Asal Mula oleh Neil deGrasse Tyson dan Donald Goldsmith

Berikut ini adalah kutipan-kutipan yang saya kumpulkan dari buku Asal Mula oleh Neil deGrasse Tyson dan Donald Goldsmith.

Tanpa harus membacanya semua, Anda mendapatkan hal-hal yang menurut saya menarik dan terpenting.

Saya membaca buku-buku yang saya kutip ini dalam kurun waktu 11 – 12 tahun. Ada 3100 buku di perpustakaan saya. Membaca kutipan-kutipan ini menghemat waktu Anda 10x lipat.

Selamat membaca.

Chandra Natadipurba

===

Asal mula

Penulis

Neil deGrasse Tyson & Donald Goldsmith

Judul asli

Origins

Penerjemah

Ratna Satyaningsih

Cetakan pertama, Agustus 2019

ISBN: 978-603-481-203-4

(hlm.xvi)

KATA PENGANTAR

Meditasi Mengenai Asal Mula Sains
dan Sains Asal Mula

Sikap egosentris yang ditanamkan dalam diri kita oleh evolusi dan pengalaman di Bumi menggiring kita untuk secara alami memusatkan perhatian ke kejadian dan fenomena lokal ketika menceritakan ulang kisah-kisah mengenai asal-usul yang paling awal. Namun setiap kemajuan dalam pengetahuan yang kita miliki mengenai kosmos telah mengungkapkan bahwa kita tinggal di titik debu kosmik, yang mengorbit bintang yang biasa-biasa saja jauh di tepian galaksi yang juga biasa-biasa saja, di antara seratus miliar galaksi di alam semesta. Pengetahuan mengenai betapa tak pentingnya kita dalam kosmos membangkitkan mekanisme pertahanan dalam jiwa manusia. Banyak di antara kita tak sengaja meniru orang dalam karikatur yang menatap langit penuh bintang dan berkata ke temannya, “Waktu aku menatap bintang-bintang di atas sana, aku terkejut dengan betapa tak berartinya bintang-bintang itu.”

(hlm.xvii)

Setengah milenium lalu, pendekatan baru terhadap pemahaman alam perlahan-lahan mengambil alih. Sikap itu, yang kini kita sebut sebagai sains, muncul dari penggabungan teknologi-teknologi baru dan penemuan-penemuan yang bermunculan karenanya. Tersebarnya buku-buku cetak di Eropa, dibarengi dengan kemajuan dalam bepergian melalui darat dan perairan, memungkinkan individu-individu berkomunikasi dengan lebih cepat dan efektif sehingga mereka dapat mempelajari apa yang dikatakan orang lain dan dapat menanggapi dengan jauh lebih cepat bila dibandingkan dengan sebelumnya. Pada abad ke-16 dan ke-17, kemajuan itu mempercepat terjadinya perdebatan dan mendorong munculnya cara baru untuk mendapatkan pengetahuan, berdasarkan prinsip bahwa cara paling efektif untuk memahami kosmos bergantung kepada pengamatan cermat, ditambah dengan upaya-upaya menentukan prinsip mendasar dan luas yang menjelaskan serangkaian hasil pengamatan tersebut. Ada satu konsep lagi yang melahirkan sains. Sains bergantung kepada skeptisisme terorganisasi, yakni keraguan metodis yang sinambung. Beberapa di antara kita meragukan kesimpulan kita sendiri,

(hlm.xviii)

