Daftar Isi:

Jawaban Untuk Tantangan Terbesar Sains: Seberapa Jauh Kemajuan Kita? - Pandangan Alternatif
Jawaban Untuk Tantangan Terbesar Sains: Seberapa Jauh Kemajuan Kita? - Pandangan Alternatif

Video: Jawaban Untuk Tantangan Terbesar Sains: Seberapa Jauh Kemajuan Kita? - Pandangan Alternatif

Video: Jawaban Untuk Tantangan Terbesar Sains: Seberapa Jauh Kemajuan Kita? - Pandangan Alternatif
Video: The Great Filter: Tantangan Terbesar Umat Manusia 2023, Mungkin
Anonim

Banyak yang tidak diketahui tentang sifat alam semesta itu sendiri. Keingintahuan yang melekat pada manusia, mengarah pada pencarian jawaban atas pertanyaan-pertanyaan ini, yang mendorong sains ke depan. Kami telah mengumpulkan sejumlah besar pengetahuan, dan keberhasilan dua teori utama kami - teori medan kuantum, yang menjelaskan Model Standar, dan relativitas umum, yang menjelaskan gravitasi - menunjukkan sejauh mana kita telah mencapai pemahaman tentang realitas itu sendiri.

Banyak orang pesimis tentang upaya kita saat ini dan rencana masa depan untuk memecahkan misteri kosmik besar yang membingungkan kita saat ini. Hipotesis terbaik kami untuk fisika baru, termasuk supersimetri, dimensi ekstra, warna teknik, teori string, dan lainnya, sejauh ini belum mendapatkan konfirmasi eksperimental. Tetapi ini tidak berarti bahwa fisika sedang mengalami krisis. Ini berarti bahwa segala sesuatunya persis sebagaimana mestinya: fisika menceritakan kebenaran tentang alam semesta. Langkah selanjutnya akan menunjukkan seberapa baik kita mendengarkan.

Misteri terbesar alam semesta

Seabad yang lalu, pertanyaan terbesar yang dapat kami ajukan mencakup beberapa teka-teki eksistensial yang sangat penting seperti:

  • Apa konstituen terkecil dari materi?
  • Apakah teori kita tentang kekuatan alam benar-benar mendasar, atau diperlukan pemahaman yang lebih dalam?
  • Seberapa besar alam semesta?
  • Apakah Semesta kita selalu ada atau muncul pada saat tertentu di masa lalu?
  • Bagaimana bintang bersinar?

Pada saat itu, misteri ini memenuhi pikiran orang-orang terhebat. Banyak yang bahkan tidak mengira bahwa mereka bisa dijawab. Secara khusus, mereka menuntut investasi dari sumber daya yang tampaknya sangat besar sehingga diusulkan untuk sekadar puas dengan apa yang kita ketahui saat itu dan menggunakan pengetahuan ini untuk perkembangan masyarakat.

Tentu saja, kami tidak melakukan itu. Berinvestasi dalam masyarakat sangatlah penting, tetapi sama pentingnya untuk mendorong batas-batas yang diketahui. Berkat penemuan baru dan metode penelitian, kami bisa mendapatkan jawaban berikut:

  • Atom terdiri dari partikel subatom, banyak di antaranya terbagi menjadi konstituen yang lebih kecil; kita sekarang mengenal seluruh Model Standar.
  • Teori klasik kita telah digantikan oleh teori kuantum, yang menggabungkan empat gaya fundamental: gaya nuklir kuat, elektromagnetik, nuklir lemah, dan gravitasi.
  • Alam semesta teramati mencakup 46,1 miliar tahun cahaya ke segala arah; alam semesta yang dapat diamati bisa jauh lebih besar atau tak terbatas.
  • 13,8 miliar tahun telah berlalu sejak peristiwa yang dikenal sebagai Big Bang yang melahirkan alam semesta yang kita kenal. Itu didahului oleh era inflasi dengan durasi yang tidak terbatas.
  • Bintang bersinar berkat fisika fusi nuklir, mengubah materi menjadi energi menurut rumus Einstein E = mc2.

Namun, itu hanya memperdalam misteri ilmiah yang mengelilingi kita. Dengan segala yang kita ketahui tentang partikel fundamental, kita yakin pasti ada banyak hal lain di Alam Semesta yang masih belum kita ketahui. Kita tidak dapat menjelaskan keberadaan materi gelap secara nyata, kita tidak memahami energi gelap, dan kita tidak tahu mengapa alam semesta mengembang seperti ini dan bukan sebaliknya.

Video promosi:

Kita tidak tahu mengapa partikel-partikel itu begitu masif; mengapa Alam Semesta dipenuhi oleh materi, bukan antimateri; mengapa neutrino memiliki massa. Kita tidak tahu apakah proton itu stabil, apakah akan pernah membusuk, atau apakah gravitasi adalah gaya alam kuantum. Dan meskipun kita tahu bahwa inflasi didahului oleh Big Bang, kita tidak tahu apakah inflasi itu sendiri dimulai atau bersifat abadi.

Bisakah manusia memecahkan teka-teki ini? Bisakah eksperimen yang dapat kita lakukan dengan teknologi saat ini atau masa depan menjelaskan misteri mendasar ini?

