Dalam bukunya yang kontroversial “The Trouble with Physics: The Rise of String Theory, the Fall of a Science, and What Comes Next, theoretical physicist“, Lee Smolin menunjuk lima problem terbesar dalam fisika teori.

1. Quantum gravity/ Gravitasi Kuantum: upaya menggambungkan teori relativitas umum buatan Einstein dan teori kuantum buatan Bohr menjadi sebuah teori besar, yang diklaim sebagai teori alam semesta.
2. Problem Mekanika Kuantum : menyelesaikan problem yang kini ada di mekanika kuantum, atau membuat teori baru yang bisa menjelaskan hubungan mekanika kuantum dengan dunia makro.
3. Unifikasi/ Penggabungan Partikel dan Gaya : Menyimpulkan apakah partikel elementer dan gaya bisa digabungkan dalam sebuah teori baru, yang bisa menghubungkan antar keduanya.
4. Tuning Problem: Menjelaskan bagaimana objek dalam dunia kuantum bisa memilih sebuah nilai dari banyak probabilitas/ kemungkinan.
5. Misteri Kosmologi: Upaya menjelaskan sifat, perilaku, dan eksistensi dari dark matter dan dark energy. Ini bukan soal kekuatan atau objek gelap atau jahat, ini soal objek dalam tata surya yang masih buram, dan tidak jelas diketahui hingga saat ini.

Kita akan membahas problem ini satu per satu secara singkat.

Lima Problem Terbesar dalam Fisika Teori

Problem 1: The Problem of Quantum Gravity / Gravitasi Kuantum

Gravitasi Kuantum adalah usaha untuk membentuk sebuah teori baru yang mencakup relativitas umum dan fisika kuantum. Hingga saat ini kedua teori ini bagaikan langit dan bumi, betul-betul bertolak belakang. Teori relativitas umum menjelaskan objek-objek luar biasa besar, sedangkan teori kuantum menjelaskan objek mikro (objek amat sangat kecil). Saat ini fisikawan tidak menemukan benang merah di antara keduanya, namun ada harapan akan sebuah teori yang kelak bisa menjelaskan sekaligus menggabungkan keduanya.

Problem 2: The Foundational Problems of Quantum Mechanics / Mekanika Kuantum

Masalah ini tak kunjung selesai sejak teori kuantum selesai disusun. Banyak interpretasi (Interpretasi Copenhagen, Interpretasi Dunia Jamak, dan lainnya) yang dibuat untuk menjelaskan bagaimana objek kuantum menentukan sebuah kondisi dari banyak kemungkinan yang ada. Apa yang sebenarnya membuat fungsi gelombang dan keadaan suprposisi runtu, pertanyaan seperti ini masih belum terjawab hingga saat ini.

Problem 3: The Unification of Particles and Forces / Unifikasi

Empat gaya elementer

Ada empat buah gaya fundamental dalam fisika, gravity, electromagnetism, strong nuclear force, and weak nuclear force (gaya gravitasi, gaya elektromagnetisme, gaya nuklir lemah, dan gaya nuklir kuat). Kita sudah memahami gaya gravitasi dan gaya elektromagnetik, tapi gaya nuklir mungkin tidak pernah kita dengarkan. Gaya nuklir menunjuk kepada gaya di dalam inti atom, bagaimana inti atom (yang terdiri dari neutron dan proton) bisa bersatu tanpa tolak menolak. Nah, fisika partikel hanya mampu menjelaskan gaya elektromagnetik, gaya nuklir kuat, dan gaya nuklir lemah. Gaya gravitasi tidak termasuk. Nah, tujuan dari unifikasi atau penggabungan ini adalah menggabungkan semua jenis gaya itu dalam sebuah teori tunggal.

Recommended for you