Di kapel berpanel kayu universitas katolik Leuven di Belgia, seorang pendeta menyalakan lilin dan berlutut di depan patung kristus. Namanya Georges Lemaître. Saat itu tahun 1927.
Setelah beberapa saat berlutut, ia mengangkat wajahnya. Pandangan matanya lalu mengembara menembus jendela yang menjulang tinggi di dinding kapel, terpaku menatap ke bintang-bintang yang berkelap-kelip di atas langit malam. Dia tersenyum membayangkan urutan peristiwa yang membawa cahaya bintang itu ke langit Belgia.
Meski pun bukanlah hal yang begitu mendasar diajarkan dalam doktrin Katolik, Lemaître dapat sampai pada pemahaman tentang bagaimana alam semesta ini dimulai. Wawasan Georges Lemaître memang luar biasa. Dia adalah nominator dua hadiah nobel.
Lemaître adalah kosmolog teoretis pertama yang pernah dinominasikan pada tahun 1954 untuk Hadiah Nobel Fisika atas prediksinya tentang alam semesta yang mengembang. Dia juga dinominasikan untuk Hadiah Nobel Kimia 1956 untuk teori atom primordial (lebih dikenal sebagai teori Big Bang)
Dia terpesona oleh fisika dan mempelajari hukum gravitasi Einstein, yang diterbitkan pada tahun 1915. Dia menyimpulkan bahwa jika teori Einstein benar (dan telah ada bukti kuat untuk itu sejak 1919), itu berarti alam semesta pasti mengembang.
Pada tahun 1927, tahun di mana ia mendapatkan gelar PhD dari MIT, Lemaître mengajukan teori “alam semesta mengembang” ini, di mana ia menyatakan bahwa alam semesta yang mengembang adalah sama ke segala arah – hukum yang sama diterapkan, dan komposisinya sama – tetapi tidak demikian statis.
Dia tidak memiliki data yang cukup untuk membuktikan hal ini, sehingga pada awalnya banyak ilmuwan mengabaikannya. barulah pada tahun 1929 teorinya dikonfirmasi secara observasional oleh Edwin Hubble.
Di Mt. Wilson Observatory di California, Edwin Hubble menemukan bahwa galaksi bergerak menjauh dengan kecepatan tinggi. Hubble, seperti kebanyakan orang, tidak mengetahui adanya teori Lemaître di tahun 1927. Tapi, tentu saja, Lemaître dapat menggunakan penemuan dramatis Hubble sebagai bukti teorinya.
Jika Anda membayangkan galaksi-galaksi menjauh dari kita sebagai sebuah film, putar mundur saja filmnya. Setelah waktu tertentu, semua galaksi itu akan berkumpul bersama. Demikianlah Lemaître mengemukakan gagasan bahwa pernah ada atom primordial yang mengandung semua materi di alam semesta.
Dukungan lain yang digunakan Lemaître adalah gagasan entropi, yang menyatakan bahwa segala sesuatu bergerak menuju ketidakteraturan yang semakin besar.
Bagaimana pun, Gagasan Lemaître tentu saja membuka lebih banyak pertanyaan, misalnya: Seperti apakah atom primordial itu? Mengapa bisa meledak?
Lemaître mendalami topik tersebut selama beberapa waktu, bahkan menyarankan bahwa seharusnya “ada semacam radiasi latar di alam semesta,” yang tersisa dari ledakan awal atom primordial tersebut. Dia menjadi lebih tertarik pada konsekuensi filosofis dari teorinya, yang mana itu sangat banyak.
Beberapa tahun kemudian sejak kemunculan teori big bang, terjadi perdebatan sengit antara mereka yang mendukung dan mereka yang menyukai teori “keadaan tetap” alam semesta (bahwa alam semesta itu abadi dan tidak berubah).
Perdebatan ini berakhir ketika Arno Penzias dan Robert Wilson menemukan bukti adanya radiasi di latar belakang kosmik, yang telah ditentukan oleh Lemaître dan ahli teori lainnya sebagai sisa ledakan big bang miliaran tahun yang lalu.
Pada tahun 1964, para peneliti di laboratorium Bell di holmdale New Jersey menggunakan antena tanduk raksasa untuk mendengarkan gelombang radio yang dipantulkan beberapa satelit. Pekerjaan ini menuntut ketelitian yang belum pernah terjadi sebelumnya, dan para ilmuwan berusaha keras untuk menghilangkan semua kemungkinan gangguan dari sumber luar.
