Alam Semesta Menurut Sains Abad 21, Fisika Kuantum

0
46

Seratus tahun yang lalu, saat abad ke-19 mendekati akhirnya, para ilmuwan diseluruh dunia menganggap mereka telah berhasil menggambarkan kondisi fisik dunia secara akurat.

Tapi di penghujung dekade terakhir (Abad ke-19), sejumlah misteri mencuat ke permukaan. Roentgen menemukan berkas2 cahaya yang dapat menembus daging, karena tidak bisa dijelaskan ia menamainya Sinar X. beberapa bulan kemudian Henri Becquerel secara tidak sengaja menemukan bahwa sepotong biji Uranium memancarkan sesuatu yang menyebabkan pelat fotografi berkabut. Dan Elektron pembawa aliran Listrik ditemukan tahun 1897.

Sekalipun begitu, secara keseluruhan para pakar fisika (pada waktu itu) tetap tenang. Tidak satupun menduga kalau pandangan2 kaku mereka tentang dunia akan diguncang hebat dalam beberapa tahun kemudian. Konsep tentang alam semesta dan tekhnologi yang sama sekali baru disusun, yang mengubah kehidupan sehari2 di abad 20 dengan cara2 yang tidak terbayangkan sebelumnya.

Kalau kita mengatakan pada seorang pakar fisika tahun 1899 bahwa pada tahun 1999 seratus tahun kedepan, gambar bergerak akan dikirimkan ke rumah-rumah di seluruh dunia dengan satelit-satelit di langit, bahwa bom-bom dengan kekuatan yang tak terbayangkan akan mengancam spesies, bahwa antibiotika akan memusnahkan penyakit menular tapi lama kelamaan penyakit tersebut akan balik melawan, bahwa jutaan orang akan dapat melesat ke udara dengan pesawat yang mampu lepas landas tanpa bantuan manusia, bahwa mikroskop akan dapat melihat atom secara individu, bahwa orang-orang akan membawa telepon yang beratnya hanya beberapa ons dan berbicara dari manapun di dunia tanpa menggunakan kabel-kabel, atau bahwa sebagian besar keajaiban ini tergantung pada alat-alat yang hanya sebesar perangko, yang memanfaatkan teori baru bernama mekanika kuantum – kalau anda mengatakan semua ini pada akhir abad ke-19, bisa dipastikan pakar fisika tersebut akan menuduh anda sinting, edan, koplak, wong gemblung.

Jadi cukup adil untuk mengatakan bahwa ilmuwan2 terpelajar sekalipun, di ambang abad ke-20 sama sekali tidak memiliki bayangan akan apa yang bakal muncul.

Sekarang, pada saat kita tiba di abad ke-21 ada sejumlah petunjuk tentang masa depan. Salah satu petunjuk yang paling penting adalah minat dengan apa yang disebut dengan teknologi kuantum.

Di tahun 90-an penelitian atas teknologi kuantum menemukan sebuah hasil, tahun 1995 pesan-pesan kuantum yang ultra aman dikirimkan dari jarak sejauh 8 mil menunjukan bahwa internet kuantum akan dibangun dalam abad mendatang. Dan pada tahun 1998 teleportasi kuantum didemonstrasikan di 3 laboraturium di berbagai belahan dunia – di Innsbruck, di Roma, dan di Caltech (Dik Bouwmeester et al., “Percobaan Teleportasi Kuantum.” Nature 390 (11 Desember 1997) : 575-9) (Maggic Fox, “Penelitian Teleportasi yang mengerikan mendekatkan masa depan” Reuters 22 Oktober 1998).

Oleh karna itu, tidak mengejutkan bila pada pertengahan tahun 1990 sejumlah perusahaan mulai menggelar penelitian di bidang kuantum. Fujitsu Quantum Devices didirikan pada tahun 91. IBM membentuk tim penelitian kuantum di tahun 93 di bawah pimpinan pionir Charles Bennett (C H. Bennett et al., “Menteleportkan keadaan kuantum tak dikenal dengan menggunakan kanan-kanal klasik ganda dan Einstein-Podolsky-Rosen.” Physical Review Letters 70, 1993)

Kita kembali ke seratus tahun yang lalu. Para pakar fisika memahami bahwa energi (seperti halnya cahaya atau magnetisme atau listrik) merupakan gelombang yang terus menerus mengalir dan kita masih menyebutnya “gelombang radio” dan “gelombang cahaya”. Sebenarnya, pengenalan bahwa semua energy bersifat gelombang ini merupakan salah satu prestasi terbesar abad ke-19. Tapi ada satu masalah, ternyata kalau kita menyorotkan cahaya ke plat logam akan timbul aliran listrik, pakar fisika Max Planck mempelajari dan menyimpulkan bahwa energi tampaknya terdiri atas unit-unit individual, yang ia sebut kuanta. Penemuan bahwa energi muncul dalam bentuk kuanta ini merupakan titik awal fisika kuantum.

Beberapa tahun kemudian, Einstein menunjukan bahwa cahaya terdiri atas partikel-partikel yang dia sebut sebagai photon. Photon-photon ini menghantam plat logam dan melepaskan elektron-elektron dan menghasilkan listrik. Secara matematis perhitungan ini berjalan baik dan sesuai dengan pandangan bahwa cahaya terdiri atas partikel-partikel. Dan tidak lama kemudian para pakar fisika mulai menyadari bahwa bukan hanya cahaya, tapi semua energi terdiri atas partikel, malahan seluruh materi di alam semesta ini terdiri atas partikel-partikel. Atom-atom terdiri atas partikel yang berat dalam nukleusnya, electron yang ringan mendesing-desing di luarnya.
Jadi menurut pemikiran baru ini segala sesuatu adalah partikel dan tidak bergelombang.

Partikel-partikel ini unit yang sangat kecil atau kuanta, dan teori yang menjabarkan tingkah laku partikel-partikel ini disebut teori kuantum. Sebuah penemuan besar fisika abad 20. Para pakar fisika terus mempalajari partikel-partikel ini dan mulai menyadari bahwa ini merupakan entitas yang sangat aneh. Mereka tidak bisa yakin apa sebenarnya benda ini, kita tidak bisa mengukurnya dengan tepat, dan tidak bisa menebak apa yang akan mereka lakukan. Terkadang dua partikel saling berinteraksi sekalipun terpisah jarak sejuta mil. Teori ini tampak mulai aneh, dan terbukti dalam sejarah ilmiah, Scanner, Laser, Chip-chip komputer dibuat dengan mengandalkan mekanika kuantum.

Seorang pakar fisika bernama Hugh Everett menawarkan penjelasan yang berani, bahwa alam semesta kita, alam semesta yang kita lihat ini hanya satu dari alam-alam semesta yang tidak terbatas jumlahnya, yang keadannya berdampingan satu sama lain. Jadi ada alam semesta dimana Indonesia juara piala dunia sepak bola, dan alam semesta lain dimana kalah terus di babak kualifikasi. Dan juga sebuah dunia dimana kita gosok gigi tiap pagi, dan dimana tidak gosok gigi, begitu seterusnya, terus-menerus. Everett menyebutnya interpretasi “banyak dunia”.

Karena Everett mengklaim bahwa konsep banyak dunia ini benar-benar nyata, kenyataan alam semesta yang ada ini sangat banyak dan berdampingan dengan alam kita sendiri. Semua alam semesta ganda ini pada akhirnya disebut sebagai “Multi Semesta”.
Percobaan yang sangat sederhana, dirikan dua buah dinding, satu di depan dan satu di belakang. Pada dinding pertama terdapat sebuah celah.

Sekarang sorotkan cahaya ke celah dinding pertama tersebut, dinding di belakang akan terlihat garis putih ( berbentuk balok) sinar, hasilnya akan seperti ini, terlihat balok cahaya yang terkena sinar melewati celah.

Percobaan selanjutnya, sekarang buat lagi celah, berarti ada dua celah.

dinding di belakang akan terlihat serangkaian balok sinar, yang terkena cahaya dan tidak.

Sekarang buat lagi menjadi empat celah, setelah disorotkan kita akan melihat separuh balok dari jumlah sebelumnya, karena satu dari setiap balok berubah gelap.

Lebih banyak celah berarti lebih sedikit balok, kenapa?

Menurut pakar fisika abad ke-19, cahaya yang melewati celah bertingkah laku seperti dua buah gelambang yang saling menumpuk, di beberapa tempat cahaya itu saling memperkuat, dan di tempat lain saling memadamkan. Ini adalah pola intervensi. Sangat diterima pada saat semua orang percaya bahwa cahaya merupakan sebuah gelombang.

Tapi sejak Einstein, kita tahu bahwa cahaya terdiri atas partikel yang di sebut photon, bagaimana menjelaskan bahwa sejumlah photon menciptakan pola sepeti ini?? Dan ternyata photon-photon itu menciptakan pola intervensi, saling memperkuat dan saling memadamkan.
Seberkas cahaya itu mengeluarkan milyaran photon-photon, karena dengan detektor photon kita bisa mengukur seberapa banyak photon yang di keluarkan oleh seberkas cahaya.

Percobaan selanjutnya menggunakan detektor photon, dengan mengurus satu photon saja . Membuat seberkas cahaya yang begitu lemah hingga hanya satu photon yang keluar setiap kalinya, dengan meletakkan detektor photon yang sangat peka hingga bisa mengenali satu photon yang mengenainya. Berarti tidak mungkin ada gangguan dari photon2 lain, karena berurusan hanya dengan satu photon saja. Photon-photon tersebut menerobos celah satu demi satu, dan setelah beberapa jam kita mendapatkan hasilnya, kurang lebih seperti ini.

Yang kita lihat adalah photon2 individu yang mendarat hanya ditempat2 tertentu, dan tidak pernah ditempat lain. Tingkah laku photon ini sama seperti berkas cahaya biasa dan tidak ada photon lain yang mengintervensi karena memang hanya satu photon. Tapi ada sesuatu yang mengintervensi photon-photon ini, karena photon ini tetap membentuk pola intervensi yang biasanya. Jadi apa yang mengintervensi satu photon tunggal ini???

Yang dapat mengintervensi photon adalah photon juga, tapi dimana? Ada detektor tapi tidak bisa mendeteksi kehadiran photon lain satu pun, jadi dimana photon-photon yang mengintervensi ini??

Ini membuktikan bahwa realita jauh lebih luas daripada yang kita lihat dalam alam semesta kita. Intervensi memang terjadi, tapi kita tidak bisa melihat penyebabnya dalam alam semesta kita. Oleh karena itu, photon yang mengintervensi pasti berada di alam semesta lain, dan itu membuktikan bahwa alam semesta lain memang ada, dan alam-alam semesta tersebut kadang berinteraksi dengan alam semesta kita sendiri.

(dirangkum dari berbagai sumber)

NO COMMENTS

LEAVE A REPLY