Image
Image

Jawaban untuk pertanyaan pertama mungkin; kita tidak tahu rahasia apa yang dipegang alam sampai kita melihatnya. Jawaban atas pertanyaan kedua dengan tegas adalah ya. Bahkan jika setiap teori yang pernah kami kemukakan tentang apa yang berada di luar batas yang diketahui - Model Standar dan Relativitas Umum - 100% salah, ada sejumlah besar informasi yang dapat diperoleh dengan melakukan eksperimen yang akan kami luncurkan selanjutnya. generasi. Tidak membangun semua instalasi ini akan menjadi kebodohan yang besar, bahkan jika mereka mengkonfirmasi skenario mimpi buruk yang telah ditakuti oleh fisikawan partikel selama bertahun-tahun.

Saat Anda mendengar tentang akselerator partikel, Anda mungkin membayangkan semua penemuan baru yang menunggu kita di energi yang lebih tinggi. Janji tentang partikel baru, gaya baru, interaksi baru, atau bahkan sektor fisika yang benar-benar baru adalah kesalahan yang disukai para ahli teori, bahkan jika percobaan demi percobaan berjalan salah dan tidak menepati janji tersebut.

Ada alasan bagus untuk ini: sebagian besar gagasan yang dapat muncul dalam fisika telah dikecualikan atau sangat dibatasi oleh data yang sudah kita miliki. Jika Anda ingin menemukan partikel, bidang, interaksi, atau fenomena baru, Anda tidak boleh mendalilkan sesuatu yang tidak sesuai dengan apa yang telah kita ketahui dengan pasti. Tentu saja, kami dapat membuat asumsi yang nantinya akan salah, tetapi datanya sendiri harus sesuai dengan teori baru apa pun.

Inilah sebabnya mengapa upaya terbesar dalam fisika tidak ditujukan pada teori atau ide baru, tetapi pada eksperimen yang memungkinkan kita bergerak melampaui apa yang telah kita jelajahi. Tentu, menemukan Higgs boson bisa menjadi hal besar, tetapi seberapa kuat hubungan Higgs dengan boson Z? Apa semua hubungan antara dua partikel ini dan lainnya dalam Model Standar? Seberapa mudah membuatnya? Setelah dibuat, akankah ada peluruhan timbal balik yang berbeda dari peluruhan Higgs standar ditambah boson Z standar?

Ada teknik yang dapat digunakan untuk menyelidiki hal ini: membuat tabrakan elektron-positron dengan massa Higgs dan Z-boson yang tepat. Alih-alih beberapa puluh atau ratusan peristiwa yang menciptakan boson Higgs dan Z, seperti yang dilakukan LHC, Anda dapat membuat ribuan, ratusan ribu, atau bahkan jutaan peristiwa tersebut.

Tentu saja, masyarakat umum akan lebih bersemangat menemukan partikel baru daripada yang lain, tetapi tidak setiap eksperimen dirancang untuk membuat partikel baru - dan tidak perlu seperti itu. Beberapa dimaksudkan untuk menyelidiki materi yang sudah kita kenal dan mempelajari secara rinci sifat-sifatnya. Large Electron-Positron Collider, pendahulu LHC, tidak pernah menemukan satu pun partikel fundamental baru. Seperti percobaan DESY, yang bertabrakan elektron dengan proton. Begitu pula dengan penumbuk ion berat relativistik.

Image
Image

Dan inilah yang diharapkan; tujuan dari ketiga colliders ini berbeda. Itu terdiri dari eksplorasi materi yang benar-benar ada dengan ketelitian yang belum pernah terjadi sebelumnya.

Sepertinya eksperimen ini tidak hanya mengonfirmasi Model Standar, meskipun semua yang mereka temukan konsisten dengan Model Standar. Mereka menciptakan partikel senyawa baru dan mengukur ikatan di antara mereka. Hubungan kerusakan dan percabangan ditemukan, serta perbedaan halus antara materi dan antimateri. Beberapa partikel berperilaku berbeda dari rekan cerminnya. Yang lain tampaknya mematahkan simetri pembalikan waktu. Namun, yang lain telah ditemukan untuk bercampur, menciptakan keadaan terikat yang bahkan tidak kita sadari.

Tujuan dari percobaan ilmiah besar berikutnya tidak hanya untuk mencari satu hal atau untuk menguji satu teori baru. Kita perlu mengumpulkan sejumlah besar data yang tidak tersedia, dan membiarkan data itu memandu industri.

Tentu saja, kita dapat merancang dan membangun eksperimen atau observatorium berdasarkan apa yang ingin kita temukan. Tetapi pilihan terbaik untuk masa depan sains adalah mesin multiguna yang dapat mengumpulkan data dalam jumlah besar dan beragam yang tidak akan mungkin terjadi tanpa investasi sebesar itu. Inilah sebabnya mengapa Hubble begitu sukses, mengapa Fermilab dan LHC telah mendorong batas lebih jauh dari sebelumnya, dan mengapa misi masa depan seperti Teleskop Luar Angkasa James Webb, observatorium kelas 30 meter di masa depan, atau penumbuk masa depan akan dibutuhkan jika kita ingin menjawab pertanyaan yang paling mendasar. pertanyaan dari semua.

Ada pepatah lama dalam bisnis yang juga berlaku untuk sains: ā€œLebih cepat. Lebih baik. Lebih murah. Ambil dua. " Dunia bergerak lebih cepat dari sebelumnya. Jika kita mulai menabung dan tidak berinvestasi pada yang "terbaik", itu akan seperti menyerah.

Ilya Khel

Popular dengan topik