Apa yang diam-diam mengatur seluruh alam semesta?

(Surat Kabar Dan Tri) - Konstanta fundamental bukanlah sekadar angka-angka kering; konstanta tersebut adalah fondasi yang membentuk seluruh keberadaan alam semesta.

Nilai misterius dari sebuah konstanta

Ilustrasi yang menunjukkan bagaimana gaya gravitasi sebuah galaksi membengkokkan ruang-waktu menurut teori relativitas umum Einstein (Gambar: Science Library).

Saat memandang langit malam, kita sering bertanya-tanya mengapa alam semesta ada seperti ini: mulai dari kehidupan, bintang, planet hingga umat manusia. Namun, hanya sedikit yang menyadari bahwa segala sesuatu di alam semesta diatur oleh sekelompok angka khusus, yang dikenal sebagai konstanta fundamental alam.

Angka-angka ini bukanlah ciptaan manusia, melainkan nilai-nilai tetap yang menggambarkan bagaimana gaya dan materi di alam semesta berinteraksi satu sama lain.

Sebagai contoh, kecepatan cahaya dalam ruang hampa selalu sekitar 299.792.458 m/s, konstanta gravitasi G adalah 6,674 x 10⁻¹¹ m³/kg/s², atau massa elektron adalah 9,1 x 10⁻³¹ kg…

Angka-angka ini, jika diubah sedikit saja, dapat mengubah alam semesta sepenuhnya, dan kehidupan bahkan mungkin akan lenyap. Pertanyaan besarnya adalah: Mengapa angka-angka ini memiliki nilai yang sama? Dari mana asalnya? Apakah ini hanya kebetulan?

Berkat fisika, kita dapat membangun persamaan dan model yang sangat presisi untuk menggambarkan dunia —mulai dari jatuhnya batu hingga perluasan seluruh alam semesta. Namun, setiap persamaan membutuhkan beberapa nilai masukan, yaitu konstanta.

Mereka ibarat "balok penyangga" yang menopang bangunan fisika modern. Namun anehnya, tidak ada teori saat ini yang dapat menjelaskan dari mana mereka berasal. Para ilmuwan hanya dapat mengukur nilai eksperimentalnya dan memasukkannya ke dalam model.

Bayangkan Anda sedang mensimulasikan gerakan sebuah bola. Anda dapat menggunakan hukum Newton untuk menggambarkan gaya-gaya yang bekerja, tetapi Anda perlu mengetahui "seberapa kuat gravitasi". Itu tidak berasal dari model; itu harus diukur dalam kenyataan.

Demikian pula, konstanta seperti kekuatan gaya elektromagnetik, konstanta Planck, atau rasio antara partikel elementer semuanya merupakan parameter "yang diberikan" yang tidak dapat dihitung dari landasan teoretis saat ini.

Apakah konstanta benar-benar "tidak dapat diubah"?

Einstein adalah pencetus teori relativitas umum, yang mencakup konsep konstanta gravitasi G - besaran yang sangat penting untuk menggambarkan derajat "kelengkungan" ruang-waktu (Foto: Getty).

Masalah ini menjadi lebih menarik ketika para fisikawan bertanya: apakah angka-angka ini benar-benar "konstan," artinya angka-angka tersebut tidak pernah berubah?

Jika ada di antara prinsip-prinsip tersebut yang berubah, sekecil apa pun, seiring waktu, ruang, atau keadaan fisik, itu berarti prinsip-prinsip tersebut sebenarnya bukanlah hal yang mendasar, melainkan hanya manifestasi dari teori yang lebih dalam yang belum dieksplorasi .

Untuk memverifikasi hal ini, para ilmuwan merancang banyak eksperimen yang sangat presisi, baik di Bumi maupun di luar angkasa. Di laboratorium, mereka menggunakan jam atom. Ini adalah perangkat yang sangat canggih yang dapat mendeteksi perubahan terkecil dalam osilasi atom, dan dapat melacak perubahan dari waktu ke waktu pada konstanta seperti konstanta struktur halus (FSC).

Sampai saat ini, akurasi pengukuran telah mencapai tingkat di mana perubahan sepersejuta tahun dapat dideteksi, tetapi belum ada perubahan signifikan yang tercatat.

Dari perspektif astronomi, para peneliti mengamati cahaya dari quasar—objek langit yang sangat terang yang berjarak miliaran tahun cahaya dari Bumi. Mereka juga menganalisis latar belakang gelombang mikro kosmik (CMB), yang merupakan sisa cahaya dari tahap awal pembentukan alam semesta.

Idenya di sini adalah jika konstanta-konstanta tersebut telah berubah di masa lalu yang jauh, maka cahaya dari benda-benda langit yang jauh akan terpengaruh dan menunjukkan perbedaan. Namun, pengamatan masih menunjukkan kestabilan yang aneh dari konstanta-konstanta ini.

Penting untuk dicatat bahwa kita tidak dapat 100% yakin bahwa nilai-nilai tersebut adalah konstanta. Bahkan tanpa mendeteksi perubahan apa pun, selalu ada tingkat ketidakpastian dalam setiap pengukuran, dan oleh karena itu, selalu ada kemungkinan bahwa konstanta tersebut berubah tetapi dengan laju yang terlalu kecil untuk dideteksi.

Alam semesta masih menyimpan banyak misteri.

Konstanta fundamental bukanlah sekadar angka-angka kering; konstanta tersebut adalah fondasi yang membentuk seluruh keberadaan alam semesta. Konstanta tersebut menentukan bagaimana gaya berinteraksi, atom terbentuk, bintang bersinar, dan kehidupan berkembang.

Jika angka-angka tersebut sedikit saja meleset, alam semesta bisa jadi kosong, kacau, atau sama sekali tanpa kehidupan seperti yang kita lihat saat ini.

Namun, sains belum mampu menjelaskan "mengapa hal itu terjadi seperti itu." Apakah konstanta-konstanta ini merupakan hasil kebetulan? Atau apakah itu manifestasi dari teori kosmologi yang lebih dalam, di luar pemahaman kita saat ini?

Kita mungkin belum memiliki jawabannya, tetapi terus bertanya dan belajar tentang hal itu dapat membawa umat manusia ke titik balik besar dalam fisika modern—seperti halnya relativitas dan mekanika kuantum yang pernah mengguncang ilmu pengetahuan abad ke-20.

Sumber: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/thu-gi-am-tham-chi-phoi-ca-vu-tru-20250525082833517.htm