adanya atom. J.J Thomson lalu menemukan bahwa ada unsur lebih kecil
lagi selain atom yaitu elektronyang bermassa kurang dari satu per seribu massa atom paling ringan
dan bermuatan listrik negatif. Kemudian disusul penemuan Rutherford dan James Chadwick yang
menunjukkan adanya inti atom/Neutron yang tak bermuatan listrik dan dikelilingi neutron yang
bermuatan negatif. Dan pada inti ditemukan pula proton yang bermuatan listrik positif.
Tapi percobaan Caltech Murray Gell-Mann, saat percobaannya menabrakkan proton dengan proton
lain elektron dengan kecepatan tinggi menunjukkan bahwa proton sebenarnya terbuat dari zarah-zarah
yang lebih kecil lagi. Zarah-zarah itu dinamai Quark. Cara imajinatif untuk menamai zarah-zarah
quark yaitu up, down, charmed, bottom, dan top. Namun istilah itu hanya label yang tak punya warna
dlam arti biasa.
Proton dan neutron terdiri dari tiga quark, satu dari tiap warna. Satu proton mengandung dua quark up
dn satu quark down. Satu neutron mengandung dua down dan satu up. Pertanyaan kemudian apakah
zarah-zarah quark benar-benar yang paling dasar dalam menyusun semuanya? sebab kita ketahui
bahwa dalam pengamatan kita menggunakan cahaya, dan gelombang cahaya jauh lebih besar dari
pada atom. Kita tak bisa melihat bagian-bagian atom dengan cara yang biasa. Seperti yang kita lihat
sebelumnya bahwa mekanika kuantum memberitahu kita bahwa semua zarah sebenarnya yaitu
gelombang. Makin tinggi energi suatu zarah maka makin kecil panjang gelombangnya. Jadi jawaban
terbaik yang bisa kita keluarkan ialah bergantung kepada seberapa tinggi energi zarah yang bisa kita
siapkan, sebab itu menentukan sampai skala sekecil apa kita bisa melihat.
Segala isi alam semesta termasuk cahaya dan gravitasi bisa dijelaskan dengan zarah. Zarah punya sifat
yang disebut spin. Satu cara menggambarkan spin yaitu membayangkan zarah sebagai gasing kecil
yang berputar disumbunya. Semua zarah yang sudah dikenal dialam semesta bisa dibagi menjadi dua
kelompok. Yaitu zarah dengan spin ½ yang menjadi zat di alam semesta, dan zarah dengan spin 0,1,2
yang memunculkan gaya antar zat.
Dalam bab yang membahas zarah ini, banyak sekali tokoh ilmuan yang diberikan kepada mereka
sebab jasa mereka menemukan atau menjelaskan alam semesta. Zarah mempunyai penjelasan yang
tidak mudah dipahami orang awam. Itu menunjukkan bahwa alam semesta tak sesederhana yang kita
kira.
Istilah lubang hitam (black hole) belum lama ada. Istilah itu diciptakan pada 1969 oleh
ilmuwan Amerika John Wheeler. Awalnya ada dua teori tentang cahaya. Yang pertama menyatakan
cahaya itu terbuat dari gelombang yang tidak diketahui bagaimana cahaya itu dalam menanggapi
gravitasi. Yang kedua cahaya terdiri atas zarah-zarah yang mudah dikaitkan dalam pengaruh gravitasi.
Yang akhirnya diketahui kedua teori itu benar. Cahaya bisa dianggap gelombang atau zarah.
Dalam penelitian John Michell menunjukkan bahwa suatu bintang yang cukup masif dan rapat
kiranya bakal memiliki medan gravitasi yang sangat kuat sehingga cahayapun tak dapat lolos dari
medan itu. Cahaya apapun yang dipancarkan permukaan bintang bakal ditarik kembali oleh gravitasi
bintang sebelum bisa bergerak jauh. Michell menyatakan bahwa mungkin ada banyak bintang
semacam itu, walau kita tak bakal bisa melihat bintang-bintang itu sebab cahayanya tak sampai ke
kita. Benda itu yang kita sebut lubang hitam (black hole).
Beberapa tanggapan menganggap usul itu terlalu gila, sebab menurut teori gelombang belum jelas
apakah cahaya mampu dipengaruhi gravitasi. Teori konsisten mengenai cara gravitasi memengaruhi
cahaya baru ada saat Einstein mengajukan teori Relativitas Umum pada 1915.