jadi sains menggunakan pendekatan skeptis dengan cara menghargai mereka yang meragukan orang lain. Sudah sepantasnya kita menyebut pendekatan itu tak wajar; bukan karena pendekatan sains menghendaki agar kita tidak mempercayai pemikiran orang lain, melainkan karena sains mendorong dan menghargai mereka yang bisa menunjukkan bahwa kesimpulan saintis lain nyata-nyata keliru. Bagi saintis-saintis lain, saintis yang mengoreksi kekeliruan seorang kolega, atau menggunakan alasan-alasan yang tepat untuk benar-benar meragukan kesimpulan kolega tersebut berarti melakukan perbuatan mulia, seperti seorang guru Zen yang menampar muridnya yang keluar dari jalur meditasi, meskipun para saintis yang saling mengoreksi lebih tepat dikatakan sejajar daripada disebut sebagai guru dan murid. Dengan menghargai saintis yang menunjukkan kekeliruan saintis lain-pekerjaan yang lebih mudah dilakukan daripada menemukan kesalahan sendiri-para saintis sebagai satu kelompok telah menciptakan sistem alami swakoreksi. Para saintis bersama-sama telah membentuk perangkat yang paling efisien dan efektif untuk menganalisis alam, karena mereka ingin membuktikan bahwa teori saintis-saintis lain itu salah sekalipun mereka sepenuh hati mendukung upaya-upaya memajukan pengetahuan manusia. Dengan cara demikian, sains menjadi suatu capaian bersama, bukan perkumpulan yang anggotanya saling mengagumi dan tidak dimaksudkan demikian, Sebagaimana semua upaya memajukan kemanusiaan, pendekatan sains lebih berhasil secara teoretis daripada dalam prakteknya. Tidak semua saintis saling meragukan secara efektif sebagaimana mestinya. Keinginan untuk mengesankan para saintis yang menduduki kekuasaan, dan kadangkala pengaruh faktor-faktor di luar pengetahuan yang dimiliki, bisa mengganggu kemampuan swakoreksi sains. Namun, dalam jangka panjang, kekeliruan tidak akan berlangsung selamanya, karena saintis-saintis lain akan menemukannya dan mendongkrak karier mereka sendiri dengan menyebarluaskan penemuan tersebut. Kesimpulan-kesimpulan yang mampu bertahan dari serangan saintis lainnya akhirnya akan mendapatkan status “hukum” sains, diterima sebagai deskripsi sahih atas realitas, meskipun para saintis memahami bahwa masing-masing hukum suatu saat nanti akan disadari sebagai hanya bagian kebenaran yang lebih luas dan mendalam.

(hlm.xix)

Namun demikian, para saintis jarang menghabiskan waktu mereka untuk berusaha membuktikan kekeliruan saintis lain. Sebagian besar upaya sains melangkah lebih lanjut dengan menguji hipotesis yang sudah ada tapi belum sempurna dengan hasil pengamatan yang sudah lebih tajam. Kadangkala teori baru dan penting muncul, atau (yang lebih kerap terjadi pada era teknologi maju) hasil serangkaian pengamatan baru membuka jalan menuju seperangkat hipotesis baru yang menjelaskan hasil-hasil baru itu. Momen terhebat dalam sejarah sains telah muncul, dan akan selalu muncul, kala penjelasan baru, yang barangkali ditambah dengan hasil-hasil pengamatan baru, menghasilkan perubahan besar-besaran dalam kesimpulan-kesimpulan kita mengenai cara kerja alam. Kemajuan sains bergantung kepada individu-individu di kedua kubu: mereka yang mengumpulkan data yang lebih baik dan dengan cermat mengekstrapolasi dari data tersebut; dan mereka yang mengambil risiko besar – dan beruntung banyak bila berhasil – dengan meragukan kesimpulan yang sudah diterima secara luas.

Skeptisisme sebagai inti sains membuatnya lemah dalam merebut hati dan pikiran manusia, yang takut kontroversi dan lebih menyukai keamanan dalam kebenaran yang tampak kekal. Seandainya pendekatan sains hanyalah tafsir baru atas kosmos, pendekatan ini tidak akan pernah menjadi sesuatu yang berarti; tapi keberhasilan besar sains berada di fakta bahwa pendekatannya berfungsi. Jika Anda menumpang pesawat yang dibangun berdasarkan sains – dengan prinsip-prinsip yang mampu bertahan dari berbagai upaya untuk membuktikannya keliru – kemungkinan Anda sampai tujuan akan jauh lebih besar bila dibandingkan dengan seandainya Anda menaiki pesawat yang dibangun berdasarkan, misalnya, aturan-aturan astrologi Weda.

(hlm.xxv)

OVERTURE

Kisah Terhebat yang
Pernah Diceritakan

Setelah tujuh atau delapan miliar tahun pengayaan unsur seperti ini, satu bintang biasa (Matahari) terlahir disuatu wilayah biasa (lengan Orion) di galaksi biasa (Bimasakti) di suatu bagian alam semesta yang tidak istimewa (pinggiran supergugus Virgo).

Seandainya Bumi terbentuk di jarak lebih dekat ke Matahari, laut akan menguap. Seandainya Bumi terletak lebih jauh, laut akan membeku. Dalam dua kondisi tersebut, kehidupan yang kita kenal tak akan berevolusi.

(hlm.xxvi)

Ya, alam semesta punya awal. Benar, alam semesta terus berevolusi. Dan betul, setiap atom di tubuh kita bisa ditelusuri hingga ke Ledakan Besar dan pembakaran termonuklir dalam bintang-bintang masif. Kita tak sekadar berada di alam semesta, kita adalah bagian alam semesta. Kita terlahir dari alam semesta. Orang mungkin akan berkata bahwa alam semesta telah memberdayakan kita, di sini di sudut kecil kosmos, untuk memahaminya. Dan kita baru saja mulai.

(hlm.3)

BAB 1

Pada Mulanya

Pada mulanya, terdapatlah fisika. “Fisika” menjelaskan bagaimana zat, energi, ruang, dan waktu berperilaku dan saling berinteraksi. Interaksi antara karakter-karakter dalam drama kosmik kita mendasari semua fenomena biologi dan kimia. Dengan demikian, segala sesuatu yang fundamental dan familier bagi kita warga Bumi dimulai dengan, dan terletak di, hukum-hukum fisika.

(hlm.4)

Salah satu ciri utama fisika klasik adalah bahwa kejadian, hukum, dan prediksi sesungguhnya masuk akal ketika Anda merenungkannya sejenak. Semuanya ditemukan dan diuji laboratorium biasa yang berada di bangunan biasa.

(hlm.7)

Bisa memahami perilaku ruang, waktu, zat, dan energi sejak Ledakan Besar hingga sekarang adalah salah satu keberhasilan terhebat pemikiran manusia.

(hlm.13)

Namun, apa yang terjadi sebelum segala kedahsyatan kosmik itu? Apa yang terjadi sebelum permulaan?

Orang yang meyakini bahwa dirinya mengerti segalanya tidak akan mencari tahu, tidak pula kebetulan menemukan, batas antara apa yang sudah dan belum diketahui di alam semesta. Dan di sanalah terletak dikotomi yang menarik. “alam semesta senantiasa ada,” tidak dihargai sebagai jawaban logis untuk pertanyaan “apa yang ada sebelum permulaan?” Namun, bagi banyak orang religius, jawaban “Tuhan senantiasa ada,” adalah jawaban yang sudah jelas dan memuaskan untuk pertanyaan “Apa yang ada sebelum Tuhan?”

(hlm.24)

BAB 3

Jadilah Terang

Meskipun Gamow mendapat wawasan penting bahwa alam semesta dini lebih panas daripada sekarang, Alpher dan Herman-lah yang pertama kali menghitung berapa suhunya sekarang: 5 derajat Kelvin. Mereka memang memperoleh nilai yang salah-CBR sebenarnya bersuhu 2,73 derajat Kelvin. Meskipun demikian, tiga saintis itu berhasil mengekstrapolasi hingga jauh ke masa yang telah lama berlalu-suatu prestasi hebat sebagaimana yang lain dalam sejarah sains. Menggunakan fisika atom dasar dari laboratorium untuk menyimpulkan fenomena berskala terbesar yang pernah diukur, yaitu sejarah suhu alam semesta, sangatlah mengesankan. J. Richard Gott III, ahli astrofisika di Princeton University, menilai pencapaian itu dalam Time Travel in Einstein’s Universe dengan menulis: “Memprediksi radiasi tersebut ada dan mendapatkan nilai suhu yang benar hingga perbedaan hampir dua kali lipat adalah capaian yang luar biasa-seperti memprediksi piring terbang selebar 50 meter akan mendarat di halaman Gedung Putih lalu menyaksikan piring terbang selebar 27 meter betul-betul muncul.”