Tetapi upaya terbaik mereka itu diganggu oleh kebisingan terus menerus yang tidak dapat mereka hilangkan. Pada awalnya mereka pikir itu bisa terjadi dari kotoran burung merpati yang bertengger di antena yang mengakibatkan gangguan sinyal, atau mungkin gangguan dari kota New York tahun 1960-an yang ramai yang sekitar 50 km jauhnya.
Tetapi, akhirnya menjadi jelas bahwa suara itu bukan akibat burung merpati atau orang, itu datang dari luar galaksi kita. Itu adalah milik alam semesta yang sekarang kita kenal sebagai radiasi latar belakang gelombang mikro kosmik. Radiasi ini adalah sisa ketika alam semesta masih sangat kecil dan sangat panas seperti yang diperkirakan oleh Lemaître.
Demikianlah, semua pencapaian ini membuktikan Georges Lemaître lebih dari sekadar seorang pendeta katolik. Dia juga seorang ahli fisika teoretis. Dia Seorang kosmolog yang terpesona dengan cara kerja Tuhan alam semesta yang sempurna.
Dia adalah satu dari sedikit ilmuwan besar yang dapat menunjukkan bagaimana agama dan sains dapat berjalan selaras dalam diri setiap individu. Pandangan saintifiknya tidak menjadikannya seorang sekuler, agnostik, apa lagi ateis. Begitu pula pandangan religiusnya tidak sampai membuatnya memandang segala sesuatu secara hitam dan putih.
Penolakan Fred Hoyle Terhadap Teori “Big Bang”
Sebelum studi Lemaître tentang kosmos yang mengguncang dunia kosmologis di awal abad 20, seorang filsuf dari abad ke-13 Sigerus de Brabantia mengemukakan pernyataan bahwa alam semesta itu abadi tanpa ada permulaan. Pandangan filsuf Brabantia yang dianggap sesat ini membuat marah para teolog saat itu dan membuatnya dikecam oleh Paus pada tahun 1277.
Rumor mengatakan dia bunuh dengan pena sebagai simbol kerusakan yang telah dilakukan ide-idenya. Hal ini kemudian menjadi Preseden. Sejak saat itu tidak ada sarjana yang serius mempertimbangkan subjek ini.
Seperti halnya yang terjadi pada filsuf Brabantia, teori yang dikemukakan Lemaître pun tidak diterima oleh banyak kalangan. Astronom Fred Hoyle, adalah satu orang yang paling keras menentang.
Fred Hoyle (1950) mengatakan: Idenya adalah bahwa alam semesta memulai kehidupannya beberapa waktu yang lalu dalam satu ledakan besar dan bahwa perluasan saat ini adalah peninggalan dari ledakan tersebut. Ide Big Bang ini bagi saya tampaknya tidak memuaskan. bahkan sebelum pemeriksaan terperinci – [telah] menunjukkan bahwa itu mengarah pada kesulitan yang serius.
Fred Hoyle mencerca teori alam semesta yang mengembang (teori Big Bang) dari Lemaître. Ia bahkan menciptakan istilah Big Bang sebagai penghinaan. Dia menciptakan istilah “Big Bang” di siaran Program Ketiga radio BBC pada 28 Maret 1949. (baca alasan yang bersifat filosofis dari Hoyle di sini)
Seorang polimatik Soviet, fisikawan teoretis, dan ahli kosmologi George Gamow, mengatakan bahwa Hoyle bermaksud merendahkan (Lemaître) [dengan menyebut teori Lemaitre sebagai “teori Big Bang”), dan bahwa naskah yang Hoyle baca dengan keras ditafsirkan sebagai “sia-sia, sepihak, menghina, tidak layak untuk BBC”.
 |
| Fred Hoyle di radio BBC, tempat di mana ia memunculkan istilah “Big Bang” |
Hoyle secara eksplisit menyangkal bahwa dia menghina. Dalam wawancara BBC lainnya, dia berkata, “Alasan mengapa para ilmuwan menyukai “Big Bang” adalah karena mereka dibayangi oleh Kitab Kejadian. Jauh di lubuk hati sebagian besar ilmuwan percaya pada halaman pertama Kejadian.
Demikianlah, meskipun pada dasarnya tidak memiliki argumen yang memadai, Hoyle tetap menyatakan ketidaksetujuannya terhadap teori “Big Bang” dari Lemaître. Hoyle berpendirian, gagasan bahwa alam semesta memiliki permulaan adalah merupakan pseudoscience. Menurutnya “itu adalah proses irasional, dan karena itu tidak dapat dijelaskan dalam istilah ilmiah”.
