[BUKU BAHASA INDONESIA] A BRIEF HISTORY OF TIME - STEPHEN HAWKING

Sesungguhnya, alasan untuk tesis maupun antitesis pada dasarnya sama. Keduanya didasarkan pada asumsi tak terucap bahwa waktu terus berlangsung mundur tanpa batas, entah alam semesta telah ada selamanya atau tidak.

Sebagaimana akan kita lihat, konsep waktu tidak memiliki makna sebelum permulaan alam semesta. Hal ini pertama kali ditegaskan oleh Santo Augustine of Hippo.

Ketika ditanya: “Apa yang dilakukan Tuhan sebelum Ia menciptakan alam semesta?” Agustinus tidak menjawab: “Ia sedang mempersiapkan neraka bagi orang-orang yang mengajukan pertanyaan seperti itu.” Sebaliknya, ia berkata bahwa waktu adalah sifat dari alam semesta yang diciptakan Tuhan, dan waktu tidak ada sebelum permulaan alam semesta.

Ketika kebanyakan orang percaya pada alam semesta yang pada dasarnya statis dan tak berubah, pertanyaan tentang apakah ia memiliki permulaan atau tidak pada hakikatnya merupakan persoalan metafisika atau teologi. Apa yang diamati dapat dijelaskan sama baiknya oleh teori bahwa alam semesta telah ada selamanya maupun oleh teori bahwa ia digerakkan pada suatu waktu terbatas sedemikian rupa sehingga tampak seolah-olah telah ada selamanya.

Namun pada tahun 1929, Edwin Hubble membuat pengamatan penting bahwa ke mana pun kita memandang, galaksi-galaksi jauh bergerak cepat menjauhi kita. Dengan kata lain, alam semesta mengembang.

Ini berarti bahwa pada masa-masa sebelumnya benda-benda lebih berdekatan. Bahkan tampaknya ada suatu waktu, sekitar sepuluh hingga dua puluh miliar tahun yang lalu, ketika semuanya berada tepat di tempat yang sama dan, karenanya, kerapatan alam semesta tak berhingga. Penemuan ini akhirnya membawa pertanyaan tentang permulaan alam semesta ke ranah sains.

Pengamatan Hubble menunjukkan bahwa ada suatu waktu yang disebut dentuman besar (big bang), ketika alam semesta berukuran sangat kecil dan sangat padat. Dalam kondisi seperti itu, semua hukum sains—dan karena itu semua kemampuan untuk meramalkan masa depan—akan runtuh.

Jika ada peristiwa-peristiwa sebelum waktu itu, maka peristiwa-peristiwa tersebut tidak dapat memengaruhi apa yang terjadi pada masa kini. Keberadaannya dapat diabaikan karena tidak memiliki konsekuensi pengamatan. Dapat dikatakan bahwa waktu memiliki permulaan pada dentuman besar, dalam arti bahwa waktu sebelumnya tidak terdefinisi.

Harus ditekankan bahwa permulaan dalam waktu ini sangat berbeda dari yang dipertimbangkan sebelumnya. Dalam alam semesta yang tak berubah, permulaan waktu adalah sesuatu yang harus dipaksakan oleh suatu keberadaan di luar alam semesta; tidak ada keharusan fisik untuk adanya permulaan. Seseorang dapat membayangkan Tuhan menciptakan alam semesta secara harfiah pada waktu mana pun di masa lalu.

Distributor pusat penjualan segala alat listrik tenaga surya. Toko online jual listrik tenaga matahari. Produsen Produk solar sel murah.www.tokosolarcell.net . daftar Paket harga penjualan listrik tenaga matahari

Sebaliknya, jika alam semesta mengembang, mungkin ada alasan fisik mengapa ia harus memiliki permulaan. Seseorang masih dapat membayangkan bahwa Tuhan menciptakan alam semesta pada saat dentuman besar, atau bahkan sesudahnya dengan cara sedemikian rupa sehingga tampak seolah-olah telah terjadi dentuman besar, tetapi tidak bermakna untuk menganggap bahwa ia diciptakan sebelum dentuman besar.

Alam semesta yang mengembang tidak meniadakan keberadaan Pencipta, tetapi ia menetapkan batasan tentang kapan Ia dapat menjalankan tugas-Nya.

Untuk membicarakan hakikat alam semesta dan mendiskusikan pertanyaan-pertanyaan seperti apakah ia memiliki permulaan atau akhir, kita harus jelas tentang apa itu teori ilmiah.

Saya akan mengambil pandangan sederhana bahwa teori hanyalah suatu model tentang alam semesta, atau sebagian terbatas darinya, serta seperangkat aturan yang menghubungkan besaran-besaran dalam model dengan pengamatan yang kita lakukan. Teori hanya ada dalam pikiran kita dan tidak memiliki realitas lain (apa pun arti istilah itu).

Sebuah teori adalah teori yang baik jika memenuhi dua syarat. Ia harus secara akurat menggambarkan kelas pengamatan yang luas berdasarkan model yang hanya mengandung sedikit unsur arbitrer, dan ia harus membuat ramalan yang tegas tentang hasil pengamatan di masa depan.

Sebagai contoh, Aristotle mempercayai teori Empedocles bahwa segala sesuatu tersusun atas empat unsur: tanah, udara, api, dan air. Ini cukup sederhana, tetapi tidak menghasilkan ramalan yang pasti.

Sebaliknya, teori gravitasi Isaac Newton didasarkan pada model yang bahkan lebih sederhana, di mana benda-benda saling tarik-menarik dengan gaya yang sebanding dengan suatu besaran yang disebut massa dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak di antara mereka. Namun teori itu meramalkan gerak matahari, bulan, dan planet-planet dengan tingkat ketepatan yang sangat tinggi.

Setiap teori fisika selalu bersifat sementara, dalam arti bahwa ia hanyalah hipotesis: Anda tidak pernah dapat membuktikannya secara mutlak.

Tidak peduli berapa kali hasil eksperimen sesuai dengan suatu teori, Anda tidak pernah dapat yakin bahwa pada kesempatan berikutnya hasilnya tidak akan bertentangan dengan teori tersebut.

Sebaliknya, Anda dapat menyangkal suatu teori hanya dengan menemukan satu pengamatan yang tidak sesuai dengan ramalannya. Sebagaimana ditekankan oleh filsuf ilmu Karl Popper, teori yang baik dicirikan oleh kenyataan bahwa ia membuat sejumlah ramalan yang pada prinsipnya dapat disangkal atau dipalsukan melalui pengamatan.

Setiap kali eksperimen baru ternyata sesuai dengan ramalan, teori itu bertahan dan kepercayaan kita terhadapnya meningkat; tetapi jika suatu pengamatan baru ditemukan bertentangan, kita harus meninggalkan atau memodifikasi teori tersebut.

Setidaknya, begitulah seharusnya yang terjadi, meskipun Anda selalu dapat mempertanyakan kompetensi orang yang melakukan pengamatan itu.

Dalam praktiknya, yang sering terjadi adalah bahwa teori baru sebenarnya merupakan perluasan dari teori sebelumnya. Sebagai contoh, pengamatan yang sangat teliti terhadap planet Merkurius mengungkap perbedaan kecil antara geraknya dan ramalan teori gravitasi Newton.

Teori relativitas umum Albert Einstein meramalkan gerak yang sedikit berbeda dari teori Newton. Kenyataan bahwa ramalan Einstein sesuai dengan apa yang diamati, sementara ramalan Newton tidak, merupakan salah satu konfirmasi penting bagi teori baru tersebut.

Namun demikian, kita masih menggunakan teori Newton untuk semua tujuan praktis karena perbedaan antara ramalannya dan ramalan relativitas umum sangat kecil dalam situasi yang biasa kita hadapi. (Teori Newton juga memiliki keuntungan besar karena jauh lebih sederhana untuk digunakan dibanding teori Einstein.)

Tujuan akhir sains adalah menyediakan satu teori tunggal yang menjelaskan seluruh alam semesta. Namun pendekatan yang benar-benar ditempuh oleh sebagian besar ilmuwan adalah memisahkan persoalan itu menjadi dua bagian.

Pertama, terdapat hukum-hukum yang memberi tahu kita bagaimana alam semesta berubah seiring waktu. (Jika kita mengetahui seperti apa alam semesta pada suatu saat tertentu, hukum-hukum fisika ini memberi tahu kita bagaimana rupanya pada saat mana pun setelahnya.)

Kedua, terdapat pertanyaan mengenai keadaan awal alam semesta.

Sebagian orang berpendapat bahwa sains seharusnya hanya berkaitan dengan bagian pertama; mereka menganggap persoalan keadaan awal sebagai ranah metafisika atau agama. Mereka akan mengatakan bahwa Tuhan, sebagai Yang Mahakuasa, dapat memulai alam semesta dengan cara apa pun yang Ia kehendaki. Itu mungkin benar, tetapi dalam hal itu Ia juga dapat membuatnya berkembang secara sepenuhnya sewenang-wenang.

Namun tampaknya Ia memilih untuk membuatnya berevolusi secara sangat teratur sesuai dengan hukum-hukum tertentu. Karena itu, tampak sama masuk akalnya untuk mengandaikan bahwa terdapat pula hukum-hukum yang mengatur keadaan awal tersebut.

Ternyata sangat sulit merumuskan suatu teori yang menggambarkan alam semesta secara menyeluruh sekaligus. Sebaliknya, kita memecah persoalan menjadi bagian-bagian dan menciptakan sejumlah teori parsial.

Setiap teori parsial ini menjelaskan dan meramalkan kelas pengamatan tertentu yang terbatas, dengan mengabaikan pengaruh besaran-besaran lain atau merepresentasikannya melalui seperangkat angka sederhana.

Bisa jadi pendekatan ini sepenuhnya keliru. Jika segala sesuatu di alam semesta pada dasarnya bergantung satu sama lain secara mendasar, mungkin mustahil mendekati solusi lengkap dengan menyelidiki bagian-bagian persoalan secara terpisah.

Meskipun demikian, pendekatan inilah yang telah membawa kemajuan di masa lalu. Contoh klasiknya kembali adalah teori gravitasi Newton, yang menyatakan bahwa gaya gravitasi antara dua benda hanya bergantung pada satu angka yang terkait dengan masing-masing benda, yaitu massanya, dan selebihnya tidak bergantung pada apa benda-benda itu tersusun.

Dengan demikian, seseorang tidak perlu memiliki teori tentang struktur dan susunan matahari maupun planet-planet untuk menghitung orbit mereka.

Saat ini para ilmuwan menggambarkan alam semesta melalui dua teori parsial dasar—teori relativitas umum dan mekanika kuantum. Keduanya merupakan pencapaian intelektual besar pada paruh pertama abad ini.

Teori relativitas umum, yang dikemukakan oleh Albert Einstein, menjelaskan gaya gravitasi dan struktur skala besar alam semesta, yakni struktur pada skala mulai dari beberapa mil hingga sebesar sejuta triliun triliun mil (1 dengan dua puluh empat nol di belakangnya), ukuran alam semesta yang dapat diamati.

Sebaliknya, mekanika kuantum berurusan dengan fenomena pada skala yang sangat kecil, seperti sepersejuta dari sepersejuta inci.

Namun sayangnya, kedua teori ini diketahui tidak konsisten satu sama lain—keduanya tidak mungkin sama-sama benar. Salah satu upaya utama dalam fisika dewasa ini, sekaligus tema utama buku ini, adalah pencarian teori baru yang akan memadukan keduanya—suatu teori gravitasi kuantum.

Kita belum memiliki teori semacam itu, dan mungkin kita masih jauh dari memilikinya, tetapi kita sudah mengetahui banyak sifat yang harus dimilikinya. Dan dalam bab-bab selanjutnya, kita akan melihat bahwa kita telah mengetahui cukup banyak tentang ramalan-ramalan yang harus dihasilkan oleh teori gravitasi kuantum.

