Kembali Ke Permulaan Alam Semesta
Apabila kita kembali kepada masa silam alam
ini, kita akan melihat bintang-bintang gergasi membakar hidrogen dan helium
untuk menghasilkan elemen berat yang lain seperti karbon dan besi. Jika kita
kembali lebih lagi, kita akan mendapati elemen-elemen yang berat telah hilang
dan mereput menjadi elemen yang lebih ringan, dan maka kita telah sampai kepada
alam yang terdiri daripada elemennya, hidrogen, deuterium, tritium, helium dan
mungkin sedikit litium. Jika kita balik lebih jauh lagi, kita akan sampai
kepada suatu peringkat di amana tenaga foton tidak akan membenarkan atom
hidrogen untuk kekal stabil. Maka kita akan mendapati atom-atom ini terbahagi
kepada elektron, nuklei hidrogen (proton), nuklei isotop hidrogen dan nuklei
helium. Kemudiannya kita sampai kepada alam yang terdiri dari hadron (seperti
proton), lepton (seperto elektron dan neutrini) dan foton. Jika kita kembali
lebih jauh lagi, suhu alam akan menjadi sangat tinggi sehingga tenaga tinggi
foton akan membenarkan pengeluaran zarah material apabila berlanggar antara
satu sama lain. Kita juga mendapati zarah jirim dan antijirim muncul dan
memusnahkan antara satu sama lain di dalam alam yang terdiri dari foton (atau
tenaga memandangkan foton tidak berjisim), lepton, kuark, antikuark dan juga
boson.
Walaubagaimanapun, kita tidak mampu untuk
kembali melepasi jurang dan halangan yang menghalang pemerhatian saintifik kita
ke atas apa yang ada di sebaliknya. Halangan ini wujud apabila suhu lebih
kurang 1032 K dan pada waktu 10-43 saat setelah permulaan
alam semesta. Hukum fizik tidak bekerja sebelum satu masa Planck-- walaupun
pastinya, wujud beberapa spekulasi bagaimana teori tetali dapat bekerja sebelum
waktu itu.
________________________
1. Foto: laman web NASA.
Kredit: NASA, ESA, G. Illingworth (University
of California, Santa Cruz), R. Bouwens
(Universiti California, Santa Cruz dan
Universiti Leiden), dan Pasukan HUDF09.
Boleh didapati di:
http://www.nasa.gov/mission_pages/hubble/science/farthest-galaxy.html
Delusi
Ateisme oleh Ahmad Al-Hassan 501
Apa pun,
sekurang-kurangnya kita boleh membayangkan suatu zaman di mana daya graviti
yang sekuat interaksi nuklear seperti yang dibincangkan di atas. Medan graviti
tercipta bukan sahaja oleh jisim-jisim zarah, malah oleh segala bentuk tenaga.
Bumi akan berputar mengelilingi matahari lebih pantas sedikit jika matahari
tidak panas, kerana tenaga pada haba matahari menambah sedikit kepada sumber
gravitinya. Pada suhu yang sangat tinggi, tenaga dari zarah di dalam
keseimbangan termal boleh menjadi sangat besar sehingga daya graviti antara
mereka menjadi sekuat mana-mana daya yang lain. Kita boleh menjangkakan keadaan
ini telah dicapai pada suhu kurang lebih 100 juta juta juta juta juta darjah
(1032 ° K).
Pada darjah suhu
ini, segala jenis perkara aneh sepatutnya telah terjadi. Bukan sahaja daya
graviti menjadi kuat dan pengeluaran zarah oleh medan graviti yang banyak,
malah idea berkenaan "zarah" itu sendiri sebenarnya belum mempunyai
apa-apa makna. “Ufuk” tersebut, suatu jarak yang mana jauhnya menyebabkan
mustahil untuk menerima apa sahaja isyarat (lihat halaman 368), pada waktu ini
lebih dekat dari satu panjang gelombang sebuah zarah biasa di dalam
keseimbangan termal. Ringkasnya, setiap zarah akan menjadi sebesar alam yang
dapat diperhatikan.
Kita tidak cukup
tahu tentang sifat kuantum milik graviti untuk membuat sebarang spekulasi
pintar berkenaan sejarah alam ini sebelum masa tersebut. Kita dapat membuat
anggaran kasar bahawa suhu 1032 ° K telah dicapai setelah 10-43
setelah permulaan, namun tidak jelas samada anggaran ini mempunyai sebarang
makna. Maka, tanpa mengira jika halangan lain telah ditiadakan, wujud satu
halangan, pada suhu 1032 ° K yang masih menghalang pandangan kita ke
atas zaman yang paling awal.
Apa pun, tiada satu
pun ketidakpastian ini memberi kesan kepada astronomi pada tahun 1976. Poinnya
adalah, pada saat pertama, alam ini diandaikan berada di dalam keadaan
keseimbangan termal, di mana nombor dan pengagihan semua zarah, termasuk neutrino,
akan ditentukan oleh hukum mekanik statistikal, bukan oleh sifat sejarah mereka
sebelumnya. Apabila kita mengukur betapa banyaknya helium hari ini, atau
radiasi gelombang mikro, atau malah neutrino, itu bermakna kita sedang
memerhatikan tinggalan keseimbangan termal yang berakhir pada akhir saat
pertama. Setakat yang kita tahu, tiada apa yang boleh kita perhatikan
bergantung pada sejarah alam semesta sebelum masa itu. (Khususnya, tiada apa yang kita perhatikan
sekarang bergantung pada samada alam semesta adalah isotropik dan homogen
sebelum detik pertama, kecuali mungkin nisbah foton-ke-nuklear-zarah itu
sendiri.).
Delusi
Ateisme oleh Ahmad Al-Hassan 502
Seolah-olah makan
malam disediakan dengan penuh berhati-hati - bahan-bahan yang paling segar,
rempah-rempah yang dipilih dengan teliti, wain terbaik - dan kemudian dicampak
kesemuanya dalam periuk yang besar untuk direbus selama beberapa jam. Jika begitu keadaannya, tentu sukar walapun
untuk seorang yang teliti mengetahui apa yang dihidangkan kepadanya.”[1]
“Kira-kira 14 bilion
tahun yang lalu, pada permulaan masa, semua ruang, jirim dan tenaga alam yang
diketahui, dapat dimasukkan ke dalam kepala jarum. Alam semesta ketika itu
sangat panas sehingga daya-daya asas alam, yang secara kolektif menggambarkan
alam semesta, digabungkan menjadi satu daya yang disatukan. Apabila alam
semesta bergemuruh pada suhu 1030 darjah dan hanya berumur 10-43
saat - masa di mana semua teori jirim dan ruang tidak mempunayai apa-apa makna
- lubang hitam secara spontan terbentuk, hilang, dan terbentuk semula akibat
dari tenaga yang terkandung dalam kesatuan medan daya. Di bawah keadaan yang
melampau ini, dalam apa yang diakui sebagai fizik spekulatif, struktur ruang
dan masa menjadi sangat melengkung apabila ia menggelegak kepada struktur yang
berbentuk span dan berbuih. Semasa zaman
ini, fenomena yang diterangkan oleh teori kerelatifan am Einstein (teori
graviti moden) dan mekanik kuantum (penerangan jirim pada skala terkecilnya)
tidak dapat dibezakan.”[2]
Kita hanya dapat mengetahui tentang permulaan
alam ini dengan cara kita pulang semula ke masa silam bersama maklumat yang
kita ada sekarang, yang diperolehi dari pemerhatian dan pengukuran, serta
dilengkapi dengan persamaan yang terbukti dan hukum jirim, seperti persamaan
Einstein, teori kerelatifan am dan khas beliau, dan teori kuantum Planck.
Banyak perkara yang dibentangkan oleh
ahli kosmologi dan ahli fizik teoritikal berkaitan model piawai, teori dentuman
besar, dan perjalanan alam ini (khususnya dlam beberapa minit pertama) adalah
berdasarkan pengukuran tepat ke atas apa yang ada dalam alam kita sekarang ini.
