Belajar Sains dari film Avengers : Endgame

Halo Pembaca yang budiman, apa kabar? Selamat menjalankan ibadah di bulan suci Ramadhan 1440 H bagi yang mengamalkan. Sudah lama tidak pernah menulis ya.

OK kali ini bahas apa ya?

Btw, sudahkah kalian menonton film terbaru dari Marvel Cinematic Universe? Yup Avengers : Endgame, film yang rilis perdana 22 April 2019 ini menyedot perhatian penggemarnya di seluruh dunia, tak ketinggalan fans-fans film Marvel di Indonesia. Bahkan menjawab tingkat antusias yang tinggi ada beberapa bioskop yang buka di pagi hari pada penayangan perdana nya selama 24 jam pula. Tak heran film yang disutradarai oleh Anthony dan Joe Russo ini tercatat sudah memperoleh penghasilan hampir 2,5 miliar USD.^[1]

Well, itu sekilas selayang pandang film box office yang sedang trending belakangan ini. Sekarang mari kita kupas bagian sainsnya. Setidaknya ada 5 bagian penting yang bisa kita bahas. Sebelum lanjut membaca, hati – hati bagi kalian yang belum menonton film nya, artikel ini mengandung banyak SPOILER !!

1. Time Travel

Berbeda dengan film – film yang menceritakan perjalanan waktu seperti Flash (yang menggunakan kecepatan kilatnya), anime Doraemon (yang menggunakan lorong waktu) dan anime Dragon Ball (yang menggunakan mesin waktu), tim Avengers yang mendapatkan ide brilian dari Scott Lang (a.k.a Antman) mengusulkan perjalanan waktu melewati dunia Kuantum. Sebab, menurutnya pergerakan aliran waktu di dunia kuantum berbeda dengan dunia makroskopik yang kita tinggali saat ini. Berdasar pengakuan Scott Lang, jika insiden jentikan tangan Thanos sudah melewati masa 5 tahun, dia (yang kala insiden itu dikirim oleh Dr. Pym ke dunia kuantum) mengaku terjebak di dunia Kuantum hanya 5 jam saja.

OK bagaimana penjelasan kuantum nya ?

Well dalam dunia Kuantum dikenal istilah Kronon. Kronon adalah kuantisasi dari waktu, yang bernilai diskret dan suatu unit waktu yang tak dapat dibagi lagi, yang menjadi hipotesa awal bahwa waktu sebenarnya tidak kontinu.

Piero Caldirola gambar diambil dari Associazione per l’Insegnamento della Fisica.^[2]

Adalah Piero Caldirola (lahir di Como, 5 Desember 1914 – wafat Milan , 31 Juli 1984 ) seorang fisikawan Italia yang pertama kali mengusulkan model Kronon ini pada tahun 1980. Dalam pemodelannya Kronon bernilai 6,27 × 10⁻²⁴ s untuk sebuah elektron. Dalam pemodelan matematisnya Kronon ini berbanding terbalik dengan massa (rumus di skip karena terlalu matematis). Jadi ada benarnya jika Scott Lang merubah ukuran tubuhnya sekecil ukuran atom dan masuk dunia Kuantum maka aliran waktu yang dirasakannya bisa berbeda jika berukuran manusia di dunia makroskopik.

Heisenberg gambar diambil dari German Federal Archive (Deutsches Bundesarchiv)

OK itu cerita awalnya, namun tim Avengers yang minus Tony Stark (a.k.a Iron Man) di awal bagian film (karena Tony telah membangun keluarganya setelah insiden Thanos) kesulitan mengatur perjalanan waktu ini. Alhasil percobaan pertama yang dilakukan oleh Banner dan Lang menyebabkan Lang kembali ke masa kini kadang berubah menjadi bayi kadang berubah menjadi tua. Kondisi saat keluar dari dunia Kuantum tidak seperti saat masuk.