Kini, jika Anda percaya bahwa alam semesta tidak bersifat sewenang-wenang, melainkan diatur oleh hukum-hukum yang pasti, pada akhirnya Anda harus menggabungkan teori-teori parsial itu menjadi suatu teori terpadu lengkap yang akan menjelaskan segala sesuatu di alam semesta.

Namun terdapat suatu paradoks mendasar dalam pencarian teori terpadu lengkap semacam itu. Gagasan tentang teori ilmiah yang telah diuraikan di atas mengandaikan bahwa kita adalah makhluk rasional yang bebas mengamati alam semesta sesuka kita dan menarik kesimpulan logis dari apa yang kita lihat.

Dalam kerangka seperti itu, masuk akal untuk mengandaikan bahwa kita dapat terus maju semakin mendekati hukum-hukum yang mengatur alam semesta kita.

Namun jika memang ada teori terpadu lengkap, maka teori itu secara masuk akal juga akan menentukan tindakan-tindakan kita. Dengan demikian teori itu sendiri akan menentukan hasil pencarian kita terhadapnya. Dan mengapa ia harus menentukan bahwa kita sampai pada kesimpulan yang benar dari bukti-bukti yang ada?

Bukankah ia bisa saja sama baiknya menentukan bahwa kita menarik kesimpulan yang salah? Atau bahkan tidak menarik kesimpulan apa pun?

Satu-satunya jawaban yang dapat saya berikan atas persoalan ini didasarkan pada prinsip seleksi alam Darwin. Gagasan ini menyatakan bahwa dalam setiap populasi organisme yang mampu bereproduksi sendiri, akan terdapat variasi dalam materi genetik dan lingkungan pengasuhan yang dimiliki individu-individu yang berbeda.

Perbedaan-perbedaan ini berarti bahwa sebagian individu lebih mampu daripada yang lain untuk menarik kesimpulan yang benar tentang dunia di sekitar mereka dan bertindak sesuai dengan kesimpulan tersebut. Individu-individu ini akan lebih mungkin bertahan hidup dan bereproduksi, sehingga pola perilaku dan pola pikir mereka akan mendominasi.

Di masa lalu, apa yang kita sebut kecerdasan dan penemuan ilmiah jelas memberikan keuntungan bertahan hidup. Tidak begitu jelas apakah hal itu masih berlaku sekarang: penemuan ilmiah kita mungkin saja memusnahkan kita semua, dan bahkan jika tidak, teori terpadu lengkap mungkin tidak banyak memengaruhi peluang kelangsungan hidup kita.

Namun selama alam semesta telah berevolusi secara teratur, kita dapat mengharapkan bahwa kemampuan bernalar yang diberikan oleh seleksi alam kepada kita juga berlaku dalam pencarian teori terpadu lengkap, dan karenanya tidak akan menuntun kita pada kesimpulan yang keliru.

Karena teori-teori parsial yang telah kita miliki sudah cukup untuk membuat ramalan yang akurat dalam hampir semua situasi kecuali yang paling ekstrem, pencarian teori terakhir tentang alam semesta tampak sulit dibenarkan atas dasar praktis.

(Meskipun patut dicatat bahwa argumen serupa dapat digunakan untuk menentang relativitas maupun mekanika kuantum, dan kedua teori ini telah memberikan kita energi nuklir serta revolusi mikroelektronika!)

Dengan demikian, penemuan teori terpadu lengkap mungkin tidak membantu kelangsungan hidup spesies kita. Ia bahkan mungkin tidak memengaruhi gaya hidup kita.

Namun sejak awal peradaban, manusia tidak pernah puas memandang peristiwa-peristiwa sebagai sesuatu yang terpisah dan tak dapat dijelaskan. Mereka merindukan pemahaman tentang tatanan yang mendasari dunia.

Hari ini pun kita masih merindukan untuk mengetahui mengapa kita berada di sini dan dari mana kita berasal. Kerinduan terdalam umat manusia akan pengetahuan sudah cukup menjadi alasan bagi kelanjutan pencarian kita.

Dan tujuan kita tidak kurang dari suatu deskripsi lengkap tentang alam semesta tempat kita hidup.