The Ever Expanding Universe in Modern Cosmology

Albert Einstein

©David R. Gilson

Pada awalnya…

Pada tahun 1916, Albert Einstein mempublikasikan teori Relativitas Umum (RU)-nya yang terkenal. Teori ini memberi dunia sebuah cara yang benar-benar baru dalam memandang alam semesta. Einstein mempostulatkan bahwa ruang dan waktu adalah ordinat dalam sistem ko-ordinat yang sama. Lebih jauh ia mengatakan bahwa ruang-waktu ini melengkung dengan kehadiran materi.

Einstein mendasarkan geometri untuk ruang-waktu-nya pada struktur geometris ruang-waktu milik Riemann. Riemann adalah orang pertama yang mengatakan di depan umum bahwa ada kemungkinan alam semesta terbatas dan tak terbatas dengan memperlakukan ruang sebagai manifold 3 di permukaan sebuah hypersphere (ini di tahun 1857, kuliah tersebut diterbitkan dengan penghargaan anumerta pada 1868).

Einstein giat untuk menjaga teorinya cocok dengan observasi-observasi pada waktu itu. Pada 1917, galaksi Bimasakti (galaksi kita!) teramati sebagai alam semesta utuh (dengan serangkaian instrumen pada masa itu) yang tidak mengembang atau menyusut. Karena teori Einstein (dan bahkan teori-teori Newton memprediksikan hal yang sama, jika ditinjau ulang) memprediksikan alam semesta dinamis, sementara pemikiran bahwa kita hidup di alam semesta statis begitu kuat, Einstein merevisi RU untuk memasukkan sebuah Konstanta Kosmologis untuk memperoleh alam semesta statis namun relativistis, dan ini sangat mahsyur sewaktu ia belakangan menyebutnya sebagai kesalahan terbesar dalam karirnya.

Namun teori-teori yang lebih baru menghidupkan kembali konstanta ini untuk memperkenalkan gaya anti-gravitasi jarak jauh (long range) guna menjelaskan perluasan jarak jauh di alam semesta.

Pada 1919, Relativitas Umum telah diterima secara umum sebagai kerangka untuk model alam semesta kita. Sir Arthur Eddington memimpin sebuah ekspedisi ke Kutub Utara untuk mengobservasi posisi bintang-bintang tertentu selama gerhana matahari. Relativitas Umum memprediksikan bahwa bintang-bintang ini akan terlihat di mana mereka seharusnya, karena gravitasi (atau lengkungan ruang-waktu) di sekeliling matahari akan membelokkan lintasan cahaya dari bintang-bintang ini.

Observasi Eddington cocok dengan prediksi Einstein. Dengan keberhasilan ini dan prediksi perihelion (titik tertentu [di orbit] yang paling dekat dengan matahari-penj) planet Merkurius, Relativitas Umum dipeluk oleh semua orang dan jalur kosmologi modern telah diletakkan, meski ada keyakinan akan alam semesta statis.

Begitu saja…
Pada waktu itu, fisikawan-matematikawan-meteorolog Rusia, Alexander Aleksandrovich Freidmann, sepertinya merupakan satu-satunya orang yang menerima Relativitas Umum begitu saja, bahwa kita memang hidup di alam semesta yang dinamis dan berubah. Freidmann melandaskan modelnya pada dua asumsi sederhana.

Pertama, bahwa alam semesta terlihat sama dari semua arah. Kedua, bahwa asumsi pertama akan benar dari titik lain di alam semesta. Ini jelas tidak benar pada skala planet atau bahkan tata surya dan galaksi, tapi landasannya diperoleh dari menatap skala-skala sangat besar, karena alam semesta memang memiliki homogenitas skala besar (sebagaimana ditemukan kemudian oleh dua peneliti Bell Laboratory!). Freidmann hanya menemukan satu model alam semesta yang bekerja untuk asumsi-asumsinya.

Menurut model ini, alam semesta berawal dari volume nol dan densitas tak terhingga dan mengembang sejak permulaan masa/waktu. Selama perluasan, gravitasi akan selalu menarik apapun di alam semesta, dan akhirnya ia akan menang. Setelah mengembang selama masa tertentu, alam semesta akan mulai menyusut dan mundur ke kondisi awalnya dengan volume nol dan densitas tak terhingga.

Inilah yang diistilahkan sebagai closed universe (alam semesta tertutup). Pada 1922, Freidmann mempublikasikan karyanya, yang mencakup sebuah prediksi yang kemudian ditemukan secara terpisah oleh observasi Edwin Hubble di tahun 1929. Kendati demikian dan kendati model-model alam semesta selanjutnya didasarkan pada model dan asumsi Freidmann, karyanya sebagian besar tetap tidak diketahui di dunia barat selama 13 tahun berikutnya. Kita akan kembali membahas ini nanti.

Penerjemah: SeSa Media

Dari Biografi Einstein

Perempuan Membaca

“Saya bukan jenius, saya hanya selalu ingin tahu,” demikian ujar Einstein tentang betapa bakat dan kecerdasan saja tidak cukup tanpa motivasi yang kuat, kerja keras, dan ketekunan, dan hal itu diucapkan oleh seseorang yang di masa kanak dan remajanya terbilang sebagai seorang pemberontak, dan tentu saja seorang yang kritis.

Dan seringkali, sikap kritis seorang anak dianggap sebagai kenakalan dan sifat memberontak yang membahayakan. Anggapan tersebut juga menimpa Einstein kala remaja, persis ketika di usia 16 tahun, Einstein dikeluarkan dari sekolah oleh gurunya karena dikhawatirkan sikap “nakal”-nya itu akan mempengaruhi teman-temannya. Sementara itu, sebagai seorang ilmuwan dan khususnya fisikawan, Einstein tergolong orang yang sangat menghargai seni –utamanya musik, dan kebetulan ia bisa memainkan biola dengan baik.

Bila dalam kacamata pandangan pendidikannya Bertrand Russell, Einstein tergolong individu yang memiliki bakat tidak puas dengan status quo, dan karenanya berwatak “tidak patuh” secara institusional, dan karena itulah ia dikeluarkan dari sekolahnya, sebab ia tergolong bukan “warga negara” yang baik (patuh) pada status quo. Namun, demikian Bertrand Russell, orang-orang seperti inilah yang kelak menjadi para pioneer, penemu, dan pencipta dunia baru.

Namun tentu saja, bukan berarti orang-orang seperti itu tidak pandai untuk menjalin persahabatan atau menjadi seorang leader. Sifat-sifat pioneer tersebut justru yang kemudian membuat mereka menjadi pemimpin dalam bidang dan disiplin mereka masing-masing –setidak-tidaknya dalam kategori sebagai orang-orang yang mandiri dan inovatif. Orang seperti ini juga acapkali memiliki watak tekun dan konsisten menekuni bidang yang dipilih dan dicintainya.

Dalam buku biografi yang ditulisnya, Walter Isaacson (yang juga menulis biografi Steve Jobs) itu menyatakan bahwa masa muda Einstein penuh pemberontakan terhadap aturan. Ia bahkan menjadi panutan suci bagi anak-anak sekolah yang bermasalah di mana saja. Ada hal-hal menarik yang dinarasikan buku yang ditulis oleh Isaacson tersebut, yang antaranya adalah:

“Berbeda dengan ilmuwan lain yang ketika meninggal jenazahnya mendapat perlakuan sangat istimewa, Einstein menginginkan hal lain yang sederhana. Ia meminta mayatnya dikremasi secara sederhana di Trenton, saat sore hari pada hari meninggalnya. Maka sesuai permintaannya, ia pun dikremasi. Sebelum sebagian besar orang di seluruh dunia sempat mendengar kabar kematian tersebut.

Hanya 12 orang yang hadir di krematoriumnya, termasuk anak dan beberapa orang keluarga dekat. Beberapa baris karya Goethe dibacakan saat abu Einstein ditebar ke Sungai Delaware. New York Times memuat sembilan artikel ditambah tajuk rencana tentang kematian Einstein keesokan harinya. Einstein bersikeras abunya disebarkan sehingga tempat peristirahatan terakhirnya tidak menjadi tempat pemujaan yang tidak wajar.

Namun, ada satu bagian tubuhnya yang tidak dikremasi. Yaitu, otak. Antara lucu dan mengerikan, otak Einstein ternyata telah mengembara ke sana kemari selama lebih dari empat dekade. Berjam-jam setelah kematian Einstein, otopsi rutin dilakukan oleh ahli patologi Rumah Sakit Princeton, Thomas Harvey. Ia mengeluarkan dan memeriksa setiap organ penting, lalu menggunakan gergaji listrik untuk memotong tengkorak dan mengeluarkan otaknya.

Ketika menjahit kembali tubuh Einstein, dia memutuskan, tanpa meminta izin, untuk mengawetkan otak Einstein dan menyimpannya. Hans Albert (anak laki-laki Einstein) menelepon rumah sakit untuk menyatakan keberatannya atas disimpannya otak tersebut. Tetapi Harvey bersikeras mungkin ada nilai ilmiah jika meneliti otak tersebut. Katanya Einstein pasti ingin hal itu dilakukan. Tak lama kemudian, Harvey diserbu oleh mereka yang menginginkan otak Einstein atau bagian otak tersebut. Termasuk pejabat departemen patologi Angkatan Bersenjata A.S. Namun Harvey menolak. Melindungi otak tersebut telah menjadi sebuah misi.

Bertahun-tahun kemudian, Harvey terus membawa potongan-potongan otak Einstein kemanapun ia pergi. Di antara puluhan orang yang diberi potongan otak Einstein oleh Harvey, hanya 3 yang menerbitkan penelitian ilmiah penting. Baik tim pertama, kedua dan ketiga menemukan beberapa perbedaan otak Einstein dibanding manusia normal. Seperti sel saraf otak Einstein yang membutuhkan lebih banyak energi dibanding otak manusia pada umumnya. Salah satu bagian otak Einstein, korteks serebri, juga ditemukan lebih tipis dibandingkan lima sampel otak lain.

Di salah satu bagian otak lainnya, otak Einstein juga ditemukan lebih lebar sekitar 15% dari manusia normal. Akan tetapi memahami imajinasi dan naluri Einstein tidak bisa didapatkan dengan meneliti pola jaringan penghubung dan alur otaknya. Pertanyaan yang relevan adalah bagaimana pikirannya bekerja, bukan otaknya. Seperti yang sering dikatakan Einstein mengenai pencapaiannya: ‘I have no special talents. I am only passionately curious’.”

Pertanyaannya adalah: Apa yang membuat Einstein menjadi demikian istimewa? Salah-satu jawabannya adalah karena penemuan teori relativitas umumnya telah meruntuhkan hegemoni fisika klasik yang dibangun oleh Isaac Newton. Hanya saja anehnya, meski ia masyhur karena Teori Relativitasnya, Einstein justru mendapatkan nobel fisika pada tahun 1921 melalui karyanya di bidang efek fotoelektrik.

Dalam buku biografi yang ditulisnya itu, Walter Isaacson, yang seperti telah kita ketahui juga penulis buku biografi Steve Jobs, mampu menuliskan kisah hidup dan perjuangan Einstein sebagai manusia biasa dan ilmuwan dengan gaya tutur atau narasi yang sederhana, hingga buku tersebut dapat juga dibaca atau diakses oleh mereka yang tidak akrab dengan dunia sains umumnya dan khususnya fisika. Meskipun begitu, membaca buku yang tebalnya hampir 600 halaman ini, setidak-tidaknya pembaca harus mengetahui informasi tentang dasar-dasar matematis dan pemahaman dasar tentang teori relativitas khusus, juga sedikit fisika dasar (baik klasik maupun modern).

Buku yang ditulis Walter Isaacson ini juga menceritakan ihwal sejumlah pemberitaan, gosip, hipotesis, dan “kabar burung” yang beredar di kehidupan kita yang ternyata tidak benar. Misalnya kabar burung atau gosip yang menyatakan bahwa Einstein sebenarnya tidak pandai matematika, yang ternyata hal tersebut dibantah oleh gurunya sendiri, di mana menurut penuturan gurunya itu, Einstein bukan tidak pandai matematika, tapi kurang terlalu ‘yakin’ bahwa dengan kemampuan matematisnya ia akan mencapai jawaban atas ‘skenario’ fisika yang dirancang dalam pemikirannya. Sebab, sebagaimana jamak dalam dunia eksak, skenario tersebut perlu pembuktian dan bahasa pembuktian terbaik dalam ranah eksakta untuk berbagai fenomena alam, tak dapat dipungkiri, adalah matematika –semisal dengan menggunakan geometri.

Sebagaimana pengakuannya yang dinyatakannya sendiri: I have no special talents. I am only passionately curious, bila kita merujuk pada sejumlah kategori atau ciri para jenius sebagaimana yang dipaparkan Isaacson, sekurang-kurangnya ada sejumlah kualitas utama yang menjadi ciri kejeniusan Einstein, yaitu passion atau cenderung perfeksionis, simple, dan berani ‘menantang’ para jenius sebelumnya.

Sebagaimana kita tahu, Albert Einstein hadir berabad-abad setelah Sir Isaac Newton, sang ilmuwan yang didapuk sebagai bapak fisika modern, itu wafat. Kala itu, sebelum Einstein membuktikan sebaliknya, sejumlah besar ilmuan umumnya dan fisikawan khususnya, masih percaya kepada teori-nya Isaac Newton bahwa waktu akan berjalan sama setiap detiknya, terlepas dari bagaimana cara kita mengamatinya. Namun kemudian, Albert Einstein datang dengan pemikiran dan temuannya, yaitu teori relativitas, sebuah temuan yang membuatnya masyhur hingga saat ini. Dengan teorinya itu, Einstein menyatakan bahwa waktu itu relatif, tergantung tempat dimana kita berada. Kemampuan Albert Einstein untuk berpikir beda dan menantang jenius lainnya inilah –yang menurut Isaacson, yang telah menjadikan Albert Einstein sebagai seorang jenius.

Tetapi tentu saja, berpikir beda dan menantang para jenius saja tidak cukup –tanpa ketekunan dan pembuktian. Salam!

hak cipta © Sulaiman Djaya

Albert Einstein by Walter Isaacson

Tafsir Puitis Atas Waktu

Perempuan Membaca 2

“Siapa yang lebih mujur di dunia dengan waktu yang gelisah ini? Mereka yang telah melihat masa depan dan menjalani kehidupan ini? Mereka yang melihat masa depan dan menunggu untuk menjalani kehidupan? Atau mereka yang menolak masa depan dan menjalani dua kehidupan? Di suatu dunia, waktu berjalan lingkaran. Orang-orang di dalamnya tak henti mengulang takdirnya tanpa perubahan sedikit pun. Di tempat lain, orang mencoba menangkap waktu, yang berwujud burung bulbul ke dalam guci. Di tempat lain tak ada lagi waktu, yang ada hanyalah peristiwa-peristiwa yang membeku” (Alan Lightman, Einstein’s Dreams)

Mungkinkah waktu didefinisikan? Jawabannya antara ya dan tidak. Para fisikawan, misalnya, menyatakan bahwa keberadaan waktu bersifat “relasional” dalam jagat ini, dan bila waktu dipahami atau dimengerti sebagai durasi, hal itu pun akan berbeda di setiap tempat, seperti waktu di bumi tidaklah sama dengan waktu di angkasa sana. Al-Qur’an yang suci menegaskan: “Sesungguhnya sehari di sisi Tuhan-mu seperti seribu tahun dari tahun-tahun yang kamu hitung” (al Haj: 47). “Yang datang dari Allah, yang mempunyai tempat-tempat naik. Malaikat-malaikat dan Jibril naik menghadap kepada Tuhan dalam sehari yang kadarnya lima-puluh ribu tahun” (70: 3-4).

Kita bisa bayangkan, berdasarkan penegasan al-Qur’an yang suci itu, satu hari di suatu kawasan di angkasa sana, yang kita belum tahu di mana itu, sama dengan lima-puluh ribu tahun di bumi, di planet biru-hijau di mana kita hidup, berada, mengalami rasa-senang, kesedihan, jatuh cinta, putus-asa, atau marah. Sementara itu, di bumi sendiri, pengalaman dan pemahaman kita akan waktu tergantung pada aspek fisik dan psikis (bathin) kita. Misalnya, waktu terasa berjalan lambat (lama) ketika kita menderita dan terasa berjalan cepat ketika kita sedang mengalami kesenangan.

Penerimaan dan pengalaman kita tentang waktu, contohnya, tidak sama ketika kita sedang sakit dan ketika sedang bersama kekasih yang dirindu dan dicinta. Ada waktu mekanis yang sifatnya birokratis dan tak lebih sebuah alat ukur yang terbuat dari mesin, dan ada waktu psikis (bathin) yang dialami secara unik dan berbeda oleh masing-masing kita sesuai konteks dan pengalaman kita sendiri yang sifatnya subjektif dan individual.

Ada waktu yang dihitung dan ada waktu yang dilupakan dan dikenang. Kita tahu bahwa sehari-semalam adalah 24 jam secara mekanis, bahwa satu tahun adalah 12 bulan berdasarkan kalkulasi almanak, tapi ada waktu yang “di-ingat” dan “dikenang” oleh kita, meski hal itu kita sebut masa silam atau ingatan. Waktu seperti inilah yang ada dalam musik, dalam nada-nada, dalam roman, atau dalam gubahan-gubahan sajak, yang senantiasa dibaca dan dibaca lagi, meski digubah dan ditulis di masa-masa yang lampau.

Dalam arti ini, waktu bukanlah sesuatu yang dihitung secara mekanik dan matematik, tetapi yang tetap dan tidak bergerak ke mana-mana. Sebab yang bergerak secara bergiliran hanyalah rotasi siang-malam dan putaran jarum-jarum jam dan hitungan angka-angka di saat waktu itu sendiri adalah “diam”.

Dalam fiksi-fiksi sains, contohnya, semisal yang ditulis oleh H.G. Wells dan Jules Verne, diceritakan dan digambarkan bagaimana seorang insinyur dan ilmuwan membuat dan menciptakan “mesin waktu” yang akan membuat kita si pengguna dan pengendaranya bisa kembali ke masa silam sekaligus bisa ke masa depan –membelakangi sekaligus mendahului waktu yang pergi dan datang, agar kita bisa memperbaiki kesalahan dan kekeliruan di masa silam sekaligus sanggup “mendahului” waktu yang akan datang.

Tentu saja hal itu merupakan sebuah alegori ketika manusia ingin “menekuk” dan “melipat” waktu, sekaligus ingin menjadi “penguasa” masa silam dan masa depan. Ingin menjadi makhluk super cerdas yang sanggup melawan hukum fisika atau “takdir kosmik” yang menjadi “hukum pasti” yang tak bisa “dibengkokkan” dan “dirubah” oleh kita.

Tentang waktu yang ingin ditaklukkan oleh H.G. Wells dan Jules Verne itu, Alfred Lord Tennyson pun berdendang: “Kuarungi masa depan, sejauh mata manusia memandang, melihat visi dunia, dan segala keajaiban yang mungkin terjadi”, yang mengingatkan kita kepada anekdot sains yang dikutip oleh Lawrence M. Krauss dalam Fisika Star Treknya: “Suatu ketika hiduplah seorang wanita bernama Bright –dan ia berkelana melampaui kecepatan cahaya. Suatu hari ia berangkat, dengan kecepatan relatif terhadap waktu, dan kembali pada malam sebelum keberangkatan”, atau sebagaimana yang ditulis oleh Alan Lightman dalam Mimpi-Mimpi Einstein-nya bahwa mereka yang hidup di gunung-gunung lebih awet muda dan tidak cepat menua ketimbang yang hidup di kota-kota. Di lembar-lembar Mimpi-Mimpi Einstein-nya itu, Alan Lightman pun menulis:

“Andaikan manusia hidup selamanya. Secara unik, warga di tiap kota terbagi menjadi dua: Kelompok Belakangan dan Kelompok Sekarang. Kelompok Belakangan bersikukuh untuk tidak perlu buru-buru kuliah di universitas, belajar bahasa asing, membaca karya Voltaire atau Newton, meniti karir, jatuh cinta, berkeluarga. Untuk semua itu, waktu tak terbatas. Kelompok Belakangan dapat dijumpai di setiap toko atau di setiap jalanan, mereka berjalan santai dengan busana longgar. Kelompok Sekarang beranggapan bahwa dengan kehidupan yang abadi mereka bisa melakukan apa saja yang mereka inginkan. Ada tumpukan karir yang jumlahnya tak terhingga, menikah dalam kali kesekian yang tak terbayangkan, dan pandangan politik terus berganti. Mereka secara teratur membaca buku-buku terbaru, belajar tata cara perdagangan baru, bahasa-bahasa baru. Demi mencucup sari madu kehidupan yang tak terbatas itu, Kelompok Sekarang bangun lebih pagi dan tak pernah bergerak lamban….

Seandainya waktu berwujud burung bulbul. Waktu berdetak, bergerak, dan melompat bersama burung-burung itu – yang bergerak cepat, sangat gesit, dan sulit ditangkap. Tiap lelaki dan perempuan mendambakan seekor burung, karena dengan mengurung seekor burung bulbul dalam guci maka waktu berhenti dan membeku bagi orang-orang yang menangkapnya. Anak-anak, yang cukup gesit untuk menangkap burung, tidak tertarik menghentikan waktu. Bagi mereka, waktu bergerak terlalu lambat. Mereka selalu terburu-buru dari satu kejadian ke kejadian lain, tak sabar menanti hari ulangtahun dan tahun baru, tak sabar menunggu lebih lama lagi. Kelompok tua mati-matian menginginkan waktu berhenti, tetapi mereka terlalu renta dan lamban untuk menangkap burung apapun. Bagi mereka, waktu berlalu demikian cepat. Mereka berhasrat menahan satu menit saja, untuk minum teh saat sarapan pagi, atau membantu seorang cucu yang kesulitan melepaskan seragamnya, atau menatap pemandangan senja saat matahari di musim dingin memantul dari hamparan salju dan menerangi ruangan musik dengan cahayanya….

Dunia tanpa ingatan adalah dunia saat ini. Masa silam hanya ada dalam buku-buku, dokumen-dokumen. Untuk mengenali diri sendiri, setiap orang membawa Buku Riwayat Hidup yang penuh dengan sejarah masing-masing. Dengan membaca buku itu tiap hari, ia mencari tahu kembali identitas orangtua mereka, apakah dirinya berasal dari golongan atas atau bawah, apakah prestasinya di sekolah memuaskan atau memprihatinkan, apakah ia telah mencapai sesuatu dalam hidupnya. Di satu kafe di bawah rimbun pohon di Brunngasshalde, terdengar jerit pilu seorang lelaki yang baru saja membaca bahwa ia pernah membunuh orang, desah seorang perempuan yang menemukan dirinya pernah dipacari seorang pangeran, teriakan bangga seorang perempuan yang menyadari dirinya pernah menerima penghargaan tertinggi dari universitasnya 10 tahun lalu. Seiring waktu, Buku Riwayat Hidup itu menjadi demikian tebal sehingga tak mungkin lagi dibaca seluruhnya. Lalu, muncullah pilihan….

Para lanjut usia memilih membaca halaman awal agar dapat mengenali diri mereka dalam kemudaan. Beberapa orang memutuskan untuk sama sekali berhenti membaca. Mereka meninggalkan masa lalu. Apapun yang terjadi di hari kemarin, kaya atau miskin, terpelajar atau bodoh, congkak atau rendah hati, pernah kasmaran atau patah hati, tak lebih dari angin lembut yang menari-narikan rambut mereka. Merekalah orang-orang yang menatap tajam pada mata kita dan menggenggam tangan kita erat-erat. Merekalah orang-orang yang melepas kemudaan dengan langkah tanpa beban. Merekalah orang-orang yang telah belajar untuk hidup di dunia tanpa ingatan”.

Singkatnya, waktu adalah juga imajinasi. Dan salah-seorang fisikawan yang dikenal memiliki imajinasi yang kuat itu adalah Albert Einstein, hingga Lawrence M. Krauss, sang penulis Fisika Star Trek itu pernah berseloroh: “Sama seperti para pengarang, ia tak berbekal apa pun selain imajinasi”. Dalam hal inilah, sains dan sastra, sebagai contohnya, sama-sama dimungkinkan oleh rahim yang sama, yaitu imajinasi. Dan memang, Einstein pernah terus-terang berujar, “Imajinasi itu lebih penting ketimbang ilmu pengetahuan. Imu pengetahuan itu terbatas, sedangkan imajinasi mengelilingi dunia”.

Hak cipta © Sulaiman Djaya (2015)

Sains dan Puisi

Pertanian Modern di Jerman“Jagat raya adalah suatu permainan yang anggun, indah, dan misterius”. Kata-kata itu bukan milik atau berasal dari saya, tapi milik dan berasal dari para fisikawan: Isaac Newton, Albert Einstein, Richard Feynman, dan Stephen Hawking. Sebuah ungkapan yang pada dasarnya bernuansa literer, dan memang ada rahim yang dimiliki bersama oleh fisika dan sastra, yaitu imajinasi, yang dengannya dan darinya kekaguman, pikiran, dan rasa ingin tahu alias kuriositas seorang fisikawan dan sastrawan memiliki “rumah” dan “kosmik” bagi kerja dan ikhtiar intelektual dan saintifik mereka.

Kekaguman dan rasa ingin tahu alias kuriositas itu sendiri dapat dikatakan sebagai sesuatu yang alami atau kodrati, sebagaimana yang dikatakan Carl Sagan: “Kita semua haus akan hal-hal yang menakjubkan. Hal itu tertanam sangat kuat di dalam hati manusia”.

Namun, karena bidang dan fokus yang tak sama antara para fisikawan dan para sastrawan, yaitu antara penyelidikan semesta dan minat kemanusiaan (sejarah dan kehidupan manusia), imajinasi itu pun melahirkan bayi-bayi yang berbeda. Para fisikawan menemukan dan menciptakan rumus dan teori ketika mereka berusaha “menyingkap” misteri semesta atau jagat raya, dan para sastrawan melahirkan prosa dan sajak ketika mereka “merenungi” dan menuliskan lanskap dan kosmik manusia dan kehidupannya, dirinya sendiri, sejarahnya, harapan-harapannya, dan hal-hal lainnya yang berkaitan dengan cakrawala dan keseharian kita.

Setidak-tidaknya, sebuah puisi yang ditulis oleh Karl Jay Shapiro, yaitu Travelogue for Exiles, cukup menunjukkan kepada kita di mana alamat dan rumah para penyair dan (sastrawan pada umumnya):

Lihat dan ingatlah. Lihatlah langit
Lihatlah dalam-dalam ke udara bening,
Tanpa batas, ujung dari doa.
Bicaralah sekarang, bicaralah
Pada kubah suci: apa yang kaudengar?
Apa jawaban sang langit?
Langit sudah ada pemiliknya
Itu bukan rumahmu.

Hanya saja, yang barangkali saja hal ini tak disadari oleh penyairnya sendiri, puisi itu juga mencerminkan minat terselubung (semacam minat alam bawah sadar) dan refleksi yang sifatnya samar dan implisit untuk “menangkap”, memahami, atau menyelami semesta yang jauh dan tak terjangkau oleh si penyair.

“Kubah suci” dan “udara bening” dalam puisi itu adalah semesta yang ditatap dan dipandang oleh si penyair dari kejauhan di bumi, ketika si penyair itu sendiri, atau subjek lain yang menjadi narator puisi tersebut, tak memiliki rumah di bumi sebagai orang asing, namun pada saat bersamaan, ia juga tahu dan merasa bahwa dirinya tak mungkin tinggal di langit sana. Puisi itu, sengaja atau tanpa sengaja, telah mempertemukan sekaligus mengkontraskan ranah saintis dan ranah penyair.

Hak cipta (c) Sulaiman Djaya (2015)

Fisika Kuantum atau Sains yang Serba Mungkin

Mistik Pagihari

“Suatu ketika hiduplah seorang wanita bernama Bright –dan ia berkelana melampaui kecepatan cahaya. Suatu hari ia berangkat, dengan kecepatan relatif terhadap waktu, dan kembali pada malam sebelum keberangkatan” (dalam Lawrence M. Krauss, Physics of Star Trek).

Di jaman ini, alias di era internet atau jaman cyberspace, sains tentulah tidak lagi eksklusif miliki komunitas para ilmuwan semata, di saat jagat informasi mudah diakses oleh siapa saja dengan hanya perlu jarak dari ujung jari-jemari tangan pada keyboard. Begitu pun, sedapat mungkin upaya mengkomunikasikan sains dapat diminimalisir dari dominasi rumus-rumus rumit matematis yang tak dijangkau publik luas, apalagi bagi mereka yang ingin membaca dalam rangka rehat dan mencari kesenangan di waktu luang, termasuk tentang yang berbau kuantum, sebagaimana esai singkat ini.

Baiklah kita mulai dengan pertanyaan yang umum dan sederhana yang lazimnya ingin diketahui orang tentang sesuatu: Apa itu teori kuantum, yang belakangan meramaikan jagat sains? Fisika kuantum awalnya dikembangkan oleh Max Planck untuk mengenali sifat atom. Mulanya, pengembangan kuantum dilakukan sebagai upaya untuk menjawab berbagai fenomena yang tidak mampu dijelaskan oleh Fisika Klasik yang dipelopori Sir Isaac Newton melalui teori gravitasinya yang terinspirasi dari musibah kecil saat ia tertimpa buah apel ketika tengah duduk di bawah pohon tersebut. Namun, seiring perkembangan waktu, teori ini justru menjadi fenomena baru yang mendorong ke arah fisika modern.

