Kosmologi dan Waktu

 

Kosmologi adalah ilmu yang mempelajari alam semesta, kosmos. Kosmos adalah kata yang digunakan dalam pemikiran metafisik Yunani awal, yang berarti ‘harmoni’ atau ‘keteraturan’ (order) sebagai lawan ‘kekacauan’ (chaos). Dalam salah satu teori penciptaan Yunani, chaos adalah materi acak (formless) dari kosmos, atau keteraturan harmonis yang diciptakan (EP: ‘Kosmology’, II: 237-244; ‘Chaos dan Cosmos’, II: 80 – 81). Dan waktu adalah salah satu masalah paling mendasar dalam filsafat dan kosmologi, karena seluruh eksistensi tidak lain adalah rangkaian peristiwa dalam waktu. Semua orang merasakan waktu, tetapi kebanyakan orang tidak mempertanyakannya karena terbiasa dialami setiap hari dalam banyak hal dan begitu lumrah. Namun, hal itu jauh lebih sulit untuk memahami hakikat filosofis waktu dan karakteristiknya.

Sepanjang sejarah filsafat, banyak pandangan yang bertentangan telah muncul untuk mendiskusikan dan menggambarkan aspek yang berbeda dari waktu, dan beberapa hipotesis terbaru telah muncul dalam kosmologi modern. Namun, masih merupakan impian setiap fisikawan untuk mengungkap realitas waktu, terutama karena semua teori modern telah sampai pada kesimpulan bahwa waktu adalah kuncinya.

1,1 Gambaran singkat dari Model Kosmologi Awal

Dimulai pada abad kedua belas, Imuwan Arab, ahli-ahli Taurat (scribes) dan berbagai penerjemah secara bertahap yang memperkenalkan Eropa terhadap ilmu astronomi seperti yang dikembangkan dalam peradaban Islam berdasarkan model Helenistik sebelumnya (terutama Ptolemy dan Aristoteles). Tetapi begitu Gereja Katolik telah memutuskan untuk mengadopsi model geocentric1[1] Ptolemaic atau kosmologis Aristoteles sebagai prinsip teologis, ilmuwan yang mengkritik model ini dianggap sebagai bid’ah (heretics). Oleh karena itu, Ilmuwan Polandia Nicolai Copernicus (1473-1544 AD) yang mengemukakan model heliosentris-nya secara anonim, dan bukunya De Revolutionibus orbium Caelestium (On the Revolutions of the Heavenly Orbs), tidak dipublikasikan sampai tahun 1543, hanya satu tahun sebelum kematiannya. Dalam model ini, Copernicus mempostulatkan bahwa Matahari dan bintang-bintang diam (stationary) dan bumi serta planet-planet beredar mengelilingi matahari dalam orbits lingkaran.[2]

Hal itu tidak sampai pada tahun 1609, ketika Galileo menemukan teleskop, bahwa model geosentris Aristoteles dan Ptolemy alam semesta benar-benar tidak digunakan oleh para peneliti berpengetahuan dan digantikan oleh model heliosentris (Drake 1990: 145-163). Pada waktu yang hampir sama (1609-1619), ilmuwan Johannes Kepler merumuskan tiga pernyataan matematis yang secara akurat menggambarkan revolusi planet di sekitar Matahari. Pada tahun 1687, dalam buku utamanya berjudul Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, Isaac Newton memberikan teori gravitasi yang terkenal, yang mendukung model Copernican dan menjelaskan bagaimana benda (bodies) secara umum bergerak dalam ruang dan waktu (Hall 1992: 202).

Mekanika Newton cukup baik untuk diterapkan pada tata surya, tetapi teori kosmologisnya sepenuhnya tidak benar sejauh ia masih menganggap, seperti Aristoteles, bahwa bintang-bintang berposisi tetap dan alam semesta di luar tata surya bersifat statis. Meskipun alam semesta yang dinamis dengan mudah dapat diprediksi menurut teori gravitasi Newton, namun keyakinan pada alam semesta statis Aristoteles begitu dalam dan kuat sehingga bertahan selama tiga abad setelah Newton (Benih 1990: 86-107).

Pada tahun 1718, Edmund Halley membandingkan posisi bintang yang dicatat oleh Babyilonians dan astronom kuno lainnya dengan pengamatan terbaru dan dketahui bahwa posisi bintang-bintang tidak sama seperti possi ribuan tahun sebelumnya. Kenyataannya, posisi bintang-bintang mengalami perpindahan meskipun dengan jarak yang relatif kecil. Ini disebut ‘gerak semestinya’ (proper motion)‘, yang merupakan gerakan bintang yang jelas (tegak lurus terhadap garis pandang) sehubungan dengan latar belakang bintang-bintang yang sangat jauh. Pada tahun 1783, William Herschel menemukan gerakan matahari, yakni gerak relatif Matahari terhadap bintang-bintang di lingkungan galaksi tersebut. Herschel juga menunjukkan bahwa Matahari dan bintang-bintang lainnya tersusun seperti ‘butiran kasar dalam gerinda’ (grains of abrasive in a grindstone) (Ferguson 1999: 162-165), yang sekarang disebut galaksi Bima Sakti. Lebih dari satu abad kemudian, pada tahun 1924, Hubble mampu mengukur jarak untuk beberapa bintang (berdasarkan ‘pergeseran merah’),[3] dan ia menunjukkan bahwa beberapa titik-titik terang yang kita lihat di langit sebenarnya galaksi-galaksi lain seperti kita, meskipun mereka tampak begitu kecil karena sangat jauh (Hartmann 1990: 373-375).

Teori Aristoteles tentang alam semesta yang statis (yaitu semua bintang) berakhir setelah Penemuan Hubble tentang pergeseran merah (redshift) dari cahaya yang datang dari semua bintang yang jauh, yang menunjukkan bahwa segala sesuatu di alam semesta sebenarnya bergerak, seperti Ibnu Arabi telah katakan berabad-abad sebelumnya. Dalam buku best seller-nya tahun 1980-an, Stephen Hawking mengatakan:

Bahkan ketika Einstein merumuskan teori Relativitas umum pada tahun 1915, begitu yakin bahwa alam semesta harus statis, ia memodifikasi teorinya untuk membuat hipotesisnya menjadi mungkin dengan memperkenalkan konstanta kosmologis ke dalam persamaannya. (Hawking 1998: 42)

Hipotesis Einstein ini tentu saja segera terbukti salah, dan semua orang kini tahu bahwa kosmos bergerak secara terus menerus. Einstein sendiri kemudian menganggap hipotesisnya menjadi salah satu kesalahan terbesar. Bagaimanapun, Ibn ‘Arabi menyatakan dengan jelas bahwa posisi bintang-bintang tidak tetap sama sekali, dan ia bahkan memberikan nomor dan satuan terhadap kecepatan gerak bintang-bintang yang sebenarnya [III.548.28, II.441.33], yang konsisten dengan pengukuran terbaru yang akurat.

Setelah perkembangan tersebut, dan dengan munculnya teknologi baru yang digunakan dalam melakukan pengamatan yang lebih akurat, selain untuk penelitian percepatan dalam fisika dan astronomi, pandangan baru keseluruhan kosmos akhirnya menggantikan beberapa pandangan klask yang singkat. Namun, kita tidak pernah bisa mengklaim bahwa semua pertanyaan telah dijawab dan bahwa kita dapat membuat gambaran yang sepenuhnya benar mengenai kosmos. Sebaliknya, satuan baru dari pertanyaan-pertanyaan yang lebih mendalam masih menjadi teka-teki, seperti benda hitam (dark matter) dan paradoks Einstein-Podolsky-Rosen (EPR) (lihat bagian 6.6).

Seiring dengan sejumlah besar data yang dikumpulkan oleh teleskop dan pesawat ulang-alik dalam beberapa dekade terakhir, teori-teori baru telah dihasilkan untuk mencoba menjelaskan pengamatan alam semesta. Hanya Konsep-konsep dari ‘waktu’ dan ‘ruang’ yang menjadi focus, terutama setelah ide-ide aneh dan berani dari Einstein tentang relativitas dan ruang-waktu yang melengkung yang dibuktikan oleh Eddington melalui pengamatan gerhana Matahari total pada tahun 1918 di Afrika Selatan. Sejak itu, teori-teori lain termasuk Mekanika Quantum, Teori Medan, Teori superstring, dan Teori Gravitasi Kuantum, telah mencoba untuk menemukan dan menggambarkan hubungan yang sebenarnya antara obyek material dan energi di satu sisi, dan antara ruang dan waktu di sisi lain. Namun, belum ada pandangan yang sepenuhnya meyakinkan atas temuan yang dicapai.