Penolakan Einstein Terhadap Teori Big Bang
Alam semesta yang mengembang awalnya didasarkan Lemaître pada teori relativitas umum yang telah dirumuskan Albert Einstein sekitar 20 tahun sebelumnya, tetapi ketika Einstein mendengar tentang teori baru (teori Big Bang) yang radikal ini dia merasa tidak nyaman. Dia menyatakan bahwa matematika Lemaître baik, tetapi fisikanya mengerikan. Masalahnya, implikasi bahwa alam semesta yang mengembang pasti memiliki permulaan tetapi di sini bukan argumen teologis yang menimbulkan keraguan melainkan fakta bahwa fisika pada waktu itu tidak memiliki penjelasan tentang bagaimana hal seperti itu terjadi.
 |
| Millikan, Lemaître dan Einstein di California Institute of Technology pada Januari 1933. |
Lemaître mengekstrapolasi alam semesta kembali ke apa yang dia gambarkan sebagai atom primordial, yang di dalamnya terkandung seluruh potensi alam semesta yang tak terukur. Kita dapat melacak awal ruang dan waktu kembali ke titik tunggal ini tetapi, seperti apa bentuknya atau bagaimana cara kerjanya, kita tidak tahu.
Inflasi Kosmik
Hukum fisika menentukan bahwa ketika kerapatan meningkat, suhu juga akan meningkat. Jadi, secara teoritis, atom primordial sebagai “alam semesta purba” yang disebut Lemaître mengandung seluruh potensi alam semesta (alam semesta terkompresi), tentulah sesuatu yang sangat padat dan sangat panas. Seberapa kecilkah atom primordial itu? dan apa yang membuatnya mulai mengembang?
Opsi teori yang muncul menyatakan bahwa mungkin semuanya dimulai dengan periode yang dikenal sebagai inflasi. Selama periode inflasi ini, tepat pada saat-saat paling awal ruang kosmos meluas secara eksponensial dengan ukuran berlipat dari satu momen ke momen berikutnya.
 |
| Garis waktu ekspansi metrik ruang , di mana ruang, termasuk bagian hipotetis alam semesta yang tidak dapat diamati, diwakili setiap waktu oleh bagian lingkaran. Di sebelah kiri, ekspansi dramatis terjadi pada zaman inflasi; dan di tengah, ekspansi dipercepat. |
Hal-hal yang meningkat secara eksponensial menjadi sangat besar dan sangat cepat sehingga inflasi kosmik ini cukup untuk memasukkan dentuman ke dentuman besar itu sendiri yang mengembang lebih cepat dari pada kecepatan cahaya yang pernah ada. Ini cukup untuk meregangkan alam semesta menjadi datar dan membuatnya seragam di mana-mana persis seperti yang kita lihat hari ini.
Menurut teori ini, alam semesta dijiwai oleh energi yang menyebabkan perluasan ekponensial, ketika perluasan ekponensial berakhir (meskipun kita tidak tahu mengapa itu berakhir), energi yang melekat pada alam semesta diubah menjadi materi dan radiasi yang menandai permulaan ruang dan waktu seperti yang kita pahami saat ini.
Ciri-ciri yang terlihat pada alam semesta modern hanya memungkinkan kita untuk melihat sepersekian detik terakhir dari inflasi, yaitu sekitar 10 −33. Selama waktu itu fisika sedikit lebih masuk akal tetapi, kita masih tidak tahu berapa lama periode inflasi berlangsung.
Dapatkah inflasi itu sendiri dimulai dengan singularitas? logika mengatakan tidak. Jika ekspansi eksponensial berarti menggandakan ukuran, kemudian berjalan sebaliknya maka, kita akan melihat alam semesta menyusut menjadi setengah ukurannya kemudian seperempat, seperdelapan, seperenambelas, dan seterusnya, menjadi semakin kecil, tetapi mereka tidak pernah mencapai nol. Dari sudut pandang matematika murni, singularitas ukuran nol adalah ketidakmungkinan.
Jadi, saat ini kita tidak memiliki alat untuk memahami atau menggambarkan inflasi lebih jauh ke belakang. Kita mungkin tidak akan pernah memahaminya. Asal-usul inflasi kosmik kembali ke masa pra-waktu di luar jangkauan sains dan masuk ke ranah spekulasi murni.
