Kenapa Hukum Fisika Tidak Bekerja Pada Singularitas? Ini Penjelasannya!
Hukum Fisika Tidak Bekerja Pada Singularitas?
Kenapa coba? Harusnya hukum fisika menjelaskan semua fenomena di alam semesta kan? Tapi ada beberapa tempat, kondisi, fenomena, yang sangat sulit, bahkan impossible, untuk dijelaskan dengan hukum fisika kita yang sekarang. Apa yang sebenarnya terjadi? Memangnya hukum fisika "breakdown" itu kayak gimana sih? Apa yang bisa kita lakukan untuk ini?
Mari kita bahas.
Untuk menjawab itu, pertama-tama kita harus tahu apa itu "law of physics".
Sejak awal peradaban manusia, hingga sekarang di zaman digital dengan teknologi angkasa awal kita, manusia selalu dan selalu saja mencoba untuk menjelaskan apa yang terjadi pada alam semesta. Dari zaman zeus sampai sains modern, kita selalu memakai pengetahuan kita untuk membuat pemodelan pada apa yang disekitar kita. Mulai dari menunjukan bahwa kita bisa mengangkat benda berat dengan mudah menggunakan tuas / pengungkit, sampai kita menunjukan bahwa gravitasi adalah konsekuensi dari kurvatur ruang waktu. Seluruh konsep sains didasari pada spirit ini. Pemodelan.
Pemodelan tepatnya adalah menunjukan / menjelaskan yang terjadi pada semesta (ini biasa kita sebut dengan realitas / kenyataan) ke bahasa / model yang bisa dipahami oleh manusia. Dipahami ini jiga bisa banyak artinya, bisa "lebih mudah dimengerti secara sederhana", atau "bisa lebih mudah memprediksi apa yang akan terjadi selanjutnya". Contoh paling gampang dari modelling adalah : menunjukan kurvatur ruang pada trampolin yang diberikan beban. Modelnya sangat bisa dipakai untuk menunjukan pada kita "owalah, cara kerjanya kayak gini toh".
...
Tapi coba perhatikan. Pada kenyataanya, seluruh hukum fisika, bahkan teori-nya sekalipun, nyatanya tidak lebih dari sebuah model. Cara kita untuk "memahami realita" dengan bahasa yang lebih mudah kita pahami. Bahasa apa? Matematika tentunya. Dengan menggunakan kalkulus, tensor, statistik, dan sebagainya, kita bisa menunjukan apa yang sebenarnya terjadi (modelling), dan harapannya bisa lebih mudah memprediksi apa yang akan terjadi selanjutnya (modelling juga kan?). Ini bisa menimbulkan perdebatan tapi, mari kita setuju dulu bahwa hukum fisika adalah model. Paling tidak, diperlakukan sebagai model.
Dan seperti setiap model yang menggambarkan realitas, model selalu punya kekurangan. Model matematika pada tuas dan pengungkit hanya bekerja pada tuas ideal. Fulcrum harus berbentuk titik, tuas harus 1 dimensional dan stiff di setiap titik-nya, dan sebagainya. Model menunjukan realitas yang ideal / diidealisasi, oleh karenanya memiliki batasan untuk apa yang bisa "dimodelkan".
...
Coba pikirkan demonstrasi berikut, pada model kurvatur ruang waktu yang ditunjukan pada trampolin dan benda bermassa.
Kita akan taruh benda yang massanya cukup besar, sangat besar bahkan, sampai di titik di mana trampolinnya pecah / bolong dari beban yang diberikan. Apa yang ditunjukan oleh demonstrasi ini? Apakah benar kalau benda punya massa yang cukup besar dia bisa "melubangi" spacetime itu sendiri? Apakah ini penjelasan dari black hole?
Ternyata jawabannya : tidak.
See, ingat ketika saya bilang model punya batasan. Ada batasan dimana model bisa menunjukan realitas dengan baik. Dan ada titik di mana yang terjadi pada model tidak bisa menunjukan apa yang terjadi pada realitas. "Batasan pemodelan" inilah yang mendasari mengapa hukum sains buyar pada singularitas.
...
Dan ini juga terjadi pada model matematis dan hukum fisika. Kita ingat bahwa salah satu alasan terbesar dari ditemukannya Field Theory dan Relativitas Umum adalah karena hukum gravitasi universal milik newton tidak bisa dengan tepat menunjukan orbit merkurius yang berubah seiring waktu. Hukum fisika yang breakdown di skala / fenomena anomali tertentu nyatanya tidak asing lagi di dunia sains modern.
Einstein Field Theory, bahkan relativitas umum, dibuat untuk menjelaskan benda-benda yang massive dengan ukuran besar. Planet, bintang-bintang, dan sebagainya. Ia tidak bisa menjelaskan / menunjukan dengan tepat benda yang kecil dan bermassa rendah. Model-nya breakdown.
Fisika kuantum, di sisi yang lain, bisa menunjukan benda yang sangat kecil dengan massa yang sangat kecil juga. Tapi bisa breakdown pada massa yang cukup besar. Ini bisa didebatkan, apakah beneran akan breakdown atau cuma kompleks saja. Tapi mari setuju dulu.
...
Kalau anda sudah tahu seluruh hal di atas, tentunya kesimpulannya sederhana. Hukum fisika breakdown di singularitas, karena kita "belum" bisa menunjukan apa yang terjadi pada singularitas. Benda dengan ukuran sangat kecil, namun dengan massa yang massive (secara virtual : infinit). Satu-satunya alasan kenapa hukum fisika bisa breakdown adalah, alasan yang zama kenapa ada batasan pada model yang digunakan. Dalam hal ini, hukum fisika punya batasan pada singularitas, dan Planck scale tentunya.
Apakah kita nantinya akan memiliki model yang baru? Atau kita akan punya model yang lebih akurat menunjukan hal ini? Mungkin kita akan menemukan theory of everything beberapa dekade ke depan, mungkin juga tidak ada theory of everything yang testabilitasnya baik. Mungkin kita akan hidup sampai theory of everything ditemukan, mungkin anak cucu kita yang akan mengalaminya. Apapun itu, kita masih terus mencari dan tidak akan berhenti, tidak sekarang.
...
Semoga bermanfaat, dan terimakasih sudah membaca.
...
Referensi dan Rujukan Baca Lanjutan :
~Feynman, R.P. (1971) Feynman Lecture on Physics Vol. 2, Addison-Wesley
~Lerner, R.G. (1991) Encyclopedia of Physics, VHC Publishers