Lubang Cacing: Jalan Pintas Antargalaksi, Fiksi Ilmiah atau Kenyataan?
""Lubang cacing, atau wormhole, adalah konsep hipotetis dalam fisika yang menggambarkan terowongan atau jalan pintas melalui ruang dan waktu."
8 min read
 |
| Sumber: https://iasbaba.com/2022/07/wormhole/ |
Apa Itu Lubang Cacing?
Menurut teori relativitas umum, ada sebuah objek yang bisa berfungsi sebagai terowongan antargalaksi, yang disebut lubang cacing atau wormhole. Meskipun namanya demikian, objek ini tidak ada hubungannya dengan cacing maupun lubang fisik biasa. Lubang cacing adalah suatu struktur dalam ruang-waktu yang dapat menghubungkan dua daerah berjauhan di alam semesta, memungkinkan perjalanan yang normalnya memakan waktu ribuan tahun cahaya dapat ditempuh dalam waktu singkat. Lubang cacing dapat dibayangkan sebagai terowongan sempit yang kedua ujungnya lebih lebar, mirip dua corong yang ujung kecilnya saling terhubung.
Untuk memahami konsep ini, bayangkan alam semesta sebagai permukaan sebuah apel atau selembar kertas datar. Jika kita adalah semut yang hanya bisa berjalan di permukaan apel dari satu titik ke titik lain, kita harus menempuh lintasan melengkung yang panjang. Namun, jika kita menjadi cacing, kita bisa membuat jalan pintas dengan memakan bagian dalam apel, sehingga menghubungkan kedua titik secara langsung. Jalan pintas inilah yang disebut lubang cacing. Analoginya serupa dengan melipat selembar kertas dan menusuknya untuk menghubungkan dua titik yang tadinya berjauhan.
Penting untuk dicatat bahwa lubang cacing berbeda dari lubang hitam. Lubang hitam menyerap semua materi dan gelombang, dan benda yang masuk akan terkoyak hingga level atom dan menyatu dengan inti lubang hitam. Materi dan gelombang ini tidak dimuntahkan kembali. Sebaliknya, benda yang masuk ke lubang cacing dipercaya akan muncul kembali di suatu tempat di alam semesta.
Asal Mula Teori
Konsep lubang cacing lahir secara tidak sengaja di tangan Albert Einstein. Teori ini pertama kali diusulkan pada tahun 1916 oleh fisikawan Austria Ludwig Flamm, meskipun ia tidak menyebutnya "lubang cacing" melainkan menggambarkan "lubang putih" sebagai kebalikan teoretis dari lubang hitam, yang dihubungkan oleh saluran ruang-waktu.
 |
| Sumber: https://www.livescience.com/what-are-wormholes Wormholes are still the stuff of science fiction. (Image credit: Shutterstock) |
Pada tahun 1935, Einstein, bersama fisikawan Nathan Rosen, menggunakan teori relativitas umum untuk mencoba merumuskan teori tentang partikel fundamental, dengan harapan menjadikan teorinya sebagai "Theory of Everything" yang menjelaskan segala sesuatu di alam semesta. Dengan analisis matematika yang kompleks, lahirlah objek yang dikenal sebagai jembatan Einstein-Rosen. Meskipun upaya awal ini tidak berhasil sesuai tujuan Einstein, sisa-sisa pekerjaan ini menjadi objek kajian tersendiri, dan kini kita mengenalnya sebagai lubang cacing. Istilah "lubang cacing" sendiri baru pertama kali digunakan oleh John Archibald Wheeler pada tahun 1957.
Tantangan dan Harapan Palsu
Meskipun terdengar indah dan futuristik, perjalanan melintasi lubang cacing tidaklah semudah itu.
 |
| Sumber: https://www.livescience.com/what-are-wormholes In order to travel through a wormhole, that tunnel in space-time must be stable. (Image credit: gremlin/Getty Images) |
- Ketidakstabilan: Pada tahun 1962, Fuller dan Wheeler melakukan penyelidikan lebih lanjut dan menyimpulkan bahwa lubang cacing sangat tidak stabil dan tidak mungkin bisa dilewati. Seandainya muncul, lubang cacing akan menutup kembali dalam waktu sangat singkat, berubah menjadi lubang hitam. Bahkan jika seseorang mencoba masuk secepat mungkin, ia hanya akan terjepit di mulut lubang cacing dan lenyap dalam singularitas (inti lubang hitam).
