Kata kunci pencarian
- kosmologi sulit diterima
- hal yang belum diketahui tentang lubang hitam
- apa yang sudah diketahui tentang lubang hitam
- gelombang gravitasi sebenarnya mengamati apa
- bagian dalam Bumi tidak bisa diamati langsung
- materi gelap energi gelap belum terpecahkan
- sains pengamatan langsung pengamatan tidak langsung prediksi teori
- semangat NASA
1. Kenapa justru kosmologi yang terasa sulit diterima?
Logika biasa dan fisika sehari-hari menurutku cukup masuk akal.
Kalau benda dijatuhkan, ia jatuh ke bawah. Kalau didorong, ia bergerak. Kalau menyentuh benda panas, rasanya panas. Di dalam air, tekanan makin besar. Di pusat Bumi, arah gravitasi saling meniadakan, tetapi tekanannya sangat kuat dari segala arah.
Untuk hal-hal seperti ini, intuisi dan teori lumayan nyambung.
Tapi begitu masuk ke pembahasan alam semesta, tiba-tiba jadi sulit diterima.
Lubang hitam. Gelombang gravitasi. Lengkungan ruang-waktu. Materi gelap. Energi gelap. Pemuaian alam semesta. Singularitas.
Sampai di sini, rasanya ingin bertanya, "Eh, memangnya mereka benar-benar tahu?"
Menurutku ini cara ragu yang cukup sehat.
Kosmologi bukan produk jadi yang semuanya sudah jelas dan rapi.
Ada bagian yang dipahami dengan sangat kuat, dan ada bagian yang memang belum dipahami, semuanya bercampur.
Jadi yang penting bukan menyikapi sains luar angkasa dengan cara kasar "percaya atau tidak percaya".
Yang diamati secara langsung. Yang disimpulkan dengan kuat dari bukti tidak langsung. Yang diprediksi oleh teori akan terjadi. Yang masih belum diketahui.
Yang penting adalah memisahkan keempat hal ini.
Kalau tidak dipisahkan lalu bilang "kita tahu semuanya", jadinya "sains monyet" yang cukup ngawur (pseudosains yang sok tahu tanpa dasar).
2. Nama "lubang" pada lubang hitam sudah membingungkan dari awal
Nama "lubang hitam" mudah menimbulkan salah paham.
Kita jadi membayangkan ruang kosong yang berlubang di sesuatu, seperti lubang donat atau lubang hidung.
Padahal NASA menjelaskan bahwa lubang hitam bukanlah lubang dalam arti sebenarnya, melainkan sejumlah besar materi yang dijejalkan ke dalam ruang yang sangat kecil. Di dalam cakrawala peristiwa (batas yang tak bisa dilalui kembali), gravitasinya begitu kuat sampai cahaya pun tidak bisa lolos.
Jadi, daripada "lubang yang terbuka di alam semesta", lubang hitam lebih dekat dengan
wilayah yang gravitasinya terlalu kuat sehingga tidak ada lagi jalan kembali ke luar.
Kalau diibaratkan dengan Dragon Ball (manga dan anime Jepang yang sangat populer), titik awal "planet Kaio yang gravitasinya besar" sebenarnya cukup pas.
Tapi lubang hitam bukan sekadar versi super dari planet Kaio, melainkan satu tingkat lebih mengerikan.
- Planet Kaio: gravitasinya besar, tapi dengan usaha kita masih bisa bergerak dan pulang
- Lubang hitam: begitu melewati batas, cahaya pun tidak bisa kembali
- Planet Kaio: tempat latihan
- Lubang hitam: penjara kosmik yang pintu keluarnya sudah tidak ada
Jadi lubang hitam lebih mirip keadaan di mana jalan pulang sudah hilang menurut hukum fisika daripada sebuah "lubang".
3. "Spageti-fikasi" tidak pernah diamati langsung pada manusia
Katanya kalau jatuh ke lubang hitam, tubuh kita akan memanjang seperti spageti.
Tapi di sini pun sebaiknya jangan sok tahu.
Belum ada yang merekam manusia jatuh ke lubang hitam lalu memanjang seperti mi.