Demikianlah selanjutnya, seorang fisikawan jenius yang kemudian amat masyhur di abad ke-20, yaitu Albert Einstein, memperkenalkan teori relativitas yang awalnya berbentuk teori relativitas khusus (disebut khusus karena dibatasi oleh karakter tertentu agar dapat berlaku) menjadi teori relativitas umum. Teori relativitas umum mampu menjelaskan berbagai fenomena alam semesta terkait gravitasi dan menjawab pertanyaan mengenai “Orbital Merkurius” yang cenderung berbeda dengan planet-planet lainnya di tata-surya.

Tak disangka, fenomena teori relativitas memunculkan penjelajahan baru dan luas di bidang fisika dimana ukuran materi penelitian berada pada skala atomik. Sejumlah fisikawan lain pun, seperti Niels Bohr, Wolfgang Pauli, Erwin Schrodinger, Werner Heisenberg, kemudian memunculkan alias melahirkan ragam teori baru yang membuka cakrawala akan pemikiran pada skala atomik tersebut.

Seiring dengan perkembangan teori dan hasil penelitian di bidang kuantum inilah, para ilmuwan kuantum mendapati fakta yang sulit diterima akal sehat dimana energi kuantum mengandung unsur probabilistik, tidak memenuhi konsep separabilitas dan lokalitas. Dan Albert Einstein, sang jenius yang merupakan salah satu dedengkot atawa salah seorang pioneer penelitian kuantum itu pun, tidak bisa menerima kenyataan bahwa teori kuantum ternyata tidak bersifat deterministik sebagai ungkapannya yang masyhur: “Tuhan tidak sedang bermain dadu”.

Dan di kemudian hari, Albert Einstein pun menerbitkan makalah tentang percobaan imajiner dengan meminta kita membayangkan setumpuk serbuk mesiu, karena ketidakstabilan beberapa partikel, akan terbakar suatu ketika. Di sini, persamaan mekanika kuantum menjelaskan paduan antara sistem yang belum dan sudah meledak. Namun, kenyataannya, belum tentu seperti itu. Karena, sebagaimana dimaklumi, tidak ada kondisi perantara antara meledak dan belum meledak.

Syahdan, analogi serbuk mesiu tersebut ternyata mendorong alias memotivasi kuriositas Erwin Schrodinger mengeluarkan ide eksperimen yang ternyata lebih meyakinkan dibanding analogi serbuk mesiu-nya Albert Einstein. Dan berikut eksperimen imajiner ala Erwin Schrodinger itu:

“Anggaplah terdapat seekor kucing yang terkurung dalam ruang baja, bersama alat pencacah Geiger (pengukur radiasi ionisasi) yang diberi sedikit zat radioaktif yang sangat sedikit. Dalam satu jam, salah satu atom meluruh, tetapi juga kemungkinan tidak. Jika atom meluruh, tabung pencacah tersebut melepas muatan zat yang melalui relasi yang terhubung sehingga mendorong palu di dalam ruang baja untuk memecahkan tabung percobaan kecil berisi asam hidrosianida. Jika ruang baja tersebut dibiarkan selama satu jam, kita akan mengatakan bahwa kucing itu masih hidup jika saat itu tidak ada atom yang luruh. Fungsi-psi seluruh sistem tersebut akan menunjukkan hal ini dengan kucing mati dan hidup yang tercampur atau tumpang tindih di dalamnya.”

Eksperimen imajiner Erwin Schrodinger ini pun tak pelak lagi menjadi fenomena yang mengejutkan di dunia fisika karena mempertanyakan realitas teori kuantum yang cenderung tidak rasional terhadap dunia nyata. Berdasarkan pemahaman teori kuantum yang saat itu sedang berkembang, kucing akan berada pada kondisi hidup dan mati sekaligus sampai diamati kondisi yang sebenarnya terjadi pada kucing.

Dan seperti kita tahu, hingga saat ini, sebenarnya, belum pernah dilakukan eksperimen sesungguhnya yang berbentuk kucing, tikus, kelinci, atau bahkan kutu (yang biasanya hidup makmur di rambut lebat manusia dan bulu rimbun para binatang). Namun pemikiran Erwin Schrodinger tersebut telah mendorong eksperimen lain di bidang fisika kuantum untuk membuktikan karakter fisika kuantum sebenarnya berdasarkan rekonstruksi eksperimen-eksperimen imajiner yang dilakukan oleh Einstein dan Schrodinger.

Singkatnya, terdapat berbagai interpretasi atawa tafsir eksplanatif terhadap eksperimen analogi yang dilontarkan Erwin Schrodinger. Teori ini menimbulkan paradoks yang bahkan menimbulkan pemikiran ruang dan waktu yang bersifat paradoks pula, dimana setiap kejadian memiliki alternatif kejadian berikut yang berbeda. Pemahaman tersebut memungkinan seseorang memiliki berbagai alternatif jalan hidup dengan kombinasi cerita yang berbeda-beda.

Begitupun, Kucing Schrodinger acapkali dilibatkan dalam karya seni populer seperti komik, film, kartun, serial televisi, hingga sastra kontemporer. Dan dalam hal ini, kita barangkali hanya bisa berdoa, semoga kucing Schrodinger tetap baik-baik saja alias tidak mati atau terluka meskipun berkali-kali digunakan dalam eksperimen imajiner para ahli fisika, bahkan para penulis dan seniman.

