Indeks
Teori Segalanya,
Pengejaran Panjang Sebuah Mimpi
Febdian
Rusydi
(Rijkuniversiteit Groningen)
PERNAHKAH Anda
membayangkan satu kota memiliki dua aturan yang sama sekali berbeda? Tentu akan
terjadi kekacauan dan kerancuan. Tapi percayakah Anda, itulah yang terjadi pada
alam semesta kita. Ada dua aturan sangat berbeda untuk menjelaskan fenomena
dalam alam semesta kita? Aturan itu adalah Teori Relativitas Umum Einstein dan
Mekanika Kuantum.
Teori Relativitas Umum menggambarkan
alam semesta sebagai hubungan antara materi dan geometri ruang-waktu
(spacetime). Materi membuat ruang-waktu melengkung (curved), dan ruang-waktu
membuat materi bergerak (motion). Kombinasi geometri-materi inilah yang kita
rasakan sebagai gravitasi. Teori Relativitas Umum menjelaskan interaksi pada
skala makro atau tingkat kasat mata, misalnya peredaran planet, bintang, dan
galaksi
Ketika kita mencoba memahami alam
semesta pada ukuran mikro atau tingkat partikel, maka kita harus memakai
Mekanika Kuantum. Mekanika Kuantum mendeskripsikan alam semesta sebagai
superposisi dari berbagai kemungkinan. Beberapa aturan umum pada skala makro
dilanggar, seperti atas-bawah, simetri kanan-kiri, dan bahkan waktu sebelum
atau sesudah.
Masalahnya adalah kenapa harus ada dua
aturan? Kenapa materi pada skala mikro berperilaku berbeda dengan materi pada
skala makro? Walau demikian, berbeda dengan contoh kota yang kacau karena
memiliki dua aturan berbeda, alam semesta tetap harmonis. Atas dasar pemikiran
itulah, orang berpikir seharusnya ada satu teori umum yang mampu menjelaskan
kedua hal tersebut.
Ide
penyatuan teori
Sebelum kita masuk pada ide
"Penyatuan Teori", ada baiknya kita mengenal dulu interaksi dasar
yang mengatur alam semesta. Semua fenomena di alam semesta terjadi karena
interaksi antarpartikel. Ada empat interaksi dasar, yaitu elektromagnetik,
lemah, kuat, dan gravitasi. Interaksi elektromagnetik menghasilkan listrik,
magnet, dan cahaya. Interaksi lemah menyebabkan peluruhan radioaktif. Dan
interaksi kuat mengikat proton-proton dan neutron-neutron dalam inti atom.
Mekanika Kuantum dipakai untuk menjelaskan mekanisme tiga interaksi pertama
ini. Interaksi terakhir, gravitasi, dijelaskan Teori Relativitas Umum.
Adalah Albert Einstein yang pertama
kali mencoba menggabungkan keempat interaksi tersebut dalam sebuah teori umum
yaitu "Teori Segalanya" (Theory of Everything). Pertama, dia
mencoba menggabungkan interaksi gravitasi dengan elektromagnetik, karena secara
matematika kedua interaksi ini memiliki sifat sama yaitu berbanding terbalik dengan
kuadrat jarak. Einstein menghabiskan lebih dari 30 tahun sisa hidupnya berkutat
pada masalah ini, namun dia gagal.
Mimpi Einstein tetap hidup. Idenya
adalah alam semesta ini seharusnya bisa dijelaskan satu teori tunggal, yang
berlaku baik pada dunia makro maupun mikro. Para ilmuwan dari berbagai kalangan
terus memburu teori tunggal ini. Mereka percaya, teori ini adalah kunci utama
memahami alam semesta sesungguhnya bekerja. Inilah isu utama di kalangan para
fisika teoritis.
