Pernahkah anda membayangkan adanya dimensi lebih tinggi (3D) dari alam semesta ini? Adakah yang mengetahui bentuk benda 4D, 5D, ...D, 999999D dan seterusnya.. bagaimana dengan makhluk dari dimensi tingkat atas tersebut? lantas siapakah yang menciptakan Seluruh Dunia (Dimensi) itu?
"Dia tidak dapat dicapai oleh
penglihatan mata, sedang Dia dapat melihat segala penglihatan itu dan Dialah
Yang Maha Halus lagi Maha Mengetahui."(QS.Al An'am:103)
Atas, bawah, kanan, kiri, depan, dan
belakang. Itulah keseharian dunia yang melingkupi kita. Dunia yang dibangun
berdasar asas 3 Dimensi. Ditambah dengan koordinat waktu maka genap mejadi 4+D.
Semenjak
lahir otak telah dibiasakan menangkap realitas sekitar sebagai struktur dengan tiga
sumbu, x, y, dan z. Melambangkan panjang, lebar, dan kedalaman. Semenjak keluar
dari rahim ibu mata kita yang memiliki 6 juta sel kerucut untuk penglihatan
siang, dan 120 juta sel batang untuk penglihatan malam, terpesona hanya pada
radiasi dengan panjang gelombang 397 nm sampai 723 nm. Panjang gelombang yang
diidentifikasi otak sebagai cahaya tampak. Kurang atau lebih dari panjang gelombang
tersebut tak ada yang terlihat, kosong.
Padahal
ultra ungu sampai sinar gamma (< 397 nm) eksis, demikian juga ultra merah sampai
gelombang radio panjang (> 723). Itu pun panjang gelombang yang sangat mampu
dideteksi dengan tingkat teknologi saat ini. Intinya, mudah benar mata, panca
indera, otak kita melaporkan sesuatu itu tak ada. Padahal sebenarnya ada.
Sebagian besar kita, atau semua orang, amat sulit membayangkan dunia dengan
lebih dari tiga dimensi.
Pada saat
bersamaan, tidak mungkin pula, orang – orang terdidik menolak fakta adanya
penampakan diluar panjang gelombang cahaya tampak. Bagaimana memaksa akal
menangkap realita yang pancaindera tak mampu menangkapnya ? Bagaimana akal
membayangkan sesuatu yang tak terjangkau oleh ide, tak ada rekaman pengalaman
yang menyerupainya ? Saat ini keyakinan dunia dimensi banyak (lebih dari 3)
sudah melampaui wilayah fiksi ilmiah.
Kalangan
ilmuwan fisika, matematika, dan pemodelan komputer struktur kompleks
telah sampai pada kesimpulan bahwa dunia berdimensi banyak itu nyata
keberadaannya. Diawali oleh teori String, menjelaskan bahwa dimensi extra ada,
nyatanya persamaan matematik teori superstring memerlukan semesta dengan jumlah
dimensi tidak kurang dari 10 Dimensi. Meski kalangan fisikawan bekerja siang
malam menjelaskan seperti apa sebenarnya dunia berdimensi 10, tetap saja
terdapat kesulitan besar bagaimana memaksa pikiran sadar manusia menangkap
gambarannya atau memvisualkannya. Mereka bahkan hampir pada satu kesimpulan
mungkin sampai kapanpun tanpa upaya dari penghuni dimesi extra mentransfer
pengalaman visual mereka atau peningkatan berlipat kemampuan panca indera,
melihat alam berdimensi extra tidak mungkin terwujud.
Berawal dari
titik Satu titik sederhana dalam ruang kosong disebut Dimensi-0. dari satu titik
ini dapat dibuat titik berikutnya dan jika berhubungan dan segaris membentuk
garis maka didapat objek 1 dimensi. Dimensi yang memiliki gerak kanan/kiri atau
atas/bawah. Jika ditambahkan garis lainnya dengan masing – masing ujung saling
berhubungan, terbentuklah objek 2 dimensi. Segi empat atau bujur sangkar
mewakili objek ini, dan beberapa bujur sangkar, bila masing – masing sisinya
dihubungkan terbentuklah objek bujur sangkar 3 dimensi. Dengan demikian, alam
dimensi lebih banyak akan punya kemampuan mendeteksi dimensi yang lebih
sedikit. Sebaliknya dunia berdimensi 2D punya kesulitan melihat dimensi 3D. 2D
hanya mampu menangkap sosok 3D sebagai benda yang punya panjang dan lebar,
tetapi tidak dapat melihat bahkan mungkin mengerti koordinat 3D yang melambangkan
kedalaman.
Manusia yang
hidup di dimensi 3D sebenarnya berkemampuan mendeteksi dunia 4D
walaupun dengan cara pandang yang keliru. Sekilas panca indera dan akal kita
melihatnya tetap sebagai objek 3D, sisi dimensi keempatnya luput dari
pengamatan. Bagaimana membayangkan objek kubus 3D menjadi kubus 4D. Kelebihan
3D di banding 2D ialah memiliki koordinat kedalaman di samping panjang dan
lebar. Kondisi ini bisa jadi sama untuk objek 4D. Ada tambahan koordinat gerak
lainnya, koordiant keempat.
Dengan membuat
lembaran kubus kedua kemudian menghubungkan setiap sudut kubus
tersebut maka terbentuklah objek 4D, dengan sebutan hypercube. Bila kita berada
dalam alam 4D, kemungkinan gerak masih dimungkinkan ke atas/bawah, kanan/kiri,
depan/belakang, dan tambahan kemampuan gerak keempat. Apa itu kemampuan gerak
ke empat ? Apakah terakit dengan waktu yang didunia 3D bergerak maju, sedang di
dimensi 4D tidak ? Sulit membayangkannya selagi belum ada pengalaman maupun
data.
Ilmu
pengetahuan yang berkembang saaat ini memberikan celah memahami dunia berdimensi
banyak. Kemunculan teori fisika superstring, rupa – rupa bentuk geometri
platonic, nada – nada oktav music, getaran warna pelangi, seluruhnya melengkapi
akal sehat untuk memahami dunia berdimensi banyak. Teori Superstring berdalil,
seluruh materi di semesta ini dihubungkan dengan miniscule yang tak hingga,
menggetarkann “dawai” (string) dengan energi yang hingga saat ini belum
terungkap, bolak balik membentuk spiral dari satu titik. Semua dawai bergetar
pada jarak yang sama, bolak – balik kembali pada titik awal. Banyaknya dawai
yang berhubungan dan bersilangan di titik simpul tertentu menentukan banyaknya
energi.
Dua dawai
bekerja bersama – sama memiliki energi yang lebih besar daripada satu dawai. Jika
semua simpul dihubungkan, maka akan didapat objek 3D, tetapi bukan sembarang 3D
biasa. Dengan garis – garis yang memiliki panjang yang sama, sudut yang sama,
membentuk objek yang pas. Dikenal hanya ada lima yang pas dengan kriteria ini.
Octahedron, Tetrahedron, Cube, Dodecahedron, dan Icosahedron. Karay perdana
yang mencoba menjelaskan konsep dimensi extra ini muncul tahun 1884 dengan
dipublikasikannya novel karya Edwin A. Abbott’s, Flat-land: A Romance of Many
Dimensions. Kisahnya tentang upaya “segi empat” untuk menapaki dunia 3D.
Sang tokoh
berteman dengan kubus yang dengan bersemangat menceritakan dunianya dengan
kebebasan gerak atas/bawah, kanan/kiri, depan/belakang. Sayang segi empat tak
juga dapat memahaminya. Saat segi empat hendak beranjak dari dunia datar ke dunia
ruang 3D, kubus melihat temannya makin lama makin memendek sampai akhirnya
lenyap.
Segi empat
tak pernah bisa memaklumi dunia kubus kecuali, dia mengubah diri menjadi kubus pula.
Dimensi Para Malaikat Tahun 1919, matematikawan Polandia Theodor Kaluza mengusulkan
bahwa dengan adanya dimensi 4 maka mendorong terhubungkannya teori relativitas
umum dan elektro magnetik. Ide ini kemudian disempurnakan oleh matematikawan
Swedia, Oskar Klein., ruang tetap dalam dimensi mengembang maupun dimensi
menggulung. Dimensi mengembang adalah tiga bagian dimensi yang kita kenal, dan
dimensi menggulung ada di dalamnya dan dapat dibayangkan keberadaannya sebagai
satu lingkaran.
Hasil
percobaan membuktikan ramalan Kaluza-Klein gagal menyatukan teori
relativitas dan elektromagnetik. Akan tetapi beberapa dekade kemudian
kemunculan teori superstring sangat terbantu dengan ide mereka bahkan amat
bergantung padanya. Matematika digunakan dalam Superstring Theory dan
memerlukan sedikitnya 10 dimesi. Akhirnya persamaan matematik superstring
theory mulai memperlihatkan hasil, berhasil menyatukan formula relativitas umum
dengan mekanika kuantum, menjelaskan kondisi partikel, gaya gabungan, dan
seterusnya. Kaluza-Klein hanya memiliki 6 dimensi.
Darimana
superstring theory memperoleh sisa dimensi yang dibutuhkan ? Sebelum
superstring theory muncul , dua matematikawan, Eugenio Calabi dari University
of Pennsylvania dan Shing Tung Yau dari Harvard University, menjelaskan
potongan geometrik yang membuat superstring theory amat terbantu. Jika bidang
menggulung dari bentuk Calabi-Yau dipakai maka didapat 10 dimensi : 3 bagian
ruang, tambah enam kepunyaan Calabi-Yau, dan ditambah satu dimensi waktu.
Apabila teori superstring memang terbukti benar, gambaran dunia berdimensi 10
membutuhkan kesadara super untuk memahaminya. Akankah gambaran visual dunia 10
dimensi ini mampu dicerna akal manusia ?
Sepertinya
akan sulit kecuali makhluk dari dimensi 4 mengajak kita melompati dunia
3D, memasuki dunia mereka guna menyaksikan sendiri pemandangan dunia mereka.
Kian hari kalangan astronom, fisika, dan matematik mesti terus menambah
konstanta dalam formulasi rumus mereka yang di luar jangkauan indera. Energi
gelap, anti materi, dan sejenisnya bermunculan guna menyeimbangkan hitungan
matematika pola semesta. Sedemikian rupa sehingga muncullah asumsi bahwa dunia
ini memang memiliki banyak wajah, dunia paralel.
David
Deutsch, peneliti di the Departement of Astrophysics, Oxford, dan
professor di the University of Texas, mengatakan :”Saya kira tepat untuk
mengatakan ada begitu banyak, mungkin tak terbatas, jumlah alam semesta. Banyak
di antaranya berbeda dengan dunia kita, tetapi sebagian mereka berbeda hanya
beberapa menit, bahkan ada yang amat identik.” Dunia iptek kini makin dekat
dengan persentuhan dunia gaib yang selama ini milik para Nabi dan tercatat
dalam wahyu ilahi saja.
Andaikan
malaikat – termasuk juga jin – merupakan penghuni dimensi ke empat atau mungkin
dimensi 10 maka menjadi masuk akal mengapa tak seorang pun, dengan kemampuan
visual sekelas manusia, dapat menjangkaunya. Allah SWT menciptakan malaikat
dari cahaya dan jin dari api. Material dari dimensi ekstra ? Sedangkan manusia
terbuat dari saripati tanah, material khas dunia 3D.
Teori
Segalanya, Pengejaran Panjang Sebuah Mimpi Febdian Rusydi (Rijkuniversiteit
Groningen) PERNAHKAH Anda membayangkan satu kota memiliki dua aturan yang sama
sekali berbeda? Tentu akan terjadi kekacauan dan kerancuan. Tapi percayakah
Anda, itulah yang terjadi pada alam semesta kita. Ada dua aturan sangat berbeda
untuk menjelaskan fenomena dalam alam semesta kita? Aturan itu adalah Teori
Relativitas Umum Einstein dan Mekanika Kuantum.
Teori
Relativitas Umum menggambarkan alam semesta sebagai hubungan antara
materi dan geometri ruang-waktu (spacetime). Materi membuat ruang-waktu
melengkung (curved), dan ruang-waktu membuat materi bergerak (motion).
Kombinasi geometri-materi inilah yang kita rasakan sebagai gravitasi. Teori
Relativitas Umum menjelaskan interaksi pada skala makro atau tingkat kasat
mata, misalnya peredaran planet, bintang, dan galaksi Ketika kita mencoba
memahami alam semesta pada ukuran mikro atau tingkat partikel, maka kita harus
memakai Mekanika Kuantum. Mekanika Kuantum mendeskripsikan alam semesta sebagai
superposisi dari berbagai kemungkinan. Beberapa aturan umum pada skala makro
dilanggar, seperti atas-bawah, simetri kanan-kiri, dan bahkan waktu sebelum
atau sesudah.
Masalahnya
adalah kenapa harus ada dua aturan? Kenapa materi pada skala mikro berperilaku
berbeda dengan materi pada skala makro? Walau demikian, berbeda dengan contoh
kota yang kacau karena memiliki dua aturan berbeda, alam semesta tetap
harmonis. Atas dasar pemikiran itulah, orang berpikir seharusnya ada satu teori
umum yang mampu menjelaskan kedua hal tersebut. Ide penyatuan teori Sebelum kita
masuk pada ide "Penyatuan Teori", ada baiknya kita mengenal dulu
interaksi dasar yang mengatur alam semesta. Semua fenomena di alam semesta
terjadi karena interaksi antarpartikel.
Ada empat interaksi
dasar, yaitu elektromagnetik, lemah, kuat, dan gravitasi. Interaksi
elektromagnetik menghasilkan listrik, magnet, dan cahaya. Interaksi lemah
menyebabkan peluruhan radioaktif. Dan interaksi kuat mengikat proton-proton dan
neutron-neutron dalam inti atom. Mekanika Kuantum dipakai untuk menjelaskan
mekanisme tiga interaksi pertama ini. Interaksi terakhir, gravitasi, dijelaskan
Teori Relativitas Umum. Adalah Albert Einstein yang pertama kali mencoba
menggabungkan keempat interaksi tersebut dalam sebuah teori umum yaitu
"Teori Segalanya" (Theory of Everything).
Pertama, dia
mencoba menggabungkan interaksi gravitasi dengan elektromagnetik, karena secara
matematika kedua interaksi ini memiliki sifat sama yaitu berbanding terbalik
dengan kuadrat jarak. Einstein menghabiskan lebih dari 30 tahun sisa hidupnya
berkutat pada masalah ini, namun dia gagal. Mimpi Einstein tetap hidup. Idenya
adalah alam semesta ini seharusnya bisa dijelaskan satu teori tunggal, yang
berlaku baik pada dunia makro maupun mikro. Para ilmuwan dari berbagai kalangan
terus memburu teori tunggal ini. Mereka percaya, teori ini adalah kunci utama
memahami alam semesta sesungguhnya bekerja. Inilah isu utama di kalangan para
fisika teoritis.
Sejauh ini, ada dua
kandidat utama sebagai "Teori Segalanya", yaitu Model Baku (Standard
Model), dan Teori Dawai (String Theory). Artikel ini memberikan gambaran
singkat bagaimana dua teori ini menggapai "Teori Segalanya". Model
baku "Model Baku" memiliki sejarah yang panjang. Ratusan fisikawan
berkontribusi dan ribuan eksperimen terlibat untuk mencari sebuah model untuk
menjelaskan semua fenomena. "Model Baku" pertama kali diperkenalkan
trio Nobel Fisika 1979, Sheldom Glashow, Abdus Salam, dan Steven Weinberg.
Disebut "Model Baku" karena teori penyusunnya didukung hasil
eksperimen.
"Model
Baku" sejauh ini adalah pemodelan untuk menyatukan tiga interaksi dunia mikro.
Ide utama "Model Baku" adalah menganggap partikel dasar pembentuk
materi (quark dan lepton) adalah sebagai partikel titik. Partikel titik ini
berinteraksi dengan partikel titik lain dan saling menukarkan sebuah partikel
khusus yang disebut partikel pengantar interaksi (exchange particle). Satu
partikel pengantar hanya bekerja khusus pada satu interaksi saja.
Para
eksperimentalis sudah menemukan partikel pengantar untuk
masing-masing interaksi. Foton untuk interaksi elektromagnetik, W dan Z untuk
interaksi lemah, dan gluon untuk interaksi kuat. Satu partikel pengantar yang
masih dalam prediksi teori adalah graviton untuk interaksi gravitasi. Penemuan
partikel pengantar ini adalah kunci dari penggabungan teori. Alasannya, pada
tingkat energi tertentu maka partikel pengantar pada masing-masing interaksi
bersatu dan tidak bisa dibedakan.
Glashow,
Salam, dan Weinberg sudah berhasil membuktikan hal ini. Mereka menggabungkan
interaksi elektromagnetik dan interaksi lemah dalam satu Teori Elektrolemah
(Electroweak Theory). Tugas selanjutnya adalah menyatukan interaksi kuat
bersama interaksi elektrolemah dalam satu teori, "Teori Unifikasi
Agung" (Grand Unified Theory).
"Teori
Unifikasi Agung" bukanlah masalah gampang karena ada satu sarat yang
model ini belum buktikan, yaitu partikel supersimetri. Partikel supersimetri
adalah partikel bayangan dari partikel pengantar interaksi. Satu partikel
pengantar interaksi memiliki satu partikel supersimetri. Kalau "Teori
Unifikasi Agung" bisa tercapai, selanjutnya tugas yang tak kalah berat
adalah mengawinkan dengan interaksi gravitasi dalam satu aturan:
Kuantum-Gravitasi. Kendala selanjutnya adalah graviton yang belum ditemukan.
Saat ini "Model
Baku" bekerja pada jalur utama fisika partikel dalam menguak rahasia alam
semesta. Alasannya karena banyak prediksi teoretis dengan "Model
Baku" terbukti secara eksperimental. Kini para eksperimentalis dari
berbagai belahan dunia bekerja untuk membuktikan prediksi terbesar dari "Model
Baku" ini, Teori Unifikasi Agung dan Kuantum-Gravitasi.
Teori dawai
Teori ini lahir tanpa sengaja pada akhir tahun 60-an, ketika
Leonard Susskind dari Stanford University menguraikan persamaan matematika
Gabriele Veneziano (Itali) untuk interaksi kuat. Susskind melihat, persamaan
tersebut menjelaskan partikel titik dalam Model Baku (quark dan lepton) dan
partikel pembawa interaksi memiliki struktur internal, yaitu dawai energi yang
bergetar.
Dawai
tersebut berosilasi, merenggang dan merapat, memutar dan memuntir. Perbedaan
frekuensi osilasi pada dawai akan memberikan karakter unik pada partikel
tersebut, seperti massa (mass) dan muatan (charge). Ide Teori Dawai ini
berkembang pesat di awal 80-an, setelah Michael Greene dan John Schwarz
memperbaiki matematika Teori Dawai. Karya mereka menunjukkan, Teori Dawai
mengarah pada penyatuan fenomena mikroskopik dan makroskopik.
Fisika kita
sekarang hanya sanggup untuk mengerti "Bagaimana alam bekerja", tapi
tidak sanggup menjawab, "Kenapa alam bekerja seperti demikian".
"Teori Segalanya" menjanjikan penyatuan semua fenomena alam dalam
satu teori umum, memberi jawaban "kenapa alam bekerja demikian".
Tidak hanya sampai di sana, misteri awal kelahiran alam semesta pun bisa
dilacak.
Kita
sebenarnya adalah saksi sejarah pencarian intelektual "what is
behind God's mind" tentang alam semesta ini. Akankah mimpi panjang
Einstein ini akan berakhir pada suatu kesimpulan? Akankah "Teori
Segalanya" menjadi akhir dari Fisika? Ataukah Tuhan sudah menyiapkan
sesuatu di balik itu? Wallahu'alam.
1. Konsep
Ruang-waktu dalam Teori Relativitas Umum.
Massa
mempengaruhi bentuk kontur dimensi ruang-waktu, dan bentuk kontur dimensi
ruang-waktu mempengaruhi massa untuk bergerak.
2. Konsep Model
Baku.
3. Teori
penyatuan interaksi fundamental dalam dalam skenario Dentuman Besar.
4. Ide dasar
Teori Dawai. Atom terdiri dari elektron dan inti.
Inti terdiri
dari proton dan netron. Proton dan netron terdiri dari quark. Elektron dan
quark terbuat dari STRING!
5. Dimensi
ke-5, 6, 7, 8, 9, dan 10. Seorang akrobat hanya bisa merasakan seutas tali yang
dilewatinya sebagai 1 dimensi: bergerak maju-mundur. Namun seekor semut yang
kecil bisa berjalan maju-mundur dan kiri-kanan (memutari tali). Jadi semut
merasakan sesungguhnya tali tersebut 2 dimensi. Dimensi baru ini bisa
dikembangkan sampai 6. Sehingga total dimensi kita adalah: 1 dimensi waktu + 3
dimensi ruang + 6 dimensi tambahan = 10 dimensi.
Semoga Infonya bermanfaat.. EmoticonEmoticon