AhmadDahlan.NET – Teori Lubang Cacing (Wormhole theory postulates) adalah sebuah potsulat yang menjelaskan mengenai fenomena penyatuan ruang-waktu sehingga mengciptakan efek seolah-olah bisa melintasi ruang yang maha panjang di alam semesta dalam waktu yang singkat. Singkat dalam kasus ini berarti seperti melewati waktu ribuan tahun dalam waktu beberapa menit atau detik saja.
Hanya saja teori ini tidak semudah seperti yang digambar-gambarkan dalam film-film Sains Fiksi ketika menekan tombol Warp, partikel bernyawa seperti manusia bisa berpindah dengan cepat tanpa terjadi apa-apa dengan struktur materinya bahkan sampai nyawa seluruh awak yang ada di spaceship. Artikel ini ditujukan untuk menikmati Teori Lubang Hitam sebisa mungkin tanpa matematika dan advanced quantum di dalamnya.
Teori Lubang Hitam
Teori Lubang Cacing pertama kali dipernalkan pada tahun 1916 meskipun belum disebut sebagai Teori Lubang Cacing (wormhole theory). Ludwig Flamm (Fisikawan Austria) mengajukan ide White Hole sebagai pembalikan waktu Lubang Hitam (black hole) setelah meninjau solusi dari persamaan umum hukum gravitasi umum Eisntein. Gerbang masuk ke dalam lubang hitam dan lubang putih dapat dihubungkan dengan jalur ruang-waktu,
Einstein dan Nathan Rosen menggunakan teori relativitas umum untuk mengkaji kemungkinan adanya jembatan yang bisa menjadi penghubung antara ruang-waktu. Jembatan ini menghubungkan dua titik berbeda di alam ruang-waktu yang secara teoretis seperti menciptakan jalan pintas untuk memotong waktu dan jarak yang jauh. Jembatan ini disebut sebagai jembatan Einstein-Rosen yang saat ini dikenal dengan sebagai Wormhole atau lubang cacing.
Sebuah lubang cacing diilustrasikan memiliki dua buah pintu yang terhubung oleh sebuah lorong. Bentuk pintu seperti sebuah lubang berbentuk bulat atau oval karena dua bentuk ini paling sederhana terbentuk dari sebuah medan singular.
Teori realativitas umum Einstein secara matematis bisa memprediksikan ekstansi dari wormhole namun sampai saat ini belum pernah diamati. Penyebabnya bisa jadi karena cahaya memang sulit keluar dari sana namun sebuah lobang hitam bermassa negatif mungkin saja bisa diamati berdasarkan efek grafitasi yang mempengaruhi cahaya ketika lewat disekitar sana.
Solusi dari masalah matematis Eisntein dalam meprediksi keberadaan mulut lubang cacing mungkin saja bentuk lubang hitam (black hole) namun Black Hole sendiri tercipta dari bintang sekarat dengan massa super massive. Keberadaan lubang tidak serta merta menciptkan lubang cacing.
Agak sulit untuk menvisualisasikan fenomena dengan gambar dua dimesni mengingat satu ruang dengan ruang lainnya masih terhubung di gambar dua dimensi. Sejatinya dua ruang tersebut adalah ruang yang berbeda, bukan dari sisi koordinat misalnya O(3,4,1) berbeda dengan P(2,-1,2) tapi memang dalam universe yang berbeda. Hal ini membuat adanya dukungan dengan teori multiverse.
Mungkin ini adalah ilustrasi paling mudah membuat ilustrasi dari lubang cacing namun bisa jadi seolah-olah kita hanya melewati sebuah lorong yang memotong dua jalan raya yang ketika dilalalui harus mutar jauh dulu, tapi diilustrasi ini menunjukkan garis lengkung yang menunjukkan ruang yang benar-benar melengkung tidak sebagai ruang kartesian x,y,z yang tegak lurus satu sama lain. Ruang di bidang lengkung ini tetaplah ruang kartesian kaku namun tidak bagi pengamatan diluar ruang, sekiranya itu bisa diamati.
Kekurangan lain dari ilustrasi ini adalah tidak bisa menggambarkan waktu yang berbeda antar pintu masuk dan pintu keluar. Perbedaan ini tidak sesederhana saya masuk ke sebuah terowongan pada pukul 7.15, dan jika membutuhkan waktu 30 menit untuk melalui terowongan kita akan sampai pada pukul 7.45. Baik 7.15 dan 7.45 hanya menunjukkan rentang waktu pada timeline yang sama. Sedangkan waktu antara masuk dan keluar dari lubang cacing ini benar-benar berbeda dan bisa jadi tidak berada pada timeline yang sama. Sehingga jika waktu adalah salah satu koordinat posisi, maka setelah keluar dari lubang, kita seharusnya berada di universe berbeda dari universe awal kita masuk. Sederhanya adalah multiverse, sedangkan sisi rumitnya belum ada penguhubung antara timeline di pintu masuk Universe A dan di Pintu keluar di Universe B misalnya.
Mari kita berandai-andai saja, jika Universa A dan B haruslah benar-benar berbeda, mungkin saja kita bisa mengamati Cesium-133 bergetar 9.192.631.770 kali dalam sedetik di Universe lain harusnya berbeda untuk rentang satu detik yang sama atau paling tidak jika kita mengenal Oksigen di Universe ini memiliki 16 Neutorn dan 16 Proton, di Universe lain harusnya berbeda. Akan tetapi jika kita berasumsi demikian tanpa ada bukti atau paling tidak patuh pada hukum energi, ruang, waktu, dan ruang-waktu maka pola pikir ini tidak ada bedanya dengan sutradara film-film sains fiksi tentang alam semesta seperti Star Wars, Star Treck atau malah Avenger End-Game yang seenaknya saja membawa mahluk dari timeline berbeda ke timeline mereka.
Agar lebih asik lagi ada baiknya kita memahami defenisi sederhana tentang waktu. Pengertian waktu.
Menjelajahi Lubang Cacing
Sains fiksi berjasa besar dalam meningkatkan ketertarikan terhadap lubang hitam hanya saja kebanyakan cerita diisi dengan banyak dongen futuristik (anti mitos) yang ruang-ruang di dalam lubang cacing sangat bersahabat bagi mahluk hidup di dalamnya. Di film Star Trek dan Star War saja kita bisa melihat awak kapal hanya sedikit tersentak dan kejengkang jika tidak pakai sabuk pengaman ketika pesawat siap-siap memasuki kecepatan cahaya. Setelah itu, bum, pesawat sudah berada di lokasi lain yang nan jauh di sana.
Hanya saja sepertinya lubang cacing tidak seindah dan semudah itu. Lubang Cacing memiliki dimensi raung-waktu yang lebih rumit.
Masalah pertama adalah ukuran dari lubang hitam itu sendiri. Lubang Cacing Promdial sendiri diprediksi memiliki ukuran makroskopik sekitar 10-33 cm. Namun dengan berkembang alam semesta maka diprediksikan ukuran lubang cacing juga ikut merenggang.
Berbeda dengan film Starwars, Film Avenger mungkin mencoba menjelaskan kepada mereka bahwa dunia kuantum itu sangat kecil sehingga harus berukuran kecil agar bisa “menikmatinya” secara langsung. Hanya saja lagi-lagi ini sebatas dongeng. Konsep Einsteins-Rosen menjelaskan bahwa kondisi lubang cacing sangatlah tidak stabil dan bisa langsung begitu saja menghilang sehingga sangat sulit untuk melewatinya. Dibutuhkan materi yang sangat unik (belum ditemukan) untuk membuat lubang cacing stabil.
Penelitian tentang materi-materi penyusun alam semesta (God Particle) menunjukkan bahwa lubang cacing mengandung materi ‘eksotis’, kata eksotis ini untuk membedakan materi gelap (dark mater) yang sama-sama tidak bisa diamati, yang mampu membuat usia lubang cacing terbuka dengan keadaan stabil lebih lama. Materi eksotik ini memiliki kepadatan energi negatif dan tekanan negatif yang sangat besar.
Lagi-lagi kata negatif ini tidak meurujuk pada sumbu kartesian yang disisi kanan adalah positif dan di sisi kiri adalah negatif. Tekanan negatif ini tidak bisa dibayangkan seperti ruang yang berisi 10 atm udara kemudian sejumlah udara dikeluarkan 2 atm akan menghasilkan 8 atm udara. -2 atm ini hanay simbol matematis yang mengisyaratkan kekurangan 2 atm udara, namun sebenarnya 2 atm itu masih ada hanya dipindahkan kelaur ruang.
Jika sebauh lubang cacing terisi sejumlah materi eksotis yang cukup ditambah dengan upaya manusia menstabilkan lubang cacing, secara konsep ini luabng cacing bisa dimanfaatkan mengirim informasi lebih cepat karena sifat singularitas ruang-waktu yang dapat memanipulasi ruang dan waktu. Hanya saja belum ada catatan manusia bisa melakukan hal ini, kalaupun dibayangkan upaya manusia ke dalam hal ini, jaraknya masih sangat jauh baik dari sisi waktu dan teknologi.
Hal lain yang unik adalah Lubang Cacing mungin saja tidak memnghubungkan dua area di dalam universe yang sama tapi bisa jadi berada pada dua universe. Konsep ini juga bisa dijadikan acuan untuk mendukung teori perjalan waktu (time travel) jika salah satu mulut lubang hitam bisa dimanipulasi lokasinya.
Stephan Hawking sendiri berpendapat bahwa perjalanan waktu yang dimaksud bukanlah ke masa lalu di timeline yang sama. Lubang hitam lebih bersifat jalan pintas yang membuat benda yang melewatinya mengalami waktu yang lebih lambat dibandingkan diluar lubang cacing. Sehingga pengamat yang keluar dari lubang hitam seperti berjalan ke masa depan.
Teori Relativitas Einstein
Cahaya adalah entitas unik yang sifatnya bisa sebagai gelombang dan bersifat sebagai partikel ini dikenal dengan teori dualisme cahaya yang dipekernalkan oleh Einstein setelah memperbaharui kesimpulan efek fotolistrik Herzt. Bergerak dengan kecepatan c, cahaya bisa dimanfaatkan untuk mengamati benda diam maupun bergerak, hanya saja c adalah kecepatan terbatas dengan nilai C sebesar 3 x 108 m/s.
Lantas apa jadinya jika seorang begerak dengan kecepatan c mengamati benda yang bergerak ke arah berlawan dengan kecepatan c?
Menurut mekanika klasik dan transformasi galileo, harusnya benda tersebut tidak bisa teramati karena kecepatan relativnya adalah 2c terhadap pengamat. 2c tentu saja lebih besar dari c sehingga cahaya dari benda tidak akan pernah mencapai pengamat karena setiap sekonnya akan ada selesih jarak sebesar 300.000 km. Kenyataannya pengamat akan tetap bisa mengamati benda tersebut.
Einstein membuat dua buah potsulat mengenai hal ini yakni Kecepatan (1) hukum fisika akan berlaku sama untuk semua kerangka acuan inersia yang sama (Bergerak dengan kecepatan konstan atau diam) dan (2) Kecepatan Cahaya adalah konstanta yang besarnya akan sama untuk semua pengamat baik diam atau bergerak. Sekalipun pengamat tersebut bergerak mendekati c, kecepatan cahaya akan sampai ke pengamat sebesar c.
Hal ini membawa dua konsekuensi yakni adalah (1) dilatasi waktu (2) pemendekan ruang atau agar c tetap sama untuk semua kerangka acuan. Prinsip ini membuat waktu dan ruang ada dua hal yang sifatnya tidaklah tetap dan bisa digabungkan sebagai dua hal yang sama atau singulartas ruang-waktu. Materi dan Ruang itu sendiri akan berhubungan dengan gravitasi yang sifatnya juga tidak akan tetap (steady stay) agar nilai c selalu sama untuk semua pengamat.