Dalam bukunya yang baru, Knocking on Heaven's Door, ahli teori Universitas Harvard, Lisa Randall mengeksplorasi bagaimana fisika dapat mengubah pemahaman kita tentang sifat dasar dunia. Dia berpikir dimensi ekstra mungkin ada dekat dengan realitas yang kita kenal, tersembunyi kecuali untuk pengisapan kekuatan gravitasi yang aneh seperti yang kita lihat. Dia juga merenungkan susunan materi gelap, partikel tak terlihat yang telah membentuk pertumbuhan seluruh kosmos. Gagasan-gagasan ini, yang pernah menjadi satu-satunya provinsi penulis fiksi, menghadapi ujian nyata dalam generasi eksperimen baru. Detektor sensitif sekarang mengendus materi gelap, sementara mesin ilmiah paling kompleks yang pernah dibuat, Large Hadron Collider (LHC), di bawah perbatasan Swiss dan Prancis, menghancurkan partikel subatomik menjadi satu sama lain dengan kecepatan cahaya yang hampir sama.
Dari Kisah Ini
[×] TUTUP
Fisikawan Lisa Randall percaya dimensi ekstra mungkin ada dekat dengan realitas yang kita kenal, tersembunyi kecuali untuk pengisapan kekuatan gravitasi yang aneh seperti yang kita lihat. (Boston Globe via Getty Images) 
Galeri foto
Konten terkait
- Panduan Lisa Randall to the Galaxy
- Mencari Neutrino, Partikel Hantu Alam
- Black Hole Rap
Apa tujuan utama Anda untuk buku baru Anda?
Salah satu tujuannya adalah untuk menggambarkan ilmu yang saya minati hari ini: fisika terjadi di LHC dan mencari materi gelap. Tetapi saya juga ingin mengklarifikasi sifat sains: apa artinya benar dan salah, apa artinya melakukan pengukuran, dan peran ketidakpastian, risiko, dan kreativitas.
Apakah Anda merasa komunitas fisika hampir menemukan sesuatu yang luar biasa?
Saya tentu berharap demikian. Kami memiliki peluang bagus [dengan LHC] untuk melihat partikel Higgs, yang memberi tahu kita bagaimana partikel elementer memperoleh massa. Masalah mendalam lainnya termasuk simetri ruang-waktu dan apakah ada dimensi ekstra. Kami benar-benar memiliki kesempatan untuk membuat terobosan pada subjek tersebut.
Ada banyak ide aneh di sini, dari teori string ke "bran" dimensi tambahan tepat di sebelah kita sendiri. Mengapa kita harus menganggap ide-ide ini lebih dari konstruksi fantastis?
Saya tentu tidak meminta siapa pun untuk memercayai salah satu ide yang saya presentasikan. Itulah bagian dari pokok buku ini: ilmu pengetahuan berkembang, dan kami secara sistematis berakhir dengan ide-ide dan penjelasan baru, beralih dari skala manusia yang sangat akrab dengan skala yang begitu jauh sehingga sulit untuk memiliki intuisi tentangnya. Ilmu pengetahuan adalah proses koreksi diri juga, sesuatu yang saya harapkan akan terjadi dengan pengumuman baru-baru ini tentang neutrino yang mungkin bergerak lebih cepat daripada kecepatan cahaya.
Bisakah Anda menggambarkan esensi ide Anda tentang dimensi ekstra?
Mungkin ada lebih banyak hal di alam semesta daripada tiga dimensi yang kita kenal. Mereka tersembunyi dari kita dalam beberapa cara, mungkin karena mereka kecil atau bengkok. Tetapi bahkan jika mereka tidak terlihat, mereka dapat mempengaruhi apa yang sebenarnya kita amati di alam semesta. Ada banyak hal yang tidak bisa kita lihat dengan mata telanjang yang ternyata berdasarkan kenyataan.
Dimensi ekstra bisa relevan dengan salah satu pertanyaan yang kami coba jawab di LHC: bagaimana partikel mendapatkan massa mereka, dan mengapa mereka memiliki massa yang mereka lakukan, yang jauh lebih kecil daripada yang diharapkan oleh fisikawan. Jadi ide kami adalah ada dimensi ekstra yang begitu bengkok, massa akan besar di satu tempat dan kecil di tempat lain. Dengan kata lain, gravitasi bisa lebih lemah di satu tempat dan lebih kuat di tempat lain. Jika demikian, itu bisa menjadi penjelasan alami mengapa massa partikel adalah apa adanya, dan mengapa gravitasi jauh lebih lemah daripada gaya dasar lainnya yang kita amati.
Dimensi ekstra ini dapat dipisahkan dari dimensi kita dengan sejuta triliun triliun sentimeter. Apakah ini alam semesta paralel yang tidak dapat diakses?
Berinteraksi dengan dimensi kita hanya melalui gravitasi. Dan gravitasi sangat lemah. Sebuah partikel elementer pada energi biasa memberikan gaya gravitasi yang dapat diabaikan. Tetapi di LHC, jika ide ini benar, kita akan melihat bukti dimensi ekstra ini. Partikel-partikel dapat membawa momentum ke dimensi ekstra, dan itu sebenarnya bisa diamati.
Tapi itu bukan sesuatu yang Anda anggap sebagai "alam semesta paralel?"
Secara teknis, ya, itu bisa ada sejajar dengan alam semesta kita. Tapi itu bukan hanya salinan karbon dari alam semesta kita, yang dipikirkan banyak orang ketika mereka mendengar ungkapan itu.
Jika fisikawan benar-benar menemukan bukti kuat tentang dimensi ekstra, bagaimana hal itu memengaruhi pandangan kita tentang alam semesta dan tempat kita di dalamnya?
Anda dapat memiliki fenomena mendasar yang sangat eksotis, tetapi mereka tetap konsisten dengan aturan biasa yang kita kenal. Pada tingkat tertentu, itu tidak mengubah apa pun. Namun, itu berarti bahwa pada tingkat dasar yang dalam, ada alam semesta yang jauh lebih kaya di luar sana. Hanya merupakan hal yang luar biasa untuk mengetahui dari apa alam semesta kita.
Anda menggambarkan LHC sebagai "prestasi luar biasa."
Secara teknologi, ini adalah tour de force. Fakta bahwa benda ini bekerja sungguh menakjubkan. Kami sedang mencari acara yang sangat langka, jadi Anda membutuhkan mesin yang sangat tepat, sangat dipahami untuk membuat mereka dan detektor untuk memahami apa yang Anda lihat. Anda membutuhkan jumlah energi ekstrem yang difokuskan di wilayah yang sangat kecil untuk membuat tabrakan ini terjadi, sehingga subkomponen proton — quark dan gluon — bertabrakan secara langsung. Dan ketika mereka melakukannya, mereka dapat membuat bentuk baru dari materi yang lebih berat.
Banyak orang takut LHC akan menghasilkan lubang hitam yang melahap planet.
Para ilmuwan menganggapnya sangat serius, dan mereka mengesampingkan kemungkinan ini tidak hanya secara teoritis, tetapi juga dengan melihat tabrakan sinar kosmik yang menciptakan jenis energi yang sama. Kita hidup di dunia di mana ada banyak risiko, dan sudah saatnya kita mulai menganggap serius yang mana yang harus kita khawatirkan. Fisikawan menunjukkan ini bukan risiko.
Anda menawarkan diskusi terus terang tentang agama dan kompatibilitasnya dengan sains. Mengapa Anda memutuskan untuk memulai pembicaraan tentang hal itu?
Saya hampir harus dalam buku berjudul Knocking on Heaven's Door . Tetapi ada kebingungan nyata tentang apa artinya menjadi benar dan salah — perbedaan antara apa itu kepercayaan spiritual dan apa sains itu. Saya merasa bahwa jika saya akan menjelaskan sains, penting untuk menjelaskan perbedaan-perbedaan itu. Saya ingin menganggap serius berbagai pandangan berbeda tentang alam semesta yang dimiliki orang, tetapi untuk mengatakan memang ada perbedaan.
Anda menulis: "Bagian religius dari otak Anda tidak dapat bertindak bersamaan dengan bagian ilmiah. Mereka sama sekali tidak cocok."
