String Theory: Memadukan Relativitas Einstein dan Mekanika Kuantum

KOMPAS.com – Alam semesta merupakan suatu misteri besar yang berusaha dikuak oleh manusia. String Theory atau Teori Dawai adalah teori yang berusaha mengungkap realitas alam semesta dan menghubungkan teori-teori besar fisika menjadi suatu teori yang terpadu.

Teori besar tersebut adalah teori relativitas Einstein dan teori mekanika kuantum. Kedua teori tersebut sangatlah bertentangan karena memandang alam semesta dari konsep realitas yang sangat berbeda.

Relativitas Einsten memandang peristiwa sebagai suatu fenomena kontinu dan menjelaskan bagaimana gravitasi bekerja juga benda-benda besar di alam semesta. Sedangkan, mekanika kuantum menjelaskan peristiwa yang jauh lebih kecil dalam kerangka diskrit yang tidak mengenal kata kontinu.

Kedua teori ini tidak pernah akur, Einstein bahkan mencoba mencari cara untuk memadukan teorinya dengan mekanika kuantum. Sayangnya, hingga akhir hayat Einstein belum menemukan jalan keluar untuk mengatasi pertentangan kedua teori tersebut.

Baca juga: Pertentangan Antara Relativitas dan Mekanika Kuantum

Namun, ilmu pengetahuan terus berkembang hingga lahirlah suatu teori yang dinamakan String Theory atau Teori Dawai.

Dilansir dari Smithsonian Magazine, pada Desember 1984 John Schwarz dari California Institute of Technology menerbitkan makalah tentang String Theory yang dapat mengatasi pertentangan matematis antara relativitas dan mekanika kuantum.

String Theory dianggap sebagai teori yang dapat menjawab pertentangan tersebut dan menguak rahasia alam semesta. Sehingga, String Theory kerap kali disebut sebagai teori segalanya.

Dilansir dari Space, String Theory mengganti semua materi dan partikel gaya dengan satu elemen berupa string kecil atau dawai yang bergetar dan berputar dengan cara yang rumit.

Artinya, dalam String Theory tidak ada partikel elementer seperti elektron, neutrino, ataupu quark. Yang ada hanyalah string atau dawai kecil yang bergetar, di mana getarannya akan menentukan sifat tertentu partikel seperti massa dan muatan.

Suatu dawai yang begetar akan membentuk quark, sedangkan getaran lain suatu dawai membentuk neutrino.

Baca juga: Mengenal Partikel Neutrino, Prospek Teknologi Komunikasi Masa Depan

Dilansir dari Encyclopedia Britannica, String Theory yang menempatkan partikel ke dalam struktur dasar (string yang bergetar) dianggap dapat menyatukan hukum besar relativitas umum dan hukum kecil mekanika kuantum yang selama ini saling bertentangan.

Namun ternyata, String Theory bekerja dalam kerangka yang rumit. Jika selama ini kita mengenal empat dimensi kehidupan seperti lebar, tinggi, spasial, dan juga temporal.

String Theory memerlukan sepuluh dimensi, empat dimensi yang kita kenal dan enam dimensi ekstra yang keberadaannya sulit dideteksi karena terlalu kecil.

Dilansir dari NASA Imagine the Universe, dimensi ekstra itulah yang menentukan sifat-sifat dunia tempat kita tinggal. Lebih lanjut, NASA menjelaskan bahwa keenam dimensi ekstra tersebut digulung dan dipadatkan menjadi ruang yang kecil dan ringkas sesuai dengan skala string (diperkirakan sebesar 10^-33 cm).

String Theory berhasil menjelaskan gravitasi yang sebelumnya tidak dapat dijelaskan dalam partikel kecil yang tidak bisa dijelaskan dalam mekanika kuantum.

Baca juga: Model Atom Mekanika Kuantum

Dimensi ekstra yang dilipat atau digulung dan dipadatkan dalam String Theory menghasilkan konsekuensi berupa multiverse atau dunia paralel. String Theory menggambarkan bahwa pemadatan dimensi ekstra akan membentuk suatu bola kecil yang berkaitan dengan setiap titik dimensi alam semesta. 

Sehingga, menciptakan sekitar 10 pangkat 500 alam semesta. Atau dapat disebut bahwa String Theory membuka kemungkinan adanya multiverse yang terdiri dari jumlah alam semesta yang tak terhingga. 

String Theory masih berupa kerangka matematika berisi persamaan yang stabil dan belum bisa dibuktikan secara konkret. Namun, kita tidak bisa menutup kemungkinan tentang kebenaran String Theory yang kontroversial ini.

Kita harus belajar dari sejarah ilmu pengetahuan. Teori relativitas Einstein saat pertama dikemukakan sangatlah kontroversial karena menyatukan dimensi ruang dan waktu yang dianggap tidak mungkin sebelumnya.

Sehingga, masih terdapat kemungkinan String Theory benar-benar dapat dibuktikan, memadukan mekanika kuantum dan relativitas, juga mengungkap misteri alam semesta.