[1] Pandangan geosentris menganggap Bumi menjadi pusat alam semesta, sementara pandangan heliosentris menganggap Matahari menjadi pusat. Kosmologi modern, bagaimanapun, menegaskan bahwa alam semesta, menjadi arena ruang-waktu yang tertutup, tidak memiliki pusat; titik apapun dapat dianggap pusat, sebagaimana setiap titik di permukaan bumi dapat dianggap pusat (dalam memandang permukaan, bukan volume). Jadi apakah bumi atau Matahari berada di pusat alam semesta adalah pertanyaan yang valid hanya berkaitan dengan tata surya yang merupakan alam semesta yang dikenal dalam kosmologi awal, tetapi tidak berlaku lagi setelah penemuan galaksi dan jarak yang besar antara bintang luar tata surya. Perlu disebutkan di sini bahwa Ibnu ‘Arabi menegaskan secara jelas bahwa alam semesta bukanlah pusat [II.677.19].

[2] Untuk informasi lebih lanjut tentang hal ini lihat: Biefikowski (1972). Biefikowski, B. (1972) ‘From Negation to Acceptance (The Reception of the Heliocentric Theory in Polish Schools in the Seventeenth and Eighteenth Centuries)’, in The Per­ception of Copernicus’ Heliocentric Theory: Proceedings of a Symposium Organised by the Nicolas Copernicus Committee of the International Union of the History and Philosophy of Science, ed. Jerzy Dobrzycki, Boston: D. Reidel.

[3] Pergeseran merah adalah perpindahan (menuju sisi merah) dari garis spektrum cahaya yang dipancarkan oleh bintang-bintang ketika diterima di Bumi, dan ini adalah karena kecepatan tinggi dari gerakan bintang yang menjauh dari kita. Besarnya pergeseran ke arah merah berbanding lurus dengan jarak bintang yang jauh dari kita, dan ini merupakan bagaimana jarak jauh bintang-bintang dan galaksi dihitung dengan tingkat akurasi yang tinggi.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

Kosmologi dan Waktu

 

Kosmologi adalah ilmu yang mempelajari alam semesta, kosmos. Kosmos adalah kata yang digunakan dalam pemikiran metafisik Yunani awal, yang berarti ‘harmoni’ atau ‘keteraturan’ (order) sebagai lawan ‘kekacauan’ (chaos). Dalam salah satu teori penciptaan Yunani, chaos adalah materi acak (formless) dari kosmos, atau keteraturan harmonis yang diciptakan (EP: ‘Kosmology’, II: 237-244; ‘Chaos dan Cosmos’, II: 80 – 81). Dan waktu adalah salah satu masalah paling mendasar dalam filsafat dan kosmologi, karena seluruh eksistensi tidak lain adalah rangkaian peristiwa dalam waktu. Semua orang merasakan waktu, tetapi kebanyakan orang tidak mempertanyakannya karena terbiasa dialami setiap hari dalam banyak hal dan begitu lumrah. Namun, hal itu jauh lebih sulit untuk memahami hakikat filosofis waktu dan karakteristiknya.

Sepanjang sejarah filsafat, banyak pandangan yang bertentangan telah muncul untuk mendiskusikan dan menggambarkan aspek yang berbeda dari waktu, dan beberapa hipotesis terbaru telah muncul dalam kosmologi modern. Namun, masih merupakan impian setiap fisikawan untuk mengungkap realitas waktu, terutama karena semua teori modern telah sampai pada kesimpulan bahwa waktu adalah kuncinya.

1,1 Gambaran singkat dari Model Kosmologi Awal

Dimulai pada abad kedua belas, Imuwan Arab, ahli-ahli Taurat (scribes) dan berbagai penerjemah secara bertahap yang memperkenalkan Eropa terhadap ilmu astronomi seperti yang dikembangkan dalam peradaban Islam berdasarkan model Helenistik sebelumnya (terutama Ptolemy dan Aristoteles). Tetapi begitu Gereja Katolik telah memutuskan untuk mengadopsi model geocentric1[1] Ptolemaic atau kosmologis Aristoteles sebagai prinsip teologis, ilmuwan yang mengkritik model ini dianggap sebagai bid’ah (heretics). Oleh karena itu, Ilmuwan Polandia Nicolai Copernicus (1473-1544 AD) yang mengemukakan model heliosentris-nya secara anonim, dan bukunya De Revolutionibus orbium Caelestium (On the Revolutions of the Heavenly Orbs), tidak dipublikasikan sampai tahun 1543, hanya satu tahun sebelum kematiannya. Dalam model ini, Copernicus mempostulatkan bahwa Matahari dan bintang-bintang diam (stationary) dan bumi serta planet-planet beredar mengelilingi matahari dalam orbits lingkaran.[2]

