🧗 🤶🏼 🙃 Tanyakan Ethan No. 113: Apakah para ilmuwan siap mempertaruhkan hidup mereka demi teori? 🕴🏾 🕶️ 🍘

Di antara tugas-tugas seorang ahli yang berharap untuk menyampaikan kepada manusia hasratnya dan pengetahuannya dalam bidang tertentu, ada kebutuhan untuk dialog dengan audiens yang beragam. Terkadang keragaman ini menyebabkan masalah bagi audiens itu sendiri. Di antara pertanyaan dan saran, saya menemukan pertanyaan berikut dari Chris Shaw:

Jika seseorang bertanya kepada Anda, dan Anda perlu menjawab dengan jujur, apakah Anda akan mengatakan bahwa perluasan alam semesta dari keadaan padat yang panas bukan hanya teori, tetapi fakta nyata? Jika Anda harus mempertaruhkan hidup Anda, apa yang akan Anda katakan?

Ada banyak nuansa penting dalam masalah ini, jadi mari kita mulai dengan salah satunya: Big Bang.

gambar

Tidak seperti yang mungkin Anda dengar, teori Big Bang tidak mendalilkan kehadiran wajib singularitas yang dengannya alam semesta dimulai. Dia mengatakan bahwa alam semesta dimulai dengan keadaan yang panas, padat, dan meluas, dan sejak itu mendingin. Peran dalam pembangunan teori ini dimainkan oleh satu pengamatan kunci dan satu perkembangan teoretis:

• Telah dicatat bahwa spiral nebula, di mana galaksi individu diakui pada 1920-an, bergerak dengan kecepatan tinggi dari kita, dan semakin jauh dari kita, semakin cepat rata-rata mereka menjauh dari kita.
• Pada waktu yang hampir bersamaan, ditemukan bahwa teori relativitas umum Einstein, diverifikasi pada tahun 1919 dengan mengamati kelengkungan cahaya bintang oleh gravitasi selama gerhana matahari total, melarang keberadaan Alam Semesta yang statis, dan bahwa struktur ruang harus diperluas atau berkontraksi seiring waktu.

Membandingkan pengamatan dengan prediksi teori terbaik, paling sukses, para ilmuwan membuat kesimpulan yang tak terhindarkan: jalinan alam semesta meluas, dan alasan pelarian galaksi yang terlihat adalah bahwa cahaya dari sumber yang jauh direntangkan karena perluasan ruang. Big Bang memajukan teori ke tingkat berikutnya, mengumumkan bahwa Semesta yang mengembang dapat diekstrapolasi kembali pada waktunya ke keadaan yang panas, padat, dan berkembang.

Tetapi kombinasi ini saja tidak menjadikan Big Bang wajib. Dia hanyalah satu dari banyak hipotesis yang muncul, bersama dengan teori cahaya lelah, model keadaan statis, dan kemudian model kosmologi plasma dan alam semesta listrik. Tetapi teori Big Bang menonjol dengan ramalan unik seperti itu:

• Semesta dulu begitu panas dan padat sehingga inti atom tidak dapat terbentuk di dalamnya. Hal ini menyebabkan banyak elemen cahaya di alam semesta awal, termasuk deuterium, helium-3, helium-4, dan lithium, dan keadaan ini seharusnya tidak berubah sampai bintang-bintang pertama muncul.
• Alam semesta kemudian harus mendingin, melewati suatu keadaan di mana atom-atom netral dapat terbentuk, sebagai akibatnya ia harus menjadi transparan bagi semua radiasi yang ada saat itu. Jadi, cahaya ini harus direntangkan, yaitu, didinginkan, oleh perluasan Semesta, dan harus meninggalkan kita sisa cahaya dari Big Bang, hanya beberapa derajat di atas nol mutlak, dan dengan spektrum benda hitam.
• Selain itu, ia meramalkan Alam Semesta, yang strukturnya - bintang, galaksi, kluster - muncul seiring waktu dalam bentuk yang semakin kompleks, dan semakin jauh ke masa lalu, semakin sedikit evolusi yang seharusnya terlihat.

Pengamatan cahaya sisa dari Big Bang, pada saat penemuannya pada 1960-an, yang dikenal sebagai "bola api purba", dan hari ini - sebagai radiasi peninggalan, membuktikan model Big Bang dan membuang sisanya. Setelah itu, mengamati ketidaksempurnaannya, mengukur spektrum suhu dan sifat-sifat lainnya sepenuhnya mengesampingkan alternatif lain. Teori ilmiah tentang asal usul alam semesta, Big Bang, tidak akan pergi ke mana pun.

Ini tidak berarti bahwa itu adalah fakta - dalam arti bahwa itu bukan jawaban akhir yang menjelaskan segalanya. Ini adalah salah satu langkah dari jalan, yang berhasil dan dengan jelas menjelaskan banyak sifat-sifat Alam Semesta. Tidak ada penjelasan lain yang cocok dengan semua pengamatan. Tetapi masih ada pertanyaan yang tidak bisa dijelaskan oleh Big Bang:

• Dari mana embrio struktur berasal - daerah yang lebih padat di mana bintang, galaksi, dan kluster terbentuk?
• Mengapa di mana-mana di Alam Semesta persis suhu, kepadatan, dan semua sifat lainnya yang sama, di semua arah?
• Mengapa lengkungan spasial Alam Semesta benar-benar datar dan tidak positif atau negatif?
• Mengapa tingkat ekspansi berperilaku tepat waktu seperti ini, dan bukan sebaliknya?
• Mengapa tidak ada peninggalan energi super, seperti monopole magnetik?
• Mengapa struktur yang muncul mengisyaratkan bahwa ada komponen zat, sebagian besar zat yang tidak berinteraksi dengan radiasi?

Oleh karena itu, kami memiliki peningkatan tambahan pada versi asli teori Big Bang, termasuk keberadaan inflasi kosmik (yang mendahului dan mengarah ke Big Bang), materi gelap (yang sifatnya belum ditentukan) dan energi gelap (yang propertinya masih dipelajari). Karena itu, kami menunggu penemuan kosmik baru yang menjelaskan massa neutrino, keunggulan materi dibandingkan antimateri di Semesta, dan sifat materi gelap.

Intinya adalah bahwa kita masih perlu belajar banyak, dan jika sesuatu menggantikan Big Bang, itu tidak akan sepenuhnya membatalkannya. Gravitasi Newtonian tidak menjadi salah setelah kedatangan GR. Dia hanya menentukan rentang aksi: dia bekerja pada kecepatan rendah dan dengan medan gravitasi yang lemah. Big Bang juga memiliki berbagai efek: hanya dalam 13,8 miliar tahun terakhir, tetapi tidak sebelumnya.

Perlu dicatat bahwa ini juga berlaku untuk semua teori ilmiah! Teori evolusi menjelaskan keragaman kehidupan di Bumi, dan mekanisme bagaimana itu muncul, tetapi tidak menjelaskan dari mana kehidupan berasal. Teori gravitasi menjelaskan daya tarik yang dialami oleh materi dan energi, dan pengaruhnya terhadap ruang dan waktu, tetapi tidak menjelaskan interaksi fundamental lainnya, atau sifat ruang dan waktu itu sendiri. Setiap teori memiliki bidang tindakan, dan di luarnya harus ada teori ilmiah yang lebih baik yang memperluas bidang ini.

Akankah saya mempertaruhkan hidup saya demi teori ini? Dalam arti, sudah diatur. Saya mempelajarinya secara profesional. Semua ilmu pengetahuan - metode penyembuhan diri mengumpulkan data, membandingkannya dengan pengamatan, dan perbaikan berdasarkan penemuan - adalah proses di mana kita memperoleh pengetahuan dan pemahaman seperti itu. Hidup saya "diletakkan" dengan asumsi bahwa ini adalah cara yang baik, benar dan berguna untuk mempelajari kenyataan yang kita huni. Namun saya tahu bahwa satu pengamatan dapat membalikkan semua yang kita tahu, dan semua kesimpulan dan teori kita yang paling tidak dapat diganggu gugat dapat disangkal jika data bertentangan dengan prediksi mereka. Tetapi mereka tidak akan menyangkal pengetahuan yang kita miliki; mereka hanya akan menawarkan cara untuk meningkatkan pemahaman tentang alam semesta. Dan ketika ini terjadi, ia membawa kesenangan ilmiah tertinggi: kesenangan penemuan.

Tanyakan Ethan No. 113: Apakah para ilmuwan siap mempertaruhkan hidup mereka demi teori?

More articles: