Suatu teori kemudian hari dari lubang-lubang cacing berasal dari Sidney Coleman (1937-2007), seorang fisikawan dari Universitas Harvard, Amerika Serikat. Dia mengkleim sudah memecahkan masalah konstanta kosmologis, yang sudah membingungkan para fisikawan selama 80 tahun.
Lubang Cacing Barangkali Memberikan Hasil yang Nyata
Secara tegas, Coleman berbeda pandangan dengan para kritikus yang mengatakan para ilmuwan tidak akan mampu mengukuhkan teori-teori tentang lubang cacing abad ke-20. Kalau kita percaya akan lubang-lubang cacing Thorne, maka kita harus menunggu sampai seseorang menemukan materi-materi eksotik atau menguasai efek Casimir. Sampai dengan waktu itu, mesin waktu kita tidak memiliki “mesin” yang mampu menembak kita ke masa lampau. Serupa dengan itu, kalau kita percaya akan lubang-lubang cacing Hawking, maka kita harus bepergian dalam “waktu imajiner” agar bepergian di antara lubang-lubang cacing. Memakai salah satu cara ini merupakan suatu kondisi yang menyedihkan bagi fisikawan teoritis rata-rata, yang merasa kecewa karena teknologi abad ke-20 tidak memadai dan lemah dan hanya bermimpi tentang menambang energi Planck.
Di sinilah tempatnya karya Coleman masuk. Dia mengkleim bahwa lubang-lubang cacing boleh jadi memberikan suatu hasil yang sangat nyata, sangat bisa diukur di masa kini, dan tidak di masa depan yang jauh dan tidak bisa dibayangkan. Sebagaimana yang sudah kami jelaskan, persamaan matematik Einstein menyatakan bahwa isi materi-energi dari suatu benda menentukan lengkungan ruang-waktu yang mengelilinginya. Einstein bertanya pada dirinya apakah kevakuman murni dari ruang hampa bisa berisi energi. Apakah kehampaan murni tanpa energi? Energi vakum ini diukur oleh sesuatu yang disebut konstanta kosmologis; pada dasarnya, tidak ada apa pun yang mencegah suatu konstanta kosmologis untuk muncul dalam persamaan-persamaan Einstein. Dia berpikir ini secara estetik jelek, tapi dia tidak bisa mengesampingkannya berdasarkan alasan ilmu fisika atau matematika.
Pada tahun 1920-an, ketika Einstein mencoba memecahkan persamaan-persamaan matematiknya bagi alam semesta, dia menemukan, dengan perasaan sangat kecewa, bahwa alam semesta tengah mengembang. Sebelumnya, kearifan yang berlaku umum adalah bahwa alam semesta statis dan tidak berubah. Agar supaya mencegah teori tentang perluasan alam semesta, Einstein mengakali persamaannya dengan menyelipkan suatu konstanta kosmologis yang sangat kecil ke dalam pemecahannya, dipilih agar itu justru akan menyeimbangkan pengembangan alam semesta, dan menghasilkan suatu alam semesta yang statis melalui kewibawaan ilmiah. Pada tahun 1929, ketika Hubble secara meyakinkan membuktikan bahwa alam semesta mengembang, Einstein mengesampingkan konstanta kosmologisnya dan mengatakan itu adalah “kesalahan paling besar dalam hidupku”.
Masa kini, kita tahu bahwa konstanta kosmologis sangat dekat pada nol. Seandainya ada suatu konstanta kosmologis negatif yang kecil, maka gravitasi akan bersifat menarik secara kuat dan seluruh alam semesta bisa menjadi, katakanlah, seluas hanya beberapa kaki. (Dengan mengulurkan tanganmu, Anda harus mampu memegang orang di depanmu, yang kebetulan adalah dirimu sendiri.) Seandainya ada suatu konstanta kosmologis positif yang kecil, maka gravitasi akan bersifat menolak dan segala sesuatu akan beterbangan menjauh dari Anda begitu cepatnya sehingga cahayanya tidak pernah akan mencapai Anda. Karena tidak satupun dari kedua skenario buruk ini terjadi, kita yakin bahwa konstanta kosmologis sangat kecil atau bahkan nol.
Tapi masalah ini muncul lagi tahun 1970-an ketika kepincangan simetri (symmetry breaking) diteliti secara mendalam di dalam Model Standar dan teori GUT (Grand Unified Theory, Teori Pemersatu Akbar yang mencoba menyatukan simetri kuanta kuat, lemah, dan elektromagnetik dengan mengaturnya menjadi suatu kelompok simetri yang jauh lebih besar). Ketika suatu simetri pincang, sejumlah besar energi dikeluarkan ke dalam kevakuman. Sesungguhnya, jumlah energi yang membanjiri kevakuman 10 pangkat 100 kali lebih besar dari jumlah yang diamati secara eksperimental. Dalam semua ilmu fisika, ketikdaksesuaian sebesar 10 pangkat 100 sungguh paling besar. Dalam ilmu fisika mana pun kita tidak melihat suatu perbedaan yang demikian besar antara teori (yang meramalkan suatu energi kevakuman yang besar apabila suatu simetri pincang) dan eksperimen (yang mengukur konstanta kosmologis nol dalam alam semesta). Inilah tempat lubang-lubang cacing Coleman masuk; lubang-lubang ini dibutuhkan untuk membatalkan sumbangan yang tidak diinginkan pada konstanta kosmologis tadi.
