Apa yang terjadi sebelum big bang?

2024 Pengarang: Seth Attwood | [email protected]. Terakhir diubah: 2023-12-16 16:08

Apa yang menyebabkan alam semesta muncul? Akar penyebabnya pasti khusus, kata para ilmuwan. Tetapi jika kita mengaitkan awal segalanya dengan Big Bang, muncul pertanyaan: apa yang terjadi sebelum itu? Penulis menawarkan alasan yang menarik tentang permulaan waktu.

Menanyakan kepada sains apa itu sebelum waktu sama seperti bertanya "Siapa kamu sebelum kamu lahir?"

“Ilmu pengetahuan memungkinkan kita untuk menentukan apa yang terjadi dalam sepertriliun detik setelah Big Bang.

“Tapi kita hampir tidak pernah tahu apa yang menyebabkan Big Bang.

“Ini mengecewakan, tetapi beberapa hal benar-benar tidak dapat diketahui. Dan ini bagus.

Jujur saja: agak aneh untuk berpikir bahwa sejarah Alam Semesta dimulai dengan semacam ulang tahun 13,8 miliar tahun yang lalu. Ini sejalan dengan banyak ajaran agama, yang menurutnya kosmos diciptakan melalui intervensi dari atas, meskipun sains tidak mengatakan apa pun tentangnya.

Apa yang terjadi sebelum waktu dimulai?

Jika semua yang terjadi memiliki hubungan sebab akibat, lalu apa yang menyebabkan munculnya alam semesta? Untuk menjawab pertanyaan yang sangat sulit tentang Penyebab Pertama, mitos agama tentang penciptaan dunia menggunakan apa yang kadang-kadang disebut oleh para antropolog budaya sebagai "makhluk positif" atau fenomena supernatural. Karena waktu memiliki permulaan di beberapa titik di masa lalu yang jauh, Penyebab Pertama pastilah istimewa. Itu pasti alasan tanpa sebab, fenomena yang baru saja terjadi, dan tidak ada yang mendahuluinya.

Tetapi jika kita mengaitkan awal segalanya dengan Big Bang, muncul pertanyaan: apa yang terjadi sebelum itu? Ketika kita berurusan dengan dewa abadi, ini adalah masalah yang sama sekali berbeda, karena bagi mereka keabadian bukanlah pertanyaan. Dewa ada di luar waktu, dan kita tidak. Bagi kami, tidak ada yang namanya "sebelum waktu". Oleh karena itu, jika kita mengajukan pertanyaan tentang apa yang terjadi sebelum Big Bang, itu akan menjadi agak sia-sia, bahkan jika kita perlu mencari maknanya. Stephen Hawking pernah menyamakannya dengan pertanyaan "Apa yang dimaksud dengan utara Kutub Utara?" Dan saya suka ungkapan "Siapa Anda sebelum Anda lahir?"

Aurelius Augustine berhipotesis bahwa waktu dan ruang muncul bersamaan dengan penciptaan dunia. Baginya, itu, tentu saja, pemeliharaan ilahi. Dan untuk sains?

Dalam sains, untuk memahami bagaimana Semesta berasal, berkembang, dan matang, kita kembali ke masa lalu, mencoba merekonstruksi apa yang terjadi. Seperti ahli paleontologi, kami mengidentifikasi "fosil", yaitu sisa-sisa materi dari masa lalu, dan kemudian dengan bantuan mereka kami belajar tentang berbagai fenomena fisik yang ada pada waktu itu.

Kami dengan yakin berasumsi bahwa Alam Semesta telah mengembang selama miliaran tahun, dan proses ini berlanjut sekarang. Dalam hal ini, "ekspansi" berarti jarak antar galaksi bertambah; galaksi bergerak menjauh satu sama lain dengan kecepatan yang bergantung pada apa yang ada di dalam alam semesta di zaman yang berbeda, yaitu, materi apa yang mengisi ruang.

Ledakan besar bukanlah ledakan

Ketika kita berbicara tentang Big Bang dan perluasannya, kita membayangkan ledakan yang memulai segalanya. Itu sebabnya kami menamakannya demikian. Tapi ini adalah kesalahpahaman. Galaksi-galaksi bergerak menjauh satu sama lain, karena mereka benar-benar dipisahkan oleh peregangan ruang itu sendiri. Seperti kain elastis, ruang membentang dan membawa galaksi bersamanya, seperti arus sungai yang membawa kayu gelondongan. Jadi galaksi tidak bisa disebut puing-puing yang terbang dari sebuah ledakan. Tidak ada ledakan pusat. Alam semesta berkembang ke segala arah, dan sepenuhnya demokratis. Setiap poin sama pentingnya. Seseorang di galaksi yang jauh melihat penghapusan galaksi lain dengan cara yang sama seperti kita.

(Catatan: Galaksi-galaksi terdekat memiliki penyimpangan dari aliran kosmik ini yang disebut “gerakan lokal.” Hal ini disebabkan oleh gravitasi. Misalnya, Nebula Andromeda sedang mendekati kita.)

Kembali ke masa lalu

Jika kita memutar film kosmik ke belakang, kita akan melihat bagaimana materi semakin diperas di ruang yang menyusut. Suhu naik, tekanan naik, dan pembusukan dimulai. Molekul terurai menjadi atom, atom menjadi inti dan elektron, inti atom menjadi proton dan neutron, dan kemudian proton dan neutron menjadi quark. Dekomposisi materi yang berurutan ini menjadi konstituen paling dasar dan elementernya terjadi saat jam berdetak ke arah yang berlawanan menuju ledakan.

Misalnya, atom hidrogen meluruh sekitar 400.000 tahun sebelum Big Bang, inti atom dalam waktu sekitar satu menit, dan proton dengan neutron dalam seperseratus detik (tentu saja jika dilihat secara terbalik). Bagaimana kita tahu ini? Kami menemukan sisa-sisa radiasi dari saat atom pertama terbentuk (radiasi latar belakang gelombang mikro peninggalan), dan menemukan bagaimana inti atom cahaya pertama muncul ketika alam semesta baru berumur beberapa menit. Inilah tepatnya fosil kosmik yang menunjukkan kepada kita jalan ke arah yang berlawanan.

Saat ini, kita dapat secara eksperimental mensimulasikan kondisi yang ada ketika alam semesta adalah sepertriliun detik. Bagi kita ini mungkin nilai yang dapat diabaikan, tetapi untuk partikel cahaya foton, ini adalah waktu yang lama, memungkinkannya terbang sejauh satu triliun kali diameter proton. Ketika kita berbicara tentang Alam Semesta awal, kita harus melupakan standar dan gagasan manusia tentang waktu.

Tentu saja, kami ingin mendapatkan sedekat mungkin dengan saat ketika waktunya sama dengan 0. Tetapi pada titik tertentu kami menabrak dinding ketidaktahuan dan hanya dapat memperkirakan teori kami saat ini dengan harapan mereka akan memberi kami setidaknya beberapa petunjuk yang terjadi di awal waktu, pada energi dan suhu yang tidak dapat kita buat di laboratorium. Tapi kita tahu satu hal yang pasti. Ketika waktu mendekati nol, teori kita saat ini tentang sifat-sifat ruang dan waktu, yang merupakan teori relativitas umum Einstein, tidak bekerja.

Ini adalah ranah mekanika kuantum, di mana jaraknya sangat kecil sehingga kita harus membayangkan ruang bukan sebagai lembaran kontinu, tetapi sebagai struktur granular. Sayangnya, kami tidak memiliki teori kualitatif yang menjelaskan granularitas ruang seperti itu, karena tidak ada hukum fisika gravitasi pada skala kuantum (dikenal sebagai gravitasi kuantum). Kandidat, tentu saja, adalah, misalnya, teori superstring dan gravitasi kuantum loop. Tetapi saat ini tidak ada bukti bahwa mereka menggambarkan fenomena fisik dengan benar.

Kosmologi kuantum tidak menjawab pertanyaan itu

Namun demikian, keingintahuan seseorang mengharuskan batas-batas itu dibawa lebih dekat ke nilai nol waktu. Apa yang bisa Anda katakan? Pada 1980-an, Alexander Vilenkin, Andrei Linde, dan James Hartl dan Stephen Hawking mengusulkan tiga model kosmologi kuantum, di mana alam semesta ada sebagai atom dan persamaannya mirip dengan yang digunakan dalam mekanika kuantum.

Dalam persamaan ini, alam semesta adalah gelombang probabilitas, yang, pada dasarnya, menghubungkan wilayah kuantum abadi dengan wilayah klasik, di mana ada waktu, yaitu, dengan alam semesta tempat kita tinggal, dan yang sekarang berkembang. Transisi dari kuantum ke klasik secara harfiah berarti munculnya ruang, yang kita sebut Big Bang. Jadi, Dentuman Besar adalah fluktuasi kuantum tanpa sebab, acak seperti peluruhan radioaktif: dari ketiadaan waktu hingga kehadirannya.

Dengan asumsi bahwa salah satu model sederhana ini benar, apakah itu merupakan penjelasan ilmiah tentang Penyebab Pertama? Bisakah kita menyingkirkan kebutuhan akan suatu penyebab sama sekali dengan menggunakan probabilitas fisika kuantum?

Sayangnya tidak ada. Tentu saja, model seperti itu akan menjadi prestasi intelektual yang mencengangkan. Ini akan menjadi langkah maju yang luar biasa dalam memahami asal usul segalanya. Tapi ini tidak cukup. Sains tidak bisa eksis dalam ruang hampa. Dia membutuhkan peralatan konseptual, konsep seperti ruang, waktu, materi, energi. Dia membutuhkan perhitungan, dia membutuhkan hukum kekekalan besaran seperti energi dan momentum. Anda tidak dapat membangun gedung pencakar langit dari ide, sama seperti Anda tidak dapat membuat model tanpa konsep dan hukum. Meminta sains untuk "menjelaskan" Penyebab Pertama adalah seperti meminta sains untuk menjelaskan strukturnya sendiri. Ini adalah permintaan untuk menyediakan model ilmiah yang tidak menggunakan preseden, tidak ada konsep sebelumnya untuk beroperasi. Sains tidak bisa melakukan ini, sama seperti seseorang tidak bisa berpikir tanpa otak.

Teka-teki Akar Penyebab tetap belum terpecahkan. Sebagai jawaban, Anda dapat memilih agama dan keyakinan, dan Anda juga dapat berasumsi bahwa sains akan menemukan segalanya seiring waktu. Kita juga dapat, seperti Pyrrho skeptis Yunani kuno, dengan rendah hati mengakui bahwa ada batasan pada pengetahuan kita. Kita dapat bersukacita atas apa yang telah kita capai dan terus pahami, sambil menyadari bahwa tidak perlu mengetahui segalanya dan memahami segalanya. Cukuplah kita terus tertarik dengan rasa ingin tahu.

Keingintahuan tanpa teka-teki adalah buta, dan teka-teki tanpa rasa ingin tahu adalah cacat.