The Grand Design: Lebih dari sekedar ’42’

Satu hari sebelum tulisan ini diterbitkan adalah hari dimana salah seorang fisikawan besar meninggal dunia. Stephen Hawking merupakan Lucasian Professor of Mathematics di University of Cambridge (1979-2009) dan merupakan fisikawan yang melahirkan karya-karya penting di bidang kosmologi dan fisika teoritik, seperti Lubang Hitam dan Radiasi Hawking, bukunya yang sangat populer ‘A Brief History of Time’ (1988) masih menduduki posisi atas Best Sellers di Amazon.

Darimana Anda mengenal Stephen Hawking?

Mungkin ada yang mengenal beliau sejak lama, dengan nama besarnya atau dari buku-bukunya. Mungkin juga dari film berjudul ‘The Theory of Everything’ yang diperankan oleh Newt Scamander dan Jyn Erso. Atau mungkin dari serial ‘The Big Bang Theory’ bersama Sheldon Cooper?

Bagi mahasiswa Fisika ITB yang pernah kuliah dengan Prof. Freddy P. Zen, salah satunya di Fisika Kuantum, mungkin tak asing lagi dengan komentar-komentar beliau mengenai Stephen Hawking, terutama pandangannya tentang posisi Tuhan di alam semesta.

Topik mengenai ini adalah salah satu ‘pelaris’ buku-buku Hawking bersama dengan pemikiran-pemikirannya yang mencoba menjawab aspek-aspek fundamental di alam semesta ini. Salah satunya adalah di buku ‘The Grand Design’ yang ditulisnya bersama Leonard Mlodinov.

Mengapa ada sesuatu, bukan ketiadaan?
Mengapa kita ada?
Mengapa ada kumpulan hukum alam tertentu, bukan yang lain?

Tiga pertanyaan di atas disebutnya sebagai Ultimate Question of Life, the Universe, and Everything (silahkan klik sehingga Anda akan menuju ke pencarian Google). Entah Anda setuju atau tidak dengan gelar dari tiga pertanyaan itu, Hawking mencoba menjawabnya dalam buku ini. Tentunya tidak sekedar: 42.

Theory of Everything

Jika Anda mahasiswa fisika atau yang tertarik dengan topik-topik di Fisika Modern, buku ini diawali dengan ringkasan mengenai topik-topik tersebut. Kita akan diperkenalkan dengan fenomena-fenomena kuantum yang mengarahkan kita pada Feynman sum over history. Kemudian kita akan bertemu dengan teori relativitas khusus dan teori relativitas umum Einstein yang bersama elektromagnetisme Maxwell telah merevolusi fisika. Namun, kedua teori ini masih dianggap sama-sama klasik oleh Hawking karena masih menganggap bahwa alam semesta hanya memiliki sejarah tunggal, berbeda dengan versi kuantum dan sejarah alternatif Feynman. Untuk itu maka diperlukan penyelerasan teori ini dengan teori kuantum, atau sederhananya adalah versi kuantum seluruh hukum alam.

Ada empat gaya di alam yang perlu dicari versi kuantumnya; gaya gravitasi, elektromagnetisme, nuklir lemah, dan nuklir kuat. Elektromagnetisme menjadi gaya pertama yang berhasil mendapatkan versi kuantum, kita mengenalnya sebagai quantum electrodynamic (QED). Pencapaian di QED (melalui diagram Feynman) memberikan optimisme untuk melanjutkan pencari versi kuantum hukum alam yang lain, menuju kepada yang disebut Theory of Everything.