Sejauh ini, ada dua kandidat utama
sebagai "Teori Segalanya", yaitu Model Baku (Standard Model),
dan Teori Dawai (String Theory). Artikel ini memberikan gambaran singkat
bagaimana dua teori ini menggapai "Teori Segalanya".
Model
baku
"Model Baku" memiliki
sejarah yang panjang. Ratusan fisikawan berkontribusi dan ribuan eksperimen
terlibat untuk mencari sebuah model untuk menjelaskan semua fenomena.
"Model Baku" pertama kali diperkenalkan trio Nobel Fisika 1979,
Sheldom Glashow, Abdus Salam, dan Steven Weinberg. Disebut "Model
Baku" karena teori penyusunnya didukung hasil eksperimen. "Model
Baku" sejauh ini adalah pemodelan untuk menyatukan tiga interaksi dunia
mikro.
Ide utama "Model Baku"
adalah menganggap partikel dasar pembentuk materi (quark dan lepton) adalah
sebagai partikel titik. Partikel titik ini berinteraksi dengan partikel titik
lain dan saling menukarkan sebuah partikel khusus yang disebut partikel
pengantar interaksi (exchange particle). Satu partikel pengantar hanya
bekerja khusus pada satu interaksi saja.
Para eksperimentalis sudah menemukan
partikel pengantar untuk masing-masing interaksi. Foton untuk interaksi
elektromagnetik, W dan Z untuk interaksi lemah, dan gluon untuk
interaksi kuat. Satu partikel pengantar yang masih dalam prediksi teori adalah
graviton untuk interaksi gravitasi.
Penemuan partikel pengantar ini adalah
kunci dari penggabungan teori. Alasannya, pada tingkat energi tertentu maka
partikel pengantar pada masing-masing interaksi bersatu dan tidak bisa
dibedakan.
Glashow, Salam, dan Weinberg sudah
berhasil membuktikan hal ini. Mereka menggabungkan interaksi elektromagnetik
dan interaksi lemah dalam satu Teori Elektrolemah (Electroweak Theory).
Tugas selanjutnya adalah menyatukan interaksi kuat bersama interaksi
elektrolemah dalam satu teori, "Teori Unifikasi Agung" (Grand
Unified Theory).
"Teori Unifikasi Agung"
bukanlah masalah gampang karena ada satu sarat yang model ini belum buktikan,
yaitu partikel supersimetri. Partikel supersimetri adalah partikel bayangan
dari partikel pengantar interaksi. Satu partikel pengantar interaksi memiliki
satu partikel supersimetri.
Kalau "Teori Unifikasi
Agung" bisa tercapai, selanjutnya tugas yang tak kalah berat adalah
mengawinkan dengan interaksi gravitasi dalam satu aturan: Kuantum-Gravitasi.
Kendala selanjutnya adalah graviton yang belum ditemukan.
Saat ini "Model Baku"
bekerja pada jalur utama fisika partikel dalam menguak rahasia alam semesta.
Alasannya karena banyak prediksi teoretis dengan "Model Baku"
terbukti secara eksperimental. Kini para eksperimentalis dari berbagai belahan
dunia bekerja untuk membuktikan prediksi terbesar dari "Model Baku"
ini, Teori Unifikasi Agung dan Kuantum-Gravitasi.
Teori
dawai
Teori ini lahir tanpa sengaja pada
akhir tahun 60-an, ketika Leonard Susskind dari Stanford University menguraikan
persamaan matematika Gabriele Veneziano (Itali) untuk interaksi kuat. Susskind
melihat, persamaan tersebut menjelaskan partikel titik dalam Model Baku (quark
dan lepton) dan partikel pembawa interaksi memiliki struktur internal, yaitu
dawai energi yang bergetar. Dawai tersebut berosilasi, merenggang dan merapat,
memutar dan memuntir. Perbedaan frekuensi osilasi pada dawai akan memberikan
karakter unik pada partikel tersebut, seperti massa (mass) dan muatan (charge).
Ide Teori Dawai ini berkembang pesat
di awal 80-an, setelah Michael Greene dan John Schwarz memperbaiki matematika
Teori Dawai. Karya mereka menunjukkan, Teori Dawai mengarah pada penyatuan
fenomena mikroskopik dan makroskopik.
Fisika kita sekarang hanya sanggup
untuk mengerti "Bagaimana alam bekerja", tapi tidak sanggup menjawab,
"Kenapa alam bekerja seperti demikian". "Teori Segalanya"
menjanjikan penyatuan semua fenomena alam dalam satu teori umum, memberi
jawaban "kenapa alam bekerja demikian". Tidak hanya sampai di sana,
misteri awal kelahiran alam semesta pun bisa dilacak.
Kita sebenarnya adalah saksi sejarah
pencarian intelektual "what is behind God's mind" tentang alam
semesta ini. Akankah mimpi panjang Einstein ini akan berakhir pada suatu
kesimpulan? Akankah "Teori Segalanya" menjadi akhir dari Fisika?
Ataukah Tuhan sudah menyiapkan sesuatu di balik itu? Wallahu'alam.
Gambar :
Sumber : Pikiran Rakyat (28 Oktober 2004)
Pengejaran Panjang Sebuah Mimpi
Febdian
Rusydi
(Rijkuniversiteit Groningen)
PERNAHKAH Anda
membayangkan satu kota memiliki dua aturan yang sama sekali berbeda? Tentu akan
terjadi kekacauan dan kerancuan. Tapi percayakah Anda, itulah yang terjadi pada
alam semesta kita. Ada dua aturan sangat berbeda untuk menjelaskan fenomena
dalam alam semesta kita? Aturan itu adalah Teori Relativitas Umum Einstein dan
Mekanika Kuantum.
Teori Relativitas Umum menggambarkan
alam semesta sebagai hubungan antara materi dan geometri ruang-waktu
(spacetime). Materi membuat ruang-waktu melengkung (curved), dan ruang-waktu
membuat materi bergerak (motion). Kombinasi geometri-materi inilah yang kita
rasakan sebagai gravitasi. Teori Relativitas Umum menjelaskan interaksi pada
skala makro atau tingkat kasat mata, misalnya peredaran planet, bintang, dan
galaksi
Ketika kita mencoba memahami alam
semesta pada ukuran mikro atau tingkat partikel, maka kita harus memakai
Mekanika Kuantum. Mekanika Kuantum mendeskripsikan alam semesta sebagai
superposisi dari berbagai kemungkinan. Beberapa aturan umum pada skala makro
dilanggar, seperti atas-bawah, simetri kanan-kiri, dan bahkan waktu sebelum
atau sesudah.
Masalahnya adalah kenapa harus ada dua
aturan? Kenapa materi pada skala mikro berperilaku berbeda dengan materi pada
skala makro? Walau demikian, berbeda dengan contoh kota yang kacau karena
memiliki dua aturan berbeda, alam semesta tetap harmonis. Atas dasar pemikiran
itulah, orang berpikir seharusnya ada satu teori umum yang mampu menjelaskan
kedua hal tersebut.
Ide
penyatuan teori
Sebelum kita masuk pada ide
"Penyatuan Teori", ada baiknya kita mengenal dulu interaksi dasar
yang mengatur alam semesta. Semua fenomena di alam semesta terjadi karena
interaksi antarpartikel. Ada empat interaksi dasar, yaitu elektromagnetik,
lemah, kuat, dan gravitasi. Interaksi elektromagnetik menghasilkan listrik,
magnet, dan cahaya. Interaksi lemah menyebabkan peluruhan radioaktif. Dan
interaksi kuat mengikat proton-proton dan neutron-neutron dalam inti atom.
Mekanika Kuantum dipakai untuk menjelaskan mekanisme tiga interaksi pertama
ini. Interaksi terakhir, gravitasi, dijelaskan Teori Relativitas Umum.