Tentu saja itu belum pernah diamati.
Dasar dari spageti-fikasi terutama adalah teori gaya pasang surut, ditambah pengamatan yang bisa ditafsirkan sebagai bintang yang tercabik saat mendekati lubang hitam.
Gaya pasang surut adalah gaya yang muncul karena kekuatan gravitasi di sisi dekat dan sisi jauh sebuah benda berbeda.
Misalnya, kalau kamu jatuh dengan kaki lebih dulu, kakimu lebih dekat ke lubang hitam. Jadi kaki ditarik lebih kuat. Kepala ditarik sedikit lebih lemah.
Selisih itu membuat tubuh memanjang ke arah vertikal. Pada saat yang sama, tubuh terhimpit dari samping.
Itulah gambaran dasar spageti-fikasi.
Namun, di sini perlu dirapikan mana yang mana.
- Benda yang meregang karena perbedaan gravitasi: secara teori cukup kuat
- Bintang yang tampaknya tercabik di dekat lubang hitam: sudah diamati
- Rekaman manusia yang benar-benar menjadi spageti: tidak pernah diamati langsung
- Apa yang akhirnya terjadi di dalam cakrawala peristiwa: masih ada bagian yang belum dipahami
NASA juga menjelaskan bahwa apa yang terjadi pada materi setelah melewati cakrawala peristiwa masih belum diketahui dengan pasti.
Mencampuradukkan semua ini lalu bilang "kita tahu semuanya" agak sembarangan.
Menurutku cara paling jujur untuk mengatakannya begini.
Di dekat lubang hitam, gaya pasang surut diprediksi akan meregangkan benda, dan ada pengamatan yang bisa ditafsirkan sebagai bintang yang benar-benar tercabik. Namun spageti-fikasi pada tubuh seukuran manusia belum pernah diamati langsung, dan bagian dalam lubang hitam masih menyisakan hal yang belum terpecahkan.
Segitu sudah pas.
4. Di pusat Bumi gravitasi saling meniadakan, tapi tekanannya termasuk yang terbesar
Kalau bicara soal gravitasi, ada pertanyaan yang muncul dengan sendirinya.
Di Bumi, benda ditarik ke arah pusat Bumi. Lalu bagaimana kalau kita berada di pusat Bumi?
Jawabannya: dalam model yang mendekati simetri bola, percepatan gravitasi di pusat Bumi hampir nol.
Sebabnya, ada materi Bumi di segala arah di sekeliling kita.
Ditarik dari kanan. Ditarik dari kiri. Ditarik dari atas dan dari bawah.
Kalau benar-benar simetris, tarikan itu saling meniadakan.
Tapi yang penting di sini adalah
gravitasi mendekati nol sama sekali tidak berarti aman.
Di pusat Bumi, tekanannya luar biasa kuat dari segala arah.
Meski arah gravitasi saling meniadakan, tekanan dari berat materi di atasnya terus menumpuk.
Jadi pusat Bumi kurang lebih seperti ini:
- Percepatan gravitasi: hampir nol di pusat
- Tekanan: termasuk yang tertinggi
- Suhu: sangat tinggi
- Manusia: langsung tamat
Bisa dibilang "terasa seperti tanpa bobot, padahal sebenarnya neraka yang menghimpit dari segala arah dengan berat seukuran satu planet Bumi".
5. Bagian dalam Bumi juga tidak dilihat secara langsung
Ini juga penting.
Manusia belum pernah pergi ke pusat Bumi dan melihat isinya langsung.
Pengetahuan tentang bagian dalam Bumi terutama disimpulkan dengan menggabungkan gelombang seismik, gravitasi, medan magnet, aliran panas, percobaan batuan, dan gerak Bumi.
USGS (Survei Geologi Amerika Serikat) juga menjelaskan bahwa informasi terkini tentang bagian dalam Bumi berasal dari jalur dan ciri gelombang seismik, percobaan batuan dan mineral pada suhu dan tekanan tinggi, serta gravitasi, medan magnet, dan aliran panas Bumi.
Artinya, soal bagian dalam Bumi pun,
kita tidak melihatnya secara langsung. Tetapi banyak bukti tidak langsung yang sangat kuat saling cocok.
Begitulah keadaannya.
Kita tidak bisa bilang "kalau tidak dilihat langsung, berarti semuanya bohong".
Tetapi bicara seolah-olah sudah melihatnya langsung juga keliru.
Di sini pun, pengamatan langsung, pengamatan tidak langsung, dan dugaan teoretis perlu dipisahkan.
6. Gelombang gravitasi bisa melihat alam semesta, lalu kenapa bagian dalam Bumi tidak bisa di-CT scan?
Kalau gelombang gravitasi bisa melihat alam semesta, bukankah gravitasi di dalam Bumi juga bisa dilihat?
Pertanyaan ini sangat wajar.
Tapi gelombang gravitasi dan medan gravitasi Bumi itu jenisnya berbeda.
Gelombang gravitasi adalah riak ruang-waktu yang dihasilkan peristiwa dahsyat seperti penggabungan lubang hitam.
LIGO (observatorium gelombang gravitasi di Amerika Serikat) mengumumkan bahwa pada 14 September 2015 mereka untuk pertama kalinya mendeteksi secara langsung gelombang gravitasi dari penggabungan dua lubang hitam.
Ini cerita tentang "ruang-waktu bergetar di alam semesta yang jauh, dan getarannya sampai ke Bumi".
Sementara itu, gravitasi di dalam Bumi pada dasarnya adalah medan gravitasi statis.
Ia bukan sesuatu yang datang dalam bentuk gelombang.
Tentu saja medan gravitasi Bumi diukur.
GRACE-FO milik NASA/JPL adalah misi yang mengukur perubahan medan gravitasi Bumi untuk melacak perpindahan air dan perubahan massa di permukaan.
Namun itu tidak berarti bagian dalam Bumi bisa di-CT scan dengan rapi.
Dengan gravitasi saja, informasinya bercampur.
Meski dari permukaan atau satelit diketahui bahwa "di sini gravitasinya sedikit lebih kuat", sulit memastikan hanya dari data gravitasi apakah itu perbedaan kepadatan di lapisan dangkal, struktur yang dalam, air tanah, es, atau mantel.
Karena itu, untuk melihat bagian dalam Bumi, kita perlu menggabungkan gravitasi dengan gelombang seismik, medan magnet, percobaan batuan, model numerik, dan lainnya.
Jadi:
Melihat luar angkasa dengan gelombang gravitasi → Mendeteksi getaran ruang-waktu yang dahsyat.
Melihat gravitasi di dalam Bumi → Mengukur ketidakmerataan medan gravitasi yang tenang akibat sebaran massa.
Memvisualisasikan bagian dalam Bumi secara utuh → Belum bisa. Informasinya bercampur, jadi perlu digabung dengan gelombang seismik dan data lain.
7. Di alam semesta, "bagian yang terbukti tepat" dan "bagian yang belum diketahui" bercampur
Mungkin di sinilah letak alasan kosmologi sulit diterima.
Sains luar angkasa banyak benarnya.
Gelombang gravitasi sudah terdeteksi. Bayangan lubang hitam sudah difoto. Relativitas umum bertahan menghadapi banyak pengamatan. Bagian dalam Bumi pun sudah disimpulkan dengan cukup kuat lewat gelombang seismik dan bukti lainnya.
Di sisi lain, yang belum diketahui juga sangat besar.
Materi gelap itu terbuat dari apa? Energi gelap itu apa? Apa yang terjadi di dalam lubang hitam? Apakah singularitas benar-benar ada secara fisik? Bagaimana gravitasi dan mekanika kuantum disatukan? Bagaimana memperlakukan awal mula alam semesta itu sendiri?
ESA (Badan Antariksa Eropa) menjelaskan bahwa materi biasa hanyalah sebagian kecil dari alam semesta, dan lebih dari 95% massa dan energi alam semesta terdiri dari materi gelap dan energi gelap. Soal materi gelap, ESA menyatakan bahwa terbuat dari apa dia masih belum diketahui.
Ini besar sekali.
Artinya, kosmologi modern berada dalam keadaan:
Cukup banyak yang tepat. Tapi bukan jawaban akhir. Dan manusia masih belum tahu sebagian besar alam semesta.
Jadi, merasa "hanya penjelasan alam semesta yang sulit kuterima" sama sekali tidak aneh.
Justru menurutku wajar kalau merasa janggal ketika bagian yang belum terpecahkan pun dibicarakan seolah-olah sudah dipahami.
8. Sains dilihat lewat pemilahan, bukan keyakinan
Bertanya "percaya atau tidak pada sains" itu agak kasar.
Yang penting adalah memilah, ini pembicaraan di tingkat yang mana.
| Tingkat | Isi | Contoh |
|---|---|---|
| Pengamatan langsung | Benar-benar terdeteksi, difoto, atau diukur | Deteksi gelombang gravitasi, foto bayangan di sekitar lubang hitam |
| Pengamatan tidak langsung | Disimpulkan dengan kuat dari hasilnya | Struktur dalam Bumi, perilaku materi di sekitar lubang hitam |
| Prediksi teori | Diprediksi begitu menurut persamaan | Spageti-fikasi, gravitasi yang saling meniadakan di pusat |
| Belum terpecahkan | Masih belum diketahui | Bagian dalam lubang hitam, jati diri materi gelap, gravitasi kuantum |
Kalau tabel ini ada di kepala, mendengar cerita tentang alam semesta jadi jauh lebih ringan.
"Itu dilihat langsung, nggak?" "Apa itu pengamatan tidak langsung?" "Apa itu prediksi teori?" "Atau memang belum diketahui?"
Tinggal dipilah seperti itu.
Tidak perlu meragukan semuanya. Tapi tidak perlu mempercayai semuanya juga.
Yang sudah diketahui, ya diketahui. Yang belum diketahui, ya belum diketahui.
Begitu saja sudah cukup.
9. Kesimpulan: alam semesta terasa sulit diterima bukan karena dunia ini error, tapi karena penjelasan manusia masih setengah jalan
Alam semesta tidak tampak seperti mesin yang dibuat dengan tujuan tertentu.
Lubang hitam pun tidak tampak diletakkan untuk suatu tujuan, melainkan tampak seperti fenomena yang muncul ketika aturan gravitasi, massa, dan ruang-waktu didorong sampai batasnya.
Jadi kalau kita bertanya "untuk apa mereka ada?", mungkin otak kita malah nge-hang.
Alam semesta adalah dunia penjelasan berdasarkan syarat, bukan berdasarkan tujuan.
Kalau syaratnya terpenuhi, bintang terbentuk. Kalau syaratnya terpenuhi, bintang runtuh. Kalau syaratnya terpenuhi, jadilah lubang hitam. Kalau syaratnya terpenuhi, gelombang gravitasi terpancar. Kalau syaratnya terpenuhi, kita bisa mengamatinya.
Namun hukum dasar di balik syarat-syarat itu belum seluruhnya kita pahami.
Karena itu, menurutku ini sikap terbaik terhadap kosmologi.
Akui dengan jujur bagian yang sudah diketahui. Katakan "belum tahu" untuk bagian yang belum diketahui. Jangan membicarakan hal yang belum diamati seolah-olah sudah diamati. Jangan menjadikan prediksi teori sebagai keyakinan buta. Tapi juga jangan sembarangan menolak bagian yang pengamatan dan perhitungannya cocok.
Menurutku ini cara yang cukup jujur untuk berhubungan dengan alam semesta.
Alam semesta, aku nggak ngerti.
Tapi justru karena nggak ngerti, jadi seru.
Semangat, NASA ❤
Referensi / Sources
- NASA Science, “Black Holes”
- NASA Science, “Black Hole Anatomy”
- NASA Science, “What Happens When Something Gets ‘Too Close’ to a Black Hole?”
- NASA JPL, “How Scientists Captured the First Image of a Black Hole”
- LIGO Caltech, “Gravitational Waves Detected 100 Years After Einstein’s Prediction”
- ESA, “The dark Universe”
- USGS, “The Interior of the Earth”
- NASA JPL, “GRACE-FO”