Game of Life

Sampai saat ini, selain dari game bawaan yang bisa diakses di setting Android, saat tidak lagi meng-install permainan apapun kecuali Game of Life ciptaan John H Conway ini. Tahu mengenai ‘permainan’ ini pun setelah pertama kali membaca buku ‘The Grand Design’. Hawking menggunakan permainan ini sebagai analogi bagaimana alam semesta dapat tebentuk menjadi sedemikian kompleks hanya dari awal yang sederhana. Yang dibutuhkan adalah hukum-hukum yang tidak banyak. Untuk Game of Life standar memiliki aturan sebagai berikut (dikutip dar buku):

  1. Satu bujur sangkar hidup dengan dua atau tiga tetangga hidup akan tetap hidup.
  2. Satu bujur sangkar mati dengan tepat tiga tetangga hidup akan menjadi bujur sangkar hidup (kelahiran)
  3. Pada segala kasus lain, bujur sangkar akan mati atau tetap mati. Kalau satu bujur sangkar hidup atau tidak punya tetangga hidup dia disebut mati kesepian; jika tetangganya lebih daripada tiga, dia mati karena sesak.

Jika Anda bingung, silahkan cek video yang memberikan beberapa contoh dari kondisi awal. Ya, ini hanyalah ‘life’ yang sederhana di dunia yang sederhana. Aturan yang berlaku di dunia ini pun juga sederhana. Namun, seperti yang kita lihat, generasi demi generasi dari bujur sangkar yang hanya mengikuti aturan sederhana tersebut bisa mencapai suatu kondisi yang terbilang kompleks dan seperti melahirkan aturan baru. Dengan aturan baru ini sistem menuju kestabilan dan pengulangan terus-menerus. Contoh yang paling bagus adalah model glider gun.

Konsep yang sederhana ini Hawking pertemukan dengan bagaimana alam semesta dapat berevolusi sampai dapat membentuk kestabilan bahkan kehidupan cerdas. Namun bagaimana alam semesta memilih aturan-aturan sederhana layaknya tiga aturan di atas? Dengan penjabaran konsep energi alam semesta yang mesti nol, maka diperlukan hukum seperti gravitasi agar suatu benda dapat tercipta dari ketiadaan. Dalam hal ini terjadi hubungan antara energi negatif dan postif zat. Dari satu aturan seperti gravitasi, kita dapat membayangkan alam semesta yang hadir dengan hanya mengikuti aturan-aturan itu saja.

Dalam kesimpulannya, ia memberikan Teori-M sebagai kandidat terkuat untuk menjadi teori alam semesta yang lengkap, yakni teori dengan model alam semesta yang menciptakan dirinya sendiri. Teori-M itu apa? Jika Anda sempat bertanya seperti ini maka buku ‘The Grand Design’ dan kuliah-kuliah fisika teoritik cukup membantu memberikan penjelasan, bukan saya, setidak untuk sampai saat ini.

Stephen Hawking

Entah cuma berapa persen dari karyanya yang dapat saya pahami secara utuh nantinya, namun sebagai mahasiswa fisika ini adalah suatu kehormatan bisa hidup di zaman ini dengan terobosan-terobosan luarbiasa dari Stephen Hawking.

Semangatnya untuk mempopulerkan sains ke publik dengan candaannya ‘semakin sedikit persamaan maka akan semakin laku’ menjadi salah satu inspirasi penting, bersama dengan Carl Sagan, dan penulis sains populer lainnya.

Tapi tidak apa-apa, sains itu kumulatif, Stephen Hawking pergi dengan pertanyaan-pertanyaan umat manusia dan menyisakannya untuk kita mencari jawabannya atau menyempurnakannya. Saya kasih semangat dulu untuk Hadyan dan teman-teman Fisika Teoritik Energi Tinggi lainnya. Semangat!

 

We are just an advanced breed of monkeys on a minor planet of a very average star. But we can understand the Universe. That makes us something very special.
Stephen Hawking, (1942-2018)

 



grand design

Artikel ini merupakan ringkasan dari buku The Grand Design yang ditulis oleh Stephen Hawking dan Leonard Mlodinov pada tahun 2010. Artikel ini juga sebagai bentuk penghormatan kepada Stephen Hawking yang meninggal pada 14 Maret 2018, fisikawan yang telah menyumbang banyak karya penting di kosmologi dan fisika teoritik. Terimakasih, Stephen.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out /  Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out /  Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out /  Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out /  Change )

Connecting to %s