geografi lingkungan

Khoirunnas anfa'uhum linnas

Sabtu, 24 Desember 2011

Dentuman Besar dan Dimensionalnya

Dalam ketiadaan dan kekosongan, ada sesuatu! 

Apa itu Dentuman Besar? Ini suatu teori yang memerikan kelahiran dan evolusi alam semesta. Teori ini mengatakan bahwa suatu ledakan kosmik yang terjadi antara 10 miliar dan 15 miliar tahun yang lalu melontarkan bintang-bintang, galaksi-galaksi, dan lubang-lubang hitam ke segala penjuru. Ketika terjadi Dentuman Besar, forsa gravitasional dan suhu demikian hebat sehingga bahkan zarah-zarah sekalipun dirobek-robek.

t886344a
Lubang Hitam, menurut bayangan seorang pelukis, diumumkan melalui dua kaijian ilmiah 1997. Lubang hitam adalah sisa ruang-waktu yang dilengkungkan ketika suatu benda langit yang padat dihancur-remukkan sampai lenyap oleh gravitasinya sendiri. Tidak satu pun materi, bahkan cahaya sekalipun, bisa lolos ketika "terperangkap" oleh lubang hitam.
Kosmologi Kuantum
Teori Dentuman Besar dikembangkan pertama kali oleh A.G. E. Lemaitre (1894-1966), seorang imam Katolik asal Belgia, pada tahun 1927. Ia dihidupkan kembali dan diperbaiki oleh George Gamov (1904-1968), seorang fisikawan kelahiran Rusia, pada tahun 1946. Sesudah mereka, ada berbagai variasi teori Dentuman Besar yang diusulkan.
1e67a8c5
George Gamov
Fisikawan AS kelahiran Rusia ini mengembangkan teori bahwa alam semesta mulai sebagai suatu ledakan panas dari materi dan energi , disebut suatu "dentuman besar".
Masalah Dentuman Besar dan apa yang terjadi sebelumnya menjadi bidang perhatian suatu sains baru: kosmologi kuantum. Teori kosmologi kuantum dipelopori Stephen Hawking dan Murray Gell-Man, seorang peraih Hadiah Nobel bidang Ilmu Fisika. Kosmologi kuantum mencoba menjelaskan Dentuman Besar dan apa yang mendahuluinya dengan menggabungkan teori kuantum dan relativitas Einstein. Melalui kosmologi kuantum, Hawking dan Gell-Man mencoba membuktikan apakah ada atau tidak ada alam semesta paralel, lubang-lubang hitam, dan dimensi ke-10.
t026015a
Stephen William Hawking
Ketiadaan di awal mula berisi sesuatu!
Apa yang terjadi sebelum Dentuman Besar? Menurut kosmologi kuantum, yang ada pada awal mula Penciptaan kosmos adalah Ketiadaan, keadaan tiada. Tiada waktu, tiada ruang, tiada materi, tiada energi, tiada bentuk, keadaan kacaubalau. Yang ada itu kevakuman, kekosongan, absennya semua unsur.
Dalam logika sehari-hari kita, apakah ini arti dari ketiadaan, dari kekosongan? Sepintas lalu, kita menjawab “ya". Tapi ketika kita melihat lebih dekat pada realitas, kita menemukan bahwa pengiaan kita tidak seluruhnya benar. Pernyataan bahwa ayahku tiada memang meniadakan, di satu pihak, ayah yang sebelumnya hidup di antara saya dan keluarga besarku. Di pihak lain, pernyataan ini sekaligus mengiakan secara tersirat bahwa ayahku mati, dikuburkan, dan – dalam kepercayaan orang Kristen – ada di sorga. Dia tiada di sini tapi ada di sana. Ember itu kosong adalah suatu pernyataan bahwa tidak ada, misalnya, setitik pun air dalam ember itu. Tapi ember itu sendiri tidak kosong karena ia disusun dari zarah-zarah atomik dan subatomik – materi yang adalah energi. Ia kosong di sini tapi berisi di sana. Maka, benda yang tiada sebenarnya ada; ruang yang kosong sebenarnya berisi. Keanehan ini mengantarkan kita pada suatu paradoks lain dari realitas:dalam ketiadaan dan kekosongan, ada sesuatu!
Dalam kosmologi kuantum, paradoks ini pun benar: dalam ketiadaan dan kekosongan, ada sesuatu. Ada banyak kegiatan “terselubung” di dalam kekosongan praciptaan alam semesta. Sesungguhnya, “ruang kosong” praciptaan adalah suatu tempat pendidihan pasangan zarah dan antizarah. Tempat ini adalah suatu bintik ruang yang kerdil! Keadaannya super-padat dan super-panas. Hukum termodinamika pertama, yaitu hukum konservasi atau kekekalan energi, tersirat di balik paradoks ini.
Fluktuasi kuantum
Sumber kegiatan tak kasatmata dalam kekosongan ini adalah fluktuasi kuantum. Dalam kevakuman ini, blok-blok dasar dari bangunan materi – seperti foton, elektron, dan positron – diciptakan. Untuk menciptakan massa rihat pasangan zarah-antizarah, energi dibutuhkan. Tapi energi yang diperlukan bisa diperoleh sebagai fluktuasi energi dalam waktu singkat. Fluktuasi macam ini bisa saja terjadi meskipun tidak ada energi di awalnya. Zarah-zarah secara harfiah bisa diciptakan dari kekosongan. Ini karena kekosongan sebenarnya dinamis: prapenciptaan ini berisi sesuatu yang super padat, super panas, dan eksplosif.
