Numbers ID | Jalan Buntu Untuk String Theory?

Jalan Buntu Untuk String Theory?

Ditulis Oleh Adam Syammas Zaki Purnomo, Mahasiswa Tohoku University. Contributor Numbers ID

Dalam fisika, ada 4 gaya yang mengatur alam semesta, gravitasi, elektromagnetik, weak nuclear force, dan string nuclear force. Saintis saat ini sudah mengetahui bagaimana 3 gaya tersebut (kecuali gravitasi) bekerja dalam semua skala termasuk skala kuantum. Dengan hukum newton dan general relativity Einstein, kita dapat menghitung dan mengetahui efek gravitasi terhadap objek, ruang dan waktu di sekitarnya. Tapi sampai saat ini kita belum benar-benar tahu bagaimana gravitasi bekerja dalam skala kuantum dan apa hubungan gravitasi dengan 3 gaya lainnya. Disinilah string teori muncul dan berkesempatan memecahkan masalah ini.

String teori saat ini bisa dibilang hampir mendominasi dunia fisikawan teoritis. Lebih dari ribuan saintis paling bertalenta dan terlatih bekerja pada string teori. Bahkan sampai ada stereotype bahwa tidak mungkin mendapatkan jabatan di Princenton atau Harvard tanpa menjadi string theorist.  Sudah lebih dari lebih dari 30 tahun para saintis mendedikasikan waktu dan sumber dayanya pada teori ini, namun sampai saat ini string teori belum benar-benar menghasilkan hasil yang memuaskan.

String teori saat ini, adalah teori yang paling menjanjikan untuk disebut sebagai  the theory of everything. Teori ini di usung sebagai teori yang dapat menyatukan General Relativity dengan Quantum Field Theory serta gravitasi denga 3 gaya lainnya, menjelaskan semua elementary particle, menjelaskan proses bigbang tentang darimana materi dan gaya bisa muncul, menjelaskan singularity pada black hole (dimana einsteins equation tidak berlaku), dan masih banyak lagi.

Premis dari teori ini adalah, pada level yang paling fundamental, materi tidak tersusun atas partikel-partikel kecil. Melainkan tersusun atas filamen kecil yang bergetar dengan frekuensi yang berbeda-beda dan menghasilkan partikel yang berbeda. Dari premis inilah string teori dapat menjelaskan asal-muasal materi beserta interkasinya satu sama lain.

String teori pertama kali muncul pada 1960-an untuk menjelaskan fenomema nuclear strong force. Ide dari string teori adalah bahwa quark di dalam proton dan neutron dapat berinteraksi karena adanya string yang mengikat keduanya. Namun pada saat itu teori ini diabaikan karena hasilnya tidak konsisten dengan experiment.

Pada tahun 1984, perhitungan yang dilakukan oleh John Scwarz dan Michael Green memberikan bukti bahwa string adalah teori yang konsisten dan memiliki kesempatan untuk menjelaskan semua elementary particle beserta dengan interaksinya. Sejak saat itu, ratusan fisikawan mulai mendedikasikan dirinya pada teori ini.

Namun, untuk membuat premis dari string teori benar, dibutuhkan dimensi ruang lebih dari 3. Andaikan string teori benar, bahwa alam ini tersusun lebih dari 3 dimensi ruang, bagaimana bisa kita hanya melihat 3 dimensi ruang? Ada 2 penjelasan yang mungkin untuk hal ini, pertama bahwa dimensi tambahan tersebut sangatlah kecil sehingga kita tidak dapat merpersepsikannya, dan yang kedua adalah kita terjebak di dunia 3 dimensi yang mana dimensi selanjutnya tidak dapat kita jangkau.

Sejatinya, sebuah teori belumlah bisa dibilang teori apabila tidak disertai dengan experiment yang menbuktikan teori tersebut. Bagaimana kita membuktikan bahwa terdapat lebih dari 3 dimensi ruang di alam semesta ini? Bagaimana kita membuktikan bahwa string teori benar? Mungkin pertanyaan-pertanyaan inilah yang menjadi momok bagi string teori. String teori sudah ada lebih dari 30 tahun, namun belum juga menghasilkan satu prediksi maupun satu bukti yang dapat dites atau difalsifikasi. Falsifikasi di sini adalah, apabila ditemukan satu bukti atau satu kondisi bahwa suatu teori salah atau tidak konsisten, maka secara keseluruhan teori tersebut tidak benar.

Untuk suatu teori agar diterima secara umum oleh saintis,  teori tersebut dapat diuji dengan teknologi masak kini atau setidaknya dengan near-future technology. Lee Smolin, seorang fisikawan teoritik asal Amerika, mengatakan apabila suatu teori benar, sejarah sains sejauh ini mebuktikan bahwa teori tersebut akan diikuti oleh eksperimen hebat yang membuktikan keabsahan teori tersebut. General Relativity muncul pada 1916, dan pada 1919 saintis dapat membuktikan bahwa cahaya dapat berbelok karena gravitasi yang membuktikan keabsahan GR.  Quantum theory muncul pada 1905, experiment untuk membuktikan photon dimulai pada 1907, berlanjut 1908, 1911. Dan hal ini tidak terjadi pada string teori. Namun tentunya fakta ini tidak bisa kita jadikan pijakan bahwa string teori salah.

Tidak dipungkiri bahwa dengan munculnya string teori, telah membantu para saintis untuk memahami lebih dalam beberapa gauge theories. Namun pada faktanya, belum ada persamaan yang benar-benar komplit untuk menjelaskan prinsip dasar dari string teori. Apa yang kita tahu adalah, string teori sebagian besar terdiri dari aproksimasi dan dugaan yang diformulasikan dalam persamaan matematika.

Oleh karena itu, tentunya evaluasi untuk string theory sangatlah diperlukan. Dunia para fisikawan teoritik saat ini sudah seperti ‘dikuasai’ oleh string teori. Pad aakhirnya, menurut pendapat penulis sendiri, penelitian untuk string teori sendiri tetap harus dilanjutkan. Namun,  sudah saatnya para ilmuwa untuk menjadi lebih open minded   terhadap alternatif lain untuk teori unifikasi lainnya.

References :

Smolin, L. (2006). The Trouble with Physics. United States: Houghton Mifflin Harcourt.

Jones, A., & Robbins, D. (2009). String Theory For Dummies.

Lee Smolin on String Theory [Video file]. (n.d.). Retrieved from https://www.youtube.com/watch?v=I_FG8kRVWkQ

Francis, M. (n.d.). The Problem of String Theory. Retrieved from https://galileospendulum.org/2011/03/28/the-problem-of-string-theory/

Educating for Diversity | Follow our social media @numbersacademy

(179)

Comments

comments