Sememangnya, kita tidak biasa dengan semua ini di dalam kehidupan seharian
kita, malah kita mungkin menganggap ia sebagai aneh. Bagaimanapun ia bukanlah
fiksyen, sebaliknya ia merupakan realiti yang mengelilingi kita. Teori
kerelatifan am telah meramalkan kewujudan lohong hitam, dan kesan lohong hitam
tersebut diperhatikan di alam ini. Akhirnya, ia dipantau dengan tepat pada abad
kedua puluh satu, dan bukan lagi sekadar kemungkinan yang dijangkakan oleh
teori saintifik seperti teori Einstein, Boson Higgs telah dipantau pada abad ke
21 dalam Pelanggaran
_______________________
[1] Sumber (Weinberg - Tiga minit pertama kehidupan alam
semesta: ms 162-164. 1933 (saintis dalam teori fizik dan pemenang Hadiah Nobel
pada 3/5/1979 Steven Weinberg)
[2] Sumber (Tyson dan Smith - Permulaan): ms
17
Delusi
Ateisme oleh Ahmad Al-Hassan 503
Hadron dan begitu juga dengan zarah kuantum
lain di dalam fizik moden, yang bermula dengan teori kuantum Max Planck dan
teori kerelatifan serta persamaan tenaga dan jirim oleh Einstein. Realiti
bukanlah seperti apa yang disangkakan, begitu juga dengan pemahaman ke atas
konsep masa dan ruang. Manusia bukan lagi sekadar mempunyai persamaan dengan
tumbuhan dan haiwan kerana dihubungkan oleh pelan genetik sama, yang terbentuk
pada kemunculan pertama hidupan di bumi, malah sekarang mempunyai persamaan
dengan mana-mana batu, besi atau elemen jirim, walaupun yang tidak mempunyai jasad
hidup di dalamnya. Semua kita terdiri dari lepton dan hadron, yang kemudiannya
terdiri dari kuark.
Ahli kosmologi dan ahli teori fizik sekarang
dapat menyatakan dengan keyakinan yang berasas bahawa mereka telah mengembara
pulang ke zaman silam secara teori sehingga ke permulaan alam ini. Mereka telah
meramalkan sifat alam ini. Mereka telah
melihat bagaimana hadron, lepton dan antilepton telah terbentuk dari tenaga dan
saling memusnahkan antara satu sama lain agar hanya satu bahagian dari sebilion
jirim (atau hadron dan lepton) kekal. Mereka telah melihat bagaimana empat daya
(graviti, elektromagnet, nuklear kuat dan nuklear lemah) telah terbentuk,
diikuti oleh pembentukan nuklei hidrogen dan helium, diikuti oleh atom ringan,
seperti atom hidrogen, helium dan
litium. Mereka melihat bagaimana
elemen-elemen ini lemudiannya berkumpul di dalam awanan gas gergasi yang
bergerak dan berubah, meningkatkan suhu mereka sehingga mereka mencapai
pelakuran nukleaus. Kemudian terbentuklah kilang-kilang nuklear gergasi yang
kita sebut sebagai bintang, di mana elemen-elemen yang berat seperti karbon dan
besi di masak. Bintang tersebut itu kemudiannya akan meletup setelah kehabisan
bahan api nuklear, menyebarkan elemen-elemen ini ke seluruh alam dan membentuk
sebahagian dari planet atau bintang-bintang generasi seterusnya. Ini berterusan sehingga akhirnya
membentuk alam yang kita lihat hari ini.
Ahli kosmologi mungkin dapat menyatakan semua
di atas, namun dapat juga disebutkan secara saintifik bahawa semua yang kita perhatikan
dan semua hukum yang kita temui hanya menyebutkan tentang sifat suatu tempat di
dalam alam yang kita diami. Dengan kata lain, kawasan yang kita perhatikan dan
tinggal di dalamnya dan yang kita sebut sebagai “alam ini” hanyalah satu
bahagian dari alam ini, dan sifat yang kita perhatikan dan hukum yang kita
tulis hanya memberikan sebuah ekspresi untuk kawasan ini sahaja. Kita boleh
bayangkan kawasan ini di dalam dalam ini sebagai sebuah bongkah ais yang
terapung pada salah satu dari lautan di bumi ini. Ada juga sebuah permulaan
alam ini yang disekat dari kita sepenuhnya—ia tidak dapat diperhatikan dan
perinciannya tidak dapat ditentukan sepenuhnya. Apa sahaja yang dibentangkan
berkenaan isu ini akan sentiasa terdiri dari kemungkinan dan andaian.
Dalam gambaran ini ini
(tentang apa yang berlaku dalam tiga minit pertama permulaan alam semesta), mungkin
meninggalkan
Delusi
Ateisme oleh Ahmad Al-Hassan 504
pada pembaca dengan
perasaan kepastian saintifik yang melampau. Mungkin benar. Bagaimanapun, saya
tidak mempercayai kemajuan saintifik sentiasa perlu didahului dengan minda
terbuka. Selalunya kita perlu untuk melupakan keraguan diri dan mengikuti
akibat dari andaian kita ke mana sahaja ia membawa kita—perkara besar bukanlah
untuk bebas dari prejudis teoritikal, tetapi untuk mempunyai prejudis
teoritikal yang tepat. Dan sentiasa keadaannya, ujian untuk mana-mana prasangka
teoritikal adalah ke mana ia membawa kita. Model piawai alam awal telah
memperolehi beberapa kejayaan, dan ia memberikan kerangka kerja yang
koheren untuk program eksperimental di
masa hadapan. Ini bukanlah bermaksud ia benar, namun ia menunjukkan ia wajar
diberikan perhatian serius.
Pun begitu, wujud
satu ketidakpastian yang besar berkenaan model piawai. Mendasari semua
pengiraan yang diterangkan dalam bab ini ialah Prinsip Kosmologi, andaian
bahawa alam semesta adalah homogen dan isotropik. (Kami maksudkan “homogen”
sebagai alam ini tampak sama kepada mana-mana pemerhati yang dibawa bersama
perkembangan umum alam ini, di mana sahaja lokasi pemerhati tersebut; berkenaan
“isotropik” pila, kami maksudkan alam ini tampak sama dari mana sahaja arah
pemerhati tersebut. Kita dapat mengetahui dari pemerhatian terus bahawa radiasi
latar belakang gelombang mikro kosmik adalah sangat isotropik kepada kita, dan
dari sini, kami membuat kesimpulan bahawa alam ini adalah sangat isotropok dan homogen
sejak radiasi tidak lagi seimbang dengan jirim, pada suhu kurang lebih 3,000°
K. Bagaimanapun, kita tidak mempunyai bukti bahawa Prinsip Kosmologi adalah
sahih pada waktu awalnya.
Adalah
berkemungkinan bahawa alam ini pada awalnya sangat tidak homogen dan sangat
tidak isotropik, namun kemudiannya telah dilincirkan oleh daya geseran yang
dikenakan oleh bahagian-bahagian alam yang sedang berkembang ini ke atas satu
sama lain. Model yang bercampuran ini telah diadvokasikan khususnya oleh
Charles Misner dari Universiti Maryland. Turut berkemungkinan haba yang di
hasilkan oleh proses homogenisasi dan isotropikasi bergeser alam ini
bertanggungjawab untuk jumlah ratio yang besar foton kepada zarah nuklear,
1,000 juta kepada satu, yang wujud pada masa sekarang. Walaubagaimanapun,
setahu saya, tiada siapa boleh menjelaskan mengapa alam ini perlu mempunyai
sebarang bentuk awal sifat tidak homogen atau isotropik, dan tiada siapa yang
tahu cara untuk mengira haba yang dihasilkan dalam proses pelinciran tersebut.
Pada pandangan
saya, respon terbaik untuk ketidakpastian ini bukanlah (seperti yang disukai
oleh sesetengah ahli kosmologi) dengan menolak model piawai, sebaliknya dengan
mengambil
Delusi
Ateisme oleh Ahmad Al-Hassan 505
serius dan
menyelesaikan sebarang konsekuensi yang terhasil dengan teliti, walaupun dengan
harapan sekadar menjawab percanggahan melalui pemerhatian. Malah bukanlah suatu
perkara yang jelas untuk sifat awal tidak isotropik dan tidak homogen pada
jumlah yang besar akan mempunyai kesan kepada kisah yang diceritakan di dalam
bab ini. Mungkin alam ini telah dilincirkan dalam beberapa saat yang pertama;
jika begitu halnya, pengeluaran kosmologikal untuk helium dan deuterium dapat
dikira seolah-olah Prinsip Kosmologikal sentiasa sah. Walaupun jika sifat tidak
isotropik dan tidak homogen alam ini kekal selepas era sintesis helium, dan
pengeluaran helium dan deuterium di dalam mana-mana rumpun yang berkembang
hanya akan bergantung kepada kadar perkembangan di dalam rumpun tersebut, dan
mungkin tidak akan banyak berbeza dari pengeluaran yang dikira di dalam model
piawai. Mungkin keseluruhan alam yang dapat kita lihat kebelakang di dalam masa
sehingga ke zaman nukloesintesis hanyalah rumpun homogen dan isotopik di dalam
sebuah alam lebih besar yang tidak homogen dan tidak isotropik.
Ketidakpastian yang
menyelubungi Prinsip Kosmologikal menjadi sangat penting apabila kita melihat
jauh ke masa silam sewaktu permulaan alam atau melihat jauh ke depan ketika
pengakhiran alam ini. Saya akan banyak terus bergantung kepada Prinsip ini di
dalam dua bab terakhir. Bagaimanapun, kita perlu sentiasa mengakui bahawa model
kosmologikal ringkas kita mungkin hanya menjelaskan sebuah bahagian kecil alam
ini, atau sebahagian terhad dalam sejarahnya.”[1]
Hakikatnya, Steven Weinberg mempercayai,
mungkin di masa hadapan, akan menjadi jelas kepada kita bahawa apa yang kita
anggap sebagai hukum fizik sejagat adalah sebenarnya hukum yang dicipta dan
didasarkan kepada peristiwa sejarah, contohnya seperti pusingan planet-planet
di dalam sistem solar mengelilingi matahari, sebabnya adalah arah pusingan
awanan debu bergas yang merupakan asal usul matahari dan planet. Awanan ini
sebelumnya berpusing mengikut arah tersebut, dan inilah sebabnya planet-planet
membuat pusingan pada arah yang sama. Ini adalah peristiwa sejarah dan bukanlah
hukum fizik.
“Sudah pasti, apa
sahaja determinisme yang terus wujud di dalam prinsip ini tidak banyak membantu
apabila kita harus berurusan dengan sistem sebenar yang tidak ringkas, seperti
pasaran saham atau kehidupan di bumi. Gangguan dari peristiwa sejarah telah
meletakkan had kekal ke atas apa yang kita boleh jelaskan. Apa sahaja
penjelasan berkenaan hidupan di buka bumi hari ini perlu mengambil kira
kepupusan dinosaur enam puluh lima juta tahun yang lalu, yang kini dijelaskan
oleh impak
___________________________
[1] Sumber (Weinberg - Tiga minit pertama alam
semesta): ms 133-135
Delusi
Ateisme oleh Ahmad Al-Hassan 505
sebuah komet, namun
tiada siapa yang boleh menjelaskan mengapa sebuah komet dapat menimpa bumi
hanya pada waktu tersebut. Harapan paling ekstrem untuk sains adalah kemampuan
kita untuk menjelaskan semua fenomena alami melalui hukum-hukum terakhir dan
peristiwa sejarah.
Gangguan peristiwa
sejarah ke atas sains juga bermakna kita harus berhati-hati dengan jenis
penjelasan yang kita mahukan dari hukum-hukum terakhir kita. Sebagai contoh,
apabila Newton mencadangkan hukum gerakan dan graviti, bantahan telah diberikan
bahawa hukum-hukum ini tidak menjelaskan salah satu dari ketetapan yang
menonjol dalam sistem solar, iaitu semua planet mengelilingi matahari mengikut
arah yang sama. Hari ini kita mengetahui ia adalah suatu peristiwa sejarah. Cara semua planet mengelilingi matahari adalah
akibat daripada cara sistem solar terkondensasi dari cakera gas yang berputar.
Kita tidak mampu untuk mengetahui hal ini hanya dari hukum pergerakan dan
graviti semata-mata. Pengasingan hukum dan sejarah adalah urusan yang sulit,
suatu urusan yang kita belajar melakukannya sambil kita meneruskan perjalanan
ini.
Bukan sahaja
berkemungkinan apa yang kita anggap sekarang sebagai keadaan/syarat awal yang
berat sebelah dapat disimpulkan dari hukum-hukum sejagat - ia juga
berkemungkinan sebaliknya bahawa prinsip yang kini kita anggap sebagai hukum
sejagat akhirnya akan mewakili peristiwa sejarah. Baru-baru ini beberapa ahli
fizik teoritikal telah bermain dengan idea bahawa apa yang biasanya kita sebut
sebagai alam semesta, awanan galaksi yang berkembang dan memanjang ke semua
arah untuk sekurang-kurangnya sejauh berpuluh bilion tahun cahaya, hanyalah
sub-alam, sebahagian kecil dari alam-mega yang lebih besar, yang terdiri
daripada banyak bahagian.” [1]
___________________
1. Sumber (Weinberg - Dreams of the Final
Theory): ms 40-41
Sebelum ✡✡ Kandungan ✡✡ Berikutnya
Tiada ulasan:
Catat Ulasan