RSS

Ruang-Waktu

05 Sep

IKHLAS:Bersama Ruang danWaktu

(Versi lengkap dimuat Booket Kalender 2005 Percikan Iman)

T. Djamaluddin    
      

             Sejarah ruang dan waktu tidak terlepas dari sejarah
alam semesta. Ruang dan waktu terbentuk bersamaan dengan pembentukan alam
semesta. Tidak ada ruang di luar alam semesta. Dan tidak ada waktu sebelum ada
alam semesta. Namun, dalam kajian fisika definisi waktu telah disederhanakan,
tidak tepat lagi dengan pemahamanan manusiawi. Kadang sulit difahami dengan
nalar awam.

Dalam kehidupan sehari-hari, pengalaman
manusiawi terbagi dalam dua kelompok: Hal-hal yang objektif yang dapat dikenali
dengan pancaindera tersebar dalam ruang. Sedangkan hal-hal subjektif (ide,
pemikiran, kesadaran diri, emosi, dan sejenisnya) tersebar dalam waktu. Tidak
dapat digambarkan dalam dunia nyata, tetapi mengungkapkan waktu masa lalu,
sekarang, dan akan datang. Dalam fisika, waktu disederhanakan hanya apa yang
tampak pada arloji atau pengukur waktu lainnya (misalnya, detak jantung, jumlah
ayunan bandul, rotasi bumi, atau getaran atom).

Artikel ringkas ini sekilas mengulas sejarah
alam semesta yang juga sejarah raung dan waktu. Dimulai dengan bahasa universal
untuk memahami bagaimana alam bercerita tentang sejarah dirinya. Kemudian
sekilas mengenal posisi kita – manusia – di alam semesta yang sebenarnya secara
fisik tidak ada artinya dibandingkan dengan keluasan alam raya. Upaya memahami
sejarah lahirnya alam semesta beserta evolusinya diulas dengan hasil-hasil
sains terbaru diungkapkan secara ringkas mulai dari alam semesta secara
keseluruhan sampai tata surya dan bumi. Juga diulas evolusi alam semesta dalam
persepsi Al-Quran.

Walau tidak dibahas secara mendalam, ulasan
tentang evolusi alam dimaksudkan juga untuk meluruskan antipati ummat terhadap
sains karena kontroversi yang bersumber dari analisis yang keliru. Evolusi (termasuk
evolusi makhluk hidup) adalah keniscayaan di alam yang sering disalahartikan
dan dirancukan banyak orang hingga banyak ditentang kaum agamawan yang tidak
faham. Analisis sosiologis digunakan untuk membantah teori sains, suatu hal
yang tidak tepat.

Terakhir, untuk memaknai penjelajahan
intelektualitas berbasis sains tersebut, diulas sekilas makna ikhlas dari
pemahaman sejarah ruang dan waktu.

 

Bahasa Universal

            Dalam astronomi, bahasa universal
adalah cahaya atau lebih umumnya gelombang elektromagnetik (EM), termasuk
sinar-X, sinar ultra violet, sinar infra merah, dan gelombang radio. Semua
benda langit bercerita tentang dirinya dengan pancaran gelombang EM. Fisika dan
matematika menjadi juru bahasanya.

            Objek yang sangat panas, seperti
pada peristiwa tumbukan materi yang sangat kuat akibat tarikan Lubang Hitam (Black Hole), bercerita tentang dirinya
dengan pancaran sinar-X. Dengan fisika dapat ditafsirkan bahwa objek itu sangat
panas dan dapat dikaji apa yang mungkin menyebabkannya. Objek-objek yang sangat
dingin, seperti "embrio" bintang (protostar),
bercerita banyak kepada astronom dengan pancaran sinar infra merah dan
gelombang radio. Galaksi-galaksi yang sedang berlari menjauh memberikan pesan
lewat spektrum cahayanya yang bergeser ke arah merah (red shift).