Ketiadaan atau kekosongan itu sendiri tidak stabil; karena itu, ia mulai mereras. Dengan kata lain, ketiadaan yang tidak stabil itu mulai “mendidih” dengan membentuk miliaran gelembung sangat kecil yang menggembung sangat cepat. Setiap gelembung menjadi suatu alam semesta yang mengembang dan bersama miliaran gelembung lain yang juga menjadi universum-universum lain yang mengembang membentuk multiverse.
Multiverse dan dentuman-dentuman besar
Para ahli ilmu fisika dan kosmologi mengatakan ada multiverse.Ini singkatan sebuah kata majemuk dalam bahasa Inggris: multi-universe. Menurut teori ini, ada bukan satu alam semesta melainkan beranekraragam alam semesta. Ini berarti Bima Sakti yang di dalamnya Bumi kita berada adalah salah satu dari alam semesta yang beranekaragam itu. Multiverse ibarat gelembung-gelembung sangat kecil yang berasal dari air yang mendidih. Kalau kita memerlakukan alam semesta kita seperti sebuah gelembung air mendidih, maka kita berada bersama-sama dalam suatu lautan tak terhingga dari gelembung-gelembung. Samudera berbuih-buih ini tetap menimbulkan berbagai alam semesta yang baru yang disebut multiverse.
Kalau ada multiverse, bukankah ini berarti Dentuman Besar terjadi lebih daripada sekali? Tepat sekali. Dentuman Besar terjadi berkali-kali sehingga kita berbicara tentang Dentuman-Dentuman Besar.
Terciptanya berbagai alam semesta dari Ketiadaan tampak melawan asas konservasi energi atau kekekalan energi yang kita hargai. Sebenarnya, energi tidak dibutuhkan untuk menciptakan alam semesta. Kalau alam semesta tertutup seperti gelembung, maka isi energi dari materinya positif sementara energi gravitasi negatif. Kedua sifat yang berlawanan ini menghasilkan jumlah total nol. Karena jumlah totalnya nol, energi bersih (net energy) tidak diperlukan lagi untuk menciptakan gelembung-gelembung baru. Gelembung-gelembung itu tetap diciptakan dalam lautan Ketiadaan.
Bagaimanakah kita membayangkan energi negatif? Bayangkanlah Bumi dalam tata surya kita, atau seekor anjing yang tertancap dalam sebuah lubang. Dalam kasus Bumi, kita harus menambahkan energi untuk menarik ke luar Bumi dari tata surya kita ke dalam ruang angkasa yang dalam. Dalam kasus anjing, kita harus menarik ke luar anjing itu dari lubang. Kita mendefinisikan ruang angkasa yang dalam dan tanah di luar lubang sebagai ruang angkasa dan tanah yang memiliki energi nol. Dengan demikian, baik Bumi maupun anjing aslinya punya energi gravitasional negatif.
Teori tentang alam semesta yang menggembung dikembangkan dua orang pakar. Pertama, Alan Guth, penggagas alam semesta yang menggembung. Kedua, Andre Linde (dari AS), salah seorang pelopor teori ini.
Kosmologi kuantum menunjukkan bahwa penciptaan atau pendidihan alam semesta tetap, berlangsung terus-menerus. Ini berarti Penciptaan mempunyai awal tak terhingga dan mengakibatkan universum-universum kekal.
Kalau pendidihan alam semesta tetap, apakah implikasinya bagi teori tentang Dentuman Besar? Pendidihan ini menyiratkan bahwa selalu saja timbul jutaan Dentuman Besar dari Ketiadaan.
Apakah teori tentang multiverse yang menyiratkan adanya lebih daripada satu Dentuman Besar dan kosmologi kuantum yang menyatakan Penciptaan memiliki awal tak terhingga mendukung kisah Penciptaan dalam Alkitab? Alkitab tidak memberi petunjuk yang jelas tentang teori-teori ini. Yang jelas penciptaan alam semesta dan semua materi menurut Alkitab memiliki suatu awal dan menjadi ada melalui kehendak Allah yang kekal. Tapi jawaban rinci atas pertanyaan ini akan diberikan dalam tulisan berikut.
Kosmologi Kuantum dan Penciptaan Ex Nihilio
Teori kosmologi tentang ketiadaan atau kekosongan sebelum bumi diciptakan mendukung pandangan teologis Yudaisme dan Kristen tentang penciptaan ex nihilio“Bumi belum berbentuk dan kosong,” demikian pernyataan dalam Kejadian 1:2. Karena Kejadian ditulis pertama kali dalam bahasa Ibrani kuno, ayat tadi akan kita pahami lebih baik melalui dua istilah kunci. Istlah Ibrani kuno untuk frasa “belum berbentuk” adalah tohu dan untuk “kosong” adalah bohu. Menurut Gerald L. Schroeder, fisikawan dari Israel tamatan MIT itu, belum berbentuk atau kacabalau adalah suatu terjemahan yang memadai dari tohu. Bohu tidak saja berarti kosong tapi juga diisi dengan zarah-zarah atomik dan subatomik. Dengan kata lain, bumi dalam keadaan kacabalau tapi diisi dengan blok-blok bangunan dasar alam semesta, suatu pernyataan teologis yang mendapat dukungan dari teori kosmologi tentang ketiadaan atau kekosongan praciptaan bumi.
Selanjutnya, teori tentang Dentuman Besar menjadi salah satu pusat perhatian kosmologi. Kosmologi adalah ilmu yang mempelajari sifat, asal-usul, dan perkembangan alam semesta.
Edwin Hubble dan Penemuannya
Edwin Hubble (1889-1953), seorang ahli astronomi tenar asal Amerika Serikat, adalah pendiri sains tentang kosmologi. Dengan memakai teropong raksasa, dia meneropong jauh ke dalam ruang angkasa dan menyadari bahwa Bima Sakti cuma satu dari berjuta-juta galaksi di kosmos. Kosmos yang ditaburi galaksi-galaksi ini tengah mengembang – seperti sebuah balon maha besar. Dia juga menemukan bukti-bukti pertama tentang Dentuman Besar.
t048064a
Teleskop Ruang Angkasa Hubble, dinamakan sesuai nama keluarga Edwin P. Hubble, diluncurkan 1990 dan mengorbit setinggi sekitar 610 kilometer di atas permukaan bumi.
Penelitian tentang awal mula kelahiran kosmos membutuhkan bilangan-bilangan untuk menghitung waktu dan suhu proses kelahiran itu. Untuk itu, para ahli kosmologi membutuhkan cara menghitung khusus. Bilangan-bilangan dalam kosmologi sangat besar dan bilangan-bilangan dalam ilmu fisika subatomik sangat kecil. Bilangan-bilangan yang biasanya kita pakai untuk menghitung jumlah uang, jumlah penduduk, dan jumlah-jumlah biasa yang lain ternyata tidak bisa digunakan karena tidak memadai untuk kebutuhan para ahli kosmologi. Karena itu, mereka memandang perlu mengungkapkan bilangan-bilangan yang mereka butuhkan dengan memakai bentuk-bentuk eksponensial. Misalnya, 10 kali 10, atau 100, mereka tulis sebagai 102 atau 10 pangkat 2. Seribu mereka tulis sebagai 103. Serupa dengan itu, sepersepuluh adalah 10 pangkat minus 1 atau 10-1, dan seperseratus adalah 10 pangkat minus dua disingkat 10-2.
Berikut tabel yang meringkaskan bilangan-bilangan eksponesial dalam bahasa Inggris Amerika, Britania, dan Indonesia:
Jumlah nol sesudah 1Nama Inggris AmerikaNama Inggris BritaniaNama Indonesia
12triliunbiliuntriliun
15kuadriliunseribu biliunkuadriliun
18kuintiliuntriliunkuintiliun
21sekstiliunseribu triliunsekstiliun
24septiliunkuadriliunseptiliun
27oktiliunseribu kuadriliunoktiliun
30noniliunkuintiliunnoniliun
33desiliunseribu kuintiliundesiliun
Nama bilangan eksponensial dalam bahasa Indonesia jelas mengikuti sistem penamaan dalam bahasa Inggris Amerika.
Delapan tahap kelahiran kosmos
Lalu, apa bukti-bukti pertama temuan Hubble tentang teori Dentuman Besar? Dia menemukan tujuh tahap kelahiran kosmos melalui dentuman itu. Tahap ke delapan ditambahkan dari sumber lain.
Pertama, dalam 10 pangkat minus 43 detik (10-43 detik) atau dalam 0.000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,01 detik, alam semesta mengalami “pemuaian (inflation)” secara super cepat. Dalam pecahan waktu yang demikian kecil, alam semesta mengembang dari ukuran sebuah atom menjadi ukuran sebuah jeruk besar. Gravitasi, massa, zarah fermion dan boson pertama muncul.
Bagaimana dengan ruang hiper? Sebelum Dentuman Besar, alam semesta berdasadimensional. Ketika terjadi dentuman itu, alam semesta dasadimensional “retak” karena tidak stabil menjadi dua jenis dimensi yang terpisah. Pertama, alam semesta caturdimensional yang kita alami sekarang; dan, kedua, alam semesta saddimensional. (Sad adalah kata bahasa Jawa kuno untuk angka 6.) Karena tidak stabil, alam semesta saddimensional lalu ambruk menjadi sebesar 10-32 sentimeter. Sementara itu, alam semesta caturdimensional memuai dengan cepat.
Bersamaan dengan dentuman awal yang melahirkan sebuah kosmos, waktu dan suhu terbentuk. Oleh Einstein, waktu ditambahkan pada ruang tridimensional menjadi ruangwaktu. Suhu pada 10-43 detik mencapai 1032 derajat Kelvin.
Kedua, purna-pemuaian terjadi dalam waktu 10-23 detik dengan suhu setinggi 1027 derajat Celsius atau 1,000,000,000,000,000,000,000,000,000 derajat C. (Ini setara dengan 1 miliar kuintiliun derajat C.) Alam semesta dalam waktu dan suhu itu adalah suatu sup maha panas yang mendidih dan berisi elektron, kuark, dan zarah-zarah lainnya.
Ketiga, dalam 10-6 detik, ketika suhu menurun menjadi 1013derajat C, kosmos mendingin cepat. Tingkat pendinginan itu memungkinkan kuark-kuark merumpun ke dalam foton-foton dan neutron-neutron. Forsa-forsa fundamental lain – elektromagnetisme, nuklir kuat, dan nuklir lemah – muncul dan berada bersama gravitasi. Segera sesudah itu, waktu bergulir mencapai detik pertama.
Keempat, dalam 3 menit pertama kelahiran kosmos, suhu menurun menjadi 108 derajat C. Akan tetapi, kosmos masih terlalu panas untuk membentuk atom-atom sementara elektron-elektron dan proton-proton bermuatan mencegah cahaya memancar. Hidrogen, helium, dan sejumlah kecil lithium mulai dibentuk dari elektron dan kuark. Pada tahap ini, alam semesta adalah suatu kabut yang maha panas.
Kelima, 300 ribu tahun sesudah Dentuman Besar dan ketika suhu turun menjadi 10.000 derajat C, elektron-elektron bergabung dengan proton-proton dan neutron-neutron untuk membentuk atom-atom. Kebanyakan atom terdiri dari hidrogen dan helium. Radiasi Latar Belakang Kosmik terbentuk ketika atom-atom yang menyala-nyala dalam gas-gas mulai bersinar. Cahaya akhirnya bisa memancar.
Keenam, 1 miliar tahun sesudah Dentuman Besar dan suhu minus 200 derajat C, gravitasi mengakibatkan gas hidrogen dan helium bersatu. Persatuan mereka membentuk awan-awan raksasa yang akan menjadi galaksi-galaksi. Gumpalan-gumpalan gas lebih kecil ambruk dan membentuk bintang-bintang pertama.
Ketujuh, sekitar 11.5 miliar tahun sesudah Dentuman Besar atau sekitar 4.5 miliar tahun yang lalu, Bumi terbentuk dari tabrakan antara banyak protoplanet yang mengitari Matahari. Tabrakan ini barangkali menghasilkan pencairan dan pemadatan karena panasnya tabrakan-tabrakan yang lebih besar. Salah satu tabrakan ini menghasilkan Bulan.
Kedelapan, masa kini alam semesta yang lahir sejak Dentuman Besar sudah berusia antara 10 miliar dan 15 miliar tahun. Selama kurun itu, ketika suhu minus 270 derajat C, gravitasi mengakibatkan bintang-bintang mati dan memuncratkan elemen-elemen berat ke ruang angkasa. Elemen-elemen itu akhirnya membentuk bintang-bintang dan planet-planet baru.
0016a03f
Medan Dalam Hubble, hasil pengintaian ke ruang angkasa yang dalam dengan memakai Teleskop Ruang Angkasa Hubble. Setiap benda dalam gambar ini adalah galaksi yang letaknya sangat jauh, berisi ratusan miliar bintang dan menyingkapkan kebesaran yang menakjubkan dari alam semesta.
Dasa dimensi retak
Sesudah Dentuman Besar, apa yang selanjutnya terjadi dengan dasa dimensi? Alam semesta membuat suatu “lompatan kuantum” ke alam semesta lain. Di dalam universum ini, 6 dari ke-10 dimensi awal tergulung menjadi sebuah bola begitu kecil sehingga tidak bisa dilihat. Ukurannya? Sepuluh triliun triliun kali lebih kecil daripada sebuah atom! Gulungan maha kecil ini memampukan jagad raya caturdimensional memuai pada tingkat yang luar biasa.
Jadi, universum kita mengembang sebagai suatu hasil sampingan dari suatu peristiwa kosmik yang dahsyat. Peristiwa itu mengakibatkan perubahan yang jauh lebih besar, yaitu, hancurnya ruangwaktu dasadimensional. Ini menerangkan asal-usul Dentuman Besar. Dentuman Besar kini dipandang sebagai suatu guncangan yang timbul sesudah suatu keambrukan besar-besaran. Keambrukan ini berasal dari keretakan suatu alam semesta dasadimensional menjadi alam semesta caturdimensional dan saddimensional.
Pada dasarnya, keterpisahan ini menjelaskan juga mengapa kita tidak bisa mengukur alam semesta saddimensional. Ia sudah menyusut menjadi suatu ukuran yang jauh lebih kecil dari pada sebuah atom. Sejauh ini, belum ada eksperimen yang bisa mengukur universum saddimensional.
Di masa depan, ada kemungkinan bagi kita memanfaatkan universum saddimensional. Kita bisa memanipulasinya menjadi medan-medan antardimensional. Kita bisa menciptakan lubang-lubang cacing yang stabil untuk meneruskan perjalanan cepat melintasi alam semesta. Kita bahkan bisa mampu jatuh ke dalam alam semesta paralel yang beroperasi berdasarkan hukum-hukum ilmu fisika yang berbeda sama sekali dengan hukum-hukum ilmu fisika di Bumi.
Caranya memanfaatkan keenam dimensi itu? Dengan menggali atau memperbesarnya sehingga terbuka seperti terowongan.
Akan tetapi, upaya untuk menggali atau membuka alam semesta saddimensional yang tergulung menjadi sangat kecil itu membutuhkan energi yang luar biasa besarnya. Energi itu harus mendekati energi berskala Dentuman Besar. Energi itu triliunan dari triliunan kali lebih besar daripada energi sebuah bom hidrogen. Hanya suatu peradaban sangat tinggi di masa depan itulah yang mampu menggali atau memperbesar alam semesta saddimensional itu.
Terpisahnya dasadimensi berarti juga bahwa ada kemungkinan alam semesta dasadimensional terpisah menjadi 5, 6, 7 dimensi atau di atasnya. Akan tetapi, alam semesta dengan berbagai dimensi macam ini barangkali tidak cocok untuk kehidupan. Para fisikawan mengatakan bahwa tata surya, atom-atom dan proton-proton yang stabil barangkali hanya bisa ada dalam alam semesta caturdimensional kita. Alam semesta kita caturdimensional karena, seandainya tidak demikian, kita barangkali tidak akan ada di sini untuk memperdebatkan masalah ini.
Apakah alam semesta caturdimensional mengembang hanya melalui ledakan? Tidak. Ia bukan suatu ledakan biasa yang bisa kita amati, yaitu, suatu tempat materi terlontar ke segala arah di dalam ruang dan waktu yang bisa kita ukur. Seperti yang sudah dikatakan, penciptaan alam semesta mulai dari suatu awal; semua materi, energi, ruang, dan waktu diciptakan melalui Dentuman Besar dari awal ini. Ledakan ini melibatkan perluasan materi, energi, ruang, dan waktu sekaligus. Dengan kata lain, pengembangan ini mencakup seluruh ruangwaktu. Karena itu, tidak beralasan untuk menanyakan apakah ada sesuatu di luar alam semesta yang mengembang.
Berbagai Unsur Alam Semesta
Alam semesta masa kini yang timbul dari Dentuman Besar itu berlimpah-limpah dengan berbagai unsur. Materi yang menonjol dalam alam semesta adalah hidrogen. Sebanyak 99% massa tata surya kita terkandung dalam matahari: 73% hidrogen, 25% helium, dan sekitar 2% unsur lebih berat karena bobotnya. Komposisi unsur-unsur ini kurang lebih benar untuk hampir semua bintang, kecuali inti sisa-sisa bintang yang sudah mati. Bintang-bintang membentuk sumber utama materi di alam semesta; jadi, alam semesta kebanyakan terdiri dari hidrogen dan seperempat dari padanya terdiri dari helium.
Parameter alam semesta masa kini
Alam semesta yang lahir dari Dentuman Besar berisi kondisi tertib yang penting untuk mendukung kehidupan. Lebih daripada 30 parameter – ciri khas atau ciri penentu – alam semesta sudah diidentifikasi yang nilainya harus ditetapkan secara hati-hati. Penetapan secara hati-hati ini perlu agar supaya jenis kehidupan mana pun – jadi, tidak hanya kehidupan yang kita tahu – ada kapan pun dalam sejarah alam semesta. Gangguan paling kecil apa pun terhadap parameter ini akan menghasilkan suatu alam semesta yang tidak cocok untuk mendukung kehidupan.
Parameter ini mencakup keempat forsa fundamental alami yang sudah disebutkan. Demi pemahaman parameter, keempat forsa fundamental ini masing-masing disebut konstanta forsa gravitasional, konstanta forsa elektromagnetik, konstanta forsa nuklir kuat, dan konstanta forsa nuklir lemah. Ini adalah konstanta atau tetapan fundamental atau universal. Tetapan fundamental atau universal adalah parameter yang tidak berubah di seluruh alam semesta.
Tiga di antara parameter ini menentukan ada tidaknya kehidupan di alam semesta, khususnya di Bumi: konstanta forsa nuklir kuat, polaritas molekul air, dan jumlah dimensi efektif dalam alam semesta awal. Dalam kondisi pas atau normal, ketiga parameter ini menunjang kehidupan. Kondisi pas ini berubah kalau ada gangguan terhadap parameter ini. Kalau forsa nuklir lebih besar daripada yang normal, hidrogen tidak akan ada dan, sebagai akibatnya, inti yang menjadi sangat penting bagi kehidupan menjadi tidak stabil. Kalau forsanya lebih kecil daripada yang normal, unsur-unsur yang terbentuk tidak akan ada, kecuali hidrogen. Kalau polaritas molekul air lebih besar, panasnya fusi – penggabungan inti – nuklir dan penguapannya akan menjadi terlalu besar sehingga meniadakan hidup. Kalau polaritas ini lebih kecil, panasnya fusi dan penguapannya akan menjadi terlalu kecil untuk memungkinkan adanya kehidupan; air cair akan menjadi terlalu kurang larut bagi kimia hidup untuk berkembang; dan es akan mengapung dan menimbulkan pembekuan yang enteng. Kalau jumlah dimensi efektif dalam alam semesta awal lebih sedikit, mekanika kuantum, gravitasi, dan relativitas tidak akan ada bersama-sama dan kehidupan mustahil berkembang. Kalau jumlah dimensi efektif lebih banyak, mekanika kuantum, gravitasi, dan relativitas tidak akan ada bersama-sama dan kehidupan mustahil berkembang. Keseimbangan penciptaan yang demikian tepat dari alam semesta menunjukkan bahwa ada penyelarasan (fine-tuning) alam semesta untuk menunjang kehidupan.
Teori Penciptaan Menurut Pandangan Yudeo-Kristen
Teori penciptaan alam semesta macam ini tidak luput dari perhatian banyak orang Kristen dan Yahudi masa kini. Mereka menunjukkan reaksi positif dan negatif terhadap teori Dentuman Besar. Mereka ingin tahu sebaik manakah teori ini mendukung pandangan religius atau filsafatinya.
Berbagai pandangan ini bisa diamati dari beraneka penafsiran tentang teori Dentuman Besar. Beberapa penafsiran teori ini malah melampaui sains. Penafsiran lain, seperti yang dilakukan Santo Thomas Aquinas, mencoba menjelaskan penyebab pertama Dentuman Besar itu. Kaum kreasionis Protestan – mereka yang membela ajaran bahwa langit dan bumi diciptakan dalam 6 hari yang masing-masing lamanya 24 jam dan bahwa Bumi berusia 6.000 tahun – menolak teori ini karena menyebarkan “bau” teori evolusi dan berlawanan dengan kisah Kejadian dalam Alkitab. Orang Kristen lain percaya teori Dentuman Besar mendukung gagasan alkitabiah tentang penciptaan ex nihilio, penciptaan dari ketiadaan atau kekosongan.
Meskipun demikian, banyak sumber Kristen dan Yahudi, secara mendasar, menyambut teori Dentuman Besar secara positif. Menurut mereka, teori Dentuman Besar bisa diterima sebagai suatu pemerian yang mungkin ada tentang asal usul alam semesta. Tapi mereka menafsirkannya demi menemukan penyebab pertama semua ciptaan. Yang menonjol dalam dukungannya pada teori Dentuman Besar ialah seorang pemimpin tertinggi Gereja Katolik Roma: Sri Paus Pius XII. Dia adalah seorang pendukung yang bersemangat dari teori ini bahkan sebelum teori ini mendapatkan konfirmasi ilmiah. Sebagai akibatnya, Gereja Katolik Roma menjadi suatu pendukung utama gagasan bahwa penciptaan ex nihilio bisa ditafsirkan sebagai ajeg atau konsisten dengan teori Dentuman Besar. Pandangan Gereja Katolik Roma ini pun mendapat dukungan dari banyak orang Yahudi religius dalam semua cabang Yudaisme rabinik.
Kita juga perlu tahu apakah Bumi yang lahir dari Dentuman Besar adalah satu-satunya planet yang memungkinkan kehidupan berkembang secara nyata dan melimpah. Ini sejauh yang kita tahu dari segi ilmiah dan juga dari teologia Kristen dan Yahudi.
Alam semesta masa kini dibentuk oleh realitas caturdimensional tadi yang secara nyata ada di planet Bumi. Kita dan makhluk hidup lainnya yang mampu menyadari ruangwaktu – kalau ada – hidup di suatu planet yang unik. Ada beraneka ragam hidup di Bumi sementara di planet lain di dalam dan di luar tata surya kita belum ditemukan sejauh ini tanda-tanda adanya bentuk-bentuk hidup. Yang juga belum ditemukan adalah tanda-tanda peradaban, termasuk yang paling maju dibanding peradaban kita di bumi.
Mengapa Bumi berisi kehidupan
t014602a
Bumi yang kaya akan oksigen, suhu sedang, air yang berlimpah-limpah, dan suatu susunan kimiawi yang bervariasi memampukannya mendukung kehidupan. Bumi satu-satunya planet yang diketahui berisi kehidupan.
Kalau bentuk-bentuk hidup dan, terutama manusia, hanya ada di Bumi dan tidak ada pada planet lain di alam semesta di luar planet kita, mengapa justru Bumilah yang memungkinkan adanya kehidupan dan perkembangbiakannya?
Bumi kita diperkirakan berusia antara 4.3 miliar dan 4.5 miliar tahun. Ini perkiraan berdasarkan pengukuran waktu pembentukan kerak bumi sebagai suatu planet. Pengukuran ini mengandalkan pengamatan waktu rerasan unsur-unsur radioaktif dalam bebatuan paling tua yang melandasi bangunan bumi.
Masa kini, permukaan bumi – daratan, sungai, danau, empang, lautan, samudera, dan lubang-lubang dalam permukaan itu – dihuni beraneka ragam bentuk hidup yang sangat melimpah. Bahkan di udara pun ada bentuk-bentuk hidup mikroskopik dan burung-burung yang setiap hari beterbangan di langit. Di atas mata rantai hidup ini ada manusia, citra Allah sebagai ciptaan tertinggi di bumi, menurut sains modern dan teologia Kristen.
Dari segi DNA, manusia modern berkerabat sangat dekat dengan kera besar: orangutan, gorila, bonobo, dan simpanse. Ambil simpanse sebagai suatu contoih penjelasan. Bukti-bukti genetik menunjukkan bahwa leluhur yang sama dari simpanse dan manusia hidup 6 juta tahun yang lalu. Kemudian, kedua jenis primata ini terpisah.
Hasil penelitian DNA manusia dan simpanse menunjukkan bahwa ada banyak kesamaan antara kedua jenis primata ini. Secara kasar, 98% sampai dengan 99% susunan genetik simpanse dan manusia sama.
Tapi persentase gentik selebihnya yang ada pada manusia membuatnya berbeda dengan simpanse. Kelebihan genetik ini memampukan manusia unggul atas simpanse: dia sendirilah yang mampu mengembangkan pertanian, bahasa, kesenian, musik, teknologi, dan filsafat. Belum ada bukti historis bahwa simpanse mampu menyamai manusia dalam mengembangkan produk-produk kebudayaan dan peradaban ini.
Para ahli genetika belum mengetahui di bagian otak mana atau cara bekerja yang mengakibatkan 1-2 persen susunan genetika manusia unggul atas simpanse. Diduga bahwa dalam inti sel ada sedikit nukleotid – disusun mengikuti suatu urutan khusus – yang melengkapi kekuatan otak kita untuk mengungguli simpanse di puncak kalpataru (tree of life).
Manusia Neanderthal tidak disebutkan di Alkitab
Yang malah lebih dekat dengan manusia modern dibanding simpanse adalah manusia Neanderthal. DNA manusia purba ini masih diteliti. Leluhur manusia modern ini muncul pertama kali 500.000 tahun yang lalu dan berada bersama manusia modern lalu punah sekitar 28.000 tahun yang lalu.
