Standar

GAYA GRAVITASI

 

 

SEBUAH bola yang jatuh gedung bertingkat 20 ke tanah disebabkan oleh gaya

 

gravitasi yang dibawa partikel graviton. Sementara itu, pesawat televisi bisa menerima

 

siaran langsung dari studio yang berjarak ribuan mil disebabkan oleh gelombang

 

elektromagnetik yang dibawa partikel foton. Selain dua contoh gaya atau interaksi

 

fundamental alami itu, dikenal pula dua gaya lain,  yakni gaya (interaksi) kuat dan gaya

 

lemah. Dengan memanfaatkan sekelompok  partikel subatom yang disebut gluon, gaya

 

kuat mengikat proton-proton dan neutron-neutron dalam inti atom. Adapun gaya lemah

 

bertanggung jawab atas peluruhan zat radioaktif dan memegang kendali dalam

 

penggabungan inti atom (fusi) yang memberi tenaga pada bintang dan matahari agar

 

tetap bercahaya. Pembawa gaya lemah tak lain partikel W dan Z. Itulah empat gaya

 

alam fundamental yang secara alami ada di sekitar, meski sering tak kita sadari.

 

Albert Einstein-lah yang kali pertama menggabungkan keempat  gaya dalam teori

 

umum, yakni Teori Segala Sesuatu (Theory of Everything). Pertama, dia

 

menggabungkan gaya gravitasi dan elektromagnetik karena secara matematika kedua

 

interaksi itu bersifat sama, yaitu berbanding terbalik dengan kuadrat jarak. Einstein

 

menghabiskan lebih dari 30 tahun sisa hidupnya untuk berkutat dalam masalah itu.

 

Namun dia gagal.Namun mimpi Einstein tak berlalu begitu saja. Banyak fisikawan top

 

dunia berupaya  mewujudkan impian menggabungkan gaya di alam semesta ini

 

menjadi gaya tunggal. Langkah paling kondang adalah upaya trio fisikawan terkemuka,

 

Steven Weinberg, Sheldon W Glashow, dan Abdus Salam. Ketiganya

 

dianugerahi Nobel bidang fisika tahun 1970 atas karya mereka memadukan gaya lemah

 

dan gaya elektromagnetik menjadi gaya elektro lemah (electroweak theory). Tahun

 

1984, giliran Carlo Rubbia dan Simon van der Meer yang bekerja di Pusat Riset Nuklir

 

Eropa (CERN) di Genewa, Swiss, memperoleh Nobel karena eksperimen mereka yang

 

membuktikan keberadaan partikel W dan Z yang merupakan partikel pembawa gaya

 

lemah.

Setelah teori elektro lemah diperteguh dengan hasil eksperimen Rubbia, para fisikawan

 

top dunia makin bersemangat menyusun teori yang lebih komprehensif dengan

 

memasukkan gaya kuat.
Supersimetri boleh dikatakan merupakan penjelasan lebih lanjut dari Teori Paduan

 

Agung dengan menambah satu gaya lagi, yakni gravitasi, pada ketiga gaya. Dalam teori

 

itu, kakas atau gaya gravitasi yang dibawa partikel graviton digabungkan dengan ketiga

 

gaya alami tersebut yang dibawa ermion dan boson. Semua partikel pembawa gaya

 

merupakan boson, yakni partikel yang memiliki spin intrinsik bilangan bulat (0, 1, 2 dan

 

seterusnya). Adapun fermion adalah partikel yang membentuk semua yang ada

 

(partikel materi) di semesta ini dan memiliki spin intrinsik ž bilangan ganjil (1/2, 3/2, 5/2,

 

dan seterusnya). Dalam supersimetri, partikel boson paling besar adalah foton, graviton

 

gluon, partikel W dan Z. Adapun partikel fermion dasar adalah quark (yang membangun

 

proton dan neutron), neutrino, elektron dan keluarganya (tau serta mu).Jika dalam

 

supersimetri suatu partikel dianggap merupakan sebuah titik, dalam superstring partikel

 

digambarkan sebagai sebuah dawai (string) yang berpilin. Teori itu lahir tanpa sengaja

 

akhir tahun 60-an, ketika Leonard Susskind dari Stanford University menguraikan

 

persamaan matematika Gabriele Veneziano (Itali) untuk interaksi kuat. Menurut teori

 

itu,  segalanya di alam semesta ñ semua partikel elementer dan interaksi dan bahkan

ruang-waktu itu sendiri ñ dipandang sebagai dawai sepanjang kurang dari 10 pangkat –

 

33 cm, namun memiliki tegangan sangat besar. Dawai itu bergetar dan berputar dalam

 

suatu semesta multidimensi. Satu dimensi tambahan ñ selain dimensi

 

panjang, lebar, kedalaman, dan waktu ñ secara matematis diperlukan untuk

 

menghindari tachyons (partikel yang bergerak lebih cepat daripada cahaya) dan ghosts

 

(partikel yang dihasilkan dari probabilitas negatif). Dimensi-dimensi tambahan itu lantas

 

termampatkan dan berpilin dalam bentuk lingkaran-lingkaran kecil yang tak dapat

 

diamati. Partikel elementer yang berbeda berhubungan dengan dawai yang berosilasi

 

dengan tingkatan berbeda pula. (Jika bagian ini terasa absurd, pada Anda, saya

 

ucapkan, “Welcome to the jungle.”) Teori itu memungkinkan penggabungan medan

 

gravitasi dan ketiga interaksi lain. Namun sampai sekarang belum ada satu pun teori

 

yang betul-betul dapat diandalkan untuk menggabungkan keempat jenis interaksi itu,

 

karena belum ada teori yang secara meyakinkan mampu menjelaskan keberadaan

 

gravitasi kuantum. Teori Relativitas Umum Salah satu postulat Teori Relativitas Umum

 

Einstein menyatakan, singularitas (suatu keadaan ketika kelengkungan ruang-waktu

 

menjadi tak-hingga dan konsep mengenai ruang-waktu, dan tentu juga hukum-hukum

 

fisika, kehilangan arti atau tak berlaku lagi) dapat terjadi, tetapi tak mampu menjawab

 

pertanyaan kapan singularitas terjadi. Teori  itu pun oleh para fisikawan dianggap belum

 

lengkap, karena belum bisa digabungkan dengan asas ketidakpastian Heinsenberg

 

yang merupakan pilar utama dari teori besar lain, yakni mekanika kuantum.

Mekanika kuantum yang dikembangkan pada permulaan abad ke-20 dipakai untuk

 

menjelaskan perilaku sistem-sistem teramat kecil, seperti atom dan partikel elementer

 

lain. Mekanika kuantum memprakirakan suatu elektron tidak memiliki posisi tertentu,

 

tetapi mempunyai kebolehjadian tertentu untuk ditemukan di suatu posisi. Pada sebuah

 

atom, elektron-elektron tersebar dalam suatu daerah tertentu di sekeliling inti atom

 

dengan rapat kebolehjadian yang berhingga, bahkan di inti sekalipun. Teori klasik

 

memprakirakan rapat kebolehjadian menemukan elektron di inti atom

 

adalah tak hingga. Keadaan itu mirip prakiraan relativitas umum klasik yang

 

menyatakan terdapat singularitas saat Bing Bang (Dentuman Besar). Karena itu, bila

 

relativitas umum dan mekanika kuantum digabungkan menjadi sebuah teori gravitasi

 

kuantum akan diketahui kemunculan singularitas adalah sebuah cacat yang sangat

 

mengganggu. Indikasi awal itu merupakan masalah utama adalah dari temuan

 

runtuhnya bintang menjadi lubang hitam (black hole) yang ternyata tidak “benar-benar

 

hitam” jika prinsip ketidakpastian Heisenberg diperhitungkan. Alih-alih lubang hitam

 

akan memancarkan partikel dan radiasi dengan laju pancar yang terus meningkat

 

sampai lubang hitam tersebut benar-benar lenyap dalam suatu denyar ledakan yang

 

mahahebat, lenyapnya (penguapan) lubang hitam tetap tidak menandakan bahwa

 

runtuhnya gravitasi akan membawanya menuju ke suatu akhir waktu yang sebenarnya.

Dalam Teori Relativitas Umum klasik yang tak melibatkan prinsip ketidakpastian,

 

keadaan awal semesta merupakan sebuah titik yang berapat tak hingga. Akan sangat

 

sulit menentukan syarat batas bagi semesta di titik singularitas itu. Namun bila

 

mekanika kuantum diperhitungkan, akan terdapat kemungkinan terganggunya

 

singularitas dan ruang-waktu akan membentuk permukaan empat dimensi yang tertutup

 

dan tak berbatas seperti permukaan bumi kita, tetapi dengan tambahan dua dimensi

 

ekstra. Itu berarti semesta benar-benar berdiri sendiri dan memang tak membutuhkan

 

syarat batas tertentu. Dan, tentu tak perlu pula memunculkan asumsi ada singularitas.

http://m.suaramerdeka.com

 

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s