            Sayangnya, sebagian besar materi di
alam semesta tak memancarkan gelombang 
EM  tersebut.  Itulah 
yang  dinamakan  "dark 
matter" (materi  gelap).
‘Materi gelap’ itu mencakup objek raksasa yang runtuh ke dalam intinya
(misalnya Black Hole atau Lubang Hitam yang menyerap semua cahaya), objek  seperti 
bintang  namun bermassa kecil
hingga tak mampu memantik reaksi nuklir di 
dalamnya (yaitu objek katai coklat), atau partikel‑partikel subelementer.
Penemuan di penghujung abad 20 baru lalu bahkan lebih mengagetkan (karena tidak
terduga sebelumnya) para pakar kosmologi sendiri: Ternyata hanya 4% isi alam
semesta yang kita kenali materinya (materi barionik, terbuat dari proton dan
netron). Selebihnya 23% ‘materi gelap’ (non-barionik) dan 73% berupa ‘energi
gelap’ (dark energy, istilah baru dalam kosmologi modern).

            ‘Materi gelap’ ini ibarat orang
bisu. Kita tak  dapat  mendengar 
kisah mereka  tetapi kita yakin
mereka ada dihadapan kita.  Kita  hanya bisa menangkap isyarat‑isyarat yang
diberikannya. Isyarat‑isyarat tak langsung itulah yang ditangkap oleh para
astrofisikawan untuk mendengar  kisah
"materi gelap".  
Isyarat-isyarat itu bisa berupa pancaran 
sinar‑X  dari bintang  yang 
berpasangan  dengan  Black 
Hole  atau  dari 
efek gravitasi  pada  objek 
di dekatnya.

            Sekedar contoh, inilah cara Black
Hole bercerita bahwa dirinya ada. Pancaran sinar-X yang kuat bisa bercerita
bahwa di sana
ada obyek yang sangat panas. Dengan telaah fisika kemudian diketahui bahwa
panas itu terjadi karena ada materi dari suatu bintang yang sedang disedot oleh
benda yang kecil bermassa sangat besar yang menjadi pasangannya. Materi yang
jatuh pada bidang yang sempit di sekitar benda penyedot itulah menimbulkan panas
yang sangat tinggi yang akhirnya memancarkan sinar-X. Dari isyarat-isyarat
lainnya disimpulkan bahwa penyebab perpindahan materi itu adalah sebuah Black
Hole yang sedang menyedot materi dari bintang pasangannya, seperti teramati
pada objek Cygnus X-1.

            Kini di awal abad 21, ‘materi gelap’
makin gelap lagi. Observasi astronomi masih sulit mendeteksi keberadaannya,
karena mulai bergeser ke pengertian yang lebih sempit sebagai materi
non-barionik. Hanya fisika partikel yang kini diharapkan menjadi ‘juru bahasanya’
dari ungkapan-ungkapan abstrak matematis. Dari tiga jenis partikel anggota
‘materi gelap’, baru netrino yang sedikit dikenali. Selebihnya masih dianggap
materi hipotetik: axion dan neutralino.

Evolusi Alam Semesta

            Naluri manusia selalu ingin
mengetahui asal usul sesuatu, termasuk asal-usul alam semesta. Berbagai hasil
pengamatan dianalisis dengan dukungan teori-teori fisika untuk mengungkapkan
asal-usul alam semesta. Teori  yang kini diyakini
bukti-buktinya menyatakan  bahwa  alam semesta ini bermula dari ledakan besar (Big Bang) sekitar  13,7 milyar tahun yang lalu. Semua materi dan
energi yang kini ada  di alam terkumpul
dalam satu titik tak berdimensi yang 
berkerapatan tak berhingga. Tetapi ini jangan dibayangkan  seolah‑olah 
titik itu berada di suatu tempat di alam yang kita kenal sekarang  ini. Yang benar, baik materi, energi, maupun
ruang yang ditempatinya seluruhnya bervolume amat kecil, hanya satu titik tak
berdimensi.

            Tidak  ada 
suatu  titik  pun di 
alam  semesta  yang 
dapat dianggap  sebagai pusat
ledakan. Dengan kata lain  ledakan  besar alam 
semesta  tidak seperti ledakan bom
yang meledak  dari  satu titik ke segenap penjuru. Hal ini karena
pada hakekatnya  seluruh alam turut serta
dalam ledakan itu. Lebih tepatnya, 
seluruh alam semesta mengembang tiba‑tiba secara serentak. Ketika  itulah mulainya  terbentuk materi, ruang, dan waktu.

