Kelanjutan
dari artikel: Berpikir Lurus tentang Kelengkungan Ruang Angkasa
Bentuk Ruang
Kelengkungan bukanlah satu-satunya pertanyaan fundamental mengenai sifat. Begitu kita menerima ruang bukanlah kekosongan yang tak terbatas, melainkan sebuah benda fisik
yang mungkin tak terbatas dengan properti-properti tertentu, kita dapat
mengajukan berbagai pertanyaan aneh tentang hal itu. Misalnya, tentang ukuran
dan bentuk ruang?
Ukuran
dan bentuk menyediakan informasi tentang seberapa luas dan bagaimana ruang terhubung dengan dirinya sendiri. Karena ruang berbentuk datar, bukannya berbentuk menyerupai kentang atau
pelana kuda (atau kentang di pelana kuda), gagasan tentang ukuran dan bentuk
ruang tampak tidak logis. Lagipula, jika memang datar, berarti ruang akan terus meluas selamanya, bukan? Belum tentu!
 |
| Pastinya bukan bentuk ruang |
Ruang bisa saja datar dan tak terbatas. Barangkali datar dan memiliki ujung, atau bahkan lebih aneh lagi, datar dan berputar
mengelilingi dirinya sendiri.
Bagaimana
ruang bisa memiliki ujung? Sebenarnya, tidak ada alasan yang membatasi
mengapa ruang memiliki batas meskipun datar. Misalnya, sebuah cakram adalah permukaan dua dimensi datar dengan ujung yang halus terus menerus. Mungkin
ruang tiga dimensi juga memiliki batas di beberapa titik berkat
beberapa properti geometris yang aneh di bagian tepinya.
Yang
lebih menarik adalah kemungkinan ruang itu datar namun melingkar, seperti permainan video game
(Asteroid atau Pac-Man) yang jika kita bergerak melampaui tepi layar, maka akan muncul di sisi lain. Ruang mungkin dapat terhubung dengan
dirinya sendiri dengan cara tertentu yang tidak kita sadari. Misalnya lubang cacing yang diprediksi teoritis relativitas umum. Lubang cacing menghubungkan dua titik yang saling berjauhan. Bagaimana jika semua bagian tepi ruang terhubung dengan cara serupa? Kita tidak tahu.
Kuantum Ruang
Akhirnya, kita bisa bertanya apakah ruang sebenarnya terdiri dari ruang-ruang kecil yang terpisah, mempunyai karakteristik masing-masing seperti piksel
di layar TV. Atau lebih halus dan tak terhingga, sehingga ada sejumlah tempat yang tak terbatas yang menyebabkan kita dapat berada di antara
dua titik di dalam ruang?
Di masa lalu, para ilmuwan tidak pernah membayangkan bahwa udara terdiri dari
molekul-molekul kecil. Bagaimanapun juga udara tampak bersifat kontinyu. Berfungsi sebagai pengisi volume apapun dengan sifat yang dinamis (seperti angin dan cuaca). Namun, sekarang kita tahu bahwa udara sebenarnya adalah gabungan dari perilaku miliaran molekul udara, bukannya sifat fundamental dari molekul itu sendiri.
Skenario
ruang yang halus tampaknya lebih logis bagi kita. Untuk bergerak melalui ruang kita harus melintasinya secara kontinyu. Kita tidak melompat dari piksel ke piksel layaknya karakter video game saat bergerak melintasi
layar.
Atau apakah memang sebenarnya seperti itu?
 |
| Lari, ini adalah diagram lingkaran |
Mengingat
pemahaman kita saat ini tentang alam semesta, sebenarnya akan lebih mengejutkan
lagi jika ruang sebenarnya lebih halus. Itu karena kita tahu
bahwa segala sesuatu terkuantisasi. Materi terkuantisasi, energi terkuantisasi, gaya terkuantisasi. Selain itu, fisika kuantum menunjukkan adanya jarak terkecil, yaitu sekitar 10-35 meter.
Jadi dari perspektif mekanika kuantum, masuk akal jika ruang juga terkuantisasi. Tapi sekali lagi, kita sama sekali tidak tahu.
Tapi, minimnya pengetahuan tidak pernah bisa menghentikan para fisikawan untuk membayangkan
kemungkinan-kemungkinan gila! Jika ruang terkuantisasi, berarti saat kita bergerak melintasinya, maka kita sebenarnya melompat
dari lokasi kecil ke lokasi kecil lainnya. Dalam pandangan ini, ruang adalah jaringan simpul yang saling terhubung, seperti stasiun dalam sistem kereta
bawah tanah. Setiap simpul mewakili sebuah lokasi dan hubungan antara simpul
mewakili hubungan antara lokasi ini. Gagasan ini berbeda dengan gagasan bahwa ruang hanyalah hubungan antar materi,
karena simpul ruang bisa kosong dan tetap eksis.
Yang
cukup menarik, simpul ini tidak perlu berada di dalam sebuah ruang atau bingkai
yang lebih besar. Dalam skenario ini, apa yang kita sebut ruang hanyalah hubungan antara simpul dan semua partikel di alam semesta, menjadi properti dari ruang bukannya menjadi elemen yang ada
di dalamnya. Misalnya, mereka mungkin mode vibrasi dari simpul tersebut.
 |
| Peta simpul ruang |
Teori partikel didasarkan pada bidang kuantum yang memenuhi seluruh ruang.
Sebuah bidang berarti hanya ada angka, atau nilai, yang terkait dengan setiap
titik di ruang itu sendiri. Dalam pandangan ini, partikel hanyalah
keadaan tereksitasi dari bidang. Jadi, kita tidak terlalu jauh dari teori
semacam ini.
Omong-omong, para fisikawan justru menyukai jenis gagasan ini, sesuatu yang tampak fundamental bagi
kita (seperti ruang) terjadi secara tidak sengaja dari sesuatu yang
lebih dalam lagi. Gagasan ini dianggap telah membawa kita mengintip di
balik tirai untuk menemukan lapisan realitas yang lebih dalam. Beberapa bahkan
menduga hubungan antara simpul ruang terbentuk oleh gabungan
partikel kuantum, namun ini adalah spekulasi matematis oleh sekelompok
teoretikus “warung kopi”.
Misteri Ruang
Jika telah membaca sejauh ini dan kamu dapat memahaminya atau justru membuatmu bingung, maka jangan ragu
untuk mengeksplorasi konsep paling gila tentang ruang.
Jika
ruang adalah sebuah benda fisik, bukan sekadar latar belakang atau
bingkai, dengan sifat dinamis seperti simpul dan riak, bahkan mungkin dibangun
dari ruang yang terkuantisasi, maka kita harus bertanya: Apa lagi
yang bisa dilakukan oleh ruang?
Seperti
udara, mungkin ruang juga memiliki keadaan dan fase yang berbeda. Dalam kondisi
ekstrem, mungkin ia bisa mengatur dirinya sendiri dengan cara yang sangat tidak
terduga atau memiliki sifat tak terduga yang aneh dengan cara yang serupa dengan sifat udara yang berbeda baik dalam wujud cair, gas, maupun padat. Mungkin
ruang yang kita kenal, sukai dan tempati (terkadang lebih
dari yang kita inginkan) hanyalah salah satu dari banyak jenis ruang di alam semesta yang
menunggu untuk kita pecahkan.
 |
| Kemungkinan jenis-jenis lain ruang |
Pertanyaan
paling menarik yang harus kita jawab adalah kenyataan bahwa ruang terdistorsi oleh massa dan energi. Untuk memahami ruang dan apa yang
bisa dilakukannya, taruhan terbaik kita adalah mendorongnya ke tempat yang paling ekstrem, untuk melihat bagaimana objek masif meremas dan meregangkannya, yaitu lubang hitam. Jika kita bisa menjelajah di
dekat lubang hitam, kita mungkin akan melihat ruang yang robek dan dicacah.
Berkat kemajuan teknologi antariksa, kita sekarang lebih dekat daripada sebelumnya untuk menyelidiki
perubahan bentuk ruang di lokasi yang ekstrem ini. Sebelumnya kita tidak
mengetahui tentang riak-riak gelombang gravitasi yang merambat ke seluruh alam semesta, namun, kini kita mampu untuk mendeteksi fenomena kosmik dahsyat yang mengguncang ruang. Dalam waktu dekat mungkin kita akan lebih mengerti tentang sifat sejati ruang dan mendapatkan jawaban dari pertanyaan fundamental tentang ruang yang ada di sekitar kita.
Jadi,
tetap sediakan beberapa ruang untuk mendapatkan jawabannya.
 |
| Tenang, masih ada cukup ruang untuk humor antariksa. Cukup sampai di sini kawan! |
Ditulis
oleh: Jorge Cham dan Daniel Whiteson, nautil.us
Jorge
Cham adalah seorang kreator komik online populer Piled Higher and Deeper, (PHD Comics). Dia
meraih gelar Ph.D. bidang robotik di Stanford.
Daniel
Whiteson adalah profesor fisika eksperimental dari Universitas
California di Irvine, sekaligus kolega American
Physical Society. Dia melakukan penelitian menggunakan Large Hadron
Collider di CERN, Swiss.
Dari
buku We Have No Idea: A Guide to the
Unknown Universe oleh Jorge Cham dan Daniel Whiteson. Diterbitkan pada
tanggal 9 Mei 2017 oleh Riverhead Books, dicetak oleh Penguin Publishing Group, salah satu divisi Penguin Random House, LLC. Copyright © 2017 by Jorge Cham
and Daniel Whiteson.
Sumber:
What Is Space?
#terimakasihgoogle
Komentar
Posting Komentar