Upaya Membaca Pikiran Tuhan


PADA 1900, British Association for Andvancement of Science punya gawe mempertemukan para ilmuwan. Dalam acara itu, Lord Kelvin, pakar fisika Inggris, mengatakan, penemuan baru di bidang fisika telah berakhir. Yang tersisa hanyalah ketepatan pengukuran. Ahli termodinamika, penemu skala Kelvin dalam termometer, itu memang terpesona pada pengukuran. “Tidak ada pengetahuan atas sesuatu yang tidak bisa diukur,” katanya. Vonis Kelvin ini mewakili pikiran ilmuwan saat itu, yang yakin telah menggenggam teori tentang segala hal (theory of everything).

Inilah teori yang memang diimpikan semua ilmuwan. Dengan digenggamnya kaidah itu, manusia bakal bisa menebak kerja alam. Semesta tak ubahnya mesin besar, bekerja dengan aturan tunggal yang ajek. Kaum reduksionis yakin pada teori tentang segala, semua bisa dijelaskan, termasuk psikologi seperti cinta, amarah, dan dendam. Peristiwa kejiwaan direduksi menjadi biologi, dikaji secara kimia, akhirnya dapat diterangkan melalui fisika.

Tak dinyana, mimpi para ilmuwan awal abad ke-20 itu buyar, ketika ditemukan partikel-partikel berukuran mikro, seperti elektron, proton, dan neutrino. Ternyata, zarah-zarah mini ini tidak bekerja sesuai dengan kaidah Newtonian, yang saat itu diyakini mampu menerangkan semua hal. Gerak planet memang secara gamblang diurai dengan tiga hukum gravitasi Newton. Para pakar gigit jari setelah menemukan fakta: partikel-partikel renik membangkang terhadap tiga hukum itu.

Tembok Es Matematis 4 Gaya Semesta

Muncullah teori interaksi lemah, yaitu gaya yang bekerja pada daerah subatom. Teori itu dicetuskan Enrico Fermi, fisikawan Italia, pada 1933. Interaksi lemah terjadi antara proton (pembawa muatan positif), neutron (netral), elektron (menggendong muatan negatif), dan neutrino (netral). Disebut lemah, karena gaya yang bekerja sangat kecil. Jika dibandingkan dengan gaya elektromagnet, gedenya hanya seperseratus milyar! Teori elektromagnet dicetuskan James Clerk Maxwell pada 1965. Elektromagnet bertanggung jawab mengikat elektron dengan inti atom.

Walaupun interaksinya di daerah subatom ini sangat lemah, sumbangan pada alam cukup mencolok. Sebab, dialah yang menentukan mutasi unsur-unsur. Dengan memancarkan sinar radioaktif beta, sebuah neutron akan menjelma menjadi proton. Perubahan ini melahirkan unsur baru yang lebih berat –atau sebaliknya. Kini sudah ada tiga, yaitu interaksi lemah, gravitasi, dan elektromagnetik. Manusia mengenal satu lagi, yaitu interaksi kuat, yang mengikat zarah penyusun proton dan neutron pada inti atom.

Walaupun netral, ternyata neutron juga bereaksi dengan proton positif. Untuk memperoleh teori “segala tentang segala”, fisikawan harus menggabungkan keempat interaksi tersebut dalam satu kesatuan padu. Gabungan keempatnya diramalkan melahirkan aturan tunggal yang mampu mengurai kerja alam, atau “membaca pikiran Tuhan”. Namun, hingga kini, upaya itu sia-sia. Dua teori memang sudah berhasil digabungkan, yaitu teori interaksi lemah dengan elektromagnetik. Upaya menggabungkan dua teori ini juga perlu waktu panjang.

Menurut teori medan kuantum, interaksi kedua partikel bisa digambarkan dengan dua anak yang saling melempar dan menangkap bola. Makin ringan bola, jarak kedua anak makin jauh, dan sebaliknya. Elektromagnetik bolanya disebut foton. Karena jangkauannya tak berhingga, bola foton ini beratnya nol. Sebaliknya, jangkauan interaksi lemah berkutat di seputar inti atom, maka bolanya sangat berat –80 kali massa proton. Partikel ini dinamakan W (weak, atau lemah). Nama W pertama kali diungkapkan Oscar Klein, fisikawan Swedia, pada 1938. Karena gendongan listrik partikel yang berinteraksi secara elektromagnetik tidak berubah, maka foton tak bermuatan listrik.

Sebaliknya, pancaran sinar radioaktif beta, di bawah kendali interaksi lemah, berpengaruh pada inti atom, termasuk muatan listriknya. Maka, W bermuatan listrik disebut W+, dan W-. Upaya memadukan kedua partikel W dalam rumusan teori medan elektromagnetik tidak mudah, dan baru membuahkan hasil di tangan Chen Ning Yang, fisikawan Amerika keturunan Cina, dengan rekannya, Robert Mills, pada 1954.

Mewakili partikel W, dia menggunakan “kembarannya”, yaitu B –boson. Rumusan mereka berhasil menggamblangkan interaksi B dengan foton. Kaidah mereka dikenal dengan teori Yang-Mills. Namun, ada kelemahan mendasar. di mana B+, B-, dan B0, yang terlibat hitungan itu, beratnya harus nol. Padahal, bola B haruslah sangat berat untuk memenuhi asas interaksi lemah.

Seldon Glashow, fisikawan Amerika, berupaya memperbaiki teori Yang-Mills. Dia memaksa foton, dan partikel B dalam hitungan Yang-Mills, beratnya tidak nol. Dia padukan medan foton khayal bermassa, dengan B0 (netral), menghasilkan foton nyata tak bermassa. Lahirlah partikel netral bermassa baru bernama Z, yang lebih berat dari W –90 kali massa proton. Teori yang dicetuskan pada 1961 itu tidak menarik karena melibatkan arus listrik netral yang belum teramati.

Kebuntuan mengawinkan dua interaksi ini pecah setelah Peter W. Higgs, fisikawan Skotlandia, menerbitkan karyanya pada 1964. Dia menampilkan foton bermassa dalam hitungannya. Ada mas kawin yang mesti dibayar karena memberikan berat pada foton, yaitu hadirnya zarah boson yang dinamai partikel Higgs. Model Higgs ini pernah dikaji Abdus Salam, fisikawan Pakistan, Steven Weinberg, dan Geoffrey Goldstone dari Amerika, 1962. Karena memakai zarah boson tak bermassa, mereka mengumumkan bahwa teorinya tidak relevan dengan dunia partikel elementer.

Setelah muncul gagasan Higgs, mereka tersadar. Wienberg dan Salam memungut teorinya dari keranjang sampah. Hitungannya dipakai menutupi kelemahan teori Glashow. Teori baru ini tidak memerlukan partikel hipotetis Higgs. Yang terpenting, paduan interaksi lemah dengan elektromagnetik ini telah teramati dengan pemercepat partikel di pusat nuklir Eropa, CERN. Energi yang digunakan untuk mencampur partikel W dan Z sebesar 100 giga elektron-Volt, energi yang diperlukan elektron untuk melewati beda tegangan listrik 100 milyar-Volt –listrik rumah tangga hanya 110 dan 220.

Itulah jalan panjang yang mesti dilalui untuk mengawinkan dua teori saja. Kini, manusia tengah berkutat untuk memadukan interaksi lemah, elektromagnetik, dan interaksi kuat, yang disebut teori paduan agung (grand unified theory). Sampai meninggal, Albert Einstein gagal memadukan ketiganya. Di laboratorium, untuk memaksa ketiganya bercampur, diperlukan energi 10 juta trilyun elektron-Volt. Energi mahatinggi yang belum pernah diciptakan manusia!

Sampai di sini, langkah menuju teori tentang segala dengan menggabungkan empat gaya terasa masih jauh. Namun, Stephen Hawking, yang kesohor dengan bukunya, A Brief History of Time (Riwayat Sang Kala), optimistis bahwa pada abad ini ditemukan teori yang bisa membaca pikiran Tuhan itu.

Di tengah kebuntuan fisikawan menghadapi tembok es matematis dan laboratoris, untuk memadukan empat forsa alam itu, Stephen Wolfram tampil dengan celluler automata-nya. Serangkaian proses komputer yang menghasilkan visual teratur identik dengan kejadian di alam. Dengan program ini, dia berhasil membuat replika pola keteraturan garis-garis pada Zebra, bagaimana kristal es terbentuk, alur sungai, dan sebagainya. Bahkan, pola galaksi Bima Sakti dan milyaran galaksi lainnya di kolong langit.

Wolfram juga yakin, program “mainan”-nya ini akan mampu mengkaji semua perilaku alam. Dia meyakini, semesta ini tidak lebih daripada sebuah mahakomputer, dengan sistem kerja tunggal yang ajek. Dengan celluler automata-nya, dia yakin mampu menerangkan semua perilaku alam. Kini, dia menjajal keampuhan celluler automata-nya untuk ilmu-ilmu biologi, kimia, fisika, musik, psikologi, kosmologi, dan sosial. “Lima puluh tahun ke depan, orang akan mempelajari cellular automata sebagaimana mereka mempelajari aljabar,” kata Wolfram, tentang masa depan celluler automata.

Model Wolfram ini menjadi satu di antara kandidat teori tentang segala yang diimpikan manusia seabad terakhir. Dengan memakai program Wolfram itu, ilmuwan berharap bisa memecah tembok es teoretis dan laboratoris untuk mengawinkan empat forsa alam tadi. Apakah teori yang mampu membaca pikiran Tuhan segera lahir?

Rohmat Haryadi

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

%d blogger menyukai ini: