Selasa, 08 Maret 2011

Paralel Universes

Alam semesta yang kita kenal ini bisa jadi bukanlah alam semesta yang kita ketahui saja. Dengan perkembangan teori fisika saat ini kita bisa memprediksi kemungkinan adanya alam lain selain alam yang kita huni ini. Masing-masing alam bisa jadi sangat berbeda atau sama dengan alam yang kita huni.

Ada beberapa konsep tentang alam semesta parallel yang sering dibicarakan oleh para ilmuwan. Kita bisa membaginya menjadi beberapa level berikut ini:

Level 1. Alam diluar cosmic horizon


Sesuatu itu bukan berarti tidak ada hanya karena kita tidak melihatnya. Karena mungkin sesuatu itu letaknya jauh diluar batas penglihatan kita. Tetapi jika kita berpindah tempat sehingga jangakauan pandang kita berubah, maka sesuatu yang tadinya tidak terlihat kini menjadi terlihat, sesuatu yang tadinya tidak ada, kini menjadi ada.

Begitulah analogi untuk alam semesta level 1, alam diluar cosmic horizon. Yang dimaksud dengan cosmic horizon disini adalah batas paling jauh yang masih bisa dilihat oleh manusia menggunakan teknologi yang ada saat ini. Batas paling jauh yang bisa diamati oleh manusia saat ini adalah 4x1026 meter atau sekitar 14 milyar tahun cahaya.

Siapa yang tahu apa yang ada di luar sana. Bisa jadi di luar sana ada alam semesta yang sangat mirip dengan kita. Ada kehidupan, ada manusia yang hidup di kota-kota yang persis dengan yang ada disini.

Level 2. Alam Multi Dimensi


Kita tinggal di alam yang memiliki 3 dimensi ruang. Tetapi kemungkinan adanya dimensi yang lain sudah bisa diprediksi oleh teori string. Lalu mengapa kita tidak bisa melihat dimensi tersebut? Dimensi tersebut tidak bisa kita lihat karena terlalu kecil atau terlalu besar.

Untuk memahami ini, bayangkan anda berada di dalam ruangan sambil melihat ke luar jendela. Dari kejauhan anda melihat kabel listrik. Bagi anda, kabel tersebut hanyalah kabel satu dimensi yang hanya memiliki panjang, tapi tidak bagi semut kecil yang berjalan-jalan di atas kabel tersebut. Semut tersebut bisa berjalan selain ke kiri-kanan, tapi juga atas bawah melingkari diameter kabel.

Sebaliknya, ruang yang kita huni ini bisa jadi terlalu kecil sehingga kita tidak dapat melihat dimensi yang lebih besar. Menurut teori string, alam semesta kita hanyalah satu dari banyak membrane atau disingkat brane. Masing-masing brane tersebut dapat bergerak dan bertabrakan. Lalu energi dari tabrakan tersebut yang akhirnya menjadi big bang.

Alam semesta level 1 hanyalah satu dari sekian banyak alam semesta level 1 lainnya yang menempel pada dimensi yang lebih tinggi. Dan siapa tahu ternyata di atas dimensi tersebut ada dimensi lain yang lebih tinggi, dan begitu seterusnya hingga berlapis-lapis.

Level 3. Alam Many World Quantum


Dalam teori kuantum ada suatu percobaan pikiran yang terkenal dengan nama percobaan kucing Schrödinger. Percobaan ini dimaksudkan untuk menentang interpretasi conpenhagen oleh Erwin Schrödinger. Dia membayangkan seekor kucing ditempatkan pada suatu kotak bersama dengan tabung racun, sumber radioaktif dan geiger counter sebagai pendeteksi radiasi. Jika dalam satu jam sumber radioaktif itu meluruh, maka akan memicu geiger counter dan memecahkan tabung racun, kucing akan mati. Tetapi jika sumber radioaktif tersebut tidak meluruh kucing tetap hidup.

Interpretasi Copenhagen mengatakan bahwa kucing harus dianggap dalam keadaan hidup DAN mati ketika kotak belum dibuka. Tetapi jelas pernyataan ini tidak masuk akal, mana mungkin kita membayangkan ada kucing yang hidup dan mati dalam waktu yang bersamaan. Oleh karena itu muncullah interpretasi lainnya yaitu interpreatasi many worlds. Interpretasi ini mengatakan bahwa kucing dalam keadaan hidup dan mati dua-duanya benar terjadi tetapi pada alam semesta yang berbeda. Artinya alam semesta bercabang menjadi dua, yang satu berisi kucing hidup dan lainnya berisi kucing mati. Sebenarnya interpretasi ini juga tidak masuk akal, karena kita tidak pernah bisa membuktikan adanya alam semesta parallel tersebut :)

Konsep lain mengenai alam semesta level 3 ini adalah dengan cara mengubah cara pandang kita terhadap waktu, bahwa waktu hanyalah ilusi belaka. Waktu hanyalah aliran yang menghubungkan suatu keadaan ke keadaan lainnya.

Bayangkan kita melakukan percobaan melempar dadu sebanyak 5 kali. Setiap pelemparan memiliki enam kemungkinan. Jadi akan ada kombinasi sebanyak 65 = 7776. Alam semesta parallel adalah seluruh kombinasi tersebut, sedangkan waktu adalah cara untuk menyusun semesta tersebut menjadi suatu rangkaian.

Level 4. Alam Matematik lainnya


Sejauh ini kita sudah mengetahui beberapa kemungkinan alam. Pada ketiga jenis alam tersebut konstanta fisiknya mungkin berbeda, tetapi hukum dasarnya masih sama. Kita mengenal hukum gravitasi, yang menurut Newton adalah 
Bisa jadi di luar sana ada alam semesta yang sama-sama memiliki gravitasi tapi bentuk persamaannya berbeda. Bisa jadi hukum gravitasi disana tidak menggunakan konstanta G, tapi konstanta lainnya.

Bayangkan ada seekor ikan yang hidup didalam akuarium berbentuk bulat seperti toples. Jika ikan itu cukup pintar maka dia akan dapat melakukan observasi terhadap dunia luar dan menemukan hukum-hukum alam. Akan tetapi karena ikan tersebut hidup didalam toples, maka penglihatannya menjadi terdistorsi. Tapi bagaimanapun juga observasi tetap bisa dilakukan dan akhirnya ikan tersebut menemukan hukum alamnya sendiri menurut dia.

Semua teori ini masih dalam tingkat filosofis, karena keberadaan alam parallel belum pernah bisa dibuktikan. Anda bebas percaya atau tidak. Tapi kita tunggu saja, siapa tau para ilmuwan kita bisa membuktikan :)

Senin, 07 Maret 2011

Proses Terbentuknya Bumi

Bumi tempat tinggal kita memiliki segalanya untuk mendukung adanya kehidupan diantaranya: tanah yang terhampar, atmosfer, medan magnet, oksigen dan air. Tapi bagaimana caranya bumi mendapatkan itu semua? bagaimana prosesnya sampai bumi bisa menjadi tempat yang cocok untuk kehidupan? Kita akan membahas salah satu teori tentang terbentuknya bumi melalui tulisan ini.

Matahari kita terletak tidak di pusat galaksi, tetapi agak ke pinggir. Hal ini menguntungkan bagi kehidupan karena semakin ke tengah galaksi, populasi bintang semakin padat, dan perputaran bintang juga semakin cepat. Kemungkinan tabrakan bintang lebih besar. Akibatnya banyak bintang yang terbentuk dan mati dengan cepat. Beruntung bagi matahari kita karena terletak di pinggir galaksi, sehingga umurnya pun bisa lebih lama.

Bumi terbentuk sekitar 4.5 milyar tahun yang lalu. Ketika sekumpulan awan gas mulai memadat dan berkumpul akibat gravitasi. Semakin banyak gas yang berkumpul, semakin padat intinya dan semakin cepat putaran rotasinya. Inti dari putaran awan gas tersebut yang kemudian akan menjadi matahari, sedangkan piringan gas yang ada di sekitarnya akan menjadi planet-planet.



Bagaimana caranya bumi yang diameter lebih dari 12 ribu kilometer terbentuk dari sekumpulan gas, debu dan batu yang kecil? Pecobaan di luar angkasa membuktikan ketika tepung ditaburkan, maka tepung itu cenderung berkumpul. Kumpulan dari gas tersebut semakin lama akan semakin besar, hingga akhirnya mencapai ukuran bumi.

Daerah di dekat matahari (kira-kira sampai orbit mars) sangat panas sehingga molekul-molekul yang rapuh seperti air dan metana tidak dapat terbentuk. Molekul-molekul tersebut hanya bisa terbentuk di tempat yang agak jauh dari matahari. Sehingga di daerah dekat dengan matahari ini hanya molekul-molekul yang memiliki titik didih yang tinggi saja yang dapat bertahan seperti besi, silikon, nikel, alumunium. Bahan-bahan ini kemudian menjadi planet-planet yang disebut planet kebumian (merkurius, venus, bumi dan mars). Bahan-bahan ini hanya ada sedikit di tata surya, sehingga kita bisa melihat bahwa planet kebumian memiliki ukuran yang kecil dibandingkan dengan planet jovian (jupiter contohnya yang terdiri dari sebagian besar gas).

Bahan-bahan yang berat seperti besi terdistribusi ke dalam (inti bumi) sedangkan bahan-bahan yang ringan, seperti silikon terdistribusi ke luar. Inti besi kemudian akan menghasilkan medan magnet yang berguna untuk menangkal radiasi yang berasal dari matahari. Sedangkan bahan luar akan mendingin dan menjadi tanah tempat tumbuhnya tumbuhan dan menyediakan makanan bagi kita manusia.

Beruntung bagi bumi yang terbentuk dari besi dan silikon. Inti besi dan nikel yang tetap panas sampai saat ini terus berputar menghasilkan medan magnet bumi. Medan magnet ini menghalangi radiasi yang berasal dari matahari. Radiasi matahari ini terdiri dari muatan-muatan listrik oleh karena itu bisa dibelokkan oleh medan magnet. Sementara kerak bumi yang sebagian besar terdiri dari silikon, alumunium dan magnesium cepat mendingin dan menjadi tanah.

Sampai saat ini kondisi bumi sudah lebih baik, tapi masih belum bisa dihuni oleh hewan dan manusia. Masih ada unsur penting lainnya yang belum ada yaitu air dan oksigen.

Bagaimana caranya bumi mendapatkan air? banyak teori tentang hal ini, salah satunya adalah bahwa buni mendapatkan air dari asteroid yang ada di antara orbit mars dan jupiter. Karena pengaruh gravitasi jupiter, lintasan asteroid terganggu sehingga menjadi lebih lonjong. Lintasan tersebut akhirnya memotong orbit bumi. Dan akibatnya tabrakan bumi dengan asteroid tidak bisa dihindari lagi. Pada waktu itu bumi di bombardir oleh asteroid ini. Ketika asteroid menabrak bumi, asteroid mengeluarkan unsur airnya. Lama-lama air itu berkumpul semakin banyak. Hingga dapat mengisi lautan dan samudra di bumi.

Bagaimana carannya bumi mendapatkan oksigen? Ketika air mulai banyak di bumi, kehidupan mulai terbentuk walaupun dalam tingkat yang sederhana. Kehidupan itu berupa bakteri yang mendapatkan makanan dengan cara fotosintesis. Bakteri itu mengubah karbon dioksida menjadi oksigen. Lama kelamaan oksigen yang dihasilkan semakin banyak. Oksigen yang ada di lapisan stratosfer terkena sinar ulta violet kemudian menjadi ozon (O3). Lapisan ozon ini juga membantu melindungi manusia dari radiasi berbahaya.

Seperti itulah kira-kira proses terbentuknya bumi hingga dapat dihuni oleh manusia.


reference:
http://en.wikipedia.org/wiki/Formation_and_evolution_of_the_Solar_System
- naked science - birth of the earth (video)