Bintang menjadi sangat panas, kemudian panas dari reaksi seperti ledakan bom hidrogen tak
terkendali yaitu cahaya bintang. Panas tambahan itu juga meningkatkan teganan gas sampai bisa
mengimbangi tekanan gravitasi, sehingga gas berhenti menyusut, ibarat balon, ada yang
keseimbangan antara udara didalam yang mencoba mengembangkan balon (panas reaksi nuklir), dan
tegangan karet yang mencoba menyusutkan balon (gravitasi). Bintang mampu bertahan tetap stabil
seperti itu dalam jangka waktu yang lama seperti matahari kita. Namun akhirnya bintang akan
kehabisan hidrogen dan bahan bakar nuklir lain. Anehnya, makin banyak bahan bakar yang awalnya
dimiliki bintang, makin cepat habisnya. Itu sebab pada bintang yang masif, diperlukan panas lebih
banyak untuk mengimbangi tarikan gravitasi. Matahari kita mungkin diprediksi akan habis seratus
juta tahun lagi. Bagi kita itu lama, namun cepat jika dibanding umur alam semesta. Setelah bintang
kehabisan bahan bakar, bintang akan mulai mendingin dan menyusut.
Menurut teori relativitas, tak ada yang bisa bergerak lebih cepat dari pada cahaya. Jadi jika cahaya
saja tak bisa lolos dari black hole, maka segala yang lain juga tak bisa. Batas lubang hitam disebut
cakrawala peristiwa (event horizon).
Jika seorang astronot yang berani misalnya berada dalam lubang hitam, kemungkinan yang akan
terjadi yaitu gravitasi di black hole jadi lemah kalau jarak kita makin jauh dari bintang. Jadi gaya
gravitasi yang dirasakan kaki astronot kita yang berani bakal selalu lebih besar dibandingkan gaya gravitasi
di kepalanya. Perbedaan itu bakal merentangkan astronot seperti spagheti atau merobek dia sebelum
bintang menyusut ke ukuran kritis saat cakrawala peristiwa terjadi. Namun boleh jadi sang astronot
bisa menghindar terhadap singularitas dan malah jatuh melalui “lubang cacing” kemudian keluar lagi
dibagian lain di alam semesta. Dan itu menawarkan kemungkinan cara baru bergerak menembus
ruang dan waktu.
Lubang hitam yaitu satu dari segelintir kasus dalam sejarah sains dimana suatu teori dikembangkan
sampai sangat terperinci sebagai suatu model matematika sebelum ada bukti dari pengamatan. Namun
bagaimana kita mendeteksi lubang hitam? Yang berdasarkan definisinya saja tak memancarkan
cahaya apapun? Seperti yang ditunjukkan John Michell dalam makalahnya bahwa lubang hitam masih
menimbulkan gaya gravitasi yang menarik benda-benda didekatnya. Para ahli astronomi telah
mengamati banyak sistem dimana dua bintang saling mengorbit, saling tarik sebab gravitasi dan
mendapati bintang yang mengorbit pasangan yang tak terlihat. Namun tidak boleh langsung
disimpulkan itu yaitu lubang hitam, sebab bisa jadi bintang pasangannya mempunyai cahaya yang
terlalu redup untuk berhasil kita amati.
Disatu sisi, setelah fisika sudah banyak melakukan penelitian mengenai lubang hitam bertahun-tahun,
dan semua bakal sia-sia jika ternyata lubang hitam itu tak ada. Sisi lain, kalau memang lubang hitam
ada mungkin saja jumlahnya lebih banyak dari pada bintang yang kelihatan, yang jumlah totalnya di
satu galaksi kita saja sekitar seratus ribu juta. Seorang ahli fisika, John Wheeler pernah menghitung
bahwa jika semua berat air di seluruh bumi dikumpulkan, kita bisa membuat bom hidrogen yang
bakal menempatkan zat cukup banyak di pusatnya sehingga lubang hitam bakal tercipta. Dan tentu
sajahal itu tidak akan mungkin!
Lubang hitam sebenarnya tak hitam. Lubang hitam berpendar seperti benda panas, dan makin
kecil lubang hitamnya, makin terang pendarnya. Anehnya, lubang hitam yang kecil lebih mungkin
dideteksi dibandingkan lubang hitam yang besar.
Pada bab ini, om Hawking menjelaskan lubang hitam dengan sangat rumit dan bahasa yang asing bagi
yang awam dalam dunia fisika seperti saya. Pada akhirnya semua hanyalah prediksi-prediksi yang
mungkin terjadi pada lubang hitam dengan sudut pandang relativitas umum dan sudut pandang
mekanika kuantum.