            Materi alam semesta yang pertama
terbentuk adalah hidrogen yang menjadi bahan dasar bintang dan galaksi generasi
pertama. Dari reaksi fusi nuklir di dalam bintang terbentuklah unsur-unsur
berat seperti karbon, oksigen, nitrogen, dan besi. Kandungan unsur-unsur berat
dalam komposisi materi bintang merupakan salah satu "akte" lahir
bintang. Bintang-bintang yang mengandung banyak unsur berat berarti bintang itu
"generasi muda" yang memanfaatkan materi-materi sisa ledakan
bintang-bintang tua. Materi pembentuk bumi pun diyakini berasal dari debu dan
gas antar bintang yang berasal dari ledakan bintang di masa lalu. Jadi, seisi
alam ini memang berasal dari satu kesatuan.

            Bukti-bukti pengamatan menunjukkan
bahwa alam semesta mengembang. Spektrum galaksi‑galaksi  yang 
jauh sebagian besar menunjukkan bergeser 
ke  arah merah  yang dikenal sebagai red shift (panjang gelombangnya bertambah  karena alam mengembang). Ini merupakan
petunjuk bahwa galaksi‑galaksi itu saling 
menjauh. Sebenarnya yang  terjadi
adalah pengembangan ruang. Galaksi‑galaksi 
itu  (dalam ukuran alam
semesta  hanya  dianggap seperti  partikel‑partikel) dapat dikatakan  menempati 
kedudukan yang  tetap  dalam 
ruang,  dan ruang  itu 
sendiri  yang sedang
berekspansi.  Kita tidak mengenal adanya
ruang di luar alam  ini. Oleh karenanya
kita tidak bisa menanyakan ada apa di luar semesta ini.

            Secara   sederhana,  
keadaan   awal   alam  
semesta    dan pengembangannya  itu dapat diilustrasikan dengan
pembuatan  roti. Materi pembentuk roti
itu semula terkumpul dalam gumpalan 
kecil. Kemudian  mulai  mengembang. Dengan kata lain “ruang”  roti 
sedang mengembang. Butir‑butir partikel di dalam roti itu (analog dengan
galaksi   di   alam 
semesta) saling  menjauh   sejalan  
dengan pengembangan roti itu (analog dengan alam).

            Dalam ilustrasi tersebut, kita  berada 
di salah satu partikel di dalam roti itu. Di luar roti, kita tidak
mengenal adanya ruang lain, karena 
pengetahuan kita,  yang berada di
dalam roti itu, terbatas hanya  pada  ruang roti 
itu  sendiri. Demikian pulalah,
kita tidak mengenal alam fisik lain di luar dimensi "ruang‑waktu"  yang 
kita  kenal.

            Bukti lain adanya pengembangan alam
semesta di peroleh dari pengamatan radio astronomi. Radiasi yang terpancar  pada saat awal pembentukan itu masih berupa
cahaya. Namun karena  alam semesta terus
mengembang, panjang gelombang radiasi itu pun makin panjang,  menjadi 
gelombang  radio. Kini radiasi
awal itu dikenal sebagai radiasi latar belakang kosmik  (cosmic  background 
radiation
) yang dapat dideteksi dengan teleskop radio.

Evolusi Alam dalam Perspektif AlQuran

            Setelah menjelajah bukti-bukti
observasi dan teori ilmiah tentang evolusi alam semesta, menarik juga untuk
meninjau aspek religius untuk diperbandingkan dengan aspek ilmiah itu. Walaupun
hal ini masih bersifat interpretasi yang masih dapat diperdebatkan.

            Menurut Al-Qur’an, alam (langit dan
bumi) diciptakan Allah dalam enam masa (Q.S. 41:9-12), dua masa untuk
menciptakan langit sejak berbentuk dukhan
(campuran debu dan gas), dua masa untuk menciptakan bumi, dan dua masa (empat
masa sejak penciptaan bumi) untuk memberkahi bumi dan menentukan makanan bagi
penghuninya. Ukuran lamanya masa ("hari", ayyam) tidak dirinci di dalam Al-Qur’an.

            Belum ada penafsiran pasti tentang
enam masa itu. Namun, bedasarkan kronologi evolusi alam semesta dengan dipandu
isyarat di dalam Al-Qur-an (Q.S. 41:9-12 dan Q.S. 79:27-32) dapat ditafsirkan
bahwa enam masa itu adalah enam tahapan proses sejak penciptaan alam sampai
hadirnya manusia. Lamanya tiap masa tidak merupakan fokus perhatian.

            Masa pertama dimulai dengan ledakan
besar (big bang) (Q.S. 21:30, langit dan bumi asalnya
bersatu) sekitar 10 – 20 milyar tahun lalu. Inilah awal terciptanya materi,
energi, dan waktu. "Ledakan" itu pada hakikatnya adalah pengembangan
ruang yang dalam Al-Quran disebut bahwa Allah berkuasa meluaskan langit (Q.S.
51:47). Materi yang mula-mula terbentuk adalah hidrogen yang menjadi bahan
dasar bintang-bintang generasi pertama. Hasil fusi nuklir antara inti-inti
Hidrogen menghasilkan unsur-unsur yang lebih berat, seperti karbon, oksigen,
sampai besi.

            Masa yang ke dua adalah pembentukan
bintang-bintang yang terus berlangsung. Dalam bahasa Al-Quran disebut
penyempurnaan langit. Dukhan
(debu-debu dan gas antarbintang, Q. S. 41:11) pada proses pembentukan bintang
akan menggumpal memadat. Bila intinya telah cukup panasnya untuk memantik
reaksi fusi nuklir, maka mulailah bintang bersinar. Bila bintang mati dengan
ledakan supernova unsur-unsur berat hasil fusi nuklir akan dilepaskan.
Selanjutnya unsur-unsur berat yang terdapat sebagai materi antarbintang bersama
dengan hidrogen akan menjadi bahan pembentuk bintang-bintang generasi
berikutnya, termasuk planet-planetnya. Di dalam Al-Qur’an penciptaan langit
kadang disebut sebelum penciptaan bumi dan kadang disebut sesudahnya karena
prosesnya memang berlanjut.

            Inilah dua masa penciptaan langit.
Dalam bahasa Al-Qura’an, big bang dan
pengembangan alam yang menjadikan galaksi-galaksi tampak makin berjauhan (makin
"tinggi" menurut pengamat di bumi) serta proses pembentukan
bintang-bintang baru disebutkan sebagai "Dia meninggikan bangunannya (langit) lalu menyempurnakannya"
(Q.S. 79:28)

            Masa ke tiga dan ke empat dalam
penciptaan alam semesta adalah proses penciptaan tata surya termasuk bumi.
Proses pembentukan matahari sekitar 4,5 milyar tahun lalu dan mulai
dipancarkannya cahaya dan angin matahari itulah masa ke tiga penciptaan alam
semesta. Proto-bumi (‘bayi’ bumi) yang telah terbentuk terus berotasi yang
menghasilkan fenomena siang dan malam di bumi. Itulahlah yang diungkapkan
dengan indah pada ayat lanjutan pada Q.S. 79:29, "dan Dia menjadikan malamnya gelap gulita dan menjadikan siangnya terang
benderang
.

            Masa pemadatan kulit bumi agar layak
bagi hunian makhluk hidup adalah masa ke empat. Bumi yang terbentuk dari debu-debu
antarbintang yang dingin mulai menghangat dengan pemanasan sinar matahari dan
pemanasan dari dalam (endogenik) dari peluruhan unsur-unsur radioaktif di bawah
kulit bumi. Akibat pemanasan endogenik itu materi di bawah kulit bumi menjadi
lebur, antara lain muncul sebagai lava dari gunung api. Batuan basalt yang
menjadi dasar lautan dan granit yang menjadi batuan utama di daratan merupakan
hasil pembekuan materi leburan tersebut. Pemadatan kulit bumi yang menjadi
dasar lautan dan daratan itulah yang nampaknya dimaksudkan penghamparan bumi
pada Q.S. 79:30, "Dan bumi sesudah
itu (sesudah penciptaan langit) dihamparkan‑Nya.
"

            Menurut
analisis astronomis, pada masa awal umur tata surya gumpalan-gumpalan sisa
pembentukan tata surya yang tidak menjadi planet masih sangat banyak
bertebaran. Salah satu gumpalan raksasa, 1/9 massa bumi, menabrak bumi menyebabkan
lontaran materi yang kini menjadi bulan. Akibat tabrakan itu sumbu rotasi bumi
menjadi miring 23,5 derajat dan atmosfer bumi lenyap. Atmosfer yang ada kini
sebagian dihasilkan oleh proses-proses di bumi sendiri, sebagian lainnya
berasal dari pecahan komet atau asteroid yang menumbuk bumi. Komet yang
komposisi terbesarnya adalah es air (20% massanya) diduga kuat merupakan sumber
air bagi bumi karena rasio Deutorium/Hidrogen (D/H) di komet hampir sama dengan
rasio D/H pada air di bumi, sekitar 0.0002. Hadirnya air dan atmosfer di bumi
sebagai prasyarat kehidupan merupakan masa ke lima proses penciptaan alam.

            Pemanasan matahari menimbulkan fenomena cuaca di bumi:
awan dan halilintar. Melimpahnya air laut dan kondisi atmosfer purba yang kaya
gas metan (CH4) dan amonia (NH3) serta sama sekali tidak mengandung oksigen
bebas dengan bantuan energi listrik dari halilintar diduga menjadi awal
kelahiran senyawa organik. Senyawa organik yang mengikuti aliran air akhirnya
tertumpuk di laut. Kehidupan diperkirakan bermula dari laut yang hangat sekitar
3,5 milyar tahun lalu berdasarkan fosil tertua yang pernah ditemukan. Di dalam
Al-Qur’an Q.S. 21:30 memang disebutkan semua makhluk hidup berasal dari air.

            Lahirnya kehidupan di bumi yang
dimulai dari makhluk bersel tunggal dan tumbuh-tumbuhan merupakan masa ke enam
dalam proses penciptaan alam. Hadirnya tumbuhan dan proses fotosintesis sekitar
2 milyar tahun lalu menyebabkan atmosfer mulai terisi dengan oksigen bebas.
Pada masa ke enam itu pula proses geologis yang menyebabkan pergeseran lempeng
tektonik dan lahirnya rantai pegunungan di bumi terus berlanjut.

            Tersedianya air, oksigen, tumbuhan,
dan kelak hewan-hewan pada dua masa terakhir itulah yang agaknya dimaksudkan
Allah memberkahi bumi dan menyediakan makanan bagi penghuninya (Q.S. 41:10). Di
dalam Q.S. 79:31-33 hal ini diungkapkan sebagai penutup kronologis enam masa
penciptaan, "Ia memancarkan dari
padanya mata airnya, dan (menumbuhkan) tumbuh‑tumbuhannya. Dan gunung‑gunung
dipancangkan‑Nya dengan teguh, (semua itu) untuk kesenanganmu dan untuk
binatang‑binatang ternakmu".

            Bagaimana akhir alam semesta? Kosmologi (cabang
ilmu yang mempelajari struktur dan evolusi alam semesta) masih menyatakan
sebagai pertanyaan yang terbuka, belum ada jawabnya, mungkin terus berkembang
atau mungkin pula kembali mengerut. Namun Al-Quran mengisyaratkan adanya
pengerutan alam semesta, seperti terungkap pada QS 21:104. "
Pada hari kami gulung langit, seperti
menggulung lembaran-lembaran kertas (makin mengecil) seperti Kami telah
menjadikan pada awalnya, begitulah kami mengulanginya."

 

Ikhlas Bersama Ruang dan Waktu

            Teori
relativitas telah menyatukan ruang dan waktu dalam dunia empat dimensi, dunia
ruangwaktu (ditulis bersambung sebagai satu kata). Dan secara matematis
dirumuskan kuadrat selang ruangwaktu = kuadrat selang waktu – kuadrat jarak
ruang. Tanda minus berbeda dengan anggapan awam untuk ruang dan waktu
(menggunakan "dan", ruang dan waktu sebagai hal yang terpisah) yang
terbiasa dengan rumus phytagoras: kuadrat jarak = kuadrat selang sumbu x +
kuadrat selang sumbu y.
 Dalam
dunia ruangwaktu, jarak bintang ke mata kita adalah "nol". Karena,
misalnya, jarak bintang (jarak ruang) 4 tahun cahaya. Cahaya bintang tersebut
mencapai mata kita dalam waktu 4 tahun juga (selang waktu). Jadi, selang/jarak
ruangwaktu bintang tersebut adalah 0.

            Dalam
dunia ruang dan waktu (mengikuti hukum Newton,
non-relativistik) senantiasa kita berjalan ke masadepan secara perlahan dengan
kecepatan satu hari tiap harinya. Tetapi kita juga bisa berjalan ke masa depan
dengan lebih cepat lagi ke tempat yang sangat jauh, misalkan dengan pesawat
antariksa berkecepatan mendekati cahaya. Inilah perjalanan relativistik,
mengikuti hukum relativitas. Dalam perjalanan relativistik, waktu berjalan
relatif lebih lambat daripada waktu dalam keadaan berdiam tidak ikut dalam
perjalanan. Hal ini sudah terbukti pada partikel berenergi tinggi. Waktu luruh
(berubah menjadi partikel lainnya) partikel Muon sebenarnya dalam keadaan diam
hanya sepersejuta detik. Namun dalam perjalanan dengan kecepatan mendekati
kecepatan cahaya, waktu luruhnya teramati oleh detektor yang diam bisa mencapai
50 kali lipat. 

            Apa
makna batiniah dari semua fakta fisik ini? Kita tidak bisa mundur ke masa lalu.
Kita senantiasa maju menuju masa depan. Semakin cepat kita maju, semakin jauh
jarak tempuh kita menuju masa depan. Kita tetap merasa muda pada saat  orang malas merasa tua. Kita senantiasa
berubah, berevolusi dengan kerangka waktu yang jauh lebih pendek dari evolusi
alam. Tentunya, evolusi yang kita harapkan adalah evolusi menuju perbaikan
kualitas dan kuantitas. Kualitas iman yang makin mantap, kualitas pribadi yang
makin mapan, kualitas hidup yang makin sejahtera, dan kualitas keluarga yang
makin bahagia. Kuantitas ilmu yang makin bertambah, kuantitas amal yang makin
meningkat, kuantitas rizki yang makin bermanfaat, dan kuantitas pengikut yang
mendoakannya. Ruang amal kita semestinya berekspansi, meluas, dan makin
variatif. Persahabatan dan jaringan kerja selayaknya terus bertambah. Ruang
gerak kreatif-inovatif seharusnya makin terbuka.

            Lalu
apakah fisik jasmaniah dan batiniah kita dibiarkan berevolusi mengikuti alur
perkembangan ruang dan waktu kita tanpa tuntunan? Semestinya tidak dibiarkan
lepas tanpa kendali. Penyesatan dan pencemaran qalbu bisa mengubah sebagalanya
keluar dari jalan yang diridhai-Nya. Taqarrub, pendekatan diri kepada-Nya
adalah penuntunnya. Kebersihan jiwa yang ikhlas semestinya yang melandasi
perjalanan ruang dan waktu kita. Ikhlas bermakna bersih dari segala pamrih
selain dari mengharap ridha-Nya.

 
1 Komentar

Ditulis oleh pada September 5, 2006 in Sains & Quran

 

One response to “Ruang-Waktu

  1. Dimas Saputra (@DimasZepp)

    Agustus 25, 2011 at 11:53 pm

    alam semesta emang cukup sulit dimengerti..

     

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

 
%d blogger menyukai ini: