[Buku Bahasa Indonesia stephen hawking] Grand Design

BAB 7 : KEAJAIBAN YANG TERLIHAT

ORANG-ORANG TIONGKOK MENGISAHKAN suatu masa pada zaman Dinasti Hsia (sekitar 2205—sekitar 1782 SM) ketika lingkungan kosmis kita tiba-tiba berubah. Sepuluh matahari muncul di langit. Manusia di bumi sangat menderita karena panasnya, sehingga kaisar memerintahkan seorang pemanah termasyhur untuk menembak jatuh matahari-matahari tambahan itu. Sang pemanah kemudian diberi ganjaran berupa pil yang memiliki kuasa membuatnya abadi, tetapi istrinya mencurinya. Atas pelanggaran itu ia diasingkan ke bulan.

Orang-orang Tiongkok benar ketika mengira bahwa sistem tata surya dengan sepuluh matahari tidak bersahabat bagi kehidupan manusia. Kini kita tahu bahwa, meskipun mungkin menawarkan peluang besar untuk berjemur, setiap sistem tata surya dengan banyak matahari kemungkinan besar tidak akan pernah memungkinkan kehidupan berkembang. Alasannya tidak sesederhana panas membakar seperti yang dibayangkan dalam legenda Tiongkok tersebut.

Sebuah planet memang dapat mengalami suhu yang menyenangkan ketika mengorbit beberapa bintang, setidaknya untuk sementara waktu. Namun pemanasan yang seragam dalam jangka waktu panjang—suatu keadaan yang tampaknya diperlukan bagi kehidupan—kemungkinan kecil terjadi. Untuk memahami alasannya, mari kita lihat apa yang terjadi dalam jenis sistem multi-bintang yang paling sederhana, yaitu yang memiliki dua matahari, yang disebut sistem biner. Sekitar setengah dari seluruh bintang di langit merupakan anggota sistem semacam itu.

Namun bahkan sistem biner sederhana pun hanya dapat mempertahankan jenis orbit stabil tertentu. Dalam masing-masing orbit tersebut kemungkinan besar akan ada masa ketika planet menjadi terlalu panas atau terlalu dingin untuk menopang kehidupan. Keadaannya bahkan lebih buruk bagi gugus yang memiliki banyak bintang.

Tata surya kita memiliki sifat-sifat “keberuntungan” lain yang tanpanya bentuk kehidupan kompleks mungkin tidak pernah berevolusi. Sebagai contoh, hukum-hukum Newton memungkinkan orbit planet berbentuk lingkaran atau elips (elips adalah lingkaran yang tertekan, lebih lebar pada satu sumbu dan lebih sempit pada sumbu lainnya). Derajat kelonjongan elips dinyatakan oleh apa yang disebut eksentrisitasnya, suatu angka antara nol dan satu.

Eksentrisitas yang mendekati nol berarti bentuknya menyerupai lingkaran, sedangkan eksentrisitas mendekati satu berarti sangat pipih. Kepler terganggu oleh gagasan bahwa planet tidak bergerak dalam lingkaran sempurna, tetapi orbit bumi memiliki eksentrisitas hanya sekitar 2 persen, yang berarti hampir berbentuk lingkaran. Ternyata, itu merupakan keberuntungan yang sangat besar.

Pola cuaca musiman di bumi terutama ditentukan oleh kemiringan sumbu rotasi bumi relatif terhadap bidang orbitnya mengelilingi matahari. Selama musim dingin di Belahan Bumi Utara, misalnya, Kutub Utara miring menjauhi matahari. Fakta bahwa pada saat itu bumi berada paling dekat dengan matahari—hanya sekitar 91,5 juta mil jauhnya, dibandingkan dengan sekitar 94,5 juta mil pada awal Juli—hampir tidak berpengaruh terhadap suhu dibandingkan dengan pengaruh kemiringannya.

Namun pada planet dengan eksentrisitas orbit besar, variasi jarak dari matahari memainkan peran jauh lebih besar. Di Merkurius, misalnya, dengan eksentrisitas 20 persen, suhu lebih dari 200 derajat Fahrenheit lebih hangat saat planet berada pada titik terdekatnya ke matahari (perihelion) dibandingkan saat berada pada titik terjauhnya (aphelion).

Bahkan, jika eksentrisitas orbit bumi mendekati satu, lautan kita akan mendidih ketika mencapai titik terdekat dengan matahari, dan membeku ketika mencapai titik terjauh, menjadikan liburan musim dingin maupun musim panas sama sekali tidak menyenangkan. Eksentrisitas orbit yang besar tidak mendukung kehidupan, sehingga kita beruntung memiliki planet dengan eksentrisitas mendekati nol.

Kita juga beruntung dalam hubungan antara massa matahari kita dan jarak kita darinya. Hal ini karena massa bintang menentukan jumlah energi yang dipancarkannya. Bintang terbesar memiliki massa sekitar seratus kali massa matahari kita, sementara yang terkecil sekitar seratus kali lebih kecil. Namun demikian, dengan menganggap jarak bumi-matahari tetap, jika matahari kita hanya 20 persen lebih kecil atau lebih besar massanya, bumi akan lebih dingin daripada Mars saat ini atau lebih panas daripada Venus saat ini.

Secara tradisional, untuk setiap bintang, para ilmuwan mendefinisikan zona layak huni sebagai wilayah sempit di sekitar bintang tersebut di mana suhu memungkinkan air cair dapat ada. Zona layak huni kadang-kadang disebut “zona Goldilocks,” karena syarat keberadaan air cair berarti bahwa, seperti Goldilocks, perkembangan kehidupan cerdas menuntut suhu planet yang “tepat.”

Zona layak huni dalam tata surya kita sangat kecil. Beruntung bagi kita yang merupakan bentuk kehidupan cerdas, bumi berada di dalamnya.

Distributor pusat penjualan segala alat listrik tenaga surya. Toko online jual listrik tenaga matahari. Produsen Produk solar sel murah.www.tokosolarcell.net . daftar Paket harga penjualan listrik tenaga matahari

Newton percaya bahwa tata surya kita yang secara ganjil dapat dihuni ini tidak “muncul dari kekacauan oleh hukum-hukum alam semata.” Sebaliknya, menurutnya, keteraturan di alam semesta “diciptakan oleh Tuhan pada mulanya dan dipelihara-Nya hingga hari ini dalam keadaan dan kondisi yang sama.” Mudah dipahami mengapa orang dapat berpikir demikian. Banyaknya kejadian yang tidak mungkin yang bersekongkol memungkinkan keberadaan kita, serta rancangan dunia kita yang ramah bagi manusia, memang tampak membingungkan jika tata surya kita adalah satu-satunya di alam semesta.

Namun pada tahun 1992 datang pengamatan terkonfirmasi pertama tentang sebuah planet yang mengorbit bintang selain matahari kita. Kini kita mengetahui adanya ratusan planet semacam itu, dan sedikit yang meragukan bahwa terdapat tak terhitung lainnya di antara miliaran bintang di alam semesta kita. Hal ini menjadikan kebetulan kondisi planet kita—matahari tunggal, kombinasi beruntung antara jarak bumi-matahari dan massa matahari—jauh kurang luar biasa, dan jauh kurang meyakinkan sebagai bukti bahwa bumi dirancang dengan cermat demi menyenangkan kita manusia.

Planet-planet dari segala jenis memang ada. Beberapa—atau setidaknya satu—menopang kehidupan. Jelaslah bahwa ketika makhluk di sebuah planet yang menopang kehidupan memeriksa dunia di sekelilingnya, mereka pasti akan mendapati bahwa lingkungannya memenuhi syarat yang mereka perlukan untuk eksis.

Pernyataan terakhir itu dapat diubah menjadi suatu prinsip ilmiah: keberadaan kita sendiri memberlakukan aturan yang menentukan dari mana dan pada waktu kapan kita dapat mengamati alam semesta. Artinya, fakta keberadaan kita membatasi karakteristik lingkungan tempat kita berada. Prinsip ini disebut prinsip antropik lemah. (Kita akan segera melihat mengapa kata “lemah” disematkan.) Istilah yang lebih tepat daripada “prinsip antropik” mungkin adalah “prinsip seleksi,” karena prinsip ini merujuk pada bagaimana pengetahuan kita tentang keberadaan kita sendiri memberlakukan aturan yang menyeleksi, dari semua lingkungan yang mungkin, hanya lingkungan dengan karakteristik yang memungkinkan kehidupan.

Meskipun terdengar seperti filsafat, prinsip antropik lemah dapat digunakan untuk membuat prediksi ilmiah. Sebagai contoh, berapa usia alam semesta? Seperti akan kita lihat, agar kita dapat ada, alam semesta harus mengandung unsur-unsur seperti karbon, yang dihasilkan melalui “memasak” unsur-unsur ringan di dalam bintang. Karbon itu kemudian harus tersebar ke ruang angkasa dalam ledakan supernova, dan akhirnya memadat sebagai bagian dari planet dalam sistem tata surya generasi baru.