Apakah Alkitab berbicara juga tentang kekerabatan antara manusia modern dengan simpanse dan manusia Neanderthal? Tidak. Alkitab jelas mengatakan manusia diciptakan Allah menurut gambar dan rupa-Nya; mempunyai tubuh, jiwa, dan roh; bergantung pada-Nya; jatuh ke dalam dosa; takluk kepada maut; dan diselamatkan melalui iman di dalam Kristus. Manusia diciptakan dengan tubuh juga, sedikit lebih rendah dalam kemuliannya dibanding malaikat. Manusia diberi kuasa ilahi untuk memenuhi dan menaklukkan bumi dan juga untuk berkuasa atas ikan-ikan, burung-burung, dan “segala binatang yang merayap di atas bumi". Manusia, menurut pandangan alkitabiah ini, adalah ciptaan yang tertinggi Allah di bumi. Hasil penemuan ilmiah di bidang DNA tadi, meskipun tidak ada dalam Alkitab, secara aneh meneguhkan pernyataan alkitabiah bahwa manusia adalah ciptaan tertinggi Allah di planet kita. Tidak ada petunjuk alkitabiah yang jelas apakah manusia Neanderthal adalah ciptaan Allah yang mendahului penciptaan Adam dan Hawa atau tidak.
Baik manusia sebagai ciptaan tertinggi Allah maupun makhluk hidup lainnya diberi suatu planet untuk dihuni: planet Bumi. Sesuai perintah-Nya, manusia memenuhi dan menaklukkan bumi. Makhluk-makhluk lainnya yang dikuasai manusia pun berkembangbiak. Kehidupan menjadi rumit dan berlimpah-limpah di bumi.
Mengapa Bumi Berisi Beraneka Bentuk Hidup
Ada ribuan planet di alam semesta. Belum ditemukan secara nyata bentuk-bentuk hidup apa pun dalam planet-planet ini. Tampaknya, planet yang mampu mendukung kehidupan yang rumit langka. Bumi salah satu di antara planet yang langka itu.
Mengapa justru Bumilah yang nyata berlimpah-limpah dengan berbagai bentuk hidup? Ia suatu planet yang justru karena langkanya menjadi istimewa.
Bumi menyingkapkan penyetelan halus atau penyelarasan yang menunjang perkembangbiakan kehidupan. Penyelarasan ini membutuhkan banyak faktor yang memungkinkan Bumi menjadi suatu planet yang layak dihuni semua makhluk hidup, termasuk manusia. Ia mengharuskan adanya hukum ilmu fisika dan kimia yang berlaku tetap.
Faktor-faktor ini mencakup keempat forsa fundamental alami yang sudah disebutkan. Masing-masing – gravitasi, elektromagnetisme, nuklir kuat, dan nuklir lemah – sudah diselaraskan untuk menunjang kehidupan yang rumit di bumi.
Faktor-faktor lain mencakup lokasi, air, dan kandungan atmosfir planet kita. Dalam skala Bima Sakti, lokasi planet Bumi tepat karena ia berada dalam zona hunian yang cocok. Jaraknya dengan matahari pun pas: tidak lebih tidak kurang. Kalau lokasi planet kita lebih jauh dari matahari, bumi akan menjadi terlalu dingin untuk suatu siklus air yang stabil. Kalau ia lebih dekat pada matahari, ia akan menjadi terlalu hangat untuk suatu siklus air yang stabil. Bumi memiliki juga air yang sangat penting bagi perkembangbiakan makhluk-mahkluk hidup dan penetapan suhu yang pas untuk semuanya. Kalau uap air di atmosfir lebih besar, efek rumah kaca yang lolos akan timbul. Kalau uap air kurang, curah hujan akan menjadi terlalu langka bagi kehidupan rumit di darat. Atmosfir bumi pun mempunyai komposisi campuran yang pas dari nitrogen (78%), oksigen (20%), dan karbon dioksida (sekitar 1%). Kalau, misalnya, tingkat karbon dioksida dalam atmosfir lebih besar, efek rumah kaca yang lolos akan berkembang. Kalau tingkat ini kurang dari normal, tanaman tidak akan mampu mempertahankan fotosintesis yang efisien. Ini beberapa contoh dari sekitar 19-20 faktor yang membuktikan adanya unsur fisika dan kimia yang terlibat dalam penyelarasan planet Bumi demi mendukung kehidupan yang rumit.
Entropi
Meskipun Bumi kita suatu planet istimewa, ia tidak bebas dari hukum termodinamika kedua. Hukum ilmu fisika ini mengatakan entropi, yaitu derajat kekacauan, tidak bisa berkurang seiring dengan bertambahnya waktu. Ini sepadan dengan mengatakan bahwa panas tidak bisa mengalir dari suatu benda dingin ke benda panas.
Dalam arti yang luas, entropi adalah suatu ukuran tentang kekacauan suatu benda. Semakin tinggi entropi semakin hebat kekacauan benda itu. Dengan kata lain, entropi mulai dengan suatu kondisi berisi ketertiban atau keutuhan suatu benda dan berakhir dengan suatu kondisi berisi kekacauan atau keterpecahan benda itu. Pada kondisinya yang paling baik, entropi tetap. Singkat kata, entropi umumnya hanya bisa meningkat, paling baik tetap sama, tapi tidak pernah menurun.