Adalah Albert Einstein yang pertama
kali mencoba menggabungkan keempat interaksi tersebut dalam sebuah teori umum
yaitu "Teori Segalanya" (Theory of Everything). Pertama, dia
mencoba menggabungkan interaksi gravitasi dengan elektromagnetik, karena secara
matematika kedua interaksi ini memiliki sifat sama yaitu berbanding terbalik dengan
kuadrat jarak. Einstein menghabiskan lebih dari 30 tahun sisa hidupnya berkutat
pada masalah ini, namun dia gagal.
Mimpi Einstein tetap hidup. Idenya
adalah alam semesta ini seharusnya bisa dijelaskan satu teori tunggal, yang
berlaku baik pada dunia makro maupun mikro. Para ilmuwan dari berbagai kalangan
terus memburu teori tunggal ini. Mereka percaya, teori ini adalah kunci utama
memahami alam semesta sesungguhnya bekerja. Inilah isu utama di kalangan para
fisika teoritis.
Sejauh ini, ada dua kandidat utama
sebagai "Teori Segalanya", yaitu Model Baku (Standard Model),
dan Teori Dawai (String Theory). Artikel ini memberikan gambaran singkat
bagaimana dua teori ini menggapai "Teori Segalanya".
Model
baku
"Model Baku" memiliki
sejarah yang panjang. Ratusan fisikawan berkontribusi dan ribuan eksperimen
terlibat untuk mencari sebuah model untuk menjelaskan semua fenomena.
"Model Baku" pertama kali diperkenalkan trio Nobel Fisika 1979,
Sheldom Glashow, Abdus Salam, dan Steven Weinberg. Disebut "Model
Baku" karena teori penyusunnya didukung hasil eksperimen. "Model
Baku" sejauh ini adalah pemodelan untuk menyatukan tiga interaksi dunia
mikro.
Ide utama "Model Baku"
adalah menganggap partikel dasar pembentuk materi (quark dan lepton) adalah
sebagai partikel titik. Partikel titik ini berinteraksi dengan partikel titik
lain dan saling menukarkan sebuah partikel khusus yang disebut partikel
pengantar interaksi (exchange particle). Satu partikel pengantar hanya
bekerja khusus pada satu interaksi saja.
Para eksperimentalis sudah menemukan
partikel pengantar untuk masing-masing interaksi. Foton untuk interaksi
elektromagnetik, W dan Z untuk interaksi lemah, dan gluon untuk
interaksi kuat. Satu partikel pengantar yang masih dalam prediksi teori adalah
graviton untuk interaksi gravitasi.
Penemuan partikel pengantar ini adalah
kunci dari penggabungan teori. Alasannya, pada tingkat energi tertentu maka
partikel pengantar pada masing-masing interaksi bersatu dan tidak bisa
dibedakan.
Glashow, Salam, dan Weinberg sudah
berhasil membuktikan hal ini. Mereka menggabungkan interaksi elektromagnetik
dan interaksi lemah dalam satu Teori Elektrolemah (Electroweak Theory).
Tugas selanjutnya adalah menyatukan interaksi kuat bersama interaksi
elektrolemah dalam satu teori, "Teori Unifikasi Agung" (Grand
Unified Theory).
"Teori Unifikasi Agung"
bukanlah masalah gampang karena ada satu sarat yang model ini belum buktikan,
yaitu partikel supersimetri. Partikel supersimetri adalah partikel bayangan
dari partikel pengantar interaksi. Satu partikel pengantar interaksi memiliki
satu partikel supersimetri.
Kalau "Teori Unifikasi
Agung" bisa tercapai, selanjutnya tugas yang tak kalah berat adalah
mengawinkan dengan interaksi gravitasi dalam satu aturan: Kuantum-Gravitasi.
Kendala selanjutnya adalah graviton yang belum ditemukan.