Ketika saya mengatakan mereka tidak sesuai, maksud saya sesuatu yang sangat spesifik: Keyakinan spiritual berdasarkan pada sesuatu yang tidak didasarkan pada materi aktual atau sebab-akibat — cara kita memahami secara ilmiah — hanya berbeda dari sains. Itu pernyataan yang sangat spesifik.
Ketika Anda berbicara kepada audiens publik, kesalahpahaman populer tentang fisika mana yang paling mengejutkan Anda?
Anda mencoba membuat saya dalam masalah! Ini mungkin aplikasi berlebih dari mekanika kuantum. Orang berpikir itu menjelaskan hal-hal yang tidak bisa. Ada banyak misteri tentang mekanika kuantum, tetapi sebagian besar muncul dalam pengukuran yang sangat rinci dalam pengaturan yang terkontrol.
Anda menggambarkan detektor raksasa LHC sebagai karya seni. Apakah menyelidiki hakikat alam semesta sama seperti usaha estetika dan ilmiah?
Seni dan sains memang menarik bagi beberapa naluri kreatif yang sama. Ada apresiasi terhadap sesuatu yang lebih besar dari diri kita sendiri, yang saya pikir membahas seni dan sains. Namun, Anda dapat memiliki ide yang indah dalam sains, dan itu bisa saja salah — bukan karena secara matematis tidak konsisten, tetapi karena tidak disadari di dunia.
Anda menulis teks untuk sebuah opera, "Prolog Hypermusic: A Projective Opera di Seven Planes, " yang ditayangkan perdana pada 2009 di Centre Pompidou di Paris. Bagaimana itu muncul?
Komposer [Hector Parra] menulis kepada saya untuk bertanya apakah saya ingin terlibat. Itu adalah kesempatan yang menarik untuk menjelajahi persimpangan seni-sains dengan cara baru. Seni sering mencerminkan ide-ide zaman. Jadi saya sangat suka bekerja dengan seniman yang menghargai itu dan yang memasukkan sains ke dalam hal baru — tetapi tidak hanya dengan cara menyalinnya. Ada tantangan kreatif utama, seperti bagaimana Anda mewakili dimensi yang lebih tinggi di atas panggung.
Opera memiliki dua orang pemain, desain panggung minimalis dengan proyeksi abstrak, dan skor yang diubah secara digital di beberapa tempat. Duduk di antara hadirin pastilah merupakan pengalaman yang cukup bagi Anda.
Saya bekerja dengan pensil dan kertas atau di komputer, jadi benar-benar memiliki penyanyi yang luar biasa menyanyikan kata-kata saya, ditemani oleh musisi dan satu set yang indah, hanya sesuatu untuk dilihat. Bagian-bagian yang bolak-balik antara dunia ekstra-dimensi dan dunia kita benar-benar hebat. Hector berpikir [penelitian saya] akan memberinya wawasan tentang cara membuat berbagai jenis musik, dan memang demikian. Saya pikir saya diminta untuk memasukkan lebih banyak fisika daripada idealnya, dan akhirnya musiknya sangat abstrak. Namun, itu adalah musik yang hebat, dan ada saat-saat yang benar-benar indah.
Anda membuat referensi musik yang lucu dalam judul dan teks buku Anda, dari Polisi dan Suzanne Vega hingga Beatles dan Bob Dylan. Apakah Anda penggemar musik yang populer?
Saya memiliki kemampuan luar biasa di mana kata-kata menempel di kepala saya, jadi saya mendengar lagu dan sering kali itu terjadi secara otomatis sehingga saya menggunakan lirik nanti. Mungkin itu bukan maksud asli dari kata-kata itu, tetapi kata-kata itu kadang cocok dengan apa yang saya coba katakan.
Apa yang akan Anda lakukan selanjutnya dalam sains?
Saya telah mengeksplorasi ide-ide yang menghubungkan materi gelap dengan materi biasa. Ada fakta yang menakjubkan bahwa energi yang dibawa oleh materi gelap di alam semesta adalah sekitar enam kali energi yang dibawa oleh materi biasa. Pertanyaannya adalah, mengapa begitu? [Rasio] bisa sangat berbeda. Jadi saya melihat bagaimana kedua jenis materi itu terkait, yang akan menjelaskan kebetulan itu.