BAB 8 ASAL USUL DAN TAKDIR ALAM SEMESTA
Kita masih mengingat sejarah Galileo yang menentang gereja dan dihukum penjara sampai ia
mau mengakui bahwa mataharilah yang mengelilingi bumi sebagai pusat tata surya. Cerita yang
hampir sama dilalui oleh Om Hawking. Pada akhir konfrensinya, para hadirinn diberi kesempatan
bertemu dengan Paus. Paus bilang kepada hadirin konfrensi juga om Hawking, bahwa siapa saja boleh
mempelajari perkembangan alam semesta sesudah ledakan besar dan sah saja, tapi siapapun sebaiknya
tak mencari tahu mengenai ledakan besar sebab itulah saat Penciptakan yang merupakan karya
Tuhan. Namun Om Hawking bersyukur bahwa sedari tadi Paus tidak memahami isi dari konfrensi
yang dia bawakan sebelumnya dimana intinya alam semesta ini kemungkinan dalam ruang dan waktu
terbatas tapi tak punya perbatasan, artinya tak punya permulaan, tak punya saat Penciptaan. Namun
om Hawking tidak ingin bernasib sama sperti Galileo yang berani menyanggah perkataan Paus.
Pada ledakan besar, alam semesta dianggap berukuran nol, dan luarbiasa panas. Tetapi selagi alam
semesta mengembang, suhu radiasinya berkurang. Satu detik setelah ledakan besar, suhu alam
semesta turun menjadi sepuluh miliar derajat. Suhu itu kira-kira sama dengan seribu kali suhu
matahari kita. Sekitar seratus detik setelah ledakan besar, suhu alam semesta turun pada kisaran satu
miliar derajat. Itu merupakan suhu didalam bintang terpanas. Dalam makalah George Gamow,
menjelaskan bahwa radiasi (dalam bentuk foton) dari tahap awal alam semesta seharusnya masih ada
sampai sekarang.
Hanya dalam beberapa jam sesudah ledakan besar, produksi helium dan unsur-unsur lain terhenti. Dan
sesudah itu, selama sekitar satu juta tahun kemudian, alam semesta akan terus berkembang. Alam
semesta secara keseluruhan terus mengembang dan mendingin, tapi di daerah lain yang lebih rapat
dari pada rata-rata akan melambat sebab tarikan gravitasi yang lebih besar. Dan akhirnya
menyebabkan penyusutan kembali. Selagi daerah-daerah itu menyusut, tarikan gravitasi zat diluar
daerah-daerah tersebut akan membuat daerah itu mulai berotasi. Selama daerah yang berotasi makin
mengecil, putarannya bakal makin cepat dan akhirnya mampu mengimbangi gravitasi. Dari rotasi itu
maka lahirlah apa yang kita sebut galaksi.
Bagian paling luar bintang kadang bisa terlontar dalam ledakan mahabesar yang disebut supernova,
yang lebih terang dibandingkan semua bintang lain dalam galaksi. Beberapa unsur bintang bakal terlempar
ke gas dalam galaksi dan menjadi bahan mentah untuk bintang generasi selanjutnya. Matahari kita
sendiri mengandung dua persen unsur itu. Matahari kita mungkin merupakan bintang generasi kedua
atau ke`tiga. Terbentuk sekitar lima miliar tahun lalu dari awan gas berotasi yang mengandung puing
supernova-supernova terdahulu. Sebagian besar gas di awan itu membentuk matahari atau bisa
terpencar lagi dan saling bergabung membentuk benda-benda yang sekarang mengelilingi matahari
sebagai planet, termasuk bumi.
Bumi pada permulaanya sangat panas dan tak memiliki atmosfer. Seiring waktu, bumi mendingin dan
mendapat atmosfer dari gas yang dikeluarkan bebatuan. Bentuk-bentuk kehidupan awal diperkirakan
berkembang dalam laut. Makromolekul yang berhasil lolos dari iklim waktu itu akan mulai berevolusi
dan menyebabkan berkembanganya organisme yang makin rumit. Muncullah bentuk kehidupan dari
ikan, reptil, mamalia, dan umat manusia.
Semua hukum itu mungkin ditetapkan oleh Tuhan, tapi nampaknya Dia sudah membiarkan alam
semestar berkembang sesuai hukum-hukum itu dan tidak ada lagi campur tanganNya dalam alam
semesta. Tuhan memilih konfigurasi awal dengan alasan yang tak bisa kita pahami Mengapa. Kiranya
itu termasuk bentuk kekuasaan sosok Mahakuasa, tapi jika Dia memulai alam semeta dengan cara
yang tak bisa kita pahami, mengapa kemudian Dia memilih membiarkan alam semesta berkembang
menurut hukum-hukum yang dapat kita pahami?
Salah satu kemungkinan yaitu yang disebut kondisi Batas khaos (chaotic boundary condition)
dimana kondisi itu mengasumsikan secara tersirat bahwa alam semesta itu tak terbatas dalam ruang
atau ada banyak sekali. Alam semesta tak terbatas dalam ruang dengan jumlah tak terhingga. Sangat
sukar melihat bagaimana kondisi awal yang kacau dapat menghasilkan alam semesta yang mulus dan
teratur pada skala besar seperti alam semesta kita saat ini. Mungkinkah kita hidup dalam daerah yang
secara kebetulan tepat, mulus? Tapi anggaplah hanya didaerah mulus galaksi dan bintang berbentuk
serta ada kondisi yang pas dan tepat untuk berkembangnya organisme rumit yang menggandakan diri
seperti kita.
Jika kita bertanya mengapa alam semesta ini mulus? Itu merupakan contoh penerapan yang dikenal
sebagai kaidah antropik, yang bisa dinyatakan seperti ini; “Kita melihat alam semesta sebagaimana
adanya sebab kita ada”. Ada dua versi kaidah antropik. Yang pertama yaitu kaidah antropik
lemah yang menyatakan bahwa dalam alam semesta yang besar atau tak terbatas dalam ruang dan
waktu, kondisi yang diperlukan untuk perkembangan kehidupan cerdas hanya akan ditemukan
didaerah-daerah tertentu. Yang kedua kaidah antropik kuat yang menyatakan bahwa ada banyak alam
semesta atau banyak daerah dalam satu alam semesta, masing-masing dengan konfigurasi awalnya
sendiri, dan barangkali dengan set hukum alamnya sendiri serta hanya di alam semesta kita
perkembangan organisme rumit dapat terjadi. Tetapi tentu mungkin saja ada bentuk kehidupan cerdas
lain yang tak terbayangkan dan tak membutuhkan cahaya bintang atau matahari bahkan unsur-unsur
kimia dalam ledakan besar.
Jika alam semesta lain itu sebenarnya berbagai daerah di satu alam semesta, hukum-hukum sains
bakal harus sama di semua daerah, sebab kalau tidak, kita tak bisa bergerak tanpa putus dari satu
daerah ke yang lain. Kalau demikian, satu-satunya perbedaan antara daerah lain itu kiranya hanya
pada konfigurasi awalnya. Jadi antropik kuat bakal gugur. Tapi kaidah antropik kuat mengklaim
bahwa keseluruhan bangunan alam semesta yang sangat luas ini ada hanya demi kita. Kita boleh
mengatakan memang bahwa tata surya kita bahkan galaksi dibutuhkan untuk kita, namun tampaknya
kita tak membutuhkan galaksi lain itu pada skala besar. Kiranya sangat sukar sekali menjelaskan
mengapa alam semesta harus di mulai dengan cara demikian, kecuali sebagai tindakan Tuhan yang
berniat menciptakan makhluk-makhluk seperti kita. Apakah semuanya hanya nasib mujur? Itu hanya
sekedar meredakan keputusasaan, penyangkalan atas semua harapan kita memahami tatanan dasar
alam semesta.
Mengapa ada banyak sekali zat di alam semesta?. Ada sekitar sepuluh juta juta (satu dengan delapan
puluh nol sesudahnya) zarah di bagian alam semesta yang bisa kita amati. Dari mana semua datang?
Dari teori kuantum, zarah bisa tercipta dari energi dalam bentuk pasangan zarah/antizarah. Tapi itu
memunculkan pertanyaan dari mana energi mereka datang? Jawabannya yaitu bahwa energi total
alam semesta yaitu nol. Zat di alam semesta terbuat dari energi positif, dan medan gravitasi punya
energi negatif. Kedua energi itu saling meniadakan, sehingga energi total alam semesta dikatakan nol.
Di bab ini, om Hawking menjelaskan teorinya tentang “waktu khayal” yang rumit dicerna. Dia ingin
menegaskan bahwa gagasan waktu dan ruang seharusnya “tanpa perbatasan” . dengan asumsi awal,
sama dengan teori sains lain, suatu gagasan boleh diajukan awalnya sebab alasan estetis dan
metafisik, tapi ujian sebenarnya yaitu apakah gagasan itu membuat prediksi yang cocok dengan hasil
pengamatan. Sekali lagi teori hanya ada dalam akal budi kita. Jadi tak ada artinya bertanya yang mana
waktu “nyata” dan waktu “khayal”. Yang terpenting kembali lagi ialah penjabaran mana yang lebih
berguna.
Dengan keberhasilan teori-teori sains untuk menjelaskan berbagai peristiwa, sebagian besar orang jadi
percaya bahwa Tuhan memperkenankan alam semesta berkembang menurut satu set hukum dan tak
campur tangan dalam alam semesta dengan melanggar hukum. Namun hukum-hukum itu nampaknya
sangat rumit dan tak memberitahu kita seperti apa alam semesta saat bermula. Kiranya tetap
terserah Tuhan untuk memutar mekanisme dan memilih cara memulainya. Selama alam semesta
punya permulaan, kita dapat menganggap alam semesta punya pencipta. Tapi jika alam semesta
benar-benar sepenuhnya utuh dalam dirinya sendiri, tanpa perbatasan dan tepi, maka alam semesta tak
bakal punya permulaan atau akhir. Alam semesta akan sekedar ada. Lalu adakah tempat untuk
pencipta?
Awalnya kita menganggap waktu itu mutlak secara khas. Namun teori itu telah kita
tinggalkan. Jadi waktu menjadi konsep lebih pribadi dan relatif terhadap pengamat yang
mengukurnya. saat kita ingin mempersatukan gravitasi dan mekanika kuantum, haruslah dihadirkan
gagsan waktu “khayal”. Waktu khayal tak bisa dibedakan dengan arah dalam ruang. Dalam waktu
“nyata” terdapat perbedaan besar antara arah maju dan mundur seperti yang kita ketahui bersama.
Nmaun dalam waktu “khayal” tak ada perbedaan penting antara arah maju dan mundur.
Darimana perbedaan antara masa lalu dan masa depan itu datang? Mengapa kita mengingat masa lalu
tapi tak mengingat masa depan? Kita tak akan bisa mengamati dalam kehidupan sehari-hari seperti
film yang dapat diputar maju mundur. Penjelasan yang biasa diberikan mengenai kenapa kita tak
melihat pengunduran yaitu sebab `hal demikian dilarang oleh hukum termodinamika. Hukum
kedua termodinamika mengatakan bahwa ketidakteraturan/entropi selalu meningkat seiring waktu.
Gelas utuh dalam keadaan sangat teratur, semestara gelas pecah dilanati dalam keadaan tak teratur.
Gelas di atas meja pada masa lalu bisa menjadi gelas pecah di lantai pada masa depan, tapi tidak bisa
sebaliknya. Jadi ketidakteraturan potongan akan mungkin meningkat seiring waktu jika kondisi awal
potongan-potongan yaitu sangat teratur. Tapi anggaplah Tuhan memutuskan bahwa alam semesta
harus berakhir dalam keadaan sangat teratur dan tak penting dalam keadaan apa alam semesta
bermula.
Makhluk-makhluk seperti kita bakal punya panah waktu psikologis yang terbalik. Artinya, mereka
bakal mengingat peristiwa-peristiwa masa depan, dan tak mengingat peristiwa masa lalu. Namun
menjelaskan otak sangat rumit, sehingga om Hawking hanya membahas panah waktu memori
komputer yang sedikit lebih mudah dijabarkan namun tetap pada esensinya. Rasa subjektif arah
waktu, panah waktu psikologis, ditentukan dalam otak oleh panah waktu termodinamika. Seperti
komputer, kita harus mengingat hal-hal sesuai urutan meningkatnya entropi.
Tapi mengapa harus ada panah waktu termodinamika? Atau mengapa alam semesta harus berada
dalam keadaan keteraturan tinggi pada satu ujung waktu, ujung yang kita sebut ujung masa lalu?
Mengapa alam semesta tak berada dalam keadaan serba tak teratur setiap waktu? Mungkin
memikirkan apa yang terjadi kalau alam semesta mulai menyusut itu hanya urusan akademis, sebab
alam semesta tak akan mulai menyusut sampi sekurang-kurangnya sepuluh miliar tahun lagi. Tapi ada
cara yang lebih cepat untuk mencari tahu apa yang akan terjadi, dengan melompat ke dalam lubang
hitam. Keruntuhan bintang yang menyebabkan lubang hitam sangat mirip dengan tahap-tahap akhir
keruntuhan seluruh alam semesta. Namun itu hampir tidak mungkin dilakukan.
Awalnya dikira, setelah sejauh ini, orang pada fase penyusutan bakal menjalani hidup secara terbalik.
Mereka bakal mati sebelum lahir dan makin muda selagi alam semesta menyusut. Namun tenryata itu
keliru. Kondisi tanpa perbatasan menyiratkan bahwa ketidakteraturan bakal terus meningkat selama
penyusutan. Arah panah waktu termodinamika dan psikologis tak bakal berbalik saat alam semesta
mulai menyusut kembali, ataupun di lubang hitam.
Alam semesta harus mengembang dengan laju mendekati laju kritis untuk menghindari keruntuhan
kembali, sehingga tak akan menyusut untuk waktu yang lama. Pada waktu itu semua bintang telah
habis bahan bakarnya dan proton serta neutron dalam bintang sudah meluruh menjadi zat cahaya dan
radiasi.
Panah termodinamika yang kuat diperlukan agar kehidupan cerdas bisa beroperasi. Agar bisa hidup,
manusia harus makan makanan yang merupakan bentuk energi teratur, dan mengubah makanan
menjadi panas yang merupakan bentuk energi tak teratur. Jadi, kehidupan cerdas tak dapat ada di fase
penyusutan alam semesta dan kehidupan cerdas hanya terjadi di fase pengembangan.
Hukum-hukum sains tak membedakan antara arah waktu maju dan mundur. Tapi setidaknya ada tiga
panah waktu yang membedakan masa lalu dan masa depan. Ketiganya yaitu panah termodinamika,
arah waktu yang menunjukkan peningkatan ketidakteraturan, panah psikologis yaitu arah waktu
yang menyebabkan kita ingat masa lalu tapi tak ingat masa depan, dan panah kosmologis yaitu arah
waktu yang menunjukkan alam semesta mengembang, bukan menyusut.
Jika pembaca artikel ini, katanya, mampu mengingat tiap kata di artikel ini, ingatan kita akan merekam
sekitar dua juta potong informasi (keteraturan dalam otak akan meningkat sekitar dua juta unit).
Namun selagi membaca artikel ini, kita akan mengubah setidaknya seribu kalori energi teratur, dalam
bentuk makanan menjadi energi tak teratur dalam bentuk panas yang dilepas ke udara sekitar kita
melalui konveksi keringat. Itu akan meningkatkan ketidakteraturan alam semesta sekitar dua ouluh
juta juta (dengan sepuluh juta juta juta kali peningkatan keteraturan dalam otak). Dan itu terjadi kalau
kita mampu mengingat semua isi artikel ini.
Bisakah kita bepergian ke masa depan atau masa lalu? Menurut relativitas, tak ada yang bisa
bergerak lebih cepat dari cahaya. Jika kirim pesawat antariksa ke bintang tetangga terdekat, Alpha
Centauri, yang kira-kira empat tahun cahaya jaraknya dari kita, dibutuhkan secepat-cepatnya delapan
tahun sampai kita dapat menyambut kembali orang-orang yang pergi kesana untuk menceritakan apa
yang ditemukan. Jika ekspedisinya bertujuan menuju pusat galaksi kita, diperlukan setidaknya seratus
ribu tahun perjalanan pulang pergi. Itupun jika kita berangkat dengan kecepatan cahaya atau sedikit
dibawah itu.
Relativitas memberi jalan keluar untuk itu yang disebut paradoks kembar. Mungkin ruang-waktu bisa
dilengkungkan sehingga ada jalan pintas antara A dan B. Salah satu caranya yaitu membuat lubang
cacing(wormhole) antara A dan B. Seperti dikesankan namanya, lubang cacing yaitu tabung tipis
ruang-waktu yang bisa menghubungkan dua daerah hampir rata dan berjauhan.
Pada 1935, Einstein dan Nathan Rosen menulis makalah yang menunjukkan bahwa relativitas umum
memperkenankan apa yang disebut “jembatan”, tapi sekarang dikenal dengan lubang cacing.
Jembatan Einstein-Rosen tak bertahan cukup lama untuk bisa dilewati pesawat antariksa. Pesawat
bakal bertemu singularitas selagi lubang cacing menyempit. Tapi diusulkan bahwa peradaban yang
maju mungkin bisa menjaga lubang cacing tetap terbuka. Untuk melakukan itu, atau melengkungkan
ruang-waktu dengan cara yang lain agar memungkinkan menembus waktu. Bisa ditunjukkan bahwa
yang diperlukan yaitu daerah ruang-waktu dengan kelengkungan negatif.
Selagi kita masih dan makin maju dalam sains dan teknologi, kita kelak bakal bisa membuat mesin
waktu. Tapi jika benar itu bisa terjadi, mengapa belum ada orang yang datang dari masa depan dan
memberitahu kita cara membuatnya? Beberapa orang mungkin mengatakan bahwa kunjungan UFO
yaitu bukti kita dikunjungi oleh makhluk luar angkasa atau orang dari masa depan. Namun menurut
Om Hawking, mengapa para UFO itu hanya menunjukkan diri kepada orang-orang yang tak dianggap
saksi yang bisa dipercaya? Jika mereka mencoba memperingati kita akan adanya bahaya besar,
mereka kurang efektif.
Anggaplah kita bisa ke masa lalu dan membunuh kakek moyang kita selagi dia masih anak-anak. Ada
banyak versi paradoks untuk itu, tapi intinya sama, bahwa bakal ada kontradiksi bila masa lalu bebas
diubah. Paradoks pertama ialah Pendekatan sejarah konsisten yang berarti kita tidak dapat
menunjukkan bahwa kita sudah kembali ke masa lalu, dan selagi berada disana, kita tak bisa
membunuh kakek moyang dan tidak boleh, atau melakukan tindakan apapun yang bertentangan
dengan masa kini. Artinya, kita tak punya kehendak bebas untuk berbuat semaunya. Paradoks kedua
ialah Hipotesis sejarah alternatif yang intinya saat para penjelajah waktu kembali ke masa lalu,
mereka memasuki sejarah laternatif yang berbeda dari sejarah yang tercatat. Jadi mereka bisa
bertindak bebas tanpa dibatasi konsistensi terhadap sejarah sebelumnya. Richard Feynman
menyampaikan dalam penjelasannya mengenai teori kuantum bahwa alam semesta tak hanya punya
satu sejarah, namun alam semesta mengalami semua sejarah yang mungkin, masing-masing dengan
peluang sendiri.