Tapi hukum termodinamika kedua ini ditentukan juga oleh proses atau perubahan nyata dan dua macam sistem. Sampai batas tertentu, semua proses nyata merupakan perubahan tak terbalikkan (irreversible). Kalau perubahan tak terbalikkan, entropi selalu meningkat; perubahan ini yang diikuti peningkatan entropi terjadi dalam suatu sistem tertutup. Proses tak terbalikkan yang diikuti peningkatan entropi diawali suatu kondisi ketertiban atau keutuhan yang, karena itu, disebut kondisi awal. Tapi perubahan tak terbalikkan yang memang diikuti peningkatan entropi disebut kondisi akhir, kekacauan atau keberantakan perubahan itu. Entropi yang meningkat ditunjukkan oleh suatu satuan waktu yang bergerak secara linear ke depan dan disebutpanah waktu (yang bergerak ke arah depan). Arah waktu normal dikaitkan dengan benda-benda yang makin bertambah tua dan menjadi berantakan. Kalau perubahan terbalikkan (reversible), panah waktu bergerak ke arah belakang, kekacauan berubah menjadi ketertiban, kondisi akhir entropi bergerak balik ke kondisi awalnya; karena itu, ia tetap sama sebelum meningkat. Perubahan terbalikkan macam ini boleh dibilang berlangsung dalam suatu sistem terbuka.
Rumah dan halaman apik pada hari pertama adalah kondisi awal entropi. Kondisi akhir entropi tampak ketika rumah itu kelihatan tidak apik lagi karena tidak dihuni dan dirawat selama 10 tahun berturut-turut: cat temboknya buram dan terkelupas, atapnya rusak dan bolong, banyak kayunya keropos karena dimakan rayap, rerumputan dan semak-semak liar yang sangat tinggi bertumbuh di halamannya. Tapi kondisi apik rumah ini 10 tahun sebelumnya bisa dikembalikan melalui renovasi. Air tanah yang tadinya tidak layak dipakai sebagai air minum karena berbahaya bagi kesehatan sekarang bisa dipakai sebagai air minum kualitas air mineral pegunungan karena sudah disaring. Renovasi rumah dan penyaringan air tanah ini menunjukkan pembalikan entropi dari kondisi berantakan menjadi kondisi ketertiban. Karena kondisi asli (10 tahun yang lalu) rumah itulah yang ingin diciptakan kembali pada masa kini (10 tahun kemudian), maka panah waktu bergerak mundur hanya dalam imajinasi mereka yang memiliki dan merenovasi rumah itu. Kedua contoh ini menyiratkan suatu sistem terbuka yang di dalamnya entropi tetap sama karena dibalikkan dari kondisi akhir pada kondisi awalnya seiring dengan gerak mundur secara imajinatif dari panah waktu.
Bayi lahir, menjadi anak-anak, remaja, pemuda, orang dewasa, orang tua, dan orang tua renta yang meninggal dunia Kondisi awal (bayi lahir) disusul kondisi akhir (orang tua renta yang meninggal dunia). Secangkir kopi yang utuh (kondisi awal) bisa pecah menjadi berkeping-keping (kondisi akhir) tapi tidak bisa dibuat menjadi utuh lagi (diciptakan kembali pada kondisi awal). Secara alami, kedua jenis benda ini menunjukkan peningkatan entropinya yang tidak bisa dibalikkan sesuai dengan jarak panah waktu. Kedua-duanya, menunjukkan entropi dalam sistem tertutup, entropi yang seiring dengan gerak maju panah waktu.
Kalau secangkir kopi ada di awalnya dalam kondisi tertib atau utuh, ini berarti kondisi awal penciptaan alam semesta pun tertib atau utuh. Kondisi awal ini disebut Dentuman Besar. Karena itu, kopi yang menjadi dingin, orang menjadi tua, dan bangunan yang ambruk di bumi menunjukkan bahwa alam semesta dalam Dentuman Besar mesti berada dalam kondisi tertib atau utuh yang luar biasa.
Kendati dibatasi hukum termodinamika kedua, planet kita istimewa. Menurut kesaksian Alkitab, ia dan isinya diciptakan secara ajaib: hanya melalui sabda Tritunggal. Lalu, ada Firdaus, ada Taman Eden, ada kondisi awal yang berisi ketertiban, keutuhan ilahi yang luar biasa. Seandainya Adam dan Hawa tidak jatuh ke dalam dosa dan mendatangkan kutukan atas diri mereka, sang Iblis, alam fisikal, dan bahkan atas umat manusia sebagai keturunan Adam dan Hawa, kondisi firdausi itu akan luar biasa. Hubungan kita dengan Allah dan dengan alam akan sangat serasi, berisi kasih setia dan damai sejahtera-Nya yang kekal. Tapi kita tahu keindahan firdausi itu hilang sesudah leluhur manusia jatuh ke dalam dosa dan mendatangkan kutukan warisan. Kondisi akhir kita secara alami adalah maut. Entropi meningkat seiring dengan jarak panah waktu. Meskipun demikian, ada janji ilahi bahwa semua orang percaya akan mengalami hidup yang kekal. Entropi dan, karena itu, hukum termodinamika kedua tidak akan berlaku lagi. Ini suatu janji yang hebat bagi kita yang tinggal di Bumi kita, suatu planet yang khas.
Ancaman terhadap Penyelarasan Bumi
Masa kini, “gangguan” buatan manusia terhadap keselarasan bumi ciptaan Allah menjadi suatu ancaman terhadap kehidupan kita dan jaringan hidup lainnya di alam fisikal. Pemanasan global yang ditimbulkan oleh karbon dioksida yang berlebihan di atmosfir Bumi mengakibatkan gunung es mencair di kutub, pulau-pulau tertentu akan tenggelam, garis pantai bergeser ke darat karena naiknya permukaan air laut, dan ekses-ekses ekologis lain yang kini menjadi masalah global. Bencana global akan menghantam kita kalau kita tidak melakukan tindakan apa pun untuk menghentikan gangguan terhadap penyelarasan planet tercinta kita.

0 comments:

Poskan Komentar