Alam Semesta Kita yang Menakjubkan​—Terjadi secara Kebetulan?

BEBERAPA orang mengatakan, ’Ya, seluruh alam semesta kita memang terjadi secara kebetulan.’ Orang-orang lain, khususnya yang religius, tidak sependapat. Ada juga yang merasa ragu-ragu. Bagaimana dengan Anda?

Apa pun pandangan Anda, pastilah Anda sependapat bahwa alam semesta kita memang menakjubkan. Perhatikan galaksi-galaksinya. Jumlahnya diperkirakan sekitar 100 miliar di alam semesta yang teramati sejauh ini. Masing-masing galaksi merupakan kelompok bintang yang jumlahnya antara kurang dari satu miliar dan lebih dari satu triliun.

Sebagian besar galaksi berkelompok membentuk gugusan yang terdiri atas beberapa hingga ribuan galaksi. Misalnya, galaksi tetangga kita, Andromeda, dilukiskan sebagai kembaran galaksi kita, Bima Sakti. Kedua sistem bintang yang luar biasa luas ini saling terikat oleh gravitasi. Bersama sejumlah kecil galaksi lain yang berdekatan, mereka menjadi bagian dari sebuah gugusan.

Alam semesta terdiri atas gugusan galaksi yang tak terhitung banyaknya. Beberapa gugusan terikat dengan gugusan lain oleh gravitasi, membentuk adigugusan. Tetapi, dalam skala yang lebih besar dari itu, gravitasi tidak berpengaruh lagi. Para ilmuwan mendapati bahwa adigugusan-adigugusan tersebut bergerak saling menjauhi. Dengan kata lain, alam semesta ini mengembang. Penemuan yang luar biasa ini memperlihatkan bahwa ada suatu awal manakala alam semesta ini berada dalam keadaan yang jauh lebih kecil dan padat. Kelahiran alam semesta tersebut sering kali disebut sebagai big bang.

Beberapa ilmuwan menghadapi tanda tanya besar tentang apakah manusia akan pernah sanggup mengetahui caranya alam semesta ini dilahirkan. Ada juga yang berspekulasi mengenai bagaimana alam semesta ini sampai terbentuk tanpa suatu penyebab yang cerdas. Jurnal Scientific American, dalam terbitan Januari 1999, membahas topik ”Bagaimana Alam Semesta Berawal?” Beberapa teori para ilmuwan telah terbukti kurang meyakinkan. ”Sayang sekali,” kata majalah itu, ”mungkin sangat sulit . . . bagi para astronom untuk menguji gagasan-gagasan ini.”

Gagasan bahwa alam semesta terjadi secara kebetulan membutuhkan kepercayaan akan apa yang dilukiskan para ilmuwan sebagai banyak ”kecelakaan yang mujur” atau ”kebetulan”. Misalnya, alam semesta terbuat dari berlimpahruahnya atom-atom yang paling sederhana​—hidrogen dan helium. Akan tetapi, kehidupan bukan hanya membutuhkan hidrogen, melainkan juga berlimpahruahnya atom-atom yang lebih kompleks, khususnya karbon dan oksigen. Para ilmuwan telah lama mempertanyakan asal-usul atom-atom yang sedemikian penting ini.

Mungkinkah hanya suatu kebetulan bahwa atom-atom kompleks yang dibutuhkan untuk menunjang kehidupan dihasilkan di dalam bintang-bintang raksasa tertentu? Dan, apakah secara kebetulan saja beberapa bintang raksasa ini meledak sebagai supernova, memuntahkan koleksi berharganya berupa atom-atom yang langka? Sir Fred Hoyle, yang punya andil dalam penemuan-penemuan ini, mengatakan, ”Saya tidak percaya bahwa ilmuwan mana pun yang memeriksa bukti tersebut akan menyangkal kesimpulan bahwa hukum-hukum fisika nuklir telah dirancang dengan matang.”

Jadi, marilah kita mengamati lebih dekat materi-materi pembentuk alam semesta kita.

[Kotak/Gambar di hlm. 4]

TEORI PENGGELEMBUNGAN

Beberapa ilmuwan percaya bahwa sejumlah karakteristik dari alam semesta di masa awalnya, misalnya tingkat kecepatan mengembang secara persisnya, dapat dijelaskan tanpa perlu melibatkan keberadaan suatu penyebab yang cerdas. Mereka mengajukan teori yang disebut penggelembungan. Akan tetapi, teori alam semesta yang menggelembung tidak menjawab pertanyaan tentang asal mulanya. Teori itu membutuhkan kepercayaan akan sesuatu yang sudah ada, yang darinya alam semesta kita terlahir secara kebetulan.

Menurut teori penggelembungan, alam semesta bertumbuh dari ukuran yang lebih kecil daripada sebuah atom hingga ukuran yang lebih besar daripada galaksi kita dalam waktu kurang dari satu detik. Konon, sejak itu, alam semesta terus mengembang dengan kecepatan normal yang lebih lambat. Dewasa ini, bagian yang terlihat dari alam semesta kita dianggap sebagai sebagian kecil saja dari alam semesta yang lebih besar. Para penganut teori penggelembungan menyatakan bahwa meskipun alam semesta yang terlihat ini tampak sama teraturnya dari segala arah, bagian yang lebih besar dan tidak terlihat mungkin tampak berbeda, bahkan kacau-balau. ”Teori penggelembungan tidak akan pernah dapat diuji melalui pengamatan,” kata astrofisikawan, Geoffrey Burbidge. Malahan, teori penggelembungan bertentangan dengan bukti-bukti baru dari hasil pengamatan. Berdasarkan pengamatan sekarang, seandainya teori tersebut memang benar, dibutuhkan kekuatan baru berupa antigravitasi yang masih berupa spekulasi. Seorang ilmuwan, Howard Georgi dari Harvard University, melukiskan penggelembungan sebagai ”jenis mitos ilmiah yang menakjubkan, yang setidak-tidaknya sama bagusnya dengan semua mitos penciptaan lain yang pernah saya dengar”.

[Gambar di hlm. 3]

Hampir setiap benda pada gambar Teleskop Antariksa Hubble ini adalah galaksi

[Keterangan]

Halaman 3 dan 4 (bagian buram): Robert Williams and the Hubble Deep Field Team (STScI) and NASA

[Gambar di hlm. 4]

”Hukum-hukum fisika nuklir telah dirancang dengan matang.”—Sir Fred Hoyle, dengan gambar supernova 1987A

[Keterangan]

Dr. Christopher Burrows, ESA/STScI and NASA

Photo courtesy of N. C. Wickramasinghe

Apakah Unsur-unsurnya Muncul secara Kebetulan?

”SETIAP benda di Alam Semesta, bahkan bintang yang paling jauh, terbuat dari atom,” jelas The Encyclopedia of Stars & Atoms. Secara individu, atom-atom terlalu kecil untuk dilihat, tetapi setelah berkumpul, mereka membentuk unsur-unsur kimia yang kita kenal baik. Beberapa unsur ini berbentuk padat sehingga dapat dilihat; ada juga yang berupa gas yang tak terlihat. Dapatkah keberadaan semua unsur kimia tersebut dihubungkan dengan faktor kebetulan?

Unsur 1 hingga 92

Meskipun hidrogen adalah atom yang paling sederhana, ia merupakan bahan bakar bagi bintang-bintang seperti matahari dan sangat penting bagi kehidupan. Sebuah atom hidrogen memiliki satu proton dalam intinya dan satu elektron yang bergerak di sekitar inti itu. Unsur-unsur kimia lain, seperti karbon, oksigen, emas, dan merkuri, terbuat dari atom-atom dengan banyak elektron yang bergerak di sekeliling sebuah inti yang berisi banyak proton dan neutron.

Kira-kira 450 tahun yang lalu, baru 12 unsur kimia saja yang dikenal. Seraya lebih banyak lagi yang ditemukan, para ilmuwan memperhatikan adanya urutan alami dari unsur-unsur itu. Dan, sewaktu unsur-unsur itu disusun dalam bagan berupa baris dan lajur, para ilmuwan menemukan bahwa unsur-unsur dalam lajur yang sama memiliki karakteristik yang mirip. Tetapi, ada juga ruang-ruang kosong dalam bagan tersebut, yang mewakili unsur tak dikenal. Hal ini mendorong ilmuwan Rusia Dmitry Mendeleyev untuk meramalkan keberadaan unsur bernomor atom 32, germanium, beserta warna, berat, kepadatan, dan titik leburnya. ”Ramalan [Mendeleyev] tentang unsur-unsur lain yang hilang​—galium dan skandium​—juga terbukti sangat akurat,” komentar buku pelajaran ilmiah tahun 1995, Chemistry.

Belakangan, para ilmuwan meramalkan keberadaan unsur-unsur lain yang belum diketahui dan beberapa karakteristiknya. Pada akhirnya, semua unsur yang hilang tersebut ditemukan. Tidak ada lagi ruang-ruang kosong dalam bagan tersebut. Urutan alami dari unsur-unsur tersebut didasarkan atas jumlah proton dalam inti atomnya, dimulai dari unsur nomor 1, hidrogen, dan berlanjut hingga unsur terakhir yang biasanya terdapat secara alami di bumi, nomor 92, uranium. Apakah ini hanya suatu kebetulan?

Perhatikan juga betapa beranekaragamnya unsur-unsur kimia. Emas dan merkuri adalah unsur-unsur yang memiliki warna berkilauan yang unik. Yang satu padat, dan yang lainnya cair. Namun, mereka berderetan sebagai unsur 79 dan 80. Sebuah atom emas memiliki 79 elektron, 79 proton, dan 118 neutron. Sebuah atom merkuri hanya memiliki tambahan satu elektron dan satu proton, serta jumlah neutron yang kurang-lebih sama.

Apakah suatu kebetulan bahwa perubahan kecil dalam susunan partikel atom menghasilkan unsur-unsur yang sedemikian beranekaragamnya? Dan, bagaimana dengan gaya yang mengikat partikel-partikel atom tersebut? ”Dari partikel terkecil hingga galaksi terbesar, segala sesuatu di Alam Semesta mengikuti aturan-aturan yang diuraikan dalam hukum fisika,” jelas The Encyclopedia of Stars & Atoms. Bayangkan akibatnya jika salah satu dari aturan itu berubah. Misalnya, bagaimana jika kita mengubah gaya yang memungkinkan elektron terus bergerak di sekitar inti sebuah atom?

Gaya Fisik yang Disetel dengan Teliti

Perhatikan konsekuensinya jika gaya elektromagnetik dilemahkan. ”Elektron-elektron tidak lagi terikat pada atom,” kata Dr. David Block dalam bukunya Star Watch. Apa artinya itu? ”Reaksi kimia tidak mungkin terjadi dalam alam semesta semacam itu!” tambahnya. Alangkah bersyukurnya kita atas keberadaan hukum-hukum yang telah ditetapkan yang memungkinkan terjadinya reaksi kimia! Misalnya, dua atom hidrogen bergabung dengan satu atom oksigen untuk membentuk satu molekul air yang berharga.

Gaya elektromagnetik besarnya kira-kira 100 kali lebih lemah daripada gaya nuklir kuat yang mengikat inti atom. Apa akibatnya jika rasio ini diubah? ”Jika kekuatan relatif antara gaya nuklir dan gaya elektromagnetik dibuat sedikit berbeda, maka atom-atom karbon tidak mungkin ada,” jelas ilmuwan John Barrow dan Frank Tipler. Tanpa karbon, tidak akan ada kehidupan. Atom karbon mewakili 20 persen berat semua makhluk hidup.

Yang tak kalah pentingnya adalah kekuatan gaya elektromagnetik dibandingkan dengan gaya gravitasi. ”Perubahan yang paling kecil pun terhadap kekuatan relatif antara gaya gravitasi dan gaya elektromagnetik,” jelas majalah New Scientist, ”akan mengubah bintang-bintang seperti Matahari menjadi bintang raksasa biru [terlalu panas untuk kehidupan] atau bintang kerdil merah [kurang panas untuk menunjang kehidupan].”

Gaya lain, gaya nuklir lemah, mengendalikan kecepatan reaksi nuklir dalam matahari. ”Gaya ini cukup lemah sehingga hidrogen dalam matahari terbakar pada kecepatan yang rendah dan stabil,” kata fisikawan Freeman Dyson menjelaskan. Ada banyak contoh lain untuk memperlihatkan bagaimana kehidupan kita bergantung pada hukum dan kondisi yang luar biasa seimbang di alam semesta. Penulis ilmiah Profesor Paul Davies menyamakan hukum dan kondisi universal ini dengan serangkaian sakelar dan menyatakan, ”Tampaknya seolah-olah sakelar yang berbeda-beda itu harus disetel dengan luar biasa telitinya agar di alam semesta ini, kehidupan dapat berkembang pesat.”

Lama sebelum Sir Isaac Newton menemukan hukum gravitasi, Alkitab merujuk pada aturan atau hukum yang telah ditetapkan tersebut. Ayub ditanya, ”Apakah engkau yang mengumumkan aturan-aturan yang memerintah langit, atau menentukan hukum-hukum alam di bumi?” (Ayub 38:33, The New English Bible) Pertanyaan-pertanyaan lain yang membuatnya rendah hati adalah, ”Di manakah engkau pada waktu aku meletakkan dasar bumi?” dan, ”Siapakah yang menetapkan ukuran-ukurannya, apabila engkau tahu?”​—Ayub 38:4, 5.

[Kotak di hlm. 6]

UNSUR-UNSUR VITAL

Unsur kimia hidrogen, oksigen, dan karbon membentuk kira-kira 98 persen atom dalam tubuh Anda. Lalu ada nitrogen, yang membentuk 1,4 persen lagi. Unsur-unsur lain jumlahnya sangat kecil tetapi tak kalah vitalnya bagi kehidupan.

[Bagan/Diagram di hlm. 6, 7]

(Untuk keterangan lengkap, lihat publikasinya)

Sewaktu artikel ini diterbitkan, para ilmuwan telah menghasilkan unsur 93 ke atas, hingga unsur 118. Dapat diramalkan, unsur-unsur ini masih cocok dengan pola tabel periodik.

[Keterangan]

Sumber: Los Alamos National Laboratory

Nama unsur Simbol Nomor atom (jumlah proton)

hidrogen H 1

helium He 2

litium Li 3

berilium Be 4

boron B 5

karbon C 6

nitrogen N 7

oksigen O 8

fluorin F 9

neon Ne 10

natrium Na 11

magnesium Mg 12

aluminium Al 13

silikon Si 14

fosforus P 15

sulfur S 16

klorin Cl 17

argon Ar 18

kalium K 19

kalsium Ca 20

skandium Sc 21

titanium Ti 22

vanadium V 23

kromium Cr 24

mangan Mn 25

besi Fe 26

kobalt Co 27

nikel Ni 28

tembaga Cu 29

zink Zn 30

galium Ga 31

germanium Ge 32

arsenik As 33

selenium Se 34

bromin Br 35

kripton Kr 36

rubidium Rb 37

strontium Sr 38

itrium Y 39

zirkonium Zr 40

niobium Nb 41

molibdenum Mo 42

teknetium Tc 43

rutenium Ru 44

rodium Rh 45

paladium Pd 46

perak Ag 47

kadmium Cd 48

indium In 49

timah Sn 50

antimon Sb 51

telurium Te 52

iodin I 53

xenon Xe 54

sesium Cs 55

barium Ba 56

lantanum La 57

serium Ce 58

praseodimium Pr 59

neodimium Nd 60

prometium Pm 61

samarium Sm 62

europium Eu 63

gadolinium Gd 64

terbium Tb 65

disprosium Dy 66

holmium Ho 67

erbium Er 68

tulium Tm 69

iterbium Yb 70

lutetium Lu 71

hafnium Hf 55

tantalum Ta 73

wolfram W 74

renium Re 75

osmium Os 76

iridium Ir 77

platinum Pt 78

emas Au 79

merkuri Hg 80

talium Tl 81

timbal Pb 82

bismut Bi 83

polonium Po 84

astatin At 85

radon Rn 86

fransium Fr 87

radium Ra 88

aktinium Ac 89

torium Th 90

protaktinium Pa 91

uranium U 92

neptunium Np 93

plutonium Pu 94

amerisium Am 95

kurium Cm 96

berkelium Bk 97

kalifornium Cf 98

einsteinium Es 99

fermium Fm 100

mendelevium Md 101

nobelium No 102

lawrensium Lr 103

ruterfordium Rf 104

dubnium Db 105

seaborgium Sg 106

bohrium Bh 107

hasium Hs 108

meitnerium Mt 109

110

111

112

114

116

118

[Diagram]

(Untuk keterangan lengkap, lihat publikasinya)

Apakah urutan dan keharmonisan unsur-unsur dalam tabel periodik memperlihatkan suatu kebetulan atau rancangan yang cerdas?

Atom Helium

Elektron

Proton

Neutron

[Diagram/Gambar di hlm. 7]

(Untuk keterangan lengkap, lihat publikasinya)

Siapakah yang dengan teliti menyetel keempat gaya fisik tersebut?

ELEKTROMAGNETISME

GAYA NUKLIR YANG KUAT

GRAVITASI

GAYA NUKLIR YANG LEMAH

Molekul air

Inti atom

Bintang raksasa biru

Bintang kerdil merah

Matahari