(hlm.27)

Mengapa orang harus menerima tafsir tersebut? Karena bisa dibuktikan. Foton membutuhkan waktu untuk mencapai kita dari bagian jauh kosmos sehingga kita pasti melihat masa lalu saat kita melihat ke antariksa. Artinya, jika makhluk cerdas di galaksi yang amat jauh mengukur sendiri suhu radiasi latar belakang, jauh sebelum kita berhasil melakukannya, mereka semestinya sudah mengetahui suhunya di atas 2,73 derajat Kelvin karena mereka telah menghuni alam semesta ketika alam semesta masih lebih muda, lebih kecil, dan lebih panas daripada sekarang.

Bisakah pernyataan yang berani ini diuji? Bisa. Molekul senyawa karbon dan nitrogen bernama sianogen – lebih dikenal oleh narapidana kasus pembunuhan sebagai bahan aktif gas yang digunakan untuk hukuman mati – ternyata akan mengalami eksitasi (menyerap energi sehingga naik ke tingkat energi lebih tinggi) bila terkena gelombang mikro. Jika gelombang mikro tersebut lebih panas daripada CBR, gelombang itu akan mengeksitasi molekul dengan lebih efektif. Jadi senyawa sianogen bertindak sebagai termometer kosmik. Ketika kita mengamatinya di galaksi jauh, yang berarti lebih muda, senyawa itu seharusnya terpapar radiasi latar belakang yang lebih panas daripada sianogen di Bimasakti. Dengan kata lain, galaksi-galaksi itu akan mengalami eksitasi lebih banyak daripada kita. Dan memang demikian. Spektrum sianogen di galaksi-galaksi jauh menunjukkan suhu gelombang mikro tepat seperti yang kita duga untuk masa ketika kosmos lebih muda.

 (hlm.31)

BAB 4

Jadilah Gelap

Isaac Newton, saintis paling brilian dan berpengaruh pada milenium ini, ialah yang menyadari bahwa “aksi jarak jauh” gravitasi yang misterius muncul dari efek alami setiap zat, dan gaya tarik-menarik antara dua objek dapat dijelaskan dengan persamaan aljabar sederhana. Albert Einstein, saintis paling brilian dan berpengaruh pada abad ke-20, ialah yang menunjukkan bahwa kita dapat secara akurat mendeskripsikan aksi jarak jauh gravitasi sebagai pelengkungan ruang-waktu akibat kombinasi zat dan energi. Einstein menunjukkan bahwa teori Newton perlu dimodifikasi supaya bisa menjelaskan gravitasi secara akurat-untuk memprediksi, misalnya, besarnya gravitasi yang membelokkan berkas-berkas cahaya yang lewat di dekat objek masif.

(hlm.33)

Seandainya tiba-tiba Matahari mendapat tambahan massa, Bumi dan segalanya di tata surya akan membutuhkan kecepatan lebih tinggi supaya tetap berada di orbitnya sekarang.

(hlm.35)

Di seluruh alam semesta, rata-rata faktor tersebut bernilai sekitar enam kali lipat. Jadi, zat gelap memiliki massa sekitar enam kali massa seluruh zat yang tampak.

(hlm.40)

Namun ketidaktahuan menganai zat gelap berbeda sekali dengan ketidaktahuan akan ether. Ether menjadi pengganti pemahaman kita yang tak lengkap, sedangkan keberadaan zat gelap diketahui bukan berdasarkan anggapan semata melainkan dari pengamatan efek gravitasinya ke zat tampak. Kita bukan mengarang keberadaan zat gelap, melainkan menyimpulkan keberadaannya dari fakta-fakta hasil observasi.

(hlm.45)

BAB 5

Jadilah Lebih Gelap

Kita telah menemukan sisi gelap alam semesta berisi zat gelap yang penuh teka-teki, terdeteksi hanya dari pengaruh gravitasinya kepada zat tampak tapi bentuk dan komposisinya sama sekali tidak diketahui.

(hlm.46)

Dalam beberapa minggu setelah Einstein mempublikasikan teorinya, ahli fisika Karl Schwarzschild, yang mengasingkan diri dari kengerian kehidupan sebagai tentara Jerman (yang tak lama kemudian menyebabkan dia sakit parah), menggunakan konsep Einstein untuk menunjukan bahwa satu objek yang memiliki gravitasi cukup kuat akan menciptakan ”singularitas” dalam ruang. Disingularitas, ruang melengkung sepenuhnya di sekeliling objek tersebut da mencegah apa pun, termasuk cahaya, meninggalkan lingkungan terdekat objek itu. Kini kita menyebut objek itu lubang hitam.

(hlm.49)

Kosmos berkurvatur positif memiliki sifat bahwa jika Anda bepergian keluar Bumi dalam jangka waktu sangat lama, akhirnya Anda akan kembali lagi ke titik semula, seperti Magellan mengelilingi Bumi.

Ketika ahli astronomi mengamati objek-objek berjarak miliaran tahun cahaya dari Bimasakti, mereka melihat jauh ke masa lampau sehingga mereka melihat kosmos bukan sebagaimana sekarang, melainkan beberapa saat setelah Ledakan Besar. Pengamatan atas galaksi-galaksi yang berjarak 5 miliar tahun cahaya atau lebih dari Bimasakti memungkinkan ahli kosmologi merekonstruksi bagian penting sejarah pemuaian alam semesta.

(hlm.61)

Sebagaimana yang sudah diketahui, itu adalah perkiraan terbaik yang diperoleh para ahli astrofisika sekarang untuk nilai-nilai dua parameterutama kosmos yang menunjukan bahwa zat, baik zat biasa maupun zat gelap, menyumbang 27 persen dari total kerapatan energi di alam semesta, dan energi gelap menyumbang 73 persen. (jika kita lebih senang memikirkan massa ekuivalen energi, E/c², maka energi gelap menyediakan 73 persen dari seluruh massa.)

(hlm.67)

BAB 6

Alam Semesta Tunggal atau Jamak?

Argumen itu lebih mendapat perhatian jika kita berasumsi, seperti yang dilakukan oleh banyak ahli kosmologi, bahwa segala sesuatu yang kita sebut alam semesta adalah bagian “multisemesta” (multiverse), yang berisi alam-alam semesta yang tak terhingga banyaknya tapi tidak berinteraksi satu sama lain: dalam konsep multisemesta, seluruh keadaan melekat ke dimensi yang lebih tinggi sehingga ruang di alam semesta kita tetap tidak dapat diakses oleh alam semesta lain, dan begitu pula sebaliknya. Tidak adanya interaksi yang secara teori dimungkinkan itu menyebabkan teori multisemesta tergolong hipotesis yang tampaknya tidak dapat diuji dan dengan demikian tidak dapat diverifikasi. Dalam multisemesta, alam-alam semesta baru terbentuk pada waktu yang benar-benar acak, mampu mengembang menjadi volume yang amat besar karena inflasi, dan ketika itu terjadi, tidak mengganggu alam semesta lain yang tak berhingga banyaknya.

(hlm.75)

BAGIAN II

ASAL MULA GALAKSI DAN STRUKTUR KOSMIK

BAB 7

Menemukan Galaksi

Kata “galaksi” memang berasal dari bahasa Yunani galaktos, atau “susu”. Langit juga berisi objek-objek samar, yang oleh sains dinamai nebula berdasarkan kata dalam bahasa Latin untuk awan. Objek-objek itu memiliki bentuk yang tidak menentu, seperti nebula Kepiting di rasi Taurus dan nebula Andromeda, yang tampak berada di antara bintang-bintang anggota rasi Andromeda.