Pada tahun 1961, fisikawan Robert Dicke berpendapat bahwa proses ini memerlukan sekitar 10 miliar tahun, sehingga keberadaan kita berarti alam semesta harus setidaknya setua itu. Di sisi lain, alam semesta tidak bisa jauh lebih tua dari 10 miliar tahun, karena di masa depan yang jauh seluruh bahan bakar bintang akan habis, dan kita memerlukan bintang-bintang panas untuk menopang kehidupan kita. Maka alam semesta harus berusia sekitar 10 miliar tahun. Prediksi ini tidak sangat presisi, tetapi benar—menurut data saat ini, ledakan besar terjadi sekitar 13,7 miliar tahun yang lalu.

Sebagaimana halnya dengan usia alam semesta, prediksi antropik biasanya menghasilkan rentang nilai untuk suatu parameter fisika tertentu, bukan menunjukkannya secara tepat. Hal ini karena keberadaan kita, meskipun mungkin tidak menuntut suatu nilai khusus bagi parameter fisika tertentu, sering bergantung pada parameter tersebut tidak menyimpang terlalu jauh dari nilai yang kita temukan.

Selain itu, kita mengharapkan bahwa kondisi aktual di dunia kita bersifat tipikal dalam rentang yang diizinkan secara antropik. Misalnya, jika hanya eksentrisitas orbit yang sedang—katakanlah antara nol dan 0,5—yang memungkinkan kehidupan, maka eksentrisitas sebesar 0,1 tidaklah mengejutkan karena di antara semua planet di alam semesta, persentase yang wajar kemungkinan memiliki orbit dengan eksentrisitas sekecil itu.

Namun jika ternyata bumi bergerak dalam lingkaran hampir sempurna, dengan eksentrisitas, misalnya, 0,00000000001, maka itu akan menjadikan bumi planet yang sungguh istimewa, dan mendorong kita mencari penjelasan mengapa kita tinggal di rumah yang begitu anomali. Gagasan ini kadang disebut prinsip mediokritas.

Kebetulan-kebetulan beruntung yang berkaitan dengan bentuk orbit planet, massa matahari, dan seterusnya disebut sebagai lingkungan karena muncul dari keberuntungan keadaan sekitar kita dan bukan dari keanehan dalam hukum-hukum fundamental alam. Usia alam semesta juga merupakan faktor lingkungan, karena ada masa yang lebih awal dan lebih akhir dalam sejarah alam semesta, tetapi kita harus hidup pada era ini karena hanya era inilah yang kondusif bagi kehidupan.

Kebetulan-kebetulan lingkungan mudah dipahami karena kita hanyalah satu habitat kosmis di antara banyak yang ada di alam semesta, dan jelas kita harus berada di habitat yang mendukung kehidupan.

Prinsip antropik lemah tidak terlalu kontroversial. Namun ada bentuk yang lebih kuat yang akan kita ajukan di sini, meskipun dipandang dengan sinis oleh sebagian fisikawan. Prinsip antropik kuat menyatakan bahwa fakta bahwa kita ada memberlakukan batasan bukan hanya pada lingkungan kita, melainkan juga pada kemungkinan bentuk dan isi hukum-hukum alam itu sendiri.

Gagasan ini muncul karena bukan hanya ciri-ciri khusus tata surya kita yang tampak sangat mendukung perkembangan kehidupan manusia, melainkan juga karakteristik seluruh alam semesta kita, dan itu jauh lebih sulit dijelaskan.

Kisah tentang bagaimana alam semesta purba yang terdiri dari hidrogen, helium, dan sedikit litium berevolusi menjadi alam semesta yang menampung setidaknya satu dunia dengan kehidupan cerdas seperti kita adalah kisah dengan banyak bab. Seperti telah kita sebutkan sebelumnya, gaya-gaya alam harus sedemikian rupa sehingga unsur-unsur lebih berat—terutama karbon—dapat dihasilkan dari unsur-unsur purba, dan tetap stabil setidaknya selama miliaran tahun.

Unsur-unsur berat itu terbentuk dalam dapur kosmis yang kita sebut bintang, sehingga gaya-gaya itu pertama-tama harus memungkinkan terbentuknya bintang dan galaksi. Keduanya tumbuh dari benih ketidakhomogenan kecil di alam semesta awal, yang hampir sepenuhnya seragam tetapi, untungnya, mengandung variasi kerapatan sekitar satu bagian dalam 100.000.

Namun keberadaan bintang, dan keberadaan di dalam bintang-bintang itu unsur-unsur yang membentuk diri kita, belumlah cukup. Dinamika bintang harus sedemikian rupa sehingga sebagian darinya akhirnya meledak, dan lebih jauh lagi, meledak dengan cara yang tepat sehingga dapat menyebarkan unsur-unsur berat ke ruang angkasa. Selain itu, hukum-hukum alam harus menentukan bahwa sisa-sisa itu dapat memadat kembali menjadi generasi baru bintang, yang dikelilingi planet-planet yang mengandung unsur-unsur berat yang baru terbentuk.

Sebagaimana peristiwa-peristiwa tertentu di bumi purba harus terjadi agar kita dapat berkembang, demikian pula setiap mata rantai dalam rangkaian kosmis ini diperlukan bagi keberadaan kita. Namun dalam kasus peristiwa-peristiwa yang menghasilkan evolusi alam semesta, perkembangan tersebut diatur oleh keseimbangan gaya-gaya fundamental alam, dan interaksi merekalah yang harus tepat agar kita dapat ada.

Salah satu yang pertama menyadari bahwa hal ini mungkin melibatkan tingkat keberuntungan yang besar adalah Fred Hoyle pada tahun 1950-an. Hoyle percaya bahwa semua unsur kimia pada awalnya terbentuk dari hidrogen, yang ia anggap sebagai zat purba sejati. Hidrogen memiliki inti atom paling sederhana, terdiri dari hanya satu proton, baik sendiri maupun dikombinasikan dengan satu atau dua neutron.

(Bentuk-bentuk berbeda dari hidrogen, atau inti mana pun, yang memiliki jumlah proton sama tetapi jumlah neutron berbeda disebut isotop.) Kini kita tahu bahwa helium dan litium, atom-atom yang intinya mengandung dua dan tiga proton, juga disintesis secara purba, dalam jumlah jauh lebih kecil, ketika alam semesta berusia sekitar 200 detik.

Kehidupan, di sisi lain, bergantung pada unsur-unsur yang lebih kompleks. Karbon adalah yang paling penting di antaranya, dasar bagi seluruh kimia organik.

Meskipun seseorang dapat membayangkan organisme “hidup” seperti komputer cerdas yang tersusun dari unsur lain, seperti silikon, diragukan bahwa kehidupan dapat berevolusi secara spontan tanpa karbon. Alasannya bersifat teknis dan berkaitan dengan cara unik karbon berikatan dengan unsur lain. Karbon dioksida, misalnya, berbentuk gas pada suhu kamar dan sangat berguna secara biologis.

Karena silikon berada tepat di bawah karbon dalam tabel periodik, ia memiliki sifat kimia serupa. Namun silikon dioksida, kuarsa, jauh lebih berguna dalam koleksi batu daripada dalam paru-paru organisme.

Namun barangkali bentuk kehidupan dapat berevolusi yang “menyantap” silikon dan berayun berirama dalam kolam amonia cair. Bahkan bentuk kehidupan eksotis semacam itu pun tidak dapat berevolusi hanya dari unsur-unsur purba, karena unsur-unsur itu hanya dapat membentuk dua senyawa stabil: litium hidrida, yang merupakan padatan kristalin tak berwarna, dan gas hidrogen—keduanya bukan senyawa yang mungkin bereproduksi atau bahkan jatuh cinta.

Dan tetap saja, kenyataannya kita adalah bentuk kehidupan berbasis karbon, dan itu menimbulkan pertanyaan bagaimana karbon, yang intinya mengandung enam proton, serta unsur-unsur berat lain dalam tubuh kita, diciptakan.

Langkah pertama terjadi ketika bintang-bintang tua mulai mengakumulasi helium, yang dihasilkan ketika dua inti hidrogen bertumbukan dan berfusi satu sama lain. Fusi inilah cara bintang menghasilkan energi yang menghangatkan kita. Dua atom helium kemudian dapat bertumbukan membentuk berilium, atom yang intinya mengandung empat proton.

Setelah berilium terbentuk, pada prinsipnya ia dapat berfusi dengan inti helium ketiga untuk membentuk karbon. Namun itu tidak terjadi, karena isotop berilium yang terbentuk hampir seketika meluruh kembali menjadi inti helium.

Keadaan berubah ketika sebuah bintang mulai kehabisan hidrogen. Ketika itu terjadi, inti bintang runtuh hingga suhu pusatnya naik menjadi sekitar 100 juta derajat Kelvin. Dalam kondisi tersebut, inti-inti bertemu satu sama lain begitu sering sehingga beberapa inti berilium bertumbukan dengan inti helium sebelum sempat meluruh.

Berilium kemudian dapat berfusi dengan helium membentuk isotop karbon yang stabil. Namun karbon itu masih jauh dari membentuk agregat teratur senyawa kimia yang dapat menikmati segelas Bordeaux, memainkan tongkat bowling menyala, atau mengajukan pertanyaan tentang alam semesta.

Agar makhluk seperti manusia dapat ada, karbon itu harus dipindahkan dari dalam bintang ke lingkungan yang lebih bersahabat. Hal itu, seperti telah kita katakan, terjadi ketika bintang, pada akhir siklus hidupnya, meledak sebagai supernova, memuntahkan karbon dan unsur-unsur berat lainnya yang kemudian memadat menjadi sebuah planet.

Proses penciptaan karbon ini disebut proses alfa rangkap tiga karena “partikel alfa” adalah nama lain bagi inti isotop helium yang terlibat, dan karena proses tersebut menuntut agar tiga inti itu (pada akhirnya) berfusi menjadi satu. Fisika yang lazim memprediksi bahwa laju produksi karbon melalui proses alfa rangkap tiga seharusnya sangat kecil.

Menyadari hal ini, pada tahun 1952 Hoyle memprediksi bahwa jumlah energi inti berilium dan inti helium harus hampir tepat sama dengan energi suatu keadaan kuantum tertentu dari isotop karbon yang terbentuk—suatu keadaan yang disebut resonansi—yang sangat meningkatkan laju reaksi nuklir. Pada waktu itu, tingkat energi semacam itu belum diketahui. Namun berdasarkan usulan Hoyle, William Fowler di Caltech mencarinya dan berhasil menemukannya, memberikan dukungan penting bagi pandangan Hoyle mengenai bagaimana inti-inti kompleks diciptakan.

Hoyle menulis, “Saya tidak percaya bahwa seorang ilmuwan pun yang menelaah bukti-bukti ini akan gagal menarik kesimpulan bahwa hukum-hukum fisika nuklir telah dirancang dengan sengaja sehubungan dengan konsekuensi yang dihasilkannya di dalam bintang-bintang.” Pada waktu itu belum ada yang cukup memahami fisika nuklir untuk menyadari besarnya kebetulan luar biasa yang menghasilkan hukum-hukum fisika yang begitu tepat ini.

Dalam The Grand Design, ketika menyelidiki validitas prinsip antropik kuat, dalam beberapa tahun terakhir para fisikawan mulai bertanya kepada diri mereka sendiri seperti apa alam semesta jika hukum-hukum alam berbeda. Kini kita dapat membuat model komputer yang menunjukkan bagaimana laju reaksi alfa rangkap tiga bergantung pada kekuatan gaya-gaya fundamental alam. Perhitungan-perhitungan tersebut menunjukkan bahwa perubahan sekecil 0,5 persen pada kekuatan gaya nuklir kuat, atau 4 persen pada gaya listrik, akan menghancurkan hampir seluruh karbon atau seluruh oksigen di setiap bintang, dan dengan demikian meniadakan kemungkinan kehidupan sebagaimana kita kenal.

Ubah sedikit saja aturan alam semesta kita, dan syarat-syarat bagi keberadaan kita pun lenyap.

Dengan menelaah model-model alam semesta yang kita hasilkan ketika teori-teori fisika diubah dengan cara tertentu, seseorang dapat mempelajari dampak perubahan hukum fisika secara sistematis. Ternyata bukan hanya kekuatan gaya nuklir kuat dan gaya elektromagnetik yang tampak disesuaikan bagi keberadaan kita. Sebagian besar konstanta fundamental dalam teori kita tampak disetel dengan sangat halus, dalam arti bahwa jika diubah dalam jumlah yang relatif kecil saja, alam semesta akan berbeda secara kualitatif dan, dalam banyak kasus, tidak sesuai bagi perkembangan kehidupan.

Sebagai contoh, jika gaya nuklir lainnya—gaya lemah—jauh lebih lemah, pada alam semesta awal seluruh hidrogen di kosmos akan berubah menjadi helium, dan karenanya tidak akan ada bintang normal. Jika ia jauh lebih kuat, supernova yang meledak tidak akan melepaskan selubung luarnya, sehingga gagal menyemai ruang antarbintang dengan unsur-unsur berat yang dibutuhkan planet untuk menumbuhkan kehidupan. Jika proton 0,2 persen lebih berat, ia akan meluruh menjadi neutron, sehingga atom-atom menjadi tidak stabil. Jika jumlah massa jenis-jenis kuark yang membentuk proton berubah hanya sekitar 10 persen, jumlah inti atom stabil yang menyusun diri kita akan jauh lebih sedikit; bahkan, jumlah massa kuark tampak kira-kira teroptimalkan bagi keberadaan jumlah inti stabil yang terbesar.

Jika seseorang mengasumsikan bahwa beberapa ratus juta tahun dalam orbit stabil diperlukan agar kehidupan planet dapat berevolusi, maka jumlah dimensi ruang pun ditentukan oleh keberadaan kita. Hal ini karena, menurut hukum gravitasi, hanya dalam tiga dimensi orbit elips yang stabil dapat terjadi. Orbit lingkaran memang mungkin dalam dimensi lain, tetapi—sebagaimana dikhawatirkan Newton—orbit tersebut tidak stabil.

Dalam dimensi selain tiga, gangguan kecil sekalipun, seperti tarikan planet lain, akan melemparkan sebuah planet keluar dari orbit lingkarannya dan membuatnya berpilin mendekati atau menjauhi matahari, sehingga kita akan terbakar atau membeku. Selain itu, dalam lebih dari tiga dimensi, gaya gravitasi antara dua benda akan berkurang lebih cepat dibandingkan dalam tiga dimensi. Dalam tiga dimensi, gaya gravitasi turun menjadi seperempat nilainya jika jarak digandakan. Dalam empat dimensi ia akan turun menjadi seperdelapan, dalam lima dimensi menjadi seperenambelas, dan seterusnya.

Akibatnya, dalam lebih dari tiga dimensi matahari tidak akan dapat berada dalam keadaan stabil dengan tekanan internalnya menyeimbangkan tarikan gravitasi. Ia akan tercerai-berai atau runtuh membentuk lubang hitam, keduanya dapat menghancurkan hari Anda. Pada skala atom, gaya listrik akan berperilaku dengan cara yang sama seperti gaya gravitasi. Itu berarti elektron dalam atom akan lolos atau berpilin masuk ke inti. Dalam kedua keadaan itu, atom sebagaimana kita kenal tidak akan mungkin ada.

Munculnya struktur kompleks yang mampu menopang pengamat cerdas tampaknya sangat rapuh. Hukum-hukum alam membentuk suatu sistem yang disetel dengan sangat halus, dan sangat sedikit saja perubahan dalam hukum fisika dapat menghancurkan kemungkinan berkembangnya kehidupan sebagaimana kita kenal. Jika bukan karena serangkaian kebetulan mencengangkan dalam rincian tepat hukum fisika, tampaknya manusia dan bentuk kehidupan serupa tidak akan pernah muncul.

Kebetulan penyetelan halus yang paling mengesankan melibatkan apa yang disebut konstanta kosmologis dalam persamaan relativitas umum Einstein. Seperti telah kita katakan, pada tahun 1915, ketika merumuskan teorinya, Einstein percaya bahwa alam semesta bersifat statis—tidak mengembang maupun menyusut. Karena semua materi saling tarik-menarik, ia memasukkan ke dalam teorinya suatu gaya antigravitasi baru untuk melawan kecenderungan alam semesta runtuh ke dalam dirinya sendiri.

Gaya ini, tidak seperti gaya lainnya, tidak berasal dari sumber tertentu, melainkan terbangun dalam jalinan ruang-waktu itu sendiri. Konstanta kosmologis menggambarkan kekuatan gaya tersebut.

Ketika ditemukan bahwa alam semesta tidak statis, Einstein menghapus konstanta kosmologis dari teorinya dan menyebut penyertaannya sebagai kesalahan terbesar dalam hidupnya. Namun pada tahun 1998, pengamatan terhadap supernova yang sangat jauh mengungkap bahwa alam semesta mengembang dengan laju yang dipercepat—suatu efek yang tidak mungkin terjadi tanpa adanya semacam gaya tolak yang bekerja di seluruh ruang. Konstanta kosmologis pun dihidupkan kembali.

Karena kini kita tahu bahwa nilainya tidak nol, pertanyaannya tetap: mengapa ia memiliki nilai seperti itu? Para fisikawan telah menyusun argumen tentang bagaimana ia dapat muncul akibat efek mekanika kuantum, tetapi nilai yang mereka hitung sekitar 120 orde magnitudo (angka 1 diikuti 120 nol) lebih besar daripada nilai sebenarnya yang diperoleh dari pengamatan supernova.

Itu berarti bahwa entah penalaran dalam perhitungan tersebut keliru, atau ada efek lain yang secara ajaib meniadakan hampir seluruh nilai yang dihitung, menyisakan hanya pecahan yang tak terbayangkan kecilnya. Satu hal yang pasti adalah bahwa jika nilai konstanta kosmologis jauh lebih besar daripada sekarang, alam semesta kita akan tercerai-berai sebelum galaksi sempat terbentuk dan—sekali lagi—kehidupan sebagaimana kita kenal mustahil terjadi.

Apa yang dapat kita simpulkan dari kebetulan-kebetulan ini? Keberuntungan dalam bentuk dan sifat tepat hukum-hukum fisika fundamental merupakan jenis keberuntungan yang berbeda dari keberuntungan dalam faktor-faktor lingkungan. Ia tidak dapat dijelaskan dengan mudah, dan memiliki implikasi fisika serta filsafat yang jauh lebih dalam.

Alam semesta kita dan hukum-hukumnya tampak memiliki suatu rancangan yang seolah-olah dibuat khusus untuk menopang kita, dan jika kita hendak ada, hanya sedikit ruang untuk perubahan. Hal itu tidak mudah dijelaskan dan menimbulkan pertanyaan alami: mengapa demikian?

Banyak orang ingin menggunakan kebetulan-kebetulan ini sebagai bukti karya Tuhan. Gagasan bahwa alam semesta dirancang untuk menampung umat manusia muncul dalam teologi dan mitologi sejak ribuan tahun lalu hingga kini. Dalam narasi mitosejarah Popol Vuh bangsa Maya, para dewa menyatakan, “Kami tidak akan menerima kemuliaan maupun kehormatan dari semua yang telah kami ciptakan dan bentuk sampai manusia ada, dianugerahi kesadaran.”

Sebuah teks Mesir yang bertarikh 2000 SM menyatakan, “Manusia, ternak milik Tuhan, telah disediakan dengan baik. Ia [dewa matahari] menciptakan langit dan bumi demi manfaat mereka.” Di Tiongkok, filsuf Taois Lieh Yü-K’ou (sekitar 400 SM) mengungkapkan gagasan itu melalui seorang tokoh dalam kisah yang berkata, “Langit menumbuhkan lima jenis gandum, dan melahirkan suku-suku bersirip dan berbulu, khusus demi manfaat kita.”

Dalam budaya Barat, Perjanjian Lama memuat gagasan rancangan ilahi dalam kisah penciptaannya, tetapi pandangan Kristen tradisional juga sangat dipengaruhi oleh Aristoteles, yang percaya pada “dunia alam yang cerdas yang berfungsi menurut suatu rancangan yang disengaja.” Teolog Kristen abad pertengahan Thomas Aquinas menggunakan gagasan Aristoteles tentang keteraturan di alam untuk berargumen tentang keberadaan Tuhan.

Pada abad kedelapan belas, seorang teolog Kristen bahkan menyatakan bahwa kelinci memiliki ekor putih agar mudah bagi kita untuk menembaknya. Ilustrasi yang lebih modern mengenai pandangan Kristen diberikan beberapa tahun lalu ketika Kardinal Christoph Schönborn, uskup agung Wina, menulis, “Kini, pada awal abad ke-21, menghadapi klaim ilmiah seperti neo-Darwinisme dan hipotesis multisemesta dalam kosmologi yang diciptakan untuk menghindari bukti yang sangat kuat tentang tujuan dan rancangan yang ditemukan dalam sains modern, Gereja Katolik sekali lagi akan membela kodrat manusia dengan menyatakan bahwa rancangan imanen dalam alam adalah nyata.”

Dalam kosmologi, bukti yang sangat kuat tentang tujuan dan rancangan yang dimaksud sang kardinal adalah penyetelan halus hukum fisika yang telah kita uraikan.

Titik balik dalam penolakan ilmiah terhadap alam semesta yang berpusat pada manusia adalah model tata surya Copernicus, di mana bumi tidak lagi menempati posisi pusat. Ironisnya, pandangan dunia Copernicus sendiri bersifat antropomorfik, bahkan sampai ia menenangkan kita dengan menunjukkan bahwa, meskipun modelnya heliosentris, bumi hampir berada di pusat alam semesta: “Meskipun [bumi] tidak berada di pusat dunia, namun jarak [ke pusat itu] tidaklah berarti apa-apa jika dibandingkan dengan jarak bintang-bintang tetap.”

Dengan penemuan teleskop, pengamatan pada abad ketujuh belas—seperti kenyataan bahwa bukan hanya planet kita yang dikelilingi bulan—memberi bobot pada prinsip bahwa kita tidak memegang posisi istimewa di alam semesta. Dalam abad-abad berikutnya, semakin banyak yang kita temukan tentang alam semesta, semakin tampak bahwa planet kita mungkin hanyalah planet biasa.

Namun penemuan yang relatif baru mengenai penyetelan halus yang ekstrem pada begitu banyak hukum alam dapat membuat sebagian dari kita kembali pada gagasan lama bahwa rancangan agung ini adalah karya seorang Perancang Agung. Di Amerika Serikat, karena Konstitusi melarang pengajaran agama di sekolah, gagasan semacam itu disebut desain cerdas, dengan pengertian yang tidak diucapkan tetapi tersirat bahwa sang perancang adalah Tuhan.

Itu bukanlah jawaban sains modern. Kita telah melihat dalam Bab 5 bahwa alam semesta kita tampaknya hanyalah satu dari banyak alam semesta, masing-masing dengan hukum yang berbeda. Gagasan multisemesta itu bukanlah konsep yang diciptakan untuk menjelaskan mukjizat penyetelan halus. Ia merupakan konsekuensi dari kondisi tanpa batas serta banyak teori kosmologi modern lainnya.

Namun jika benar demikian, maka prinsip antropik kuat pada dasarnya dapat dianggap setara dengan yang lemah, dengan menempatkan penyetelan halus hukum fisika pada pijakan yang sama dengan faktor-faktor lingkungan. Sebab itu berarti bahwa habitat kosmis kita—kini seluruh alam semesta teramati—hanyalah satu dari banyak, sebagaimana tata surya kita hanyalah satu di antara banyak.

Artinya, sebagaimana kebetulan lingkungan dalam tata surya kita menjadi tidak luar biasa setelah kita menyadari bahwa miliaran sistem semacam itu ada, penyetelan halus dalam hukum alam pun dapat dijelaskan oleh keberadaan banyak alam semesta. Sepanjang zaman, banyak orang mengaitkan keindahan dan kompleksitas alam kepada Tuhan karena pada masanya belum ada penjelasan ilmiah. Namun sebagaimana Darwin dan Wallace menjelaskan bagaimana rancangan yang tampak ajaib pada makhluk hidup dapat muncul tanpa campur tangan makhluk tertinggi, konsep multisemesta dapat menjelaskan penyetelan halus hukum fisika tanpa memerlukan seorang pencipta penuh kemurahan hati yang menciptakan alam semesta demi manfaat kita.

Einstein pernah mengajukan pertanyaan kepada asistennya Ernst Straus, “Apakah Tuhan memiliki pilihan ketika Ia menciptakan alam semesta?” Pada akhir abad keenam belas, Kepler yakin bahwa Tuhan menciptakan alam semesta menurut suatu prinsip matematika yang sempurna. Newton menunjukkan bahwa hukum yang sama yang berlaku di langit juga berlaku di bumi, dan mengembangkan persamaan matematika untuk menyatakan hukum-hukum itu—begitu anggun sehingga mengilhami semacam semangat hampir religius di kalangan banyak ilmuwan abad kedelapan belas, yang tampaknya berniat menggunakannya untuk menunjukkan bahwa Tuhan adalah seorang matematikawan.

Sejak Newton, dan terutama sejak Einstein, tujuan fisika adalah menemukan prinsip-prinsip matematika sederhana seperti yang dibayangkan Kepler, dan dengan prinsip-prinsip itu menciptakan suatu teori terpadu tentang segala sesuatu yang akan menjelaskan setiap rincian materi dan gaya yang kita amati di alam.

Pada akhir abad kesembilan belas dan awal abad kedua puluh, Maxwell dan Einstein menyatukan teori listrik, magnetisme, dan cahaya. Pada tahun 1970-an, model standar diciptakan—suatu teori tunggal tentang gaya nuklir kuat dan lemah serta gaya elektromagnetik. Teori dawai dan teori-M kemudian muncul dalam upaya memasukkan gaya yang tersisa, yakni gravitasi.

Tujuannya bukan hanya menemukan satu teori yang menjelaskan semua gaya, melainkan juga teori yang menjelaskan angka-angka fundamental yang telah kita bicarakan, seperti kekuatan gaya serta massa dan muatan partikel elementer. Seperti dikatakan Einstein, harapannya adalah dapat menyatakan bahwa “alam tersusun sedemikian rupa sehingga secara logis mungkin menetapkan hukum-hukum yang begitu ditentukan dengan kuat sehingga di dalam hukum-hukum itu hanya terdapat konstanta-konstanta yang sepenuhnya ditentukan secara rasional (bukan konstanta-konstanta yang nilai numeriknya dapat diubah tanpa menghancurkan teori).”

Suatu teori yang unik kecil kemungkinannya memiliki penyetelan halus yang memungkinkan kita ada. Namun jika, dalam terang kemajuan terbaru, kita menafsirkan impian Einstein sebagai impian akan suatu teori unik yang menjelaskan alam semesta ini dan alam-alam semesta lainnya, dengan seluruh spektrum hukum yang berbeda-beda, maka teori-M bisa jadi teori itu.

Namun apakah teori-M unik, ataukah dituntut oleh suatu prinsip logis yang sederhana? Dapatkah kita menjawab pertanyaan: mengapa teori-M?