Buku yang saya dapatkan di Changi (Times Bookstore) dua puluh tahun tahun yang lalu ini semula saya kira berisi bantahan atas teori kosmologi yang paling populer, Big Bang, dengan dalil-dalil agama. Itulah alasan yang menyebabkan saya menjangkau buku itu dari rak, dan saya buka-buka (pada waktu itu buku di toko buku di Singapura tidak disegel seperti buku di toko buku di Indonesia). Tadinya saya kira penulisnya adalah seorang pendeta atau teologian, yang mencoba mengembalikan iman umatnya yang telah dirusak oleh sains.

Ternyata tidak. Buku ini membantah teori Big Bang bukan dengan dalil agama atau kaidah teologi, namun dengan sebuah teori alternatif, yakni kosmologi plasma. Buku ini tidak ada hubungannya dengan teologi dan tidak membantah (bahkan terasa sebagai mendukung) teori evolusi Darwin. Yang ia bantah adalah peristiwa Big Bang, yakni awal terciptanya alam semesta dan waktu. Menurut Lerner, penulisnya, alam semesta sudah ada dan akan terus ada. Abadi. Tak ada awal, tak ada akhir. Yang ia maksudkan di sini bukan bumi, atau tatasurya, atau bahkan galaksi, tetapi jagatraya. Planet, bintang, dan galaksi boleh muncul dan lenyap, seperti pemahaman yang ada sekarang, dengan big-bang dan big-crunch lokal. Tetapi jagatraya (the universe) tak berawal dan tak berakhir, dan ukurannya tak terhingga.

Eric Lerner bukan asal membantah, tetapi memberikan alasan-alasan ilmiah yang ia dan rekan-rekannya di seluruh dunia dapatkan dari riset mengenai plasma, sambil sedikit mengejek para pendukung Big Bang sebagai inovator kitab Perjanjian Lama dalam masalah penciptaan (Genesis). Bila dalam Perjanjian lama satuan waktu penciptaan adalah hari, satuan waktu teori Big Bang adalah milyar tahun. Satuan waktu Lerner adalah triliun tahun, tanpa awal, tanpa akhir. Mengikuti  kaidah penciptaan Perjanjian Lama, dihitung dari penciptaan Adam sampai generasi kita terakhir, umur jagatraya ini sekitar 8000 tahun. Menurut teori Big Bang, 14 milyar tahun. Menurut Lerner, takberhingga.

Plasma adalah gas yang terionisasi, apapun penyebabnya (medan listrik, panas, gesekan) . Ionisasi adalah peristiwa lepasnya elektron dari molekul atau atom gas. Elektron yang melepaskan diri dari ikatan inti ini adalah elektron yang “panas” (tereksitasi). Jadi inti atom boleh tidak panas, tetapi medan listrik dapat menyebabkan elektron menjadi “panas”  dan melepaskan diri. Karena ada elektron bebas, maka plasma adalah penghantar lsitrik. Lampu hemat energi yang sedang menyala, isinya plasma (yang gak mau nyala, gagal membentuk plasma). Ada juga TV Plasma, yang layarnya tidak lain adalah ratusan ribu sampai  jutaan lampu mikro semacam lampu hemat energi tadi  (tergantung ukuran TV-nya). Kata plasma di sini tak ada kaitannya dengan plasma dalam kata majemuk plasma darah. Plasma darah adalah bagian cair dari darah kita yang melarutkan sel darah merah, sel darah putih, dan platelet.

Ada dua alasan pokok Lerner mengecam teori Big Bang.

1. Observasi mutakhir menunjukkan ada kumpulan galaksi yang umurnya diperhitungkan lebih dari 20 milyar tahun. Teori Big Bang memperkirakan umur jagat raya sekitar 14 milyar tahun.

2. Menurut perhitungan teori plasma, pembentukan galaksi dari plasma hidrogen memerlukan waktu triliunan tahun.

Dua alasan di atas saling mendukung.

Teori Big Bang didasari oleh fisika partikel. Fisika partikel didominasi oleh improvisasi matematika untuk menyesuaikan rumus dengan hasil observasi laboratorium. Bila laboratorium (akselerator partikel) memperlihatkan gambar tumbukan partikel yang memperlihatkan jejak yang ganjil, maka fisikawan teoritis akan menyusun rumus baru yang mengakomodasi jejak partikel baru itu, dan memberinya nama. Atau, berdasarkan rumus-rumus yang ada, fisikawan meramalkan adanya partikel tertentu yang harus ada agar penjelasan menjadi lengkap. Ini kemudian diuji dengan eksperimen lagi, dan biasanya partikel tersebut akan ditemukan. Sampai-sampai ada senda gurau, bahwa kalau fisikawan ingin menemukan suatu partikel tertentu untuk melengkapi teorinya, ia akan menemukannya. Dunia sub atom sekarang dipenuhi oleh banyak partikel, sehingga fisikawan sendiri menamainya particle zoo. Ini beberapa: Proton, neutron, elektron, quark, gluon, neutrino. Tiga yang pertama kita cukup mengenalnya dengan baik. Tiga yang terakhir masih terbagi lagi menjadi beberapa jenis.

Tahun 1964, seorang fisikawan bernama Higgs mengemukakan suatu teori interaksi paket energi dalam suatu medan yang menyebabkan energi berubah menjadi massa ketika suhunya turun. Medan ini kemudian disebut medan Higgs, atau partikel Higgs. Pada dunia subatom,  partikel, energi dan medan kayaknya sama saja.

Fisikawan partikel sudah lebih dari 40 tahun mencoba mengidentifikasi partikel Higgs dengan sejumlah percobaan di berbagai akselerator di Amerika dan Eropa. Kalau partikel Higgs terbukti ada, maka teori Big Bang akan memperoleh dasar yang kuat untuk disebut sebagai teori yang benar. Kalau tidak, maka mungkin yang benar adalah Lerner. Tak ada Big Bang.

Bulan lalu (Desember 2011) tiga lembaga riset (dua di Amerika dan satu di Eropa) menyatakan mereka sepertinya melihat partikel Higgs dalam riset tumbukan partikel mereka yang terakhir. Pada tahun 1991 Lerner menyatakan ragu kalau partikel Higgs akan ditemukan. Dalam beberapa bulan ke depan ilmuwan akan mengambil keputusan melalui sejumlah analisis dan percobaan lagi untuk menentukan apakah benar mereka telah “melihat” jejak partikel Higgs. Tidak seperti proton atau neutron yang keberadaannya “kasat mata” dan berumur panjang, partikel Higgs berumur sangat singkat.

Teori Big Bang adalah konsekuensi dari penemuan Edwin Hubble, bahwa jagat raya ini sekarang  sedang mengembang. Hubble mengamati spektrum cahaya dari galaksi. Hampir semua galaksi yang ia amati memperlihatkan pergesaran spektrum ke arah frekuensi yanglebih rendah. Maksudnya, frekuensi yang dihasilkan oleh unsur-unsur kimia di galaksi-galaksi itu lebih rendah dari yang seharusnya. Karena warna merah adalah frekuensi terendah dalam wilayah penglihatan kita, maka pergeseran ini disebut saja red-shift (pergeseran ke arah merah). Contohnya, lampu Natrium (lampu penerangan jalan) menghasilkan warna kuning. Kalau lampu itu berada di galaksi yang diamati Hubble, lampu itu akan kelihatan lebih tua kuningnya, atau bahkan terlihat merah. Frekuensinya turun karena sumber cahayanya bergerak menjauhi kita (efek Dopler: deru mobil yang mendekat ke arah kita nadanya lebih tinggi dibandingkan ketika mobil itu sudah melewati kita dan menjauh). Hubble juga mengamati bahwa galaksi yang lebih jauh red-shiftnya lebih besar, artinya bergerak menjauhi kita dengan kecepatan yang lebih tinggi. Atau, setiap galaksi menjauhi galaksi lainnya. Alam semesta kita sedang mengembang. Kalau begitu, dulu, galaksi-galaksi itu saling berdekatan, atau bahkan jadi satu. Atau bahkan jadi satu titik, yang sekarang dikenal sebagai singularity. Dari satu titik inilah jagat raya berasal, melalui Big Bang (sebenarnya, siapa yang mendengar?). Cukup menakjubkan, jagat raya yang besar ini sekarang dianalisis dengan mempelajari peristiwa yang terjadi pada skala yang sangat kecil (sub atom). Peristiwa Big Bang dipelajari dengan Micro Bang (tumbukan partikel). Intrapolasi jagat raya sampai ke titik awal itu tentu saja tidak mudah. Tetapi sekarang tampaknya diperoleh angka 14 milyar tahun. Material yang dihasilkan Big Bang mengelompok karena gravitasi, membentuk bintang, planet, dan galaksi, dan dalam 14 milyar tahun menjadi terlihat seperti sekarang.

Kosmologi Plasma berbeda. Alam semesta boleh tampak mengembang, tetapi bukan karena Big Bang, namun karena ledakan plasma. Alam raya ini tak berhingga besarnya, dan abadi. Katakanlah ada ruang kosong antar galaksi. Bila ruang angkasa disebut kosong atau hampa, sebenarnya ada satu atau dua proton dan elektron per sentimeter kubik .  Satu proton dan satu elektron kalau ketemu jadi satu atom hidrogen. Di ruang angkasa, proton dan elektron bercerai, sehingga ruang angkasa mengandung elektron bebas dan proton (ion hidrogen) yang bebas. Ruang angkasa berisi atom hidrogen yang terionisasi. Dengan kata lain: plasma.  Plasma menghantarkan listrik. Bila karena sesuatu sebab satu wilayah menjadi lebih positif dari bagian yang lain, maka arus mengalir melalui plasma. Mengikuti hukum tangan kanan Ampere, arus yang searah akan saling menarik.

Beberapa jalur arus yang searah akan bergabung karena medan magnit yang  ditimbulkannya saling memperkuat. Terjadilah pemampatan ion hidrogen oleh medan magnet. Kalau wilayah yang menghantar arus ini besar, dan arus yang mengalir juga besar,  pemampatan ini akan menyatukan proton dