Apa Yang Kita Orang Awam Harus Tahu Mengenai Multiverse?

1,011

Perhatian: Multimesta di sini merujuk kepada Multiverse (English).

Ini merupakan ringkasan perbualan Dr Tony Padilla dengan Numberphile. Link video: https://www.youtube.com/watch?v=w3TDO1AA1Sw

Sekiranya anda merupakan peminat filem sains fiksyen, anda pastinya pernah menonton filem dengan tema Multimesta (alam semesta yang pelbagai). Multimesta ini selalunya menjadi penambah rasa, penyedap cerita, dan kadangkala menjadi plot penting bagi cerita yang ingin kita tonton. Antara filem yang menggunakan konsep Multimesta ini adalah filem Coherence (2013), lakonan Emily Baldoni dan Spiderman Into Spiderverse.

Dalam video ini, Dr Tony menyebut berkenaan beza antara teori-teori Multimesta yang kita ada sekarang, dari mana teori ini tercipta, serta idea-idea umum yang boleh kita dapat dari teori-teori ini. Senarai teori Multimesta ini pada asalnya adalah senarai yang dibincangkan oleh ahli kosmologi dari MIT, Max Tegmark.

Teori Multimesta Pertama: Multimesta di luar ufuk Kosmologi.

Figure 1: Anggaran besarnya alam semesta yang mampu diukur oleh ahli kosmologi.

Sekiranya anda tidak pernah belajar tentang kosmologi, mungkin adalah lebih mudah kalau kita bermula dari awal. Wujud alam semesta ini pastinya mempunyai titik awalnya, dan kebanyakan ahli kosmologi percaya kepada Teori Letupan Besar (Big Bang Theory) sebagai satu titik mula kepada bagaimana terlahirnya alam ini.

Hal ini membawa kepada satu situasi menarik. Big Bang dianggap sebagai satu titik, dimana apa yang berlaku selepas Big Bang adalah ruangmasa mula berkembang, melahirkan alam semesta yang kita diami sekarang. Menurut anggaran ahli kosmologi, pengembangan ruangmasa ini kini telahpun menghasilkan alam semesta-mampu-lihat (observable universe) pada jarak 8.8 x 10^26 m.

Konsep Observable Universe ni menarik sebab, Observable Universe meliputi semua benda yg kita boleh lihat dalam alam semesta. Maksudnya, sejak dari Big Bang, alam semesta telahpun mengembang sejauh 8.8 x 10^26 m. Bayangkan diri kita sebagai ikan dalam satu akuarium tertutup. Sepanjang hayat kita, dunia kita akan terhad kepada akuarium tempat kita tinggal sahaja.

Kita tidak mampu meneka kalau-kalau wujud dunia yang lebih besar di luar akuarium kita, kerana akuarium itulah had kepada apa yang kita mampu lihat. Mengambil analogi yang sama, sesetengah saintis berpandangan bahawa kalau Observable Universe kita adalah sebesar nilai tersebut, maka masih ada kebarangkalian untuk wujud semesta-semesta lain di luar sana.

Teori Multimesta Kedua: Multimesta Buih.

Kalau alam ini lahir daripada Big Bang, kenapa perlu kita percaya bahawa hanya ada satu sahaja Big Bang yang melahirkan alam kita? Kenapa tidak wujud Big Bang yang lain, misalnya, yang mampu menjadi asas kepada kewujudan alam semesta yang lain?

Maka, disini, saintis mengunjurkan bahawa mungkin bukan hanya ada satu Big Bang yang pernah berlaku (dalam skala kosmologi), dan tiap-tiap Big Bang tersebut akan melahirkan satu Semesta Buih (Bubble Universe) yang baharu.

Figure 2: Model Big Bounce merupakan antara model kosmologi untuk menerangkan apa yang berlaku sebelum Big Bang.

Antara teori kosmologi yang berpadanan dengan teori Multimesta Buih ini adalah model Kitaran Semesta (Cyclic model atau oscillatory universe). Dalam teori Kitaran Semesta ini, saintis cuba untuk menerangkan apa yang terjadi sebelum Big Bang, dengan membuat hipotesis bahawa Big Bang itu sebenarnya satu fenomena yang terjadi dalam bentuk kitaran.

Kitaran bagi Big Bang adalah apa yang disebut sebagai Big Bounce, di mana alam semesta ini dan kesemua isinya, pada satu tahap akan mengecil, dan terus mengecil, sampai ke satu titik. Pada titik tersebut, apabila kesemua tenaga itu telah cukup termampat, dan tidak mampu mengecil lagi, ia akan menghasilkan Big Bang, di mana alam akan mula membesar semula. Kitaran alam semesta yang membesar-mengecil ini adalah hipotesis yang melahirkan Multimesta Buih (Bubble Universe), ala-ala buih yang boleh mengembang dan mengecil.

Teori Multimesta Ketiga: Interpretasi Mekanik Kuantum.

Ah, kau lagi. Multimesta ketiga ini adalah multimesta yang terhasil apabila kita cuba untuk memahami (memberi interpretasi) kepada matematik yang digunapakai dalam Mekanik Kuantum.

Terdapat beberapa perkara yang mungkin perlu dibincangkan sebelum kita pergi kepada isi multimesta ini.

Figure 3: Gambaran kepada Interpretasi Pelbagai Dunia oleh Everett.

Pertama, Mekanik Kuantum tak sama macam Kosmologi. Kosmologi bermain dengan alam, bintang, bulan, teori Big Bang dan benda-benda besar, manakala Teori Kuantum pula bermain dengan objek-objek kecil, atom, elektron, proton dsb.

Apabila kita berbicara mengenai keadaan sesuatu objek kecil pula, kita akan meletakkan objek tersebut dalam satu keadaan (state). Sebagai contoh mudah, kalau elektron berputar ke atas, kita panggil spin up (ini terminologi yang teruk sebenarnya).

Keadaan, atau state tu, cuma tergunapakai untuk objek dalam skala kuantum. Kalau dibawa kepada objek pada skala normal, contohnya kucing, dan kucing itu kita letakkan dalam satu kotak dengan racun yang mungkin masih berfungsi atau tak, 50-50 kemungkinan, maka kita boleh sebut bahawa ada dua kebarangkalian keadaan untuk kucing tersebut (two possible state for the cat), iaitu kucing tersebut mungkin hidup, atau ia mungkin mati (dead state, or alove state).

Di sini, kita meneroka pula kaitan antara kebarangkalian dan realti. Apa yang menyebabkan kebarangkalian berubah menjadi realiti? Apa yang menyebabkan gabungan kebarangkalian, yang pada asalnya mungkin hidup dan mungkin mati itu, berubah menjadi satu keadaan (reduction of state)?

Ada sesetengah saintis yang tak berpuas hati dengan konsep kebarangkalian itu (I am looking at you Hugh Everett), dan membuat hipotesis, “Hei, siapa kita untuk cakap bahawa satu keadaan sahaja wujud dalam realiti sebenar? Kenapa tak kita cakap, dalam realiti kita, kucing tu hidup, dan dalam satu realit ilain, kucing tu mati?” Maka, hipotesis demi hipotesis dicipta, mengatakan bahawa sebenarnya setiap kebarangkalian serta pilihan yang berlaku akan mencambahkan satu dunia baru, dunia yang selari (Many World Interpretation).

Teori Multimesta Keempat: Multimesta Matematik.

Ini merupakan teori multimesta paling ganjil. Kenapa ganjil? Sebab Teori Multimesta ni mengambil idea bahawa matematik merupakan undang-undang yang membina alam. Sekurang-kurangnya, matematik yang kita bina ini adalah apa yang membina alam semesta yang kita kenali sekarang.

Figure 4: Mungkinkah alam ini sebenarnya simulasi komputer, dan kalau kod-kod simulasi ini diubah, mampu menghasilkan semesta yang lain?

Contoh paling mudah untuk multimesta ini adalah dengan membayangkan kita sebagai satu bentuk watak dalam permainan online. Apa yang diperlukan untuk menghasilkan kita, adalah kod-kod matematik serta algoritma-algoritma untuk menjadikan dunia permainan dan isinya itu sesuai untuk kita diami.

Maka, bayangkan pula kalau kod-kod yang ditulis itu berubah atau berbeza, maka kita akan mendapat permainan yang berbeza. Teori Multimesta Matematik ini mengambil idea yang sama, di mana kalau matematik yang kita kenal sekarang diubah, kita akan dapat alam semesta yang lain dari apa yang kita ada, dan, tak mustahil untuk itu semua berlaku kan?

Teori Multimesta Kelima: Multimesta akibat Dimensi Lebih Tinggi.

Alam yang kita mampu cerap berbentuk 4 dimensi – 3 dimensi ruang, dan 1 dimensi masa. Pergi pula kepada teori tetangsi, menurut kiraan matematik yang ada, kita ada hampir 10 dimensi ruang dan 1 dimensi masa. Maka, soalan yang mungkin logik untuk ditanya, kat mana nak letak lebihan dimensi-dimensi ni?

Bunyinya mungkin agak kelakar, tapi dimensi lebihan ni (ataupun dimensi lebih tinggi – higher dimension ni) kemudiannya dijadikan objek kira-kira dan akhirnya melahirkan swampland dan banyak lagi benda-benda ganjil. Untuk lebih faham, boleh baca https://www.livescience.com/63204-string-theory-multiverse.html dan https://mathscholar.org/2018/08/does-the-string-theory-multiverse-really-exist.

Figure 5: Kalau ikut teori Tetangsi, ada dalam 10^500 variasi alam semesta yang wujud, menurut perkiraan matematik.

Kritikan Terhadap Teori Multimesta

Multimesta, kebanyakannya dibina daripada matematik dan teori-teori lain, sebenarnya tak boleh dianggap sebagai sains. Sains fiksyen, mungkin. Tapi, kita tak boleh nak buktikan kewujudan multimesta dengan sains. Jadi, ramai saintis yang mengkritik idea multimesta ini dan mereka yang mempercayainya.

Antara pengkritik tegar, Sabine Hossenfelder, ada buat video untuk mengkritik idea ini. Kata dia, Multiverse ni sebenarnya idea sains, tapi dah jadi satu agama (religion). Jangan keliru antara sains dengan agama.

Korang boleh layan video Sabine dekat link ni: https://www.youtube.com/watch?v=-dSua_PUyfM

Komen yang ditutup, tetapi jejak balik dan ping balik terbuka.