JAM KOSMIK TAK PERNAH BERJALAN MUNDUR

“pusat dari perhatian kita adalah sensasi dari bergeraknya waktu. Kita nampak seperti bergerak maju dari masa lalu yang jelas pada masa depan yang serba tidak jelas”. Roger Penrose.

Kita semua menaruh perhatian pada perjalanan waktu. Bagaimanapun, persepsi kita tentang perjalanan waktu dari masa depan ke masa lalu, tidak selalu jelas. Disamping itu, kita sering meyakini bahwa masa lalu telah berakhir dan tidak ada yang dapat kita lakukan pada apa yang telah terjadi. Pengetahuan kita akan waktu dan masa lalu mungkin datang dari catatan prasejarah, ingatan kita, atau dari deduksi kita atas semua hal tersebut. Bagaimanapun, kita tidak bermaksud untuk menyangsikan apa yang telah terjadi di masa lalu.
di sisi lain, masa depan tampak tidak menentu. sesuatu dapat terjadi, namun hal yang lain dapat terjadi pula. Muncul kemungkinan-kemungkinan yang jumlahnya tak terhingga untuk kemungkinan masa depan dapat berubah dengan sendirinya. Saat kita secara konstan merasakan waktu yang telah terjadi, masa depan yang luas dan tak terduga telah menjadi bagian yang aktual dan kemudian mencatatkan dirinya sebagai sesuatu yang akan terlalui.
Terkadang kita mungkin merasa bertanggung jawab atas apa yang akan terjadi di masa depan, setelah masa tersebut terlewati dan menjadi bagian masa lalu. Atau juga terkadang kita merasa diri kita adalah penonton yang tidak berguna –bergantung pada tanggung jawab kita- karena tidak diragukan lagi bahwa ruang lingkup masa lalu yang jelas telah menciptakan jalan bagi suatu masa depan yang tidak jelas.
Bagaimanapun, studi atas berbagai hukum fisika dan matematika memunculkan cerita yang berbeda. Dalam hal waktu, semua penyamaan fisika bersifat simetris. Berbagai penyamaan tersebut dapat digunakan secara sama dalam suatu waktu ataupun waktu lainnya. Secara fisik, masa depan dan masa lalu terlihat sebagai berada padapijakan yang sama. Hukum-hukum Newton, Persamaan Hamilton, Maxwell, Teori Relativitas Einstein, Persamaan Dirac, Schrodinger, kesemuanya bertahan secara efektif dan tak terubah bahkan bila kita putar jarum jam. (ganti koordinat t yang menunjukan waktu dengan –t). Kita perlu membuka semua hukum fisika yang dapat menunjukan jarak antara masa lalu dan masa depan.
Bila kita bayangkan segelas air ada di atas meja dalam keadaan tenang dan kemudian kita dorong, tidak diragukan lagi bahwa gelas dan air tersebut akan jatuh ke bawah. Dan tidak diragukan lagi bahwa gelas tersebut akan hancur berkeping-keping, air akan membasahi seluruh area lantai. Air tersebut mungkin akan langsung menyerap ke dalam karpet atau bila lantainya terbuat dari kayu akan membasahi lantai kayu tersebut. Dalam contoh ini, segelas air telah mengikuti persamaan-persamaan fisika. Deskripsi Newton cukup memadai dalam hal ini, atom-atom dalam gelas dan air tersebut mengikuti hukum-hukum Newton.
Sekarang, mari kita kaji contoh ini dalam masa lalu. Berdasarkan pembalikan waktu untuk berbagai persamaan tersebut, air dapat saja mengalir dari karpet atau lantai kayu, untuk mengisi gelas yang membentuk dirinya dari serpihan dan kepingan kaca. Semuanya menyatu seketika dan melompat ke atas meja dan kembali berada di sana dengan tenang, di atas meja di mana segalanya dimulai. Semua ini juga berhubungan dengan hukum Newton, saat gelas tersebut jatuh, ataupun kembali naik ke atas meja!
Kita mungkin bertanya-tanya di sini: darimanakah energinya dapat muncul, untuk memungkinkan gelas naik dari lantai ke meja? Jawaban untuk hal ini mudah saja! Tidak ada masalah dengan energi, karena dalam contoh kita di mana gelas tersebut jatuh dari meja, energi yang mendorongnya untuk jatuh pasti ada di suatu tempat. Pada kenyataannya, energi tersebut berubah menjadi panas.
Atom-atom dalam fragmen gelas yang tersebar di air, karper dan lantai, akan bergerak sedikit lebih cepat daripada sebelumnya, saat pergerakan atom-atom dalam material tersebut yang masih berbentuk gelas terjatuh ke bawah. Hal ini diperluas dalam aktivitas random. Berarti bahwa temperatur ‘tubuh’ atom akan menjadi lebih panas dari sebelumya. Melalui konservasi energi, energi panas ini pada kenyatannya berjumlah sama dengan energi yang hilang saat gelas tersebut jatuh dari atas meja. Karenanya, pertambahan energi dalam bentuk panas yang didapat dari jatuhnya gelas oleh peranan atom, mencukupi untuk kembalinya gelas dari lantai ke meja!