- Ukuran: Lubang cacing primordial diprediksi ada pada skala mikroskopis, sekitar 10^-33 sentimeter. Meskipun ada kemungkinan beberapa membesar seiring mengembangnya alam semesta, ukurannya yang sangat kecil menjadi hambatan besar.
- Materi Eksotis: Agar lubang cacing tidak menutup kembali, kita perlu menahannya dengan materi negatif. Materi negatif ini memiliki sifat antigravitasi, saling menolak alih-alih menarik. Materi ini harus mengandung kerapatan energi negatif dan tekanan negatif yang sangat besar, berbeda dari materi gelap atau antimateri. Sayangnya, kita belum pernah melihat objek seperti ini dalam kehidupan sehari-hari, dan keberadaannya masih belum jelas di alam semesta.
- Penciptaan: Teori relativitas umum memang menyatakan bahwa ruang itu fleksibel – dapat melengkung, memuntir, dan bergelombang – tetapi tidak bisa dirobek. Ini berarti teori relativitas umum mengizinkan lubang cacing untuk ada tetapi tidak mengizinkan lubang cacing untuk dibuat dari awal.
Secercah Harapan Baru
Sejarah lubang cacing memang diwarnai harapan dan kekecewaan. Namun, ada secercah harapan dari teori kuantum, yang merupakan lawan dari teori relativitas umum. Jika relativitas umum menjelaskan objek berukuran sangat besar, teori kuantum menjelaskan objek berukuran sangat kecil. Menariknya, kedua teori yang berlawanan ini bisa bekerja sama.
Teori kuantum menyatakan bahwa materi negatif mungkin memang ada, dan robekan-robekan dalam ruang adalah hal biasa terjadi dalam skala mikroskopis. Ini berarti lubang cacing mungkin ada dan bisa dibentuk, tetapi dalam ukuran yang sangat kecil. Yang perlu kita lakukan "hanyalah" meledakkan lubang cacing mini ini agar ukurannya menjadi besar, suatu hal yang masih jauh dari jangkauan teknologi kita saat ini. Ditambah lagi, kita juga belum tahu apakah teori kuantum mengizinkan kita untuk membuat cukup banyak materi negatif. Namun, beberapa teori gravitasi yang dimodifikasi bahkan mengklaim bahwa lubang cacing bisa eksis tanpa memerlukan materi eksotis yang melanggar kondisi energi standar dalam relativitas umum.
Perjalanan Melalui Lubang Cacing dan Perjalanan Waktu
 |
| Konsep artis tentang perjalanan melalui lubang cacing (wormhole) menggunakan pesawat antariksa hipotetis yang dilengkapi dengan cincin induksi "energi negatif" seperti digambarkan Les Bossinas untuk NASA tahun 1998. Meski secara teoretis mungkin, perjalanan melalui lubang cacing, kalaupun lubang cacing itu ada, tetap sulit dan penuh tantangan. |
Secara teoretis, jika lubang cacing dapat dipertahankan dengan materi eksotis, ia bisa dimanfaatkan untuk pengiriman informasi atau bahkan manusia menggunakan pesawat antariksa. Namun, banyak fisikawan meragukan bahwa lubang cacing benar-benar bisa dilewati manusia. Penambahan materi eksotis memang bisa menjaga kestabilan lubang cacing, tetapi penambahan materi biasa juga berkemungkinan mengacaukan gerbang lubang cacing, membuat perjalanan menjadi tidak aman. Bahkan fisikawan Kip Thorne, salah satu otoritas terkemuka di bidang ini, menyatakan bahwa ada indikasi kuat bahwa lubang cacing yang bisa dilewati manusia "terlarang oleh hukum fisika".
Lubang cacing tidak hanya berpotensi menghubungkan dua wilayah berbeda dalam alam semesta kita, tetapi juga bisa menghubungkan dua alam semesta yang berbeda. Beberapa ilmuwan bahkan menduga bahwa jika salah satu mulut lubang cacing digerakkan dengan cara tertentu, ia bisa memungkinkan perjalanan waktu.
 |
| Stephen Hawking |
Namun, ahli kosmologi Stephen Hawking berpendapat bahwa lubang cacing bukanlah cara untuk kembali ke masa lalu, melainkan hanya jalan pintas yang membuat alam semesta yang jauh menjadi lebih dekat. Perjalanan waktu ke masa lalu juga memicu "paradoks kakek" (misalnya, membunuh kakek sendiri di masa lalu, yang mencegah kelahiran cucu). Untuk mengatasi paradox ini, ada dua penjelasan:
- Ketidakstabilan Termodinamika: Proses perjalanan ke masa lalu sangat tidak stabil karena akan melibatkan penurunan entropi traveler relatif terhadap alam semesta, yang bertentangan dengan hukum termodinamika. Interaksi dengan radiasi di dalam lubang cacing akan menyebabkan keadaan traveler yang tidak stabil ini hancur, mencegah paradoks.
- Interpretasi Multi-Dunia: Dari perspektif kuantum gravitasi, perjalanan ke masa lalu akan membawa traveler ke dunia paralel yang berbeda, di mana ia dapat melakukan tindakan yang memicu paradoks tanpa melanggar prinsip kausalitas di dunia asalnya.
Selain itu, gaya pasang surut (tidal forces) yang dialami oleh seorang pengamat yang jatuh bebas ke dalam lubang cacing juga menjadi perhatian. Meskipun dalam beberapa model gaya ini bisa terbatas (tidak tak hingga seperti di lubang hitam), untuk menjaga percepatan di bawah nilai yang dapat ditoleransi oleh manusia, radius mulut lubang cacing harus sangat besar, jauh lebih besar dari manusia, bahkan sekitar 2,1 kali radius Bumi. Lubang cacing yang lebih kecil akan menghasilkan percepatan yang jauh lebih kuat.
Pencarian dan Deteksi
Hingga saat ini, lubang cacing belum terbukti keberadaannya. Namun, para ilmuwan telah menghabiskan puluhan tahun untuk memahami teori ini dan memperkirakan bentuk objek langit eksotis tersebut. Ilmuwan yakin keberadaan objek ini mengingat kondisi serupa juga pernah terjadi pada lubang hitam, yang baru bisa dibuktikan eksistensinya setelah lebih dari satu abad setelah teorinya dibangun.
Lubang cacing, jika ada, diprediksi akan menjadi objek yang sangat masif, berperilaku seperti lubang hitam yang mampu membelokkan ruang dan waktu sehingga cahaya pun ikut berbelok. Fenomena pembelokan cahaya oleh objek masif ini dikenal sebagai microlensing. Simulasi menunjukkan bahwa pembelokan cahaya ini dapat memperbesar objek apa pun di belakang lubang cacing hingga 100.000 kali lebih besar.
Meskipun mirip, perilaku pembesaran objek oleh lubang hitam dan lubang cacing mungkin berbeda: pelensaan mikro oleh lubang hitam menghasilkan empat bayangan dari sebuah objek, sementara lubang cacing akan menghasilkan tiga bayangan (dua redup dan satu sangat terang). Namun, karena benda-benda langit lain seperti galaksi, lubang hitam, atau bintang juga menghasilkan efek lensa mikro, upaya mencari lubang cacing tanpa petunjuk jelas akan sangat sulit, seperti mengidentifikasi suara lembut seseorang di tengah konser musik rock yang gegap gempita. Sains dan teknologi yang ada saat ini memang belum memungkinkan untuk mendeteksi, menstabilkan, atau memperbesar lubang cacing.
(Perlu dicatat bahwa istilah "lubang cacing" juga digunakan dalam konteks ilmu material, merujuk pada pori-pori atau saluran berbentuk lubang cacing dalam sistem misel, yang merupakan aplikasi yang berbeda dari astrofisika.)
Kesimpulan
Sejarah tentang lubang cacing adalah sejarah tentang harapan dan kekecewaan. Meskipun kita kecewa karena lubang cacing membutuhkan materi negatif agar bisa dilewati dan memerlukan robekan dalam ruang agar bisa dibentuk (yang tidak diizinkan oleh relativitas umum), secercah harapan dari teori kuantum terus memicu penelitian.
Lubang cacing tetap menjadi objek yang sangat hipotetis. Para fisikawan terkemuka tidak mengharapkan untuk menemukannya dalam waktu dekat, dan teknologi yang ada saat ini tidak cukup untuk memanipulasi atau menstabilkannya untuk perjalanan manusia. Namun, berbagai konsep terus dikembangkan oleh ilmuwan dengan harapan dapat diterapkan di masa depan. Meskipun tidak mudah, pembuktian lubang cacing tetap bukanlah hal yang mustahil. Jika kita saling menghancurkan satu sama lain dengan peperangan dan kebencian, di saat itulah kita tidak punya harapan sama sekali untuk menjelajahi alam semesta atau menemukan solusi dari tantangan terbesarnya.