Hak cipta © Sulaiman Djaya (2015)

Bunga Rosella Ibuku

Bunga Rosella

Di tahun 80-an itu, sebagai petani, secara kebetulan keluarga saya memiliki tanah yang cukup untuk menanam Rosella, atau tanaman apa saja yang dapat dijadikan komoditas untuk memenuhi kebutuhan hidup sehari-hari. Bila panen tiba, ibu saya akan menggoreng biji-biji Rosella tersebut dan anak-anaknya (termasuk saya) akan membantu menumbuknya hingga menjadi bubuk kopi yang kami kemas dalam plastik-plastik mungil yang kami beli dari pasar. Bila kami selesai mengemas bubuk Rosella tersebut, ibu saya lah yang akan menjajakannya alias menjualnya, kadangkala ada saja orang-orang yang datang sendiri ke rumah untuk membelinya.

Seingat saya, selain menanam Rosella, keluarga kami juga menanam kacang panjang. Dari hasil penjualan bubuk kopi Rosella dan kacang panjang itulah keluarga kami memenuhi kebutuhan hidup sehari-hari kami dan membiayai sekolah kami. Saya, misalnya, bisa membeli buku tulis atau buku-buku yang diwajibkan di sekolah. Singkatnya, kami hidup dari hasil mengolah tanah dan menjual komoditas yang dihidupkan oleh tanah dan alam, sebab ketika itu belum ada sejumlah pabrik seperti sekarang.

Saya juga masih ingat ketika ibu saya membuat sambal dari kulit buah Rosella yang berwarna merah itu agar sambil yang dibuatnya cukup untuk semua anggota keluarga, sebab cabe rawit yang kami tanam tidak sebanyak seperti kami menanam singkong, ubi jalar, kacang panjang, dan Rosella.

Di saat saya sudah kuat memegang cangkul, kalau tak salah ketika saya telah duduk di sekolah menengah pertama, sesekali saya lah yang mengolah tanah dan membuat gundukan batang-batang pematang di mana kami menanam kacang dan Rosela. Tak jarang saya juga yang menyiraminya di waktu sorehari.

Itu adalah masa-masa di tahun 80-an ketika kami menggunakan batang-batang kayu kering untuk menyalakan dapur dan memasak. Sebab kami hanya mampu membeli minyak tanah cuma untuk bahan bakar lampu-lampu damar kami.

Selepas magrib, saya akan membawa salah-satu lampu damar tersebut ke langgar atau ke rumah seorang ustadz kami untuk belajar al Qur’an. Itu saya lakukan setelah ibu saya sendiri yang mengajari saya tentang beberapa doa penting dan mengenalkan huruf-huruf hijaiyyah dan mengajarkan saya al Qur’an sebelum saya duduk di sekolah dasar yang kebetulan ada di depan rumah. Selain itu, ibu saya juga mengajarkan saya beberapa sholawat-sholawat pendek.

Aktivitas lain yang saya lakukan adalah menunggui padi-padi dari serbuan para burung di sorehari selepas sekolah, di saat biji-biji padi itu mulai menguning. Seingat saya, saya suka sekali duduk (mungkin dari situlah saya terbiasa merenung dalam kesendirian) di dekat serimbun pohon bambu yang tumbuh rindang dan asri di dekat sawah. Saya juga menarik ujung tali yang saya pegang, beberapa meter tali yang ujung lainnya yang terikat ke orang-orangan sawah yang dibuat oleh ibu saya. Kami menyebut orang-orangan sawah dari jerami, bilahan-bilahan bambu, dan kain-kain bekas itu, dengan nama jejodog.

Hak cipta © Sulaiman Djaya (2010)

Eksistensi Mereka Adalah Eksistensi Manusia

Memandangi dan merenungi alam adalah mengakrabi keajaiban-keajaiban. Bagaimana angin yang gaib tapi demikian nyata membelai daun-daun dan menggerakkan batang-batang serta ranting-ranting pohonan, membantu penyerbukan bunga-bunga dan kuntum-kuntum yang hendak mekar, dan juga memberi kesejukan kepada kita.

sawah

Sementara itu, di atas hamparan sawah-sawah dan bentang pematang, capung-capung tampak gembira mengetarkan sayap-sayap mereka, mengambang bersamaan dan kadang terbang masing-masing ke tempat-tempat yang mereka singgahi. Sementara di sudut-sudut lain, sejumlah kupu-kupu singgah di rimbun belukar kecil dan yang lainnya di putik-putik bunga.

capung

Kita hidup bersama mereka. Keberadaan mereka di Bumi adalah matarantai kehidupan, di mana kita sebagai manusia adalah salah-satunya –dari sekian banyak matarantai yang telah diketahui dan yang tak diketahui. Karena itu, yang merupakan sebuah hukum pasti, eksistensi mereka adalah eksistensi kita juga. Singkatnya, kita adalah mereka.

Hak cipta © Sulaiman Djaya

Mountain_Butterfly