Hal itu tidak sampai pada tahun 1609, ketika Galileo menemukan teleskop, bahwa model geosentris Aristoteles dan Ptolemy alam semesta benar-benar tidak digunakan oleh para peneliti berpengetahuan dan digantikan oleh model heliosentris (Drake 1990: 145-163). Pada waktu yang hampir sama (1609-1619), ilmuwan Johannes Kepler merumuskan tiga pernyataan matematis yang secara akurat menggambarkan revolusi planet di sekitar Matahari. Pada tahun 1687, dalam buku utamanya berjudul Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, Isaac Newton memberikan teori gravitasi yang terkenal, yang mendukung model Copernican dan menjelaskan bagaimana benda (bodies) secara umum bergerak dalam ruang dan waktu (Hall 1992: 202).

Mekanika Newton cukup baik untuk diterapkan pada tata surya, tetapi teori kosmologisnya sepenuhnya tidak benar sejauh ia masih menganggap, seperti Aristoteles, bahwa bintang-bintang berposisi tetap dan alam semesta di luar tata surya bersifat statis. Meskipun alam semesta yang dinamis dengan mudah dapat diprediksi menurut teori gravitasi Newton, namun keyakinan pada alam semesta statis Aristoteles begitu dalam dan kuat sehingga bertahan selama tiga abad setelah Newton (Benih 1990: 86-107).

Pada tahun 1718, Edmund Halley membandingkan posisi bintang yang dicatat oleh Babyilonians dan astronom kuno lainnya dengan pengamatan terbaru dan dketahui bahwa posisi bintang-bintang tidak sama seperti possi ribuan tahun sebelumnya. Kenyataannya, posisi bintang-bintang mengalami perpindahan meskipun dengan jarak yang relatif kecil. Ini disebut ‘gerak semestinya’ (proper motion)‘, yang merupakan gerakan bintang yang jelas (tegak lurus terhadap garis pandang) sehubungan dengan latar belakang bintang-bintang yang sangat jauh. Pada tahun 1783, William Herschel menemukan gerakan matahari, yakni gerak relatif Matahari terhadap bintang-bintang di lingkungan galaksi tersebut. Herschel juga menunjukkan bahwa Matahari dan bintang-bintang lainnya tersusun seperti ‘butiran kasar dalam gerinda’ (grains of abrasive in a grindstone) (Ferguson 1999: 162-165), yang sekarang disebut galaksi Bima Sakti. Lebih dari satu abad kemudian, pada tahun 1924, Hubble mampu mengukur jarak untuk beberapa bintang (berdasarkan ‘pergeseran merah’),[3] dan ia menunjukkan bahwa beberapa titik-titik terang yang kita lihat di langit sebenarnya galaksi-galaksi lain seperti kita, meskipun mereka tampak begitu kecil karena sangat jauh (Hartmann 1990: 373-375).

Teori Aristoteles tentang alam semesta yang statis (yaitu semua bintang) berakhir setelah Penemuan Hubble tentang pergeseran merah (redshift) dari cahaya yang datang dari semua bintang yang jauh, yang menunjukkan bahwa segala sesuatu di alam semesta sebenarnya bergerak, seperti Ibnu Arabi telah katakan berabad-abad sebelumnya. Dalam buku best seller-nya tahun 1980-an, Stephen Hawking mengatakan:

Bahkan ketika Einstein merumuskan teori Relativitas umum pada tahun 1915, begitu yakin bahwa alam semesta harus statis, ia memodifikasi teorinya untuk membuat hipotesisnya menjadi mungkin dengan memperkenalkan konstanta kosmologis ke dalam persamaannya. (Hawking 1998: 42)

Hipotesis Einstein ini tentu saja segera terbukti salah, dan semua orang kini tahu bahwa kosmos bergerak secara terus menerus. Einstein sendiri kemudian menganggap hipotesisnya menjadi salah satu kesalahan terbesar. Bagaimanapun, Ibn ‘Arabi menyatakan dengan jelas bahwa posisi bintang-bintang tidak tetap sama sekali, dan ia bahkan memberikan nomor dan satuan terhadap kecepatan gerak bintang-bintang yang sebenarnya [III.548.28, II.441.33], yang konsisten dengan pengukuran terbaru yang akurat.

Setelah perkembangan tersebut, dan dengan munculnya teknologi baru yang digunakan dalam melakukan pengamatan yang lebih akurat, selain untuk penelitian percepatan dalam fisika dan astronomi, pandangan baru keseluruhan kosmos akhirnya menggantikan beberapa pandangan klask yang singkat. Namun, kita tidak pernah bisa mengklaim bahwa semua pertanyaan telah dijawab dan bahwa kita dapat membuat gambaran yang sepenuhnya benar mengenai kosmos. Sebaliknya, satuan baru dari pertanyaan-pertanyaan yang lebih mendalam masih menjadi teka-teki, seperti benda hitam (dark matter) dan paradoks Einstein-Podolsky-Rosen (EPR) (lihat bagian 6.6).

Seiring dengan sejumlah besar data yang dikumpulkan oleh teleskop dan pesawat ulang-alik dalam beberapa dekade terakhir, teori-teori baru telah dihasilkan untuk mencoba menjelaskan pengamatan alam semesta. Hanya Konsep-konsep dari ‘waktu’ dan ‘ruang’ yang menjadi focus, terutama setelah ide-ide aneh dan berani dari Einstein tentang relativitas dan ruang-waktu yang melengkung yang dibuktikan oleh Eddington melalui pengamatan gerhana Matahari total pada tahun 1918 di Afrika Selatan. Sejak itu, teori-teori lain termasuk Mekanika Quantum, Teori Medan, Teori superstring, dan Teori Gravitasi Kuantum, telah mencoba untuk menemukan dan menggambarkan hubungan yang sebenarnya antara obyek material dan energi di satu sisi, dan antara ruang dan waktu di sisi lain. Namun, belum ada pandangan yang sepenuhnya meyakinkan atas temuan yang dicapai.


[1] Pandangan geosentris menganggap Bumi menjadi pusat alam semesta, sementara pandangan heliosentris menganggap Matahari menjadi pusat. Kosmologi modern, bagaimanapun, menegaskan bahwa alam semesta, menjadi arena ruang-waktu yang tertutup, tidak memiliki pusat; titik apapun dapat dianggap pusat, sebagaimana setiap titik di permukaan bumi dapat dianggap pusat (dalam memandang permukaan, bukan volume). Jadi apakah bumi atau Matahari berada di pusat alam semesta adalah pertanyaan yang valid hanya berkaitan dengan tata surya yang merupakan alam semesta yang dikenal dalam kosmologi awal, tetapi tidak berlaku lagi setelah penemuan galaksi dan jarak yang besar antara bintang luar tata surya. Perlu disebutkan di sini bahwa Ibnu ‘Arabi menegaskan secara jelas bahwa alam semesta bukanlah pusat [II.677.19].

[2] Untuk informasi lebih lanjut tentang hal ini lihat: Biefikowski (1972). Biefikowski, B. (1972) ‘From Negation to Acceptance (The Reception of the Heliocentric Theory in Polish Schools in the Seventeenth and Eighteenth Centuries)’, in The Per­ception of Copernicus’ Heliocentric Theory: Proceedings of a Symposium Organised by the Nicolas Copernicus Committee of the International Union of the History and Philosophy of Science, ed. Jerzy Dobrzycki, Boston: D. Reidel.

[3] Pergeseran merah adalah perpindahan (menuju sisi merah) dari garis spektrum cahaya yang dipancarkan oleh bintang-bintang ketika diterima di Bumi, dan ini adalah karena kecepatan tinggi dari gerakan bintang yang menjauh dari kita. Besarnya pergeseran ke arah merah berbanding lurus dengan jarak bintang yang jauh dari kita, dan ini merupakan bagaimana jarak jauh bintang-bintang dan galaksi dihitung dengan tingkat akurasi yang tinggi.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

%d bloggers like this: