Nobel 2019 dan Fisika Abad ke-21

Penghargaan hadiah Nobel di tahun 2019 telah berlangsung pada 7-14 Oktober 2019. Secara berkala, setiap bidang demi bidang yang ada diumumkan siapa dan berasal dari mana saja para ilmuwan—oleh Akademi Ilmu Pengetahuan Kerajaan Swedia. Kita ketahui bersama, cabang ilmu pengetahuan yang masuk dalam penghargaan Nobel yakni masing-masing: fisika, kimia, kedokteran, sastra, perdamaian, dan ekonomi. Dengan pelbagai tahapan yang telah berlangsung, kita telah melihat sosok-sosok yang berdasarkan banyak pertimbangan muncul di kancah perhelatan yang digelar setiap satu tahun sekali tersebut.

Sejarah penghargaan Nobel adalah sejarah panjang atas perjuangan dan rasa kemanusiaan seorang ilmuwan kelahiran Stockholm, Swedia, Alfred Bernhard Nobel. Yang mana, di akhir hayatnya, sosok yang menemukan dinamit dan mengembangkan bahan peledak pada masanya tersebut berpesan agar sebagian besar kekayaannya dikelola untuk penghargaan tahunan yang bermanfaat bagi kemajuan dan perdamaian dunia. Tepat pada 10 Desember 1901, penghargaan Nobel untuk pertama kalinya dihelat.

Pada pelaksanaan yang pertama kalinya, beberapa ilmuwan yang mendapatkan penghargaan tersebut yakni Wilhelm Conrad Rӧntgen (Fisika), Jacobus Henricus van’t Hoff (Kimia), Sully Prudhomme (Sastra), Henry Dunant dan Frederic Passy (Perdamaian). Kendati pernah absen di beberapa tahun saat berlangsungnya perang dunia, penghargaan Nobel terus dihelat setiap satu tahun sekali. Bidang keilmuan fisika tak ketinggalan pula melahirkan ilmuwan-ilmuwan dari pelbagai negara dengan inovasi, gagasan, maupun sumbangsihnya terhadap peradaban dunia.

Di penghargaan Nobel 2019, masing-masing ilmuwan yang mendapatkanya di bidang fisika adalah James Peebles (Kanada), Michel Mayor (Swiss), dan Didier Queloz (Swiss). Ketiganya memenangi hadiah Nobel 2019 berkat penelitian yang dinilai telah meningkatkan konsepsi manusia akan tempat atau kedudukan bumi dalam alam semesta. Peebles merupakan professor sains Albert Einstein di Universitas Princenton, Amerika Serikat. Sementara itu, Mayor dan Queloz, keduanya merupakan profesor di Universitas Jenewa, Swiss.

Ada loncatan yang revolusioner atas perkembangan ilmu fisika, terkhusus mulai abad ke-21. Hal tersebut ketika berkaca pada pemberian hadiah Nobel Fisika dari tahun-tahun yang sebelumnya. Misalkan pada tiga perhelatan terakhir, di tahun 2016, tiga ahli fisika dari Inggris mendapatkan Nobel atas penelitiannya berupa fase materi. Pada 2017, tiga ahli fisika Amerika Serikat giliran yang mendapatkannya dengan penelitian berupa gelombang gravitasi. Hingga kemudian, di tahun kemarin, tiga ahli fisika dari tiga negara berbeda; Amerika Serikat, Perancis, dan Kanada memperoleh hadiah Nobel dengan penelitian berupa penemuan laser.

Ada dua sosok berpengaruh atas konsepsi paradigma yang lahir dalam dinamika perkembangan ilmu fisika, yakni; Aristoteles (367 SM – 347 SM), Isaac Newton (1643 – 1727), dan Albert Einstein (1879 – 1855). Aristoteles menyebutkan pemaknanan fisika, ilmu pengetahuan tentang apa yang bangsa Yunani disebut dengan “phusis” atau “physis”, bisa diterjemahkan dengan alam. Newton dengan gravitasi universalnya sebagai peletak dasar mekanika klasik. Sementara Einstein, sosok ilmuwan yang mengawali lahirnya Big Science dengan gagasan berupa teori relativitas yang kemudian menjadi bangunan fisika modern maupun mekanika kuantum.

Perlu disadari, semenjak abad ke-20, fisika kuantum terus berkembang dengan pelbagai aras yang ada di sana. Hal tersebut ditegaskan oleh pakar fisika teoretis Italia, Carlo Rovelli dalam bukunya berjudul Tujuh Pelajaran Singkat Fisika (Gramedia Pustaka Utama, 2018). Ia menuliskan bahwa pada abad ke-20 ada dua permata penting akan perkembangan fisika, yakni relativitas umum dan mekanika kuantum. Relativitas umum melahirkan kosmologi, astrofisika, penelitian gelombang gravitasi, dan lubang hitam. Sementara mekanika kuantum memberikan dasar untuk fisika atom, fisika nuklir, fisika zarah dasar hingga fisika zat terkondensasi.

Teori Final dan Terpadu

Tak dapat dipungkiri juga bahwa abad ini adalah abad di mana banyak ahli fisika terus mencari teori final akan asal-usul penciptaan alam semesta—yang dimulai dengan kekacauan (chaos) berupa dentuman besar (big bang) menuju kondisi keteraturan (cosmos). Sosok ternama, ahli fisika teoretis Inggris, Stephen Hawking banyak melakukan penelitian, eksperimen dan interpretasi akan kosmologi. Ia meninggalkan gagasan terkait lubang hitam, lubang cacing, gelombang gravitasi hingga mekanika kuantum dalam bundelan karya—buku, artikel maupun jurnal yang telah diterjemahkan ke dalam banyak bahasa.

Ahli Astronomi  dan filsafat, Karlina Supelli dalam esai panjangnya berjudul Problem Kemandirian Dunia dan Diskursus Sains (2017) banyak menjelaskan perihal wacana sains dalam kacamata fisika dan kosmologi. Ia menyebutkan komitmen sains dalam sejarah sains terhadap realitas otentik, yakni tak terlepas dari frasa raison d’être yang berarti alasan adanya sains. Bahwasannya, upaya sains sepanjang sejarahnya, ketika masih berwajah scienta dan filsafat alam—diarahkan untuk memahami dunia yang keberadaannya diyakini tidak bergantung pada konsep-konsep tentang dunia dan bagaimana konsep-konsep itu dan bagaimana konsep tersebut diuji.

Tak ayal, Karlina juga menyebutkan fisikawan seperti Steven Weinberg dan Stephen Hawking adalah dua sosok yang bercita-cita membangun teori penghabisan (the final theory). Bahkan, dalam hal ini Hawking pernah memunculkan kontroversi—teori terpadu tersebut, jika ada merupakan teori yang dapat menjawab segala-galanya. Gagasan akan teori final Hawking tersebut dimaktub dalam buku berjudul The Grand Design (2010). Buku yang digarap bersama Leonard Mlodinow itu menjelaskan—jika benar teori segalanya (theory of everything) ada, calon yang mungkin ada yakni Teori-M (M-Theory).

Teori-M dalam pengertian Hawking dan Mlodinow merupakan kumpulan teori, yang masing-masing merupakan penjabaran penguatan yang baik dalam kisaran situasi fisik tertentu saja. Teori-M memungkinkan tawaran jawaban akan persoalan penciptaan. Bahkan, Teori-M juga menegaskan bahwa alam semesta kita bukanlah satu-satunya alam semesta yang ada. Kendati demikian, sampai sejauh ini belum jelas secara pasti apa makna “M” dalamTeori-M tersebut. Banyak interpretasi yang muncul, yakni berupa Master, Mistery, Miracle, Membrane, Monster hingga Matrix.

Nirwan Ahmad Arsuka menegaskan dalam bukunya berjudul Percakapan dengan Semesta (2016), bahwa pengetahuan ilmiah menjadi bentuk percakapan tertinggi karena ia berusaha sepenuhnya menjadi dialog. Tambahnya, para ilmuwan memang terus mengamati dan mengumpulkan fakta lalu berusaha menyusun sebuah teori, yang mana teori-teori yang ada harus dibenturkan dengan kenyataan. Hanya cerita yang disetujui oleh semesta yang bisa diterima sebagai cerita semesta ilmiah. Hal itu tentu saja menegaskan bahwa dinamisasi ilmu-ilmu sains sangatlah begitu revolusioner. Mereka tidak terlepas dari perpustakaan dan laboratorium sebagai tempat penggali informasi, data maupun eksperimen.

Kendati tidak ada kepastian kapan teori final dan terpadu tersebut lahir oleh kelompok ilmuwan fisika terkhusus dalam kacamata kosmologi, namun setidaknya dalam perjalanan abad ke-21 ini, ilmu fisika memiliki kecenderungan menuju ke sana. Misalkan pada 12 April 2019 yang lalu, ketika Dr Katie Bouman, peneliti lulusan Massachussets Institute of Technology (MIT) mengumumkan foto pertama tentang lubang hitam (black hole)—hasil dari kerja kerasnya dalam menyusun algoritma dan eksplorasi ruang angkasa dan kemudian melakukan pemotretan. Tentu saja, itu juga bagian pencapaian luar biasa di abad ini. (Joko Priyono)*

*Mahasiswa Program Studi Fisika Universitas Sebelas Maret. Bergiat di Lingkar Diskusi Eksakta (LDE)