Ini merupakan lanjutan dari artikel sebelumnya: Cahaya Pertama di Alam Semesta.
Alam semesta dimulai hampir 14 miliar tahun yang lalu, tetapi pembentukan atom pertama adalah momen yang sangat monumental dalam sejarahnya sehingga gema dari peristiwa tersebut tetap menjadi pendamping kita yang tidak terlihat sepanjang hidup kita. Echoes in eternity (menggema di keabadian), demikian sebagian kalangan menyebutnya. Pemahaman ini juga yang melatarbelakangi narasi serial dokumenter Netflix, Our Universe, yang dinarasikan oleh Morgan Freeman.
Anda mungkin berpikir bahwa kemunculan atom tidak dapat dihindari. Bahwa itu adalah takdir yang tak terhindarkan dari alam semesta yang terbuat dari cahaya dan materi. Tapi faktanya, tidak seperti itu.
Fakta yang akan saya ulas di bawah ini menunjukkan bahwa, bahkan di titik paling fundamental di awal terbentuknya alam semesta sekalipun, Tuhan tetap menunjukkan adanya opsi alternatif. Kemungkinan lain. Meski pun kemungkinan itu sangat langkah, nyaris tidak mungin terjadi, tetapi bagaimanapun juga itu tetaplah sebuah kemungkinan – dan bahwa kemungkinan itu tetaplah ada.
Filsuf dan penulis Kanada Leslie meminta kita membayangkan versi skenario ini dalam bukunya tahun 1989, Universes. Bayangkan anda dengan tangan terikat – berada di depan regu tembak yang siap meng-eksekusi anda. Para prajurit mengangkat senjata mereka dan mengarahkan laras senapan tepat ke dada anda. Saat itu, pikiran dan tubuh anda telah bersiap untuk nafas terakhirnya. Setelah melepas tembakan, ternyata, semua peluru meleset.
Betapa ini tampaknya tidak mungkin. Tapi itu terjadi. Untuk situasi ini, anda berutang pada keberadaan anda pada rangkaian peristiwa yang sangat tepat yang menyertai setiap kemungkinan. Setiap penyimpangan dalam rangkaian peristiwa akan membawa anda berada di situasi tertentu – dan itu menggagalkan anda berada di situasi lain. Kisah alam semesta kita – dan atom-atomnya – adalah kisah serupa.
Sejak kelahirannya 13,8 miliar tahun yang lalu, alam semesta telah berubah dari tidak memiliki atom sama sekali menjadi penuh dengan lebih banyak atom daripada yang dapat kita hitung dalam triliunan masa hidup.
Atom ada di mana-mana sehingga kita menganggapnya biasa saja. Atom ada di mana-mana namun, atom adalah entitas yang memiliki banyak kemungkinan – di mana sedikit kesalahan – yang sangat halus sekalipun – akan membuatnya padam dalam sekejap. Mengacaukan fisika sedikit saja dan setiap jejak kimia dan bilologi akan memudar.
Bayangkan anda bisa mengoperasikan alam semesta menggunakan panel kontrol raksasa. penuh dengan kenop, dial, dan sakelar – masing-masing bertanggung jawab atas beberapa properti utama keberadaan.
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.
Seorang fisikawan akan mengatakan bahwa gaya-gaya ini tampak ‘tepat’. Dial harus berada di lokasi yang cukup tepat jika tidak, atom tidak akan ada. Dan salah satu orang pertama yang membahas apa yang disebut penyetelan halus ini secara mendetail, tidak lain adalah Robert Dicke pada tahun 1961.
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 – memang, pada tahun 2021 sepasang peneliti dari Florida State University mengukur rasio massa deutron terhadap proton dengan akurasi 4,5 bagian dalam satu triliun.
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.
Mengubah massa quark bukanlah satu-satunya cara untuk memadamkan deutron. Mereka hanya ada karena gaya nuklir kuat dapat mengikat proton ke neutron. Jadikan kekuatan itu hanya sembilan persen lebih lemah dan akan terlalu lemah untuk menyatukan deutron.
Pergi ke arah lain – meningkatkan gaya nuklir kuat hanya dengan dua persen – akan memiliki konsekuensi yang lebih mendalam. Itu akan cukup kuat untuk mengikat dua proton bersama-sama – suatu bentuk hidrogen yang disebut diproton.
Kita belum pernah menemukan diproton di alam semesta nyata dan hanya ada di laporan – dan belum dikonfirmasi dalam suatu percobaan di tempat seperti pabrik sinar isotop radioaktif di Jepang.
Seandainya mereka ada setelah Big Bang, mereka akan dengan cepat melebur menjadi helium dan semua hidrogen akan menghilang dengan cepat dari alam semesta. Kita akan hidup di alam semesta yang didominasi helium, bukan yang didominasi oksigen. bukan yang didominasi hidrogen.
Jadi, dial, sakelar, atau kenop mana pun yang kita renungkan di panel kendli besar alam semesta, sangat mudah untuk menghilangkan atom.
Dengan kata lain, semua pengaturan tampaknya berada di tempat yang tepat untuk memungkinkan atom – dan hal-hal yang dibangun darinya – ada.
Fisikawan dan filsuf telah mengajukan tiga gagasan luat untuk menjelaskan masalah penyetelan halus ini
Pertama, mungkin itu hanya kebetulan. Lagi pula, semua pengaturan harus ada di suatu tempat dan – meskipun hampir tidak mungkin – semuanya bisa saja jatuh di tempat yang tepat untuk memunculkan atom pertama sekitar 380.000 tahun setelah Big Bang.
Menurut satu akun, kemungkinannya sekitar satu banding 65 miliar triliun. Itu kira-kira peluang yang sama untuk anda memilih matahari ketika diminta untuk memilih secara acak dari tas yang berisi semua bintang di alam semesta yang dapat diamati.
Banyak yang menganggap peluang ini terlalu ekstrim untuk diterima dan melihat “Penyetelan halus alam Semesta” (Fine-tuned universe) ini sebagai bukti bahwa sesuatu dengan tangan yang mantap bekerja di baliknya.
Dengan kata lain, itu bukan kecelakaan tetapi tindakan yang disengaja untuk menyetel tombol secara manual ke tempat yang tepat. Bisa dikatakan ini adalah titik di mana sains membuktikan keberadaan Tuhan Mahakuasa.
Tapi orang yang tidak beragama, seperti ateis (yang anehnya banyak menjangkiti ilmuwan sains) selalu saja memiliki alasan walaupun itu malah menjadikannya seperti orang bodoh, jauh dari kesan intelek – dengan mengatakan bahwa itu bisa jadi perbuatan makhluk berperadaban sangat maju yang merasa bosan, lalu membuat the sims versi kehidupan nyata mereka sendiri.