Gajah mati meninggalkan gading. Ilmuwan wafat menyisakan jasa. Sebelum anumerta, Stephen Hawking sempat mewariskan makalah ilmiah. Ini kontribusi terakhirnya tentang multiverse alam semesta.
Empat belas miliar tahun yang lalu, Big Bang berdentum pertama kali. Ledakan maha besar menggerakkan semua materi dan energi dan membentuk alam semesta kita. Sesuatu yang luar biasa pun sekonyong-konyong terjadi. Tatanan ruang dan waktu itu dimulai dan seketika menyebarluas dengan laju lebih cepat daripada kecepatan cahaya.
‘’Saat itulah “inflasi kosmik” mulai terjadi,’’ ungkap Stephen Hawking dalam jurnal High Energy Physics terbaru (3 Mei 2018). Sebagaimana hasil perhitungan simulai dan pengamatan para fisikawan, alam semesta telah dan terus terkembang dengan luasan yang lebih besar dari yang pernah bisa kita amati. Inflasi kosmik memastikan adanya wilayah-wilayah ruang semesta ketika ekspresi cahayanya belum lagi mencapai wilayah amatan kita. Itu berarti selalu ada sesuatu yang terjadi di luar batas alam semesta yang teramati, wilayah yang tidak dapat dilihat oleh teleskop manusia.
Dalam makalah A Smooth Exit from Eternal Inflation? [ditulis bersama Thomas Hertog], kosmolog besar itu menyampaikan pandangannya, adanya fakta jagat raya terkembang di luar batas perkiraan memunculkan tesis adanya semesta yang jamak. Konsep universe (semesta junggal) tak lagi valid diperthankan. Sudah waktunya kita berpikir adanya semesta yang multiverse.
Beberapa model teori Big Bang memprediksi bahwa inflasi yang merentang ruang pada awal waktu juga menghasilkan jumlah ‘alam semesta saku’ (universe pocket) yang tak terbatas, dipisahkan oleh daerah-daerah yang tidak dapat dilewati satu sama lain.
Dalam pandangan ini, eksistensi menyebar seperti gambar fraktal, dan ada sudut yang tak terhitung jumlahnya di mana alam semesta saku dapat berada. Di alam semesta tersebut, iterasi yang tak terhitung jumlahnya hadir dalam perjalanan waktu dan berkembangnya seluruh jagat raya, masing-masing memiliki sedikit varian berbeda dari yang lainnya. Ekspresi semesta saku itu beragam warna dan karakteristiknya. Ada yang tampak hijau. Ada yang putih, ada yang tampak seperti pizza. Sementara itu, hukum-hukum fisika dasar sepertinya tidak lagi berlaku.
Semua itu menimbulkan beberapa kebingungan. Untuk itu, Stephen Hawking, yang meninggal pada 14 Maret, menawarkan jalan keluar dari konsep inflasi abadi (eternal inflation) agar kita dapat memahami alam semesta secara rasional dengan pandangan fisika.
Dalam makalah terakhirnya, Hawking berpendapat bahwa keberadaan multiuniverse dapat lebih sederhana. Ruang maha luas itu tidak menelurkan dunia yang terpisah dengan jumlah yang tak terhitung. ‘’Mungkin ada lebih dari satu alam semesta, tetapi bukan jumlah yang tak terbatas,’’ tegasnya. Dan temuan terakhir ini, sebenarnya dia sangat berharap: para fisikawan lain dapat memiliki kesempatan untuk memahami hukum alam kita secara lebih dalam.
Kasus Hawking Melawan Multiverse
Melalui makalahnya, Hawking menyadari kemungkikan tesis multiverse menimbulkan pro dan kontra di dunia ilmiah. Untuk itu, dia mengawali argumennya dengan mengungkapkan: “Saya tidak pernah menjadi penggemar dari multiverse.” Meskipun demikian, fakta menunjukkan bahwa beberapa karyanya di bidang kosmologi meramalkannya. Dia tidak suka multiverse, sebagai teori, karena sedikit anti-ilmiah. Pada kesempatan lain, dia pernah menyebut bahwa multiverse mewakili akhir dari pencarian sains.
Mengapa tesis multiverse tidak populer? Jawaban ringkasnya, kata Hawking dan Hertog, oleh karena teori multiverse memprediksi hal-hal yang tidak bisa kita lihat atau diamati secara langsung. ‘’Jika teori ilmiah Anda memprediksi sesuatu yang tidak pernah bisa diuji, ia berhenti menjadi sains. Itu filosofinya,’’ jelas Hawking.
Multiverse tidak memuaskan dari kacamata nalar ilmiah biasa. Ini menunjukkan bahwa hukum yang mengatur alam semesta kita tidak lagi memiliki makna istimewa Mereka hanya satu permutasi acak pada fraktal realitas tak terbatas.
“Jelas itu sangat tidak memuaskan,” tambah Thomas Hertog, seorang fisikawan di Universitas Katolik Leuven di Belgia yang ikut menulis makalah bersama dengan Hawking. “Mengapa tidak memuaskan? Karena hukum alam yang kita amati di alam semesta kita menjadi tidak banyak berfungsi. “Menerima konsep multiverse berimplikasi kita menyerah pada pencarian untuk memahami tentang spesialisasi alam semesta kita,’’ tegasnya.
‘’Beberapa orang menyukai [multiverse] sebagai penjelasan, dan kami tidak puas dengan itu,” kata Hertog. Model matematis Big Bang memprediksi multiverse menunjukkan “teori itu tidak baik.’’ Maka, kata mereka, ‘’kami kembali ke teori Big Bang dengan revisi perbaikannya. ”
Harapan Terakhir Hawking
Sebagai jalan keluar dari jabatan konsep inflasi abadi, fisikawan Hawking dan Hertog membuat simulasi model matematika tingkat tinggi. Keduanya memadukan pendekatan matematika euclidan, fractal dan supersimetri yang terbilang sangat rumit.
Tetapi, ringkasan dasarnya sebagai berikut. Ada konsep dalam fisika yang disebut holografi, yang menemukan bahwa alam semesta tiga dimensi kita dapat direpresentasikan dalam dua dimensi. Dan dalam representasi dua dimensi, semua model matematika yang membantu menjelaskan hukum alam kita masih dapat berlaku. Sebelumnya, kita mungkin pernah mendengar tentang gagasan bahwa alam semesta adalah hologram. Ini adalah konsep yang muncul dari teori string atau supersimetri.
Model holografi, kata Hertog, memingkinkan Hawking dan dirinya merombak model matematika Big Bang. Dan dengan pendekatan matematika baru ini, pola fraktal dari semesta-semesta ‘saku’ menjadi hilang. Eksistensi ketidakterbatasan model menjadi “lebih terbatas, lebih seragam,” katanya.
Pendeknya, dengan revitalisasi model Big Bang, keduanya menyimpulkan bahwa mungkin masih ada lebih dari satu alam semesta, tetapi bukan jumlah yang tak terbatas. Dalam model Big Bang terbaru ini, eksistensi multiverse menjadi lebih bisa diatur, lebih bisa diketahui, meski harus diakui alam semesta masih tetap dipenuhi misteri yang belum tersungkap.
Meskipun simulasi model matematika dari makalah tersebut telah diperiksa, kesimpulannya masih jauh dari terbukti. “Lebih banyak pekerjaan diperlukan untuk membuktikan dugaan ini,” kata Hertog. Dia mengatakan apa yang dilakukan oleh dua fisikawan ini baru berupa “garis besar” perlu paradigma baru memahami Big Bang.
Untuk membuktikan tesis barunya, mereka mengaku membutuhkan bukti langsung dari jejak-jejak Big Bang, yang mungkin masih terekam dalam gelombang gravitasi. Gelombang gravitasi sejatinya merupakan ekspresi dari jejak rekam dani dinamika riak dalam ruang dan waktu dari alam semesta.
Seperti diketahui, beberapa tahun lalu (2016/2017), para ilmuwan berhasil mendeteksi secara eksperimental adanya gelombang gravitasi dari sebuah peristiwa ledakan bintang yang bertumbukan sekitar 3 miliar tahun yang lalu. Mereka, para ahli fisika dan kosmologi, belum berhasil mendeteksi banyak gelombang gravitasi primordial yang lebih tua, meskipun pencarian gelombang kuno itu sedang berlangsung.
Kelak, jika ekspresi gelombang gravitasi berhasil ditemukan, garis besar paradigm baru Big Bang bisa dilengkapi dengan garis halus dan arsirannya. Dengan begitu, dapat pula diuji sebera sahih tesis baru multiverse yang diajukan Hawking dalam makalah terakhirnya.
Sebelum menutupi makalahnya, Hertog menginformasikan bahwa makalah tersebut merupakan hasil berkolaborasinya dengan Hawking selama beberapa decade hingga maut menjembutnya. Dia menerbitkan makalah ilmiah itu sebagai kengan teralkhir mereka,
Tentang Hawking, Hertog berkomentar: “Dia selalu memiliki ide-ide baru dan tajam. Di balik raganya yang rapuh, selalu adasemangat tim yang luar biasa hidup menyala. Seluruh kolaborasi itu telah menjadi pengalaman yang unik dan menginspirasi. Di satu sisi, saya sedih ini sudah berakhir. Dan dia tidak di sini untuk melihat publikasinya.’’ Tapi, di sisi lain, dia percaya: sains akan hidup terus. Warisan ilmiah pun akan terus hidup sepanjang massa.
Dedi Junaedi
