Something Deeply Hidden: Quantum Worlds and the Emergence of Spacetime

Sean Carroll
Dutton (2019)
368 hal

“I think I can safely say that nobody understands quantum mechanics” – Richard Feynman

Tidak ada yang mengerti mekanika kuantum, kata Richard Feynman, fisikawan pemenang Nobel. Saking ‘misterius’nya quantum, sampai kata tersebut sangat sering dipakai orang untuk hal-hal yang sama sekali tidak ada hubungannya dengan fisika, mengaburkan artinya lebih jauh lagi.

Di kalangan fisikawan sendiri, pernyataan Feynman di atas sering menjadi ‘alasan’ sebagian fisikawan untuk membatasi berurusan dengan mekanika kuantum hanya dari segi aplikasinya, dan tidak menggali lebih dalam lagi (ah, tidak ada jalan untuk eksperimen, tidak praktis, lebih baik bersibuk-sibuk mengurus hal yang terukur).

Tidak begitu dengan Sean Carroll, profesor fisika terkemuka dari Caltech.

Sean Carroll adalah fisikawan teori dengan spesialisasi di bidang mekanika kuantum, gravitasi, dan kosmologi. Menurutnya fisikawan tidak boleh menyerah menyelami ‘keanehan’ dunia kuantum. Jangan mau mudahnya saja, yang aneh-anehnya ditolak. “Shut up and calculate!” bukan sikap yang tepat, katanya.

Karenanya dalam buku Something Deeply Hidden ini, ia mencoba mengurai secara rinci dan hati-hati tentang mekanika kuantum, dan mengedepankan teori Many Worlds dari Hugh Everett III, yang menurutnya merupakan tafsiran mekanika kuantum yang paling menjanjikan dalam usaha memahami realitas semesta secara menyeluruh.
Mengapa menurutnya tafsiran Many Worlds yang paling pantas diperhitungkan? Karena teori ini hanya bertolak pada 2 hal fundamental saja : fungsi gelombang dan persamaan Schroedinger, tanpa tambahan asumsi apapun.

Tidak ada asumsi kolapsnya fungsi gelombang saat partikel diobservasi oleh pengamat, seperti dalam tafsiran Kopenhagen. Fungsi gelombang tidak kolaps, melainkan ia bercabang ke ‘dunia baru’. Tampak kolaps, karena pengamat tetap berada di dunia yang sama, sehingga hasil pengamatan yang berlawanan, tidak teramati olehnya.

Ingat “kucing Schroedinger”? Dalam eksperimen (pemikiran) ini, kucing dalam sebuah kotak tertutup berada dalam superposisi hidup atau mati. Baru setelah dibukalah, ketahuan bahwa kucing itu hidup ATAU mati. Menurut teori Many Worlds, no, tidak begitu. Eksperimen tersebut menghasilkan KEDUANYA, tetapi DUNIA di mana si kucing mati dan hidup, adalah DUA dunia yang BERBEDA sebagai hasil percabangan fungsi gelombang.

“Jika seluruh semesta terdiri dari partikel, dan partikel patuh pada mekanika kuantum, maka keseluruhan semesta patuh pada mekanika kuantum. Semesta tidak terbagi menjadi makro dan mikro, semua satu sistem. Hanya ada satu fungsi gelombang dalam satu semesta” begitu kira-kira menurut Carroll.
Stephen Hawking & James Hartle merumuskan fungsi gelombang semesta ini dalam sebuah persamaan ‘the wave function of the universe’ (Hawking-Hartle state).

Meskipun Carroll mendukung teori Many Worlds, ia juga mengemukakan teori-teori lain yang menurutnya baik, disertai kritik-kritik terhadapnya.
Ia menyebutkan di antaranya teori dari GRW (Ghirardi, Rimini, Weber), Roger Penrose, dan teori de Broglie-Bohm.
Katanya, “Meskipun saya punya kecenderungan ke tafsiran Many Worlds, tapi silakan Anda nilai sendiri. Dan kalau akhirnya terbukti bahwa alternatif-alternatif ini lebih bisa diterima daripada Many Worlds, saya akan dengan senang hati berubah pikiran”.

Meskipun seorang fisikawan, ia tidak segan-segan mengupas mekanika kuantum dari segi filsafatnya juga. Bahkan dalam buku ini ada satu bab yang khusus menampilkan dialog imajiner antara seorang fisikawan praktis vs filosofis, bagaimana mereka berdebat sebagai skeptik dan proponen, untuk menjelaskan berbagai paradoks mekanika kuantum dalam tafsiran Many Worlds.

Buku ini menurut saya bukan untuk mereka yang sangat awam tentang fisika kuantum. Pembaca diharapkan sedikit banyak sudah mengenal atau paling tidak sudah pernah membaca tentang mekanika kuantum secara umum, cocok untuk level mahasiswa ke atas.