Ingat dalam dunia Kuantum ada Prinsip Ketidakpastian Heisenberg

Menurut Werner Karl Heisenberg (fisikawan Jerman yang lahir 5 Desember 1901 – wafat 1 Februari 1976)^[3] dalam dunia Kuantum saat kita menentukan posisi suatu partikel kita tidak tahu pasti berapa kecepatannya, sebaliknya jika kita tahu kecepatan partikel maka kita tidak tahu posisi nya ada di mana. Selain itu jika kita tahu berapa energi suatu partikel kita menjadi tidak tahu waktunya, sebaliknya jika kita tahu waktu suatu partikel kita menjadi tidak tahu energi yang dibawanya.

Setelah melakukan pemikiran yang panjang akhirnya Tony Stark mau membantu tim Avengers. Dia memberikan gelang semacam GPS di dunia Kuantum. Nah bagaimana penjelasannya ?

Dalam Fisika Matematis dikenal istilah Closed timelike curve (kurva waktu tertutup). Kurva waktu tertutup (CTC) adalah garis dunia dalam manifold Lorentzian dari partikel material dalam ruang-waktu yang “tertutup”, kembali ke titik awalnya. Kemungkinan ini pertama kali ditemukan oleh Willem Jacob van Stockum pada tahun 1937^[4] dan kemudian dikonfirmasi oleh Kurt Gödel pada tahun 1949.^[5]

Kurva waktu tertutup (CTC) adalah fasilitator utama perjalanan waktu untuk Wormholes, Tipler Cylinders, dan Cosmic Strings. Singkatnya, kurva waktu tertutup adalah garis dunia dalam ruang-waktu yang kembali ke titik awalnya (Garis dunia adalah jalur objek dalam ruang-waktu 4-dimensi). Akibatnya, seseorang dapat melakukan perjalanan kembali ke masa lalu dengan memasukkan kurva seperti waktu tertutup dan keluar dari loop di titik mana pun, tiba di tempat yang mereka pilih di mana saja dalam ruang-waktu.

Untuk membuat kurva waktu-seperti yang tertutup, kita menggunakan teori relativitas umum, dan kemudian kita dapat mengamati bahwa medan gravitasi yang sangat besar dapat digunakan untuk melengkungkan ruang-waktu ke titik membengkokkan ruang-waktu kembali ke dalam dirinya sendiri.

2. Pym Particle

Well untuk bisa melakukan perjalanan waktu yang sangat singkat ini tim Avengers harus menyusut seukuran atom terlebih dahulu. Di sini lah Partikel Pym berperan. Partikel fiksi yang sampai saat ini hanya ada di film Marvel saja mampu mengubah ukuran suatu objek. Partikel yang diciptakan oleh seorang ilmuwan Hank Pym, PhD ini bisa mengubah objek dari ukuran normal bisa menjadi kecil seukuran atom, atau memperbesar partikel sekecil atom bisa sangat besar sekali.

Dalam dunia nyata dilaporkan pada 2018 yang lalu peneliti di MIT mampu membuat sinar yang bisa mengecilkan objek hingga seperseribu ukuran normalnya.^[6] Para ilmuwan dapat menempatkan semua jenis bahan yang berguna dalam polimer sebelum menyusut, termasuk logam, titik kuantum (quantum dot), dan DNA.

Proses fabrikasi implosion pada dasarnya adalah kebalikan dari mikroskop ekspansi, yang banyak digunakan oleh para ilmuwan untuk membuat visualisasi 3D sel mikroskopis.

Alih-alih membuat segalanya lebih besar, para ilmuwan melampirkan molekul khusus yang menghalangi muatan negatif antar molekul sehingga mereka tidak lagi saling tolak-menolak yang membuatnya bisa berkontraksi (menyusut).

Para ahli mengatakan bahwa membuat struktur sekecil itu dapat berguna di banyak bidang, termasuk dalam bidang kedokteran dan untuk menciptakan robot skala nano. “Ini adalah cara menempatkan hampir semua jenis bahan ke dalam pola 3-D dengan ketepatan skala nano,” kata Edward Boyden, seorang profesor teknik biologi dan ilmu otak dan kognitif di MIT.

Dengan menggunakan teknik baru, para peneliti dapat membuat bentuk dan struktur apa pun yang mereka inginkan, menurut makalah yang diterbitkan dalam Science. Metode ini dapat membuat banyak bentuk yang berbeda, termasuk bola berongga kecil untuk rantai mikroskopis.

Setelah menempelkan material yang bermanfaat pada ‘perancah’ polimer, mereka menyusutkannya, menghasilkan struktur seperseribu volume aslinya. Para peneliti menyusutkan kubus-kubus berongga yang terhubung metode ini.

Para ilmuwan mengatakan teknik ini menggunakan peralatan yang sudah dimiliki banyak laboratorium sains biologi dan material, membuatnya dapat diakses secara luas bagi para peneliti yang ingin mencobanya. Saat ini para ilmuwan dapat langsung mencetak objek skala nano 3D. Namun, ini hanya dimungkinkan dengan bahan khusus seperti polimer dan plastik yang memiliki aplikasi terbatas.

Setelah menempelkan material yang bermanfaat pada ‘perancah’ polimer, mereka menyusutkannya, menghasilkan struktur seperseribu volume aslinya.  Para peneliti menyusutkan kubus yang ditautkan berongga (dalam gambar) menggunakan metode ini. ^[6]

Untuk mengatasinya, para peneliti memutuskan untuk mengadaptasi teknik yang dikembangkan beberapa tahun yang lalu untuk pencitraan jaringan otak resolusi tinggi. Teknik ini, dikenal sebagai mikroskop ekspansi, melibatkan penanaman jaringan ke dalam hidrogel dan kemudian memperluasnya.

Ratusan kelompok penelitian dalam biologi dan kedokteran sekarang menggunakan mikroskop ekspansi karena memungkinkan visualisasi 3D sel dan jaringan dengan perangkat keras biasa. Teknik baru melibatkan membalikkan proses. Dengan melakukan ini, para ilmuwan dapat membuat objek skala besar yang tertanam dalam hidrogel yang diperluas dan kemudian mengecilkannya ke skala nano.

Mereka menyebut pendekatan ini ‘fabrikasi ledakan’. Sama seperti yang mereka lakukan dalam mikroskop ekspansi, para peneliti menggunakan bahan yang sangat menyerap yang terbuat dari polyacrylate. Ini adalah plastik yang biasa ditemukan di popok.

Para ilmuwan dapat menempatkan semua jenis bahan yang berguna dalam polimer sebelum mereka mengecilkannya seperti logam, titik-titik kuantum (quantum dots) dan DNA.  Gambar adalah mesin yang digunakan untuk mengecilkan objek.^[6]

Polyacrylate membentuk perancah tempat material lain dapat dipasang. Ini kemudian dimandikan dalam larutan yang mengandung molekul fluorescein, yang menempel pada perancah ketika mereka diaktifkan oleh sinar laser. Kemudian, mereka menggunakan mikroskop dua-foton untuk menargetkan titik-titik jauh di dalam struktur. Mereka menempelkan molekul fluorescein ke lokasi spesifik ini di dalam gel. Ini bertindak sebagai jangkar yang mengikat ke jenis molekul lain yang ada dalam struktur.

“Anda memasang jangkar di mana Anda inginkan dengan cahaya, dan kemudian Anda bisa memasang apa pun yang Anda inginkan ke jangkar,” kata Dr Boyden. “Itu bisa menjadi titik kuantum, itu bisa menjadi sepotong DNA, itu bisa menjadi partikel nano emas.”

Setelah molekul yang diinginkan terpasang di lokasi yang tepat, para peneliti menyusutkan seluruh struktur dengan menambahkan asam. Asam memblokir muatan negatif dalam gel poliakrilat sehingga tidak lagi saling tolak, menyebabkan gel berkontraksi. Dengan menggunakan teknik ini, para peneliti dapat mengecilkan objek 10 kali lipat di setiap dimensi (untuk pengurangan volume 1.000 kali lipat secara keseluruhan).

Kemampuan menyusut ini tidak hanya memungkinkan peningkatan resolusi, tetapi juga memungkinkan untuk merakit bahan dalam perancah kepadatan rendah. Ini berarti dapat dengan mudah dimodifikasi dan nantinya bahan menjadi padat ketika menyusut. Para peneliti berpikir nanobjects ini dapat digunakan untuk membuat lensa yang lebih baik untuk kamera ponsel, mikroskop, atau endoskopi. Lebih jauh di masa depan, para peneliti mengatakan bahwa pendekatan ini dapat digunakan untuk membangun elektronik skala nano atau robot.

3. Many World Interpretation

OK cara melakukan perjalanan waktu sudah menemukan solusinya. Akan tetapi, tim Avengers masih kebingungan bagaimana bisa memperbaiki takdirnya? (dalam film bagian Avengers : Infinity War, akibat jentikan Thanos 50% makhluk hidup musnah). Saat melakukan perjalanan waktu Anda tidak bisa semena-mena mengubah takdir Anda. Sebab saat Anda melakukan perjalanan waktu maka Anda menghasilkan realitas baru. Di sini dikenalkan istilah Many World Interpretation.

Dalam mekanika kuantum teori ini menegaskan realitas objektif dari fungsi gelombang yang universal dan menyangkal aktualitas fungsi gelombang runtuh. Keberadaan dunia lain memungkinkan untuk menghilangkan keacakan dan tindakan pada jarak dari teori kuantum dan dengan demikian dari semua fisika. Istilah ini juga dikenal sebagai Formulasi keadaan relatif. Formulasi keadaan relatif awalnya diusulkan oleh Hugh Everett dalam tesisnya pada tahun 1957.^[7] Kemudian, formulasi ini dipopulerkan dan dinamai ulang Many World Interpretation oleh Bryce Seligman DeWitt pada 1960-an dan 1970-an.^[8]  MWI adalah salah satu dari banyak hipotesis dalam fisika dan filsafat. Saat ini dianggap sebagai interpretasi utama bersama dengan interpretasi dekoherensi lain, teori runtuh (termasuk interpretasi Kopenhagen historis ), dan teori variabel tersembunyi seperti mekanika Bohmian.

Ilustrasi kucing Schrödinger gambar diambil dari Physikinger.

Dalam fisika Kuantum yang sangat terkenal contohnya yaitu Teorema “kucing Schrödinger” menurut interpretasi banyak-dunia. Dalam penafsiran ini, setiap peristiwa adalah titik cabang; kucing itu hidup dan mati, bahkan sebelum kotak dibuka, tetapi kucing “hidup” dan “mati” berada di cabang yang berbeda di alam semesta, keduanya sama-sama nyata, tetapi yang tidak berinteraksi satu sama lain.^[8]

Untuk memahami gambaran tentang Many World Interpretation ini, Sobat100 bisa melihat penjelasan Matt O’Dowd dalam Channel PBS Space Time berikut ini

4. Grandfather Paradox

Dalam rencana awal perjalanan waktu tim Avengers berdiskusi agar bisa memperbaiki takdir mereka, mereka pergi di mana Thanos masih bayi lalu membunuh Thanos yang masih bayi itu. Namun Bruce Baner (a.k.a Profesor Hulk) dengan serta merta membantahnya, karena tidak begitu cara kerja perjalanan waktu. Dalam perjalanan waktu ada juga istilah Grandfather Paradox.

Atas: lintasan bola bilyar asli. Tengah: bola biliar muncul dari masa depan, dan memberikan pukulan masa lalunya yang mencegah bola masa lalu memasuki mesin waktu.
Bawah: bola biliar tidak pernah memasuki mesin waktu, menimbulkan paradoks, mempertanyakan bagaimana dirinya yang lebih tua bisa muncul dari mesin waktu dan mengalihkan arahnya. Gambar diambil dari BrightR

Adalah paradoks dari perjalanan waktu di mana inkonsistensi muncul apabila mengubah masa lalu.^[9] Nama tersebut berasal dari deskripsi umum paradoks: seseorang melakukan perjalanan ke masa lalu dan membunuh kakek mereka sendiri sebelum kelahiran ayah atau ibu mereka, yang mencegah keberadaan penjelajah waktu.^[10] Terlepas dari judulnya, paradoks kakek tidak secara eksklusif menganggap kontradiksi membunuh kakek sendiri untuk mencegah kelahiran seseorang. Alih-alih, paradoks menganggap tindakan apa pun yang mengubah masa lalu,^[11] karena ada kontradiksi kapan pun masa lalu menjadi berbeda dari cara sebelumnya.^[12]

Dalam film pun ada adegan yang secara eksplisit dianutnya Grandfather Paradox ini. Di mana Nebula (2023) akhirnya membunuh dirinya sendiri (Nebula tahun 2014) saat terjadi perdebatan dengan Gamora, akan tetapi tidak serta merta menghilangkan eksistensi dirinya sendiri.

5. Parallel Universe

Pembahasan yang terakhir ini cukup menarik sebab dari sini lah alur cerita film Avengers : Endgame digulirkan. Setelah panjang berdiskusi akhirnya mereka sepakat membagi beberapa tim.

Banner, Lang, Rogers, dan Stark melakukan perjalanan ke New York City pada 2012. Banner mengunjungi Sanctum Sanctorum dan meyakinkan Ancient One untuk memberinya Time Stone. Rogers berhasil mengambil Mind Stone, tetapi campur tangan Stark dan Lang secara tidak sengaja memungkinkan Loki 2012 melarikan diri dengan Space Stone. Rogers dan Stark melakukan perjalanan ke markas SHIELD pada tahun 1970. Stark mendapatkan versi Space Stone sebelumnya, bertemu ayahnya, Howard, dalam prosesnya, sementara Rogers mencuri beberapa Partikel Pym dari Hank Pym untuk kembali ke masa kini.

Rocket dan Thor melakukan perjalanan ke Asgard pada 2013, mengekstraksi Reality Stone dari Jane Foster dan mengambil palu Thor, Mjolnir.

Nebula dan Rhodes melakukan perjalanan ke Morag pada 2014 dan mencuri Power Stone sebelum Peter Quill bisa. Rhodes kembali ke masa sekarang dengan Power Stone, tetapi Nebula tidak mampu ketika implan cybernetic-nya terhubung dengan orang-orang dari masa lalunya. Melalui koneksi ini, Thanos tahun 2014 belajar tentang keberhasilannya di masa depan dan upaya Tim Avengers untuk membatalkannya. Thanos menangkap Nebula 2023 dan mengirimkan Nebula masa lalu ke masa kini (2023).

Barton dan Romanoff melakukan perjalanan ke Vormir, tempat Soul Stone. Red Skull, mengungkapkan itu hanya bisa didapat dengan mengorbankan seseorang yang mereka cintai. Romanoff mengorbankan dirinya sendiri, memungkinkan Barton untuk mendapatkan Soul Stone.

Setelah pertempuran melawan Thanos usai, sesuai janji Banner kepada Ancient One bahwa tim Avengers akan mengembalikan semua Infinity Stone ke tempat asalnya. Rogers yang harus mengembalikan Space Stone ke tahun 1970 memutuskan tinggal di tahun 1970 dan akhirnya menua di tahun 2023.

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.^[13] 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 .^[14] Selain itu, tidak ada bukti tarikan gravitasi dari alam semesta lain pada kita.^[15]

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.^[16]

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  meter.^[17]

Dengan adanya ruang tanpa batas, pada kenyataannya, akan ada jumlah tak terbatas volume Hubble yang identik dengan kita di jagat raya.^[16] 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,^[18] 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.^[16] 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.^[16] Menurut Yasunori Nomura,^[19] Raphael Bousso, dan Leonard Susskind,^[20] 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.^[21] 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.”^[17]

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.^[22] Ia juga secara eksplisit membahas ansambel yang lebih terbatas dari alam semesta yang dapat dihitung dengan cepat.^[23]

Sembilan jenis Brian Greene 

Brian Randolph Greene gambar diambil dari 27century

Ahli teori fisika Amerika dan ahli teori dawai Brian Greene (lahir 9 Februari 1963) membahas sembilan jenis multiverses: ^[24]

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.

Well itu tadi pelajaran yang bisa kita petik dari menonton Film Avengers : Endgame. Silakan tinggalkan pendapatmu di kolom komentar dan bagikan kepada orang yang kamu kenal. Semoga bermanfaat
Salam

DAFTAR PUSTAKA

1. Avengers: Endgame. 2019. Box Office Mojo.

2. Piero Caldirola. www.aif.it.

3. Mott, Nevill; Peierls, Rudolf. 1977. Werner Heisenberg 5 December 1901 – 1 February 1976. Biographical Memoirs of Fellows of the Royal Society. 23: 212.

4. Stockum, W. J. van. 1937. The gravitational field of a distribution of particles rotating around an axis of symmetry. Proc. Roy. Soc. Edinburgh. 57.

5. Stephen Hawking. 2013. My Brief History, chapter 11.

6. Phoebe Weston. 2018. Real life ‘shrink ray’ can reduce 3D structures to one thousandth of their original size – and could be used to make the next generation of miniature robots. www.dailymail.co.uk. 

7. Hugh Everett. Theory of the Universal Wavefunction, Thesis, Princeton University, (1956, 1973), pp 1–140.

8. Bryce Seligman DeWitt. 1970. Quantum Mechanics and Reality: Could the solution to the dilemma of indeterminism be a universe in which all possible outcomes of an experiment actually occur?, Physics Today, 23(9) pp 30–40.

9. Francisco Lobo. 2002. Time, Closed Timelike Curves and Causality. p. 2.

10. Carl Sagan on Time Travel. NOVA. PBS.

11. Norman Swartz. 2001. Beyond Experience: Metaphysical Theories and Philosophical Constraints. University of Toronto Press, pp. 226–227.

12. Nicholas J.J. Smith. 2013. Time Travel. Stanford Encyclopedia of Philosophy.

13. Emerging Technology. 2010. Astronomers Find First Evidence Of Other Universe. technologyreview.com.

14. Feeney, Stephen M.; et al. (2011). “First observational tests of eternal inflation: Analysis methods and WMAP 7-year results”. Physical Review D. 84 (4): 43507.

15. Collaboration, Planck; Ade, P. A. R.; Aghanim, N.; Arnaud, M.; Ashdown, M.; Aumont, J.; Baccigalupi, C.; Balbi, A.; Banday, A. J.; Barreiro, R. B.; Battaner, E.; Benabed, K.; Benoit-Levy, A.; Bernard, J. -P.; Bersanelli, M.; Bielewicz, P.; Bikmaev, I.; Bobin, J.; Bock, J. J.; Bonaldi, A.; Bond, J. R.; Borrill, J.; Bouchet, F. R.; Burigana, C.; Butler, R. C.; Cabella, P.; Cardoso, J. -F.; Catalano, A.; Chamballu, A.; et al. 2013. “Planck intermediate results. XIII. Constraints on peculiar velocities”. Astronomy & Astrophysics. 561: A97.

16. Tegmark, Max. 2003. Parallel Universes. Scientific American. Vol. 288. pp. 40–51.

17. Tegmark, Max. 2003. Parallel Universes. In Science and Ultimate Reality: From Quantum to Cosmos, Honoring John Wheeler’s Th Birthday. J. D. Barrow, P.C.W. Davies, & C.L. Harper Eds. v1. 288 (5): 40–51.

18. First Second of the Big Bang. How The Universe Works 3. 2014. Discovery Science.

19. Nomura, Y. 2011. “Physical theories, eternal inflation, and the quantum universe”. Journal of High Energy Physics. 2011 (11): 63.

20. Bousso, R.; Susskind, L. 2012. Multiverse interpretation of quantum mechanics. Physical Review D. 85 (4): 045007.

21. Tegmark, Max. 2014. Our Mathematical Universe: My Quest for the Ultimate Nature of Reality. Knopf Doubleday Publishing Group.

22. J. Schmidhuber. 1997. A Computer Scientist’s View of Life, the Universe, and Everything. Lecture Notes in Computer Science, pp. 201–208

23. J. Schmidhuber. 2002: The Speed Prior: A New Simplicity Measure Yielding Near-Optimal Computable Predictions. Proc. 15th Annual Conference on Computational Learning Theory (COLT 2002), Sydney, Australia, Lecture Notes in Artificial Intelligence, pp. 216–228.

24. Brian Greene. 2011. The Hidden Reality: Parallel Universes and the Deep Laws of the Cosmos. New York : Alfred A. Knopf, Inc.