BAB 11 UNFISIKASI FISIKA
Sukar sekali membangun teori terpadu lengkap yang mencakup seluruh alam semesta
sekaligus. Pencarian teori itu dikenal dengan sebutan “unfisikasi fisika”. Dalam upaya itu yang
dijelaskan sangat rumit dalam bab ini, muncullah usaha-usaha dengan gagasan tambahan seperti
adanya supergravitasi, superzarah, teori dawai, dll. Namun teori dawai nampaknya punya masalah
besar sebab hanya konsisten jika ruang-waktu punya sepuluh atau dua puluh enam dimensi, bukan
hanya empat!! Itu sangat luarbiasa sulit dipahami dan dibayangkan. Membayangkat empat dimensi
saja sudah ribet.
Orang orang yang mencari teori itu namun belum berhaasil. Tapi saya percaya mungkin tidak ada satu
perumusan tunggal teori dasar sebagaimana, seperti Godel tunjukkan, bahwa aritmatika dapat
dirumuskan dalam satu set aksioma. Mungkin lebih mirip dengan peta. Kita tak bisa menggunakan
satu peta untuk menjabarkan permukaan bumi, diperlukan setidaknya beberapa peta dan cincin agar
semua titik di permukaan bisa terpetakan. Tiap peta hanya berlaku di daerah terbatas. Kumpulan peta
menyediakan penjelasan lengkap atas permukaan. Seluruh perumusan dapat dianggap satu teori
terpadu yang lengkap, walau tak dapat dinyatakan dalam satu set postulat.
Tapi benarkah bisa ada satu teori terpadu? Atau kita hanya mengejar ilusi? Tampaknya ada tiga
kemungkinan.
1. Benar-benar ada teori terpadu lengkap yang akan kita temukan kelak
2. Tak ada teori pamungkas, hanya ada serangkaian teori yang tak habis-habis yang
menjelaskan alam semesta semakin lama semakin akurat.
3. Tak ada teori mengenai alam semesta, peristiwa-peristiwa hanya bisa diprediksi sampai batas
tertentu dan terjadi secara acak serta semaunya.
Beberapa orang mendukung kemungkinan ketiga kerena menurut mereka, apabila ada set hukum
lengkap, maka kebebasan Tuhan untuk berubah pikiran dan mengintervensi dunia jadi terbatas.. mirip
paradoks lama: sebab tidak ada yang tidak mungkin, maka bisakah Tuhan membuat batu yang sangat
berat sehingga Dia sendiri tak bisa mengangkat batu itu?
Newton, seorang terdidik bisa saja memahami keseluruhan pengetahuan manusia, setidaknya secara
garis besar. Tapi sesudah laju perkembangan sains membuat pemahaman seperti itu mustahil dicapai.
sebab beberapa hal selalu diubah untuk menjelaskan pengamatan baru. Teori-teori tak pernah
diresapi dengan baik atau disederhanakan supaya orang biasa bisa mengerti. Untuk memahaminya,
orang terlebih dahulu harus jadi spesialis, dan kalau kita jadi spesialispun kita hanya bisa memahami
sebagian kecil teori. Selain itu, laju kemajuan sains sangat cepat dan pesat sehingga yang dipelajari di
sekolah atau universitas selalu agak ketinggalan. Hanya segelintir orang yang bisa mengikuti
kemajuan garis terdepan pengetahuan, dan mereka harus mencurahkan seluruh waktunya untuk
menjadi spesialis di bidang yang sempit.
Kalaupun nanti, jika teori terpadu ditemukan, kiranya tinggal menunggu waktu sampai teori itu
dicerna dan disederhanakan seperti relativitas yang membutuhkan beberapa puluh tahun sampai bisa
dipahami banyak orang dan di ajarkan disekolah, walaupun hanya garis besar. Maka kemudian kita
semua bisa mengerti hukum-hukum yang mengatur alam semesta dan bertanggung jawab atas
keberadaan kita.
Sampai sekarang, menurut Om Hawking, sebagian besar ilmuwan terlalu sibuk dengan
mengembangkan teori-teori baru yang menjabarkan seperti apa alam semesta sehingga tak sempat
bertanya mengapa. Para filsuf, belum sekarang belum mampu menyusul kemajuan teori-teori sains.