Menurut Hawking, bisa saja ada sejumlah tak terkira dari alam semesta alternatif yang berada bersama-sama dengan alam semesta kita, semuanya dihubungkan oleh suatu jejaring ananta dari lubang-lubang cacing yang saling mengunci. Coleman mencoba menambah sumbangannya dengan bertolak dari rangkaian ananta ini. Sesudah melakukan penjumlahan, dia menemukan suatu hasil yang mengejutkan: fungsi gelombang alam semesta lebih suka memiliki konstanta kosmologis nol, seperti yang diinginkan. Kalau konstanta kosmologis adalah nol, fungsi gelombang menjadi sangat besar, artinya ada suatu probabilitas yang tinggi untuk menemukan suatu alam semesta dengan konstanta kosmologis nol. Selanjutnya, fungsi gelombang cepat-cepat lenyap kalau konstanta kosmologis menjadi nir-nol (nonzero), artinya ada probabilitas nol bagi adanya alam semesta yang tidak diinginkan. Ini tepatnya adalah apa yang dibutuhkan untuk membatalkan konstanta kosmologis. Dengan kata lain, konstanta kosmologis adalah nol karena itu adalah hasil yang paling mungkin ada. Satu-satunya akibat memiliki miliaran demi miliaran alam semesta paralel adalah untuk mempertahankan konstanta kosmologis agar nol dalam alam semesta kita.
Kritik terhadap Coleman dan Tanggapannya
Karena ini adalah suatu hasil yang begitu penting, para fisikawan lain mulai menaruh perhatian pada bidang ini. Coleman berusaha menyakinkan mereka dengan mengatakan bahwa peluang untuk meniadakan suatu konstanta kosmologis menjadi satu bagian dalam 10 pangkat 100 sangat kecil.
Tapi kritik mulai bermunculan. Yang paling kuat adalah bahwa Coleman berasumsi lubang-lubang cacing kecil, pada peringkat panjang Planck, dan lupa membuat perhitungan tentang lubang-lubang cacing yang besar. Menurut para kritikus, lubang-lubang cacing yang besar harus dicakup juga dalam penjumlahannya. Tapi karena kita tidak melihat lubang-lubang cacing yang tampak dan besar di mana pun, perhitungan dia tampaknya mempunyai suatu cacat yang fatal.
Tanpa merasa terganggu dengan kritik-kritik terhadapnya, Coleman segera menanggapinya dengan memilih judul-judul yang menghebohkan bagi makalah-makalahnya. Untuk membuktikan bahwa lubang-lubang cacing yang besar bisa diabaikan dalam perhitungannya, dia menulis suatu tangkisan terhadap para pengecamnya dengan judul, “Meloloskan Diri dari Ancaman Lubang-Lubang Cacing Raksasa”.
Kalau argumen-argumen matematik secara murni dari Coleman betul, argumen-argumen itu akan memberikan bukti eksperimental yang kokoh bahwa lubang-lubang cacing adalah suatu ciri esensial dari semua proses fisikal, dan tidak hanya gagasan yang tidak realistik. Itu akan berarti bahwa lubang-lubang cacing yang menghubungkan alam semesta kita dengan sejumlah alam semesta yang mati sangat penting untuk mencegah alam semesta kita membungkus dirinya sendiri menjadi suatu bola yang sangat kecil dan padat, atau mencegahnya meledak ke arah luar dengan kecepatan yang luar biasa. Ini akan berarti bahwa lubang-lubang cacing adalah ciri esensial yang mengakibatkan alam semesta kita relatif stabil.
Tapi sebagaimana halnya dengan kebanyakan perkembangan yang terjadi pada panjang Planck, pemecahan terakhir dari persamaan-persamaan matematik lubang-lubang cacing ini harus menunggu sampai kita memiliki suatu pemahaman yang lebih baik tentang gravitasi kuantum. Banyak dari persamaan-persamaan Coleman membutuhkan suatu sarana untuk menghilangkan hal-hal ananta yang lazim pada semua teori kuantum tentang gravitasi, dan ini berarti menggunakan teori dawai. Secara khusus, kita barangkali harus menunggu sampai kita bisa secara meyakinkan menghitung koreksi kuantum terbatas (finite) pada teorinya. Banyak dari ramalan-ramalan aneh ini harus menunggu sampai kita bisa menajamkan alat-alat kalkulasi kita.
Penguasa Ruang Hiper?
Seperti yang sudah kami tekankan, masalahnya terutama bersifat teoritis. Kita tidak memiliki kekuatan otak matematik untuk membuka masalah-masalah ini yang sudah didefinisikan secara baik. Persamaan-persamaan itu melihat ke kita dari papan tulis, tapi kita tidak berdaya menemukan pemecahan-pemecahan yang terbatas dan kokoh baginya pada masa sekarang. Begitu para fisikawan sudah memiliki pemahaman yang lebih baik tentang ilmu fisika pada panjang Planck, maka suatu alam semesta yang sama sekali baru yang berisi kemungkinan-kemungkinan terbuka. Siapa pun, atau peradaban mana pun, yang benar-benar menguasai energi yang terdapat pada panjang Planck akan menjadi penguasa semua forsa fundamental. Itulah pokok pembicaraan kita yang berikut. Kapan kita bisa berharap menjadi penguasa ruang hiper?