Pemahaman kita tentang kosmos bergantung pada ilmu fisika dan matematika yang masih terus berubah dan berkembang – Mungkinkah sifat sebenarnya dari alam semesta secara keseluruhan, selamanya tidak akan pernah dapat dipahami oleh otak kera kita?
Atau mungkinkah, besok, saat di mana ketidaktahuan kita berakhir adalah saat di mana Tuhan memutuskan menurunkan wahyu baru yang menjelaskan tentang kosmos?
Teori Big Bang dan Isyaratnya Dalam Al-Quran
Sekitar 1400 tahun yang lalu, Tuhan sebenarnya telah menurunkan wahyu terkait mengenai alam semesta. Dia menitipkan pesan wahyu itu pada Nabi Muhammad. Yang oleh Utsman bin Affan (orang menginisiasi pengumpulan wahyu-wahyu yang diturunkan Allah kepada Nabi Muhammad dalam satu kitab) diletakkan diurutan surat ke-51 dengan nomor ayat 47.
Wahyu itu berbunyi: “Dan langit Kami bangun dengan kekuatan dan sesungguhnya Kami meluaskannya.” (QS. Az-Zariyat: 47)
Isyarat yang disampaikan dalam ayat ini bisa dikatakan sangat senada dengan teori “Alam Semesta Mengembang” yang telah 100% diyakini kebenarannya oleh para fisikawan. Tidak ada lagi keraguan mengenai hal ini.
Dalam ayat ini, setidaknya ada tiga bagian yang saya pikir penting untuk dicermati, yaitu: banaynaha (kami membangunnya); bi-aydin (dengan kekuatan); lamusiuna (kami sungguh meluaskannya).
Banaynaha dengan akar kata triliteral ba nun ya muncul 184 kali dalam Al-Qur’an. Beberapa bentuk derivasinya mengandung makna sebagai berikut: Bana= membangun/ menyusun; bun’ynan= struktur; ib’na= anak/ keturunan; binaan= atap/ kanopi. Dari beberapa makna bentuk derivasi kata Banaynaha ini, kita dapat menangkap pesan bahwa langit yang dibangun, yang disampaikan dalam ayat ini, memiliki susunan struktur yang berlapis dan, membentuk atap atau kanopi yang melingkupi apa yang di bawahnya.
bi-aydin dengan akar kata triliteral hamza ya dal muncul 11 kali dalam Al-Qur’an. Beberapa bentuk derivasinya mengandung makna sebagai berikut: ayyada= mendukung; bi-aydin= dengan kekuatan. Dari beberapa makna bentuk derivasi kata bi-aydin ini, kita dapat melihat bahwa dukungan kekuatan (untuk membangun langit) yang isyaratkan dalam ayat ini, tampaknya berkorelasi dengan gaya (force).
Dalam Ilmu Fisika kita mengenal ada empat gaya fundamental yang bekerja di alam semesta, yaitu: Gaya Gravitasi, Gaya Elektromagnetisme, Gaya Nuklir Lemah, dan Gaya Nuklir Kuat. Keempat gaya ini menjadi kekuatan yang menjaga hukum (Fisika) yang bekerja dalam tatanan alam semesta.
lamusiuna dengan akar kata triliteral waw sin ayn muncul 32 kali dalam Al-Qur’an. Beberapa bentuk derivasinya mengandung makna sebagai berikut: wasia= mencakup/ memperluas/ memanjang/ meliputi; saat – saatan – wal-saati = mengamplitudo cara, sarana atau pun alat; wasiatan – wsiatin= luas. Dari beberapa makna bentuk derivasi yang memiliki akar kata yang sama dengan frase lamusiuna kita dapat menangkap pemahaman bahwa, langit yang “dibangun” dengan “kekuatan (gaya)” diperluas tetapi tetap dalam satu kesatuan.
Makna “mengamplitudo (cara, sarana atau pun alat)” yang dikandung kata ini menarik. Dalam fisika, amplitudo memiliki definisi: perpindahan atau jarak maksimum yang dipindahkan oleh suatu titik pada benda atau gelombang yang bergetar diukur dari posisi kesetimbangannya. Ini bisa dikatakan senada dengan apa yang disampaikan George Lemaitre dalam teori “Alam Semesta Mengembang” bahwa: alam semesta yang mengembang adalah sama ke segala arah — hukum yang sama diterapkan, dan komposisinya sama.
Jadi, meski pun hitungan dalam Ilmu Astrofisika menunjukan bahwa alam semesta mengembang dengan kecepatan yang luar biasa, ia tetap terjaga berada dalam hukum yang bekerja di alam semesta sehingga, setiap konsekuensi yang ditimbulkannya dapat melibatkan dan atau selaras dengan perkembangan variable-variable lain yang terkait di alam semesta. Kalimat sederhananya, peningkatan eskalasi yang ditimbulkan oleh alam semesta yang meluas akan senantiasa diiringi oleh peningkatan eskalasi fitur-fitur lain yang bekerja dalam hukum fisika alam semesta.
Hal ini lah yang disebut astronom dan fisikawan Amerika Robert H. Dicke sebagai “Fine-Tuning of the Universe” – bahwa alam semesta ini ada yang menyetelnya dengan sangat halus. Dikatakan “sangat halus” karena, perubahan setelan yang sedikit saja akan menimbulkan implikasi serius dan sangat masif.
Bayangkan anda diberi kesempatan mengoperasikan alam semesta menggunakan panel kontrol raksasa. penuh dengan kenop, dial, dan sakelar..
Dalam skenario ini, tidak perlu banyak mengutak-atik panel kontrol untuk menghancurkan seluruh atom. Agar sebuah atom stabil, orbit elektronnya harus jauh lebih besar daripada ukuran nukleus. Jika tidak, elektron-elektron berisiko menabrak.
Anda hanya perlu membuat gaya elekromagnetik sedikit lebih kuat dan elektron akan ditarik lebih kencang. Melemahkannya, akan membuat elektron dapat terbang dengan sendirinya seperti bintang yang terlempar dari galaksi.
Atau anda bisa melemahkan gaya nuklir kuat, kemudian proton dan neutron tidak akan saling berpelukan begitu erat, meningkatkan nukleus dan mempercepat kematian elektron.
Orbit elektron jauh dari satu-satunya aspek atom yang tampak disetel dengan halus. Neutron lebih berat daripada proton, sekitar sepertujuh dari satu persen. Fisikawan mengetahui hal ini berkat eksperimen yang semakin akurat.
Perbedaan kecil massa antara neutron dan proton lebih besar daripada massa elektron. Dan ini kuncinya. Jika elektron lebih berat daripada perbedaan massa antara dua sepupunya yang lebih besar, ia dapat ditangkap oleh proton dan diubah menjadi neutron. Dengan kata lain, Anda tidak dapat mengubah banyak massa elektron, proton, atau neutron, atom tidak akan ada. Utak-atik panel kontrol lebih jauh dan anda dapat menyebabkan lebih banyak kekacauan.
Alasan neutron lebih berat daripada proton adalah karena perbedaan massa quark mereka. Sebuah proton terdiri dari dua quark atas dan satu quark bawah. Dua bawah dan satu atas membuat neutron. Quark bawah sedikit lebih masif daripada quark atas, jadi neutron lebih besar daripada proton. Namun massa ini juga tampak tersetel dengan baik.
Jika perbedaan massa antara quark bawah dan atas lebih besar, seluruh sejarah alam semesta akan sangat berbeda.
Sebuah quark bawah akan dapat meluruh menjadi quark atas. Jika itu terjadi di dalam neutron, tiba-tiba neutron akan menjadi proton. Deutron – yakni pernikahan kunci antara proton dengan neutron – akan dibatalkan.
Itu berarti tidak ada fusi setelah Big Bang dan alam semesta hanya mengandung atom hidrogen. Tak satu pun dari 117 jenis atom – atau unsur – dalam table periodek lainnya akan ada. Tidak ada oksigen untuk Anda hirup atau zat besi untuk membawa oksigen itu ke seluruh tubuh anda.
Jadi dalam menyetel dial, sakelar, atau kenop pada panel kontrol alam semesta, sangat dibutuhkan kehati-hatian.
Terkait penyetelan halus yang bekerja pada panel kontrol alam semesta, Fisikawan dan Filsuf umumnya menganggap bahwa dengan penyetelan sangat halus itu semua hal tampaknya berada di tempat yang tepat untuk memungkinkan atom — dan hal-hal yang dibangun darinya — ada.
Demikianlah, penyetelan dengan “sentuhan sangat halus” ini bisa dikatakan bukti bahwa “SESUATU” dengan tangan yang SANGAT MANTAP bekerja di baliknya. Pemahaman ini bagaimana pun, dapat kita lihat sebagai titik di mana sains membuktikan keberadaan Tuhan Mahakuasa.
Baca juga: Kisah Pembentukan Atom Pertama Alam Semesta