Walaupun awal sains dan induk pengetahuan yaitu bagian filsafat, namun setelah abat sembilan
belas dan dua puluhsains menjadi terlalu teknis dan matematis bagi filsuf dan semua orang. Para filsuf
pun mulai mempersempit bidang mereka, sampai-sampai Wittgenstein, filsuf paling terkenal abad
keduapuluh berkata “satu-satunya tugas yang tersisa bagi filsafat yaitu analisis bahasa”.
Mengenaskan sekali penurunan ini dibanding tradisi filsafat sejak aristoteles sampai Kant!. Kata om
Hawking.
Jika kita menemukan jawaban hukum alam semesta menyeluruh, itulah kemenangan
pamungkas nalar manusia, sebab itu artinya kita telah mengetahui ISI PIKIRAN TUHAN.
Apakah realitas itu? Dalam buku karya Stephen Hawking dan Leonard Mlodinow
kalau konsep realitas itu tidak ada, semua bergantung pada model-model tertentu yang
diyakini. “There is no picture- or theory-independent concept of reality. Instead we will
adopt a view that we will call model-dependent realism: the idea that a physical theory or
world picture is a model (generally of a mathematical nature) and a set of rules that
connect the elements of the model to observations. This provides a framework with which
to interpret modern science.”
Model-dependent realism muncul saat di mana berbagai teori berbeda mencoba
menjadi Theory of Everything (Teori Segalanya). Teori segalanya bertujuan menyatukan
relativitas umum dan mekanika kuantum. Menurut gagasan tentang model-dependent
realism otak kita menafsirkan input dari organ indera kita dengan membuat model dunia
luar. Contohnya ialah ketika ikan berada di akurium berbentuk bulat dan melengkung.
Mereka akan melihat dunia itu bentuknya melengkung.
Dalam membandingkan gambaran mengenai dunia tidak ada gunanya bertanya
“apakah suatu model itu nyata atau tidak?” Jika ada dua model yang berbeda maka
seseorang tidak dapat membandingkan mana yang paling benar. Karena pengamatan yang
dilakukan setiap orang berbeda.
Dalam buku The Grand Design mereka mengambil contoh terkenal dari gambar-
gambar realitas yang berbeda adalah model yang diperkenalkan sekitar tahun 150 M oleh
Ptolemy (sekitar 85 — sekitar 165 tahun) untuk menggambarkan gerakan benda-benda
langit. Ptolemy menerbitkan karyanya dalam tiga belas buku yang biasanya dikenal dengan
judul Arabnya, Almagest. Almagest dimulai dengan menjelaskan alasan untuk berpikir
bahwa bumi itu bulat, tidak bergerak, diposisikan di pusat alam semesta, dan sangat kecil
dibandingkan dengan jarak langit. Terlepas dari model heliosentris Aristarkhos,
kepercayaan ini telah dipegang oleh sebagian besar orang Yunani yang berpendidikan
setidaknya sejak zaman Aristoteles, yang percaya bumi menjadi pusat alam semesta. Dalam
model Ptolemeus bumi berdiri diam di tengah dan planet-planet dan bintang-bintang
bergerak mengelilinginya. Model kosmos Ptolemeus diadopsi oleh Gereja Katolik sebagai
doktrin resmi selama seribu empat ratus tahun.
Pada tahun 1543 Copernicus dalam bukunya De Revolutionibus Orbium Coelestiu
menunjukan model kosmos baru bahwa matahari berada di antara planet-planet yang
berputar mengelilinginya termasuk bumi. Model yang dicetuskan oleh Copernicus sangat
bertentangan dengan Gereja yang akhirnya sempat memanas dengan Galileo Galilei yang
mendukung model ini.
Dari contoh di atas dapat disimpulkan bahwa setiap orang akan memiliki gambaran
dunianya masing-masing, mereka akan teguh terhadap apa yang mereka telah amati dan
masing-,masing akan menyusun konsep yang bersifat matematis di atas model mereka agar
konsep mereka mampu di terima.
Namun tetap masih ada kriteria bagaimana suatu model itu dinilai baik. Menurut
Hawking dan Mlodinow terdapat empat kriteria yaitu :
1. Sederhana dan cerdas (elegan)
2. Berisi sedikit unsur yang acak dan dapat disesuaikan
3. Sejalan dengan dan menjelaskan semua observasi yang ada
4. Membuat prediksi yang rinci mengenai observasi-observasi pada masa yang akan datang
yang dapat menolak atau menyalahkan model ini jika observasi-observasi ini tidak
didapatkan.
Meskipun sudah jelas bahwa kita semua memiliki persepsi pribadi kita sendiri tentang dunia,
tetapi kita sering lupa akan fakta itu. Setiap orang hidup dalam lingkungan yang berbeda, dan akan
memiliki perasaan berbeda tentang apa yang nyata atau palsu, benar atau salah, baik atau buruk.
Tidak ada satu perspektif yang lebih benar atau lebih salah daripada yang lain; semuanya tergantung
pada konteks.
