PENALAAN HALUS (FINE-TUNING) ALAM SEMESTA

PENALAAN HALUS (FINE-TUNING) ALAM SEMESTA

Gagasan bahwa alam semesta dirancang dengan baik dan diciptakan sedemikian rupa agar sesuai dengan manusia sudah muncul sejak dahulu dan tersebar di berbagai budaya, termasuk Yunani, Kristen, dan Islam. Argumen rancangan tersebut kemudian menerima pukulan telak dengan terjadinya revolusi Copernicus, Darwin, dan kosmologis. Namun, bisa dikatakan bahwa berbeda dengan kaum elite, kaum awam terus meyakini bahwa manusia adalah makhluk yang istimewa karena bumi -atau mungkin alam semesta- dirancang (secara langsung atau tidak) sebagai tempat tinggal yang nyaman bagi manusia. Lalu jika memang argumen tersebut sudah muncul sejak dulu, apa yang baru dalam penemuan tentang penalaan-halus (fine tuning) alam semesta?

Pertama, sekalipun “prinsip mediokritas” telah diterima luas. Kaum elite Barat dibuat kaget ketika mengetahui bahwa alam semesta, alih-alih melupakan manusia sepenuhnya, ternyata sangat sesuai bagi kehidupan, kesadaran, dan kecerdasan. Kedua, penalaan-halus alam semesta tidak lagi berkait hanya dengan soal keelokan dan keselarasan di alam semesta, bukan pula tentang rangkaian pengamatan canggih seperti temperatur, tekanan, gravitasi, dan lingkungan bumi yang “sangat pas” bagi keberadaan dan aktivitas manusia, melainkan seputar dasar-dasar alam semesta, parameter-parameter, dan hukum-hukum fisika yang mendasari segala hal, yang dari waktu ke waktu serta dari satu kesempatan ke kesempatan lain diketahui tertata begitu bagus dengan kehidupan secara umum, khususnya kesadaran dan terlebih lagi kecerdasan tingkat tinggi. Singkatnya, andaikata konstanta-konstanta fisik alam semesta (termasuk dalam kategori fisik ini adalah konstanta kimiawi, biologis, geologis, dan seterusnya) sedikit saja berbeda dari nilai-nilai yang ada saat ini, pastilah kita tidak akan ada. Dan yang pasti, jika memang demikian, alam semesta sendiri kemungkinan tidak akan mengembangkan bentuk-bentuknya yang beranekaragam, sehingga galaksi, bintang, dan planet tidak akan pernah terbentuk.

Berikut ini adalah beberapa contoh sederhana tentang penalaan halus. Andaikata gravitasi sedikit saja lebih lemah (daripada yang diketahui saat ini) di alam semesta, bintang-bintang tidak akan pernah ada sehingga karbon, oksigen, dan unsur-unsur penting kehidupan yang lain tidak akan tercipta (kecuali hidrogen, karena ia tercipta di dalam bintang-bintang). Begitu pula, andaikata gravitasi sedikit saja lebih kuat dari yang ada di kosmos saat ini, alam semesta pastilah runtuh sesaat sesudah terjadi Dentuman Besar (Big Bang) bahkan sebelum terbentuknya galaksi, bintang, dan planet.

Sekarang, mari kita bahas tentang listrik. Andai unit penyusun listrik, yakni elektron, memiliki muatan yang sedikit lebih kecil dari yang ada sekarang, maka reaksi-reaksi kimiawi akan berjalan amat sangat pelan, sehingga tidak pernah dapat memproduksi molekul-molekul yang kompleks (seperti DNA, yang membawa sandi kehidupan). Begitu juga, jika muatan elektron sedikit lebih besar, maka reaksi-reaksi kimiawi akan lebih sulit terjadi karena jumlah energi yang besar kerapkali tidak tersedia di dalam kosmos.

Demikian pula, kekuatan-kekuatan relatif gaya nuklir dan elektromagnetik serta rasio foton hingga proton harus dikendalikan dengan baik agar atom-atom karbon yang mendasari semua kehidupan bisa tetap ada di alam semesta. Seandainya nilai rasia G/e (konstanta gravitasi semesta dan muatan elektran) berbeda dari rasionya saat ini dan melebihi 10-40 (nilai yang amat kecil 0, koma, nol-nol-nol sebanyak 39, dan kemudian 1), maka kehidupan tidak akan pernah ada!

Saya tidak ingin memberi kesan seolah-olah semua argumen ini sangatlah umum dan kabur, sebab argumen ini juga memuat berbagai penghitungan dan kendala yang sangat terperinci dan khusus. Misalnya saja, para ahli astrofisika telah membuktikan bahwa jika interaksi nuklir 4 hingga 6 persen saja lebih kuat, maka inti atom 2He (proton + proton) akan stabil, sementara 2H, 3H, dan 3He tidak akan stabil, dan situasi ini akan menghabiskan seluruh hidrogen dalam nukleosintesis Dentuman Besar (Bing Bang). Begitu juga, jika interaksi nuklir sedikit saja melemah, maka deuterium (ZH) tidak akan stabil, dan ini akan memutus mata rantai produksi energi dalam bintang-bintang, termasuk matahari.

Berbagai perhitungan telah membuktikan bahwa jika rasio antara jumlah materi dan energi terhadap volume ruang, yakni kuantitas yang dikenal dengan n dalam kosmologi, menyimpang 10-60 – 10-56 saja dari “angka kritis” yang dengan mudah bisa ditentukan para ahli kosmologi, maka alam semesta pastilah akan meledak dengan sendirinya atau mengalami efek-efek relativistik yang berlipat ganda. Dalam kasus ini, alam tidak akan pernah bisa menghasilkan objek-objek kosmis atau makhluk-makhluk mengagumkan yang bisa ditemui di muka bumi; yang pasti, tidak mungkin ada kehidupan dalam keadaan demikian.

Kemunculan dan keberadaan hidup manusia di muka bumi sangat bergantung pada stabilitas matahari selama miliaran tahun (durasi waktu yang diperlukan evolusi biologis untuk sampai pada kemunculan makhluk-makhluk yang cerdas), sehingga bintang yang memiliki planet-planet ini juga harus tetap stabil selama periode waktu yang lama tersebut. Kebergantungan yang demikian memunculkan persyaratan-persyaratan yang amat ketat pada gaya-gaya fundamental (gravitasi, nuklir, dan nuklir lemah) yang menentukan hidup dan matinya bintang-bintang. Lee Smolin, seorang profesor fisika di Pennsylvania State University, telah menghitung peluang terbentuknya bintang-bintang yang bisa stabil selama periode waktu yang lama dengan mengasumsikan adanya nila-nilai acak dalam parameter-parameter dasar alam semesta (massa unsur-unsur penyusun yang paling penting, seperti elektron dan proton, dan seterusnya). Dengan asumsi yang demikian, ia sampai pada hasil yang mencengangkan, yaitu peluang 1 dari 10.229. Dengan nilai yang demikian, ia mengingatkan bahwa alam semesta (hanya) berisi 100 miliar galaksi yang masing-masing berisi sekitar 100 miliar bintang, sehingga total bintang tidak lebih dari 1022.

Contoh yang saya sukai adalah kesadaran bahwa alam semesta kita hanya bisa memiliki tiga dimensi ruang dan satu dimensi waktu. Tidak ada dimensi lain di luar dimensi-dimensi tersebut yang bisa berguna. Mengenai dimensi waktu, Demaret dan Lambert merujuk pada karya Dorling yang menunjukkan bahwa dalam alam semesta yang memiliki lebih dari satu dimensi waktu, tidak akan ada satu pun partikel dengan massa di atas nol yang bisa stabil! Sementara itu mengenai ruang, Barrow dan Tipler menyebutkan bahwa sepanjang sejarah, wacana tiga dimensi (n=3) alam semesta kita telah memicu berbagai komentar dan penjelasan dari beberapa pemikir yang setidaknya bisa dirunut ke Ptolemius. Kant juga menyadari adanya hubungan langsung antara n=’3 dan hukum kuadrat terbalik gravitasi, sekalipun ia menganggap tiga dimensi ruang sebagai konsekuensi hukum Newton dan bukan sebaliknya. William Paley (yang masyhur dengan argumen rancangan ala tukang arloji) juga pernah menganalisis kemungkinan bentuk-bentuk matematis hukum gravitasi dan menyimpulkan bahwa orbit-orbit planet hanya bisa stabil dalam n=2 atau n=3. Karena itu, ia kemudian menyimpulkan bahwa hukum kuadrat terbalik di alam semesta adalah contoh lain dari “pemrograman” Illahi. Kemudian, Ehrenfest pada 1917 mengungkapkan bahwa kestabilan orbit-orbit berbagai planet, atom-atom, molekul-molekul, dan rambatan gelombang-gelombang yang koheren hanya bisa terjadi dalam sebuah ruang tiga dimensi.

Ketika menunjukkan “keajaiban lain dalam penalaan halus” (termasuk nilai-nilai laju cahaya dan tingkat pemuaian alam semesta), Paul Davies memberikan contoh lain yang dianggapnya sebagai “kesulitan terhebat di Alam Semesta”, yakni jumlah energi gelap. Davies memaparkan mengapa fisika mensyaratkan adanya kekuatan hitam dan misterius di luar sana dan mengutip perhitungan-perhitungan canggih yang memperlihatkan bahwa nilai alami jumlah tersebut (dengan mempertimbangkan semua pengetahuan kita tentang fisika alam semesta) ternyata 120 kali lebih besar dibandingkan nilai aktualnya. Dengan kata lain, hanya ada jumlah amat sangat kecil (yang sampai-sampai tak bisa dianalogikan dengan sesuatu apa pun dalam kehidupan kita sehari-hari) dari sesuatu yang niscaya diperlukan demi keberadaan kita, tetapi tak bisa dibayangkan betapa kecil ukurannya. Davies melukiskan hal tersebut dengan sangat baik berikut ini, “Ungkapan klise bahwa ‘hidup seperti berada di ujung mata pisau’ adalah sebuah pernyataan mengejutkan yang mengecilkan persoalan, sebab di alam semesta ini tidak ada mata pisau yang setajam itu.”

Lalu, berapa banyak parameter yang harus tertata dengan halus dan cermat? Inilah pertanyaan pentingnya, karena yang pasti, jika serangkaian faktor-faktor fisika hanya dibatasi pada beberapa saja, siapa pun bisa saja mencoretnya dan menganggapnya sebagai kumpulan kebetulan atau, jika tidak dan ini lebih baik-mengklaim bahwa semua nilai tersebut mungkin saja terjelaskan di masa depan melalui gabungan sejumlah teori, seperti Grand Unified Theory [GUT] yang begitu gigih diupayakan kemunculannya atau Theory of Everything [TOE]. Begitu juga, jika rangkaian faktor fisikanya terlalu banyak, siapa pun pasti bertanya-tanya: bisakah semua faktor tersebut dihubungkan satu sama lain agar persyaratan-persyaratannya bisa dikurangi sedikit saja sambil berharap ada penjelasan mengenai hubungan tersebut? Akan tetapi, bila parameternya terlalu banyak dan tampak sangat tidak berkaitan satu sama lain, meskipun tetap tertata baik (seperti halnya konstanta kosmologis), masalahnya akan lebih mengerikan.

Davies juga mendaftar 30 parameter yang tertala halus tersebut. Sementara itu, Demaret dan Lambert, dengan merujuk pada Rozental, mengungkapkan bahwa struktur mendasar alam semesta, baik secara mikroskopis atau makroskopis, bisa dikenali hanya dalam tujuh bilangan tak berdimensi. Ketujuh bilangan tersebut meliputi konstanta-konstanta dalam rasio empat gaya fundamental, rasio-rasio m/m p dan m/m n (massa-massa elektron, proton, dan neutron), dan bilangan dimensi ruang n=3.

Lalu, mana saja ciri-ciri alam semesta yang pokok, niscaya, tertala halus, dan memiliki berapa kekhasan seperti itu di alam semesta? Sebagaimana gurauan Paul Davis dalam The Goldilocks Enigma, siapa pun bisa saja ingin menghilangkan lubang-hitam raksasa, galaksi-galaksi tak beraturan, bintang-bintang super besar, atau asteroid-asteroid jelek karena alasan pribadinya; tindakan itu (sekilas) tidak menghancurkan alam semesta atau tidak mencegah terwujudnya keberadaan kita, tetapi bermain-main dengan aspek-aspek pokok fisika dan kimia bukanlah gagasan yang bagus. Paling· banter, kata Davies, seseorang bisa mencoret beberapa unsur kimiawi dari Tabel Periodik Unsur, tetapi beberapa materi dalam baris pertama-setidak-tidaknya dari hidrogen hingga besi -mutlak harus dipertahankan. Semakin kita menyelami bagian-bagian terdalam alam semesta, semakin kita tahu bahwa sebaiknya kita tidak mengubah apa pun.

Inilah alasan mengapa Paul Davies menyimpulkan: “Bagiku, inilah bukti yang lebih kuat bahwa ada sesuatu yang sedang terjadi di balik ini semua. Aku merasa seolah-olah ada sosok yang telah menala bilangan-bilangan alam sehingga alam semesta tercipta. Kesan adanya rancangan sangatlah kuat”. Roger Penrose bahkan lebih tegas lagi mengatakan: “Kecermatan tujuan Sang Pencipta mungkin saja menjadi satu prasyarat [dalam bilangan yang sungguh tak terbayang] bagi keberadaan alam semesta kita.”

 

Leave a Reply

Close Menu