Saat ini "Model Baku"
bekerja pada jalur utama fisika partikel dalam menguak rahasia alam semesta.
Alasannya karena banyak prediksi teoretis dengan "Model Baku"
terbukti secara eksperimental. Kini para eksperimentalis dari berbagai belahan
dunia bekerja untuk membuktikan prediksi terbesar dari "Model Baku"
ini, Teori Unifikasi Agung dan Kuantum-Gravitasi.
Teori
dawai
Teori ini lahir tanpa sengaja pada
akhir tahun 60-an, ketika Leonard Susskind dari Stanford University menguraikan
persamaan matematika Gabriele Veneziano (Itali) untuk interaksi kuat. Susskind
melihat, persamaan tersebut menjelaskan partikel titik dalam Model Baku (quark
dan lepton) dan partikel pembawa interaksi memiliki struktur internal, yaitu
dawai energi yang bergetar. Dawai tersebut berosilasi, merenggang dan merapat,
memutar dan memuntir. Perbedaan frekuensi osilasi pada dawai akan memberikan
karakter unik pada partikel tersebut, seperti massa (mass) dan muatan (charge).
Ide Teori Dawai ini berkembang pesat
di awal 80-an, setelah Michael Greene dan John Schwarz memperbaiki matematika
Teori Dawai. Karya mereka menunjukkan, Teori Dawai mengarah pada penyatuan
fenomena mikroskopik dan makroskopik.
Fisika kita sekarang hanya sanggup
untuk mengerti "Bagaimana alam bekerja", tapi tidak sanggup menjawab,
"Kenapa alam bekerja seperti demikian". "Teori Segalanya"
menjanjikan penyatuan semua fenomena alam dalam satu teori umum, memberi
jawaban "kenapa alam bekerja demikian". Tidak hanya sampai di sana,
misteri awal kelahiran alam semesta pun bisa dilacak.
Kita sebenarnya adalah saksi sejarah
pencarian intelektual "what is behind God's mind" tentang alam
semesta ini. Akankah mimpi panjang Einstein ini akan berakhir pada suatu
kesimpulan? Akankah "Teori Segalanya" menjadi akhir dari Fisika?
Ataukah Tuhan sudah menyiapkan sesuatu di balik itu? Wallahu'alam.
Gambar :
- Konsep Ruang-waktu dalam
Teori Relativitas Umum. Massa mempengaruhi bentuk kontur dimensi
ruang-waktu, dan bentuk kontur dimensi ruang-waktu mempengaruhi massa
untuk bergerak. - Konsep Model Baku.
- Teori penyatuan interaksi
fundamental dalam dalam skenario Dentuman Besar. - Ide dasar Teori Dawai.
Atom terdiri dari elektron dan inti. Inti terdiri dari proton dan netron.
Proton dan netron terdiri dari quark. Elektron dan quark terbuat dari
STRING! - Dimensi ke-5, 6, 7, 8, 9,
dan 10. Seorang akrobat hanya bisa merasakan seutas tali yang dilewatinya
sebagai 1 dimensi: bergerak maju-mundur. Namun seekor semut yang kecil
bisa berjalan maju-mundur dan kiri-kanan (memutari tali). Jadi semut
merasakan sesungguhnya tali tersebut 2 dimensi. Dimensi baru ini bisa
dikembangkan sampai 6. Sehingga total dimensi kita adalah: 1 dimensi waktu
+ 3 dimensi ruang + 6 dimensi tambahan = 10 dimensi.
Sumber : Pikiran Rakyat (28 Oktober 2004)
» Portable STATA 18 Crack Full Version
» NVivo 12 Crack Full version
» Tutorial Difference In difference (DID (Diff-in-Diff) With Eviews 13
» Online Workshop Smart PLS Minggu, 01 Oktober 2022
» kumpulan ebook tentang robot
» MANTRA PELET
» book love of spell
» attraction Formula