Seratus Institute

Halo Sobat100, It's Science Time!!
Apa kabar semua? Di musim liburan ini tim100 akan mengulas sedikit tentang film superhero yang sedang trending di gedung bioskop tanah air. Ya sobat100 tentu sudah tahu Spiderman kan ya? Well yang namanya film pasti ada sisi fiksi nya. Namun tahukah sobat100 bahwa ternyata ada loh sisi sains dari film Spiderman yang terbaru ini. Warning : Buat yang belum nonton silakan di close saja artikel ini sebab penuh dengan SPOILER !!

Mengambil judul Far From Home, pada sekuel kali ini Tom Holand aka Peter Parker mengadakan liburan sekolah setelah kejadian diselamatkannya penduduk bumi dari bencana Thanos oleh para Avengers (buat yang belum paham silakan tonton film Avengers : Endgame yang katanya bakal dirilis ulang). Karena terjadi time skip selama 5 tahun, maka ada penduduk bumi yang tidak hilang (teman Peter yang pada kejadian bencana Thanos berusia 16 tahun dan tidak hilang kini berusia 21 tahun) dan ada penduduk bumi yang hilang lalu muncul lagi (pada film ini dikenal istilah "glyph")

Pada awal film digambarkan Direktur Shield aka Nick Fury yang mengunjungi suatu daerah di Meksiko. Fury datang ke lokasi sebab sebelumnya dilaporkan ada kejadian aneh berupa angin yang memiliki wajah manusia. Cerita berlanjut saat Peter Parker dan teman sekelasnya melakukan liburan sekolah ke Eropa (tepatnya di Venezia).

Awalnya liburan Peter berjalan seperti biasanya meski pun tak sesuai harapan Peter (Peter ingin duduk berdua dengan MJ di pesawat namun gagal, justru temannya yang gemuk dapat pacar akibat insiden di pesawat ini). Sesampainya di Venezia saat para teman Peter menaiki perahu, secara tak diduga-duga ternyata ada monster air yang menyerang. Di sini Peter masih ogah-ogahan berubah menjadi Spiderman. Beruntung ada superhero lain yang datang membantu.

Karena orang-orang tidak tahu identitas superhero yang bisa terbang ini maka penduduk setempat menjulukinya "Mysterio" (dalam bahasa Itali artinya misteri). Beck aka Mysterio mengaku berasal dari bumi yang lain (bumi yang berbeda dengan yang ditinggali Peter dan teman-temannya). Menurut pengakuan Beck, bumi yang ditinggalinya telah hancur akibat ulah dari 4 monster (yang oleh penduduk Bumi di mana Beck berasal dikenal dengan istilah Elemental, sebab 4 monster ini mewakili 4 elemen dasar yaitu tanah, angin, air dan api). Dalam cerita Beck, bumi yang ditinggalinya telah hancur akibat ulah Elemental ini. Merasa gagal melindungi tempat tinggalnya, Beck berusaha menjaga bumi yang ditinggali Peter agar jangan sampai mengalami nasib yang sama.

Peter yang merasa sangat tertarik dengan cerita Beck yang katanya dari bumi yang lain mengakibatkan cenderung terlalu berlebihan mempercayai ceritanya. Dan fatalnya saking terlalu percaya dengan Beck, Peter sampai menyerahkan kaca mata peninggalan dari Tony Stark kepada Beck dengan sangat gampangnya. Kaca mata ini terbilang sangat canggih sebab memiliki akses kepada seluruh teknologi yang dimiliki Stark Industry.

Peter baru menyadari kebohongan yang dibuat Beck setelah MJ menemukan pecahan suatu drone yang bisa menampilkan proyeksi gambar tertentu. Dari titik ini Peter merasa sangat menyesal sebab karena kepolosannya dia menyerahkan barang berharga yang dipercayakan oleh Tony Stark kepada orang lain (yang mana dari niatnya Beck itu ingin dikenal sebagai superhero tapi dengan cara mengelabui 7 milyar penduduk bumi). Pada akhir cerita sudah pasti Spiderman atau Peter Parker berhasil mengalahkan Beck atau Mysterio ini. Lantas apa sisi sains yang bisa kita pelajari di film ini ? Tim100 mencatat setidaknya ada 4 hal yaitu

Menurut cerita, Beck berasal dari bumi lain yang mana berbeda dengan bumi yang ditinggali Peter dan Nick Fury. Pada artikel tentang Avengers : Endgame tim100 sudah pernah membahas tentang Parallel Universe ini.

Dalam dunia nyata sekitar tahun 2010, para ilmuwan seperti Stephen M. Feeney menganalisis data Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) dan mengklaim menemukan bukti yang menunjukkan bahwa alam semesta kita bertabrakan dengan alam semesta lain yang paralel di masa lalu.^[1] Namun, analisis data WMAP dan satelit Planck yang lebih teliti, yang memiliki resolusi 3 kali lebih tinggi dari WMAP, tidak mengungkapkan bukti signifikan secara statistik dari tabrakan gelembung alam semesta .^[2] Selain itu, tidak ada bukti tarikan gravitasi dari alam semesta lain pada kita.^[3]

Bubble universes - setiap cakram mewakili alam semesta gelembung. Alam semesta kita diwakili oleh salah satu cakram. 
Universe 1 hingga Universe 6 mewakili gelembung alam semesta. Lima di antaranya memiliki konstanta fisik yang berbeda dari yang dimiliki alam semesta kita.
 

Max Tegmark dan Brian Greene telah menyusun skema klasifikasi untuk berbagai tipe teoretis multiverse dan semesta yang mungkin tercakup di dalamnya.

Empat tingkat Max Tegmark 

Max Tegmark gambar diambil dari Magnus Manske

Ahli kosmologi Max Tegmark (lahir di Max Shapiro 5 Mei 1967) telah memberikan taksonomi semesta di luar alam semesta yang dapat diamati. Keempat tingkat klasifikasi Tegmark diatur sedemikian rupa sehingga tingkat selanjutnya dapat dipahami mencakup dan berkembang pada tingkat sebelumnya.^[4]

Level I: Perpanjangan Alam Semesta kita 
Sebuah prediksi dari inflasi kacau adalah adanya alam semesta ergodik yang tak terbatas, harus mengandung volume Hubble menyadari semua kondisi awal.

Dengan demikian, alam semesta yang tak terbatas akan berisi volume Hubble yang tak terbatas, semua memiliki hukum fisika dan konstanta fisik yang sama. Sehubungan dengan konfigurasi seperti distribusi materi, hampir semua akan berbeda dari volume Hubble. Namun, karena ada banyak sekali, jauh melampaui cakrawala kosmologis, pada akhirnya akan ada volume Hubble dengan konfigurasi yang serupa, dan bahkan identik. Tegmark memperkirakan bahwa volumenya harus sekitar \(10^{10^{15}}\) meter.^[5]

Dengan adanya ruang tanpa batas, pada kenyataannya, akan ada jumlah tak terbatas volume Hubble yang identik dengan kita di jagat raya.^[4] Ini mengikuti langsung dari prinsip kosmologis, di mana diasumsikan bahwa volume Hubble tidak istimewa atau unik.

Level II: Alam semesta dengan konstanta fisik yang berbeda 

Dalam teori inflasi kacau, yang merupakan varian dari teori inflasi kosmik, multiverse atau ruang secara keseluruhan meregang dan akan terus melakukannya selamanya,^[6] tetapi beberapa wilayah ruang berhenti meregang dan membentuk gelembung yang berbeda (seperti kantong gas dalam sepotong roti yang sedang naik daun). Gelembung semacam itu adalah multiverses tingkat I embrionik. Gelembung yang berbeda dapat mengalami pemutusan simetri spontan yang berbeda, yang menghasilkan sifat yang berbeda, seperti konstanta fisik yang berbeda.^[4] Tingkat II juga termasuk teori John Archibald Wheeler semesta berosilasi dan teori Lee Smolin teori alam semesta subur .

Level III: Banyak dunia interpretasi mekanika kuantum (Many-worlds interpretation of quantum mechanics)
Level III ini sudah dibahas sepintas di atas. Singkatnya, satu aspek mekanika kuantum adalah bahwa pengamatan tertentu tidak dapat diprediksi secara absolut. Sebaliknya, ada berbagai pengamatan yang memungkinkan, masing-masing dengan probabilitas yang berbeda . Menurut MWI, masing-masing pengamatan yang mungkin ini sesuai dengan alam semesta yang berbeda. Misalkan dadu enam sisi dilemparkan dan hasil lemparan sesuai dengan mekanika kuantum yang dapat diamati. Semua enam cara yang mungkin bisa jatuh sesuai dengan enam alam semesta yang berbeda.

Tegmark berpendapat bahwa multiverse Level III tidak mengandung lebih banyak kemungkinan dalam volume Hubble dari pada multiverse Level I atau Level II. Akibatnya, semua "dunia" berbeda yang diciptakan "terbagi" dalam multiverse Level III dengan konstanta fisik yang sama dapat ditemukan dalam beberapa volume Hubble dalam multiverse Level I. Tegmark menulis bahwa, "Satu-satunya perbedaan antara Level I dan Level III adalah di mana doppelgänger Anda berada. Di Level I mereka tinggal di tempat lain dalam ruang tiga dimensi yang baik. Di Level III mereka tinggal di cabang kuantum lain di ruang Hilbert dimensi tak terbatas."

Demikian pula, semua alam semesta tingkat II dengan konstanta fisik yang berbeda dapat, pada dasarnya, ditemukan sebagai "dunia" yang diciptakan oleh "terbelah" pada saat pemutusan simetri spontan dalam multiverse Tingkat III.^[4] Menurut Yasunori Nomura,^[7] Raphael Bousso, dan Leonard Susskind,^[8] ini karena ruang-waktu global yang muncul dalam multiverse (selamanya) yang menggembungkan adalah konsep yang berlebihan. Ini menyiratkan bahwa multiverses Level I, II, dan III sebenarnya adalah hal yang sama. Hipotesis ini disebut sebagai "Multiverse = Quantum Many Worlds". Menurut Yasunori Nomura, multiverse kuantum ini statis, dan waktu adalah ilusi sederhana.

Terkait dengan ide banyak-dunia yang interpretasi beberapa sejarah oleh Richard Feynman dan interpretasi banyak-pikiran oleh H. Dieter Zeh.

Level IV: Ensembel pamungkas 
Hipotesis semesta matematika pamungkas adalah hipotesis Tegmark sendiri.^[9] Level ini menganggap semua alam semesta sama-sama nyata yang dapat digambarkan oleh struktur matematika yang berbeda.

Tegmark menulis:
Matematika abstrak sangat umum sehingga Teori Segala Sesuatu (Theory of Everything, TOE) yang dapat didefinisikan dalam istilah formal murni (tidak tergantung pada terminologi manusia yang tidak jelas) juga merupakan struktur matematika. Misalnya, TOE yang melibatkan serangkaian jenis entitas yang berbeda (dilambangkan dengan kata-kata, katakan) dan hubungan di antara mereka (dilambangkan dengan kata-kata tambahan) tidak lain adalah apa yang oleh para ahli matematika disebut model set-teoretis, dan seseorang umumnya dapat menemukan sistem formal bahwa itu adalah model.

Dia berpendapat bahwa ini "menyiratkan bahwa teori alam semesta paralel dapat dibayangkan dapat dijelaskan pada Level IV" dan "merangkum semua ansambel lainnya, karena itu membawa penutupan pada hierarki multiverses, dan tidak mungkin ada, katakanlah, Level V."^[5]

Jürgen Schmidhuber, bagaimanapun, mengatakan bahwa himpunan struktur matematika bahkan tidak terdefinisi dengan baik dan hanya mengakui representasi alam semesta yang dijelaskan oleh matematika konstruktif — yaitu, program komputer .

Schmidhuber secara eksplisit mengatakan termasuk representasi alam semesta dideskripsikan oleh program non-menghentikan yang bit keluaran berkumpul setelah waktu yang terbatas, meskipun waktu konvergensi itu sendiri mungkin tidak diprediksi oleh program tersendat-sendat, karena undecidability dari masalah terputus-putus.^[10] Ia juga secara eksplisit membahas ansambel yang lebih terbatas dari alam semesta yang dapat dihitung dengan cepat.^[11]

Sembilan jenis Brian Greene 

Ahli teori fisika Amerika dan ahli teori dawai Brian Greene (lahir 9 Februari 1963) membahas sembilan jenis multiverses:^[12]

1. Berlapis 
Multiverse berlapis hanya berfungsi di alam semesta tanpa batas. Dengan jumlah ruang tak terbatas, setiap peristiwa yang mungkin akan terjadi dalam jumlah tak terbatas. Namun, kecepatan cahaya mencegah kita untuk menyadari area identik lainnya.

2. Inflasi 
Multiverse inflasi terdiri dari berbagai kantong di mana bidang inflasi runtuh dan membentuk alam semesta baru.

3. Membran (Brane) 
Versi brane multiverse mendalilkan bahwa seluruh alam semesta kita ada pada membran ( brane ) yang mengapung dalam dimensi yang lebih tinggi atau "bulk". Dalam jumlah besar ini, ada membran lain dengan alam semesta mereka sendiri. Alam semesta ini dapat berinteraksi satu sama lain, dan ketika mereka bertabrakan, kekerasan dan energi yang dihasilkan lebih dari cukup untuk memunculkan ledakan besar. Membrane mengapung atau melayang dekat satu sama lain dalam jumlah besar, dan setiap beberapa triliun tahun, tertarik oleh gravitasi atau kekuatan lain yang tidak kita pahami, bertabrakan dan terbentur satu sama lain. Kontak berulang ini memunculkan banyak atau banyak "putaran" dentuman besar (big bang). Hipotesis khusus ini berada di bawah payung teori string karena memerlukan dimensi spasial tambahan.

4. Putaran (Siklik) 
Multiverse siklik memiliki beberapa membran (brane) yang bertabrakan, menyebabkan dentuman besar (big bang). Alam semesta bangkit kembali dan melewati waktu sampai mereka ditarik kembali dan bertabrakan lagi, menghancurkan konten lama dan membuatnya lagi.

5. Lansekap 
Multiverse Lansekap bergantung pada teori dawai ruang Calabi-Yau. Fluktuasi kuantum menjatuhkan bentuk ke tingkat energi yang lebih rendah, menciptakan kantong dengan seperangkat hukum yang berbeda dari ruang di sekitarnya.

6. Kuantum 
Multiverse kuantum menciptakan alam semesta baru ketika pengalihan dalam acara terjadi, seperti dalam interpretasi banyak dunia mekanika kuantum (lihat kembali Tegmark Level III).

7. Holografik 
Multiverse hologram berasal dari teori bahwa luas permukaan ruang dapat menyandikan isi volume daerah.

8. Simulasi 
Multiverse simulasi ada pada sistem komputer yang kompleks yang mensimulasikan seluruh alam semesta.

9. Pamungkas (Ultimate)
Multiverse pamungkas berisi setiap alam semesta matematis mungkin di bawah hukum yang berbeda fisika.