Apa yang Ada Sebelum Big Bang?

DENTUMAN Besar atau Big Bang sering dibayangkan sebagai ledakan raksasa di tengah kehampaan. Padahal, ia bukan ledakan dalam arti biasa bukan seperti bom yang meledak di ruang kosong. Big Bang justru adalah awal dari ruang itu sendiri. Awal dari waktu. Dan awal dari rangkaian peristiwa panjang yang pada akhirnya melahirkan manusia makhluk yang kini duduk, berpikir, dan bertanya tentang asal-usulnya.

Menurut pemahaman kosmologi modern, Big Bang adalah titik mula alam semesta. Namun, pertanyaan yang segera muncul terasa begitu manusiawi: jika ada awal, apakah ada “sebelumnya”? Masalahnya, kata “sebelum” menjadi rumit.

Waktu sendiri diyakini baru ada setelah Big Bang terjadi. Jadi, berbicara tentang “apa yang terjadi sebelumnya” mungkin sama membingungkannya dengan bertanya apa yang ada di utara Kutub Utara. Selama ribuan tahun, pertanyaan tentang asal-usul alam semesta adalah wilayah para filsuf. “Apa itu ruang dan waktu? Apakah waktu punya awal? Apakah ruang memiliki batas?”

Pertanyaan-pertanyaan seperti itu, kata Jenann Ismael, filsuf fisika dari Universitas Johns Hopkins, dulu lebih banyak dibahas dalam perenungan ketimbang penelitian. Bahkan ketika kosmologi menjadi sains modern, bidang ini pernah dianggap masih “miskin fakta”.

Namun, satu abad terakhir mengubah segalanya. Filsafat, teori fisika, eksperimen, dan data mulai bertemu. Pertanyaan-pertanyaan lama kini dibahas dengan teleskop, persamaan matematika, dan detektor gelombang gravitasi.

Meski tak seorang pun bisa “melihat” langsung momen awal itu, alam semesta masa kini menyimpan jejak masa lalunya. Dari situlah para ilmuwan mencoba menelusuri asal-muasal kosmos. Berikut tiga gagasan besar yang sedang mereka pertimbangkan.

Alam Semesta Tanpa Batas: Tidak Ada “Sebelum”

Pada 1980-an, fisikawan Stephen Hawking dan James Hartle mengajukan gagasan yang terdengar hampir seperti teka-teki Zen. Mereka mengusulkan bahwa alam semesta mungkin tidak memiliki batas awal sama sekali.

Bayangkan Bumi. Jika Big Bang adalah Kutub Utara, maka tidak ada tempat yang lebih utara lagi. Pertanyaan tentang “sebelum Big Bang” menjadi tidak relevan karena konsep “sebelum” memang tidak berlaku.

Dalam model yang disebut proposal tanpa batas ini, ruang dan waktu membentuk permukaan tertutup, seperti bola dalam dimensi yang lebih tinggi. Alam semesta tidak dimulai dari titik yang memiliki “tepi”, melainkan dari kondisi yang halus dan menyatu.

Secara matematis, gagasan ini berakar pada mekanika kuantum fisika yang mengatur dunia partikel sangat kecil dan penuh ketidakpastian. Para ilmuwan mencoba menghitung kemungkinan kondisi awal yang dapat menghasilkan alam semesta seperti yang kita lihat sekarang.

Model ini masih diperdebatkan, tetapi banyak fisikawan menganggapnya sebagai titik awal yang masuk akal untuk memahami gravitasi kuantum teori yang berusaha menyatukan relativitas Einstein dengan mekanika kuantum.

Alam Semesta yang Memantul: Bukan Ledakan, Melainkan “Pantulan ­Besar”

Paul Steinhardt dari Universitas Princeton pernah membantu mengembangkan teori inflasi—gagasan bahwa sesaat setelah Big Bang, alam semesta mengembang sangat cepat dalam waktu amat singkat. Namun, kemudian ia berubah pikiran.

Menurut Steinhardt, alam semesta mungkin tidak bermula dari satu ledakan tunggal. Ia membayangkan kosmos yang siklik: mengembang, lalu perlahan menyusut, kemudian “memantul” dan mengembang kembali.

Dalam skenario ini, apa yang kita sebut Big Bang sebenarnya adalah “big bounce” pantulan besar. Alam semesta tidak pernah benar-benar runtuh menjadi titik nol, melainkan hanya menyusut hingga ukuran tertentu sebelum kembali mengembang.

Yang menarik, model ini memprediksi bahwa ekspansi alam semesta yang dipercepat saat ini tidak akan berlangsung selamanya. Suatu hari nanti, kata Steinhardt, fase ini harus berakhir.

Jika benar, maka alam semesta yang kita huni hanyalah satu fase dalam siklus kosmik panjang yang mungkin telah terjadi berulang kali.

Lebih provokatif lagi, jika tidak ada kehancuran total saat “pantulan”, maka informasi dari alam semesta sebelumnya bahkan mungkin lubang hitam bisa saja bertahan melewati transisi itu. Jejak masa sebelum Big Bang mungkin masih ada di sekitar kita.

Alam Semesta Cermin: Dunia Terbalik di Balik Big Bang

Gagasan ketiga terdengar seperti cerita fiksi ilmiah. Menurut Latham Boyle dari Universitas Edinburgh, mungkin ada alam semesta “cermin” di sisi lain Big Bang. Bayangkan dua kerucut es krim yang ujungnya saling bersentuhan. Titik pertemuan itu adalah Big Bang. Waktu mengalir menjauh dari titik tersebut ke dua arah yang berlawanan.

Di sisi kita, waktu bergerak maju. Di sisi sana, waktu bergerak mundur. Tak hanya waktu, sifat-sifat dasar pun berlawanan. Jika di sini ada materi, di sana ada antimateri. Jika kiri adalah kiri, di sana kiri menjadi kanan.

Model ini disebut alam semesta simetris CPT—mengacu pada tiga simetri fundamental dalam fisika: muatan, paritas, dan waktu. Salah satu prediksinya cukup berani: model ini tidak menghasilkan gelombang gravitasi primordial seperti yang diperkirakan teori inflasi klasik.

Artinya, jika para astronom benar-benar mendeteksi gelombang tersebut dari awal kosmos, teori ini gugur. Namun, jika tidak ditemukan, ide ini justru menguat. Model ini juga menawarkan kemungkinan bahwa materi gelap—zat misterius yang menyusun sebagian besar massa alam semesta—mungkin berasal dari jenis neutrino tertentu. Bagi sebagian ilmuwan, kekuatan teori ini justru terletak pada keberaniannya membuat prediksi yang bisa diuji.

Antara Sains dan Batas ­Pengetahuan

Apakah manusia benar-benar bisa mengetahui apa yang terjadi di awal segalanya? Tidak ada yang bisa mengamati langsung momen itu. Namun sains bekerja dengan cara lain: menguji teori melalui jejak yang tersisa. “Jika tidak ada sesuatu yang bisa diukur, itu hanya metafisika dengan persamaan,” kata kosmolog Brian Keating.

Di situlah tantangan sekaligus keindahan kosmologi modern. Ia berdiri di perbatasan antara fisika dan filsafat, antara data dan imajinasi terukur. Kita mungkin tak pernah bisa “melihat” sebelum Big Bang. Namun, dengan setiap teleskop baru, setiap detektor partikel, dan setiap persamaan yang diuji, manusia melangkah sedikit lebih dekat ke pertanyaan paling tua yang pernah kita ajukan: Dari mana semuanya bermula? hay