Sangat penting untuk menyadari bahwa energi panas harus dipertimbangkan saat kita memperhitungkan konservasi energi. Hukum konservasi energi, saat energi dihitung dalam jumlah tertentu disebut ‘Hukum Thermodinamika pertama’. Dalam hal waktu, Hukum Thermodinamika pertama yang menjadi salah satu deduksi dari mekanika Newtonian bersifat simetris.
Karena Hukum Thermodinamika pertama yang berhubungan dengan hubungan transfer energi dari satu ke yang lainnya dan konservasinya, bukan sesuatu yang aneh bila gelas yang telah pecah berkeping-keping dapat menyatukan diri dan terisi kembali dengan air untuk kemudian kembali melompat ke atas meja secara ajaib.
Alasan mengapa kita tidak mengamati hal tersebut adalah karena gerakan panas atom dalam fragmen gelas, air, lantai dan karpet akan tidak teratur, sehingga atom-atom akan bergerak ke arah yang salah. Koordinasi pas yang ‘absurd’ dari gerakan mereka akan diperlukan untuk menyusun ulang gelas menjadi satu dengan semua percikan airnya dapat terkumpul kembali di dalamnya, untuk kemudian naik ke atas meja.
Tentu saja sejumlah gerakan efektif yang terkoordinasikan tidak akan mungkin ditampilkan! Sejumlah koordinasi hanya dapat diketahui atau muncul melalui suatu kebetulan yang mengagumkan –peristiwa yang mungkin terjadi- bila itu terjadi, maka hal itu mungkin akan digolongkan sebagai sihir atau keajaiban!
Namun, pergerakan atom dalam jalur waktu yang lain, di mana gelas jatuh dari meja ke lantai, merupakan suatu gerakan terkordinat yang lumrah. Entah mengapa, kita tidak memandangnya sebagai suatu kebetulan bila partikel yang bergerak dalam suatu bentuk koordinat, menunjukan diri terjadi setelah sejumlah perubahan dalam skala besar terjadi dalam kepastian fisika (dalam hal ini jatuh dan hancurnya gelas), daripada sebelum sejumlah perubahan. Pergerakan-pergerakan partikel bagaimanapun harus terkoordinat setelah suatu peristiwa; untuk pergerakan semacam ini adalah suatu peristiwa alam yang bila kita balikkan, gerakan satu atom tunggal dalam cara yang jelas, sifat yang dihasilkan akan benar-benar diperlukan untuk disatukan kembali, isi dan kembalikan gelas pada konfigurasi awalnya.
Gerakan tinggi atom-atom yang terkoordinat dapat diterima dan familiar bila dipandang sebagai suatu efek perubahan skala besar dan bukan sebagai penyebab hal tersebut. Bagaimanapun, kata sebab dan akibat akan memicu pertanyaan atas ketidaksimetrisan waktu. Dalam kehidupan normal kita terbiasa menerapkan istilah ini dalam pengertian sebab akan menghasilkan akibat. Namun bila kita mencoba memahami jarak fisik antara masa lalu dan masa depan, kita kan harus berhati-hati untuk tidak memasikkan konsep kehidupan sehari-hari tentang masa lalu dan masa depan dalam topik bahasan secara tidak sadar.
Bagaimanapun, ada hal lain yang terlibat dalam hal penyebab dan akibat yang tidak benar-benar suatu hal yang tergolong peristiwa masa lalu dan masa depan dalam slot waktu. Mari kita bayangkan suatu semesta yang hipotetis di mana persamaan klasik waktu simetris yang sama, diterapkan pada semesta yang kita kenal, namun untuk perilaku di mana bentuk yang familiar semacam mengucurkan air ke dalam gelas, ko-eksis dengan pemunculan hal semacam pembalikan waktu untuk hal ini.
Bayangkanlah, bahwa bersamaan dengan pengalaman familiar kita, terkadang gelas menyatukan dirinya dari serpihan dan kepingan kecil, kemudian mengisi diri dengan air secara misterius dengan cara mengumpulkan percikan air, dan melompat kembali ke atas meja.
Katakanlah dalam kejadian tersebut, oseng-oseng telur dapat secara ajauib menyatu kembali dan kembali mentah, akhirnya menyatu lagi dengan pecahan kulitnya yang kembali menutup sempurna, bahwa sebongkah gula dapat kembali membentuk dirinya keluar dari cangkir kopi atau the manis secara spontan ke tangan seseorang! Bila sejumlah hal semacam itu lazim dalam semesta kita, kita tidak akan menghubungkan penyebab sejumlah keajaiban pada efek teologis –sesuatu tang telah terjadi sebelumnya- namun pada mekanisme hukum atau teori kesempatan. Penyatuan kembali gelas akan berkenaan dengan efek ini karena tujuan kita adalah berusaha mencapai pemenuhan atas keingintahuan kita dan konfigurasi yang komprehensif. Tidak diragukan lagi bahwa kita akan mengatakan:
“Lihat!, lagi-lagi segelas air itu menyatu!.”
Kita akan memandang bahwa atom-atom menyatukan diri dengan luar biasa akuratnya karena itulah cara untuk kembali menghadirkan segelas air di atas meja. Gelas di atas meja akan menjadi sebab sementara serpihan atom di lantai menjadi akibat –dengan menyampingkan fakta bahwa akibat timbuk belakangan. Demikian halnya dengan gerakan menyusun ulang atom pada kejadian oseng-oseng telur tidak menjadi sebab dari kembali menyatunya mereka menjadi telur mentah, namun akibat yang timbul di masa depan. Bongkahan gula pun tidak menyatukan diri dari tempatnya di cangkir karena pergerakan atom dengan pola yang tidak lazim, namun gula membentuk wujud awalnya dari kemungkinan yang dialaminya di masa depan, saat seseorang memegang bongkahan gula di tangan mereka!
Tentu saja kita tidak melihat semua itu di dunia kita –dengan kata lain kita tidak melihat koeksistensi atas peristiwa semacam itu dalam kehidupan kita sehari-hari. Bila kita amati, sejumlah peristiwa yang tidak lazim dalam alam kita, maka kita tidak akan menjumpai masalah dalam mengklasifikasikan sejumlah peristiwa. Kita hanya tinggal mengubah istilah masa lalu dan masa depan, sebelum dan sesudah, dsb., dalam semua deskripsi kita.
Waktu dapat dikatakan bergerak dalam alur mundur dari suatu masa yang spesifik dan semesta yang aneh dapat menjadi sesuatu yang lazim untuk kita.
Bagaimanapun, kita dapat membayangkan suatu posibilitas yang berbeda –sama konsistennya dengan persamaan fisika untuk waktu simetrik di mana gelas yang pecah dan pecahan gelas yang menyatu kembali dapat sama-sama terjadi. Dalam suatu dunia, kita tidak dapat mengembalikan deskripsi familiar kita dengan suatu pergerakan mundur konvensi kita akan arah pergerakan waktu.
Pada kenyataannya, dunia kita tidak sama dengan ini. tapi kenapa tidak? Untuk memulai pemahaman akan hal ini, ingatlah bahwa kita pernah membayangkan suatu dunia yang lain dan telah berandai-andai akan seperti apa kita memandang segala yang terjadi di dalamnya. Kita harus bisa menerima, bahwa dalam dunia yang seperti itu, tidak diragukan lagi bahwa kita akan menggambarkan konfigurasi makroskipis –semacam pecahan gelas dan air yang menyatu kembali, telur yang masuk ke dalam cangkangnya, sebongkah gula – sebagai sebab yang potensial. Berbagai akibat, akan kita pandang sama sebagai pergerakan individual atom, baik itu sebab yang berasal dari masa lalu atau masa depan, dari sejumlah akibat.
Lantans mengapa dalam dunia di mana kita tinggal, sebablah yang menyebabkan akibat. Untuk memandang semua hal dalam gejala yang lain, mengapa pergerakan partikel yang terkoordinat dengan jelas hanya muncul setelah beberapa perubahan dalam skala besar dalam hal fisik dan bukan sebelumnya? Guna mendapatkan berbagai deskripsi fisika yang lebih baik dari sejumlah hal, kita perlu memahami konsep entropi. Dalam istilah yang lebih sederhana, entropi suatu sistem adalah suatu sistem dari manifestasi ketidakberaturan. Jadi, pecahan gelas dan percikan air di lantai memiliki tingkat entropi yang lebih tinggi dibandingkan dengan gelas yang menyatu dan terisi di atas meja; telur yang telah dimasak memiliki tingkat entropi yang lebih tinggi dibandingkan dengan telur segar yang belum pecah; Kopi yang dibubuhi gula memiliki tingkat entropi yang lebih tinggi dibandingkan dengan bongkahan gula yang masih berada di samping cangkir kopi. Tingkat entropi yang rendah terlihat lebih tertib dalam beberapa cara yang dapat dimanifestasikan dan tingkat entropi yang lebih tinggi lebih tidak teratur.
Sangat penting untuk disadari bahwa saat kita mengamati suatu ‘kekhususan’ dari suatu tingkat entropi yang rendah ini berarti kita benar-benar memanifestasikan ‘kekhususan’. Dalam pengertian yang lebih sederhana, tingkat entropi yang lebih tinggi, dalam situasi ini, sama tertibnya dengan suatu tingkat entropi yang lebih rendah, memberikan koordinat yang jelas dari gerakan partikel individual. Sebagai contoh, pergerakan acak dari molekul air yang telah meresap di antara papan lantai setelah gelas pecah, sangatlah khusus: pergerakannya sangat jelas bahwa bila kesemuanya diputar mundur maka tingkat entropi yang asli rendah, di mana gelas yang terisi air di atas meja, dapat kembali ke wujud awalnya. (ini harus menjadi kasus di mana kembalinya semua partikel dalam pergerakan akan dengan mudah mengubah arah waktu menjadi mundur –berdasarkan peristiwa gelas yang menyatu kembali dan melompat kembali ke atas meja). Namun sejumlah gerakan terkoordinat dari semua molekul air bukanlah suatu jenis ‘khusus’ yang kita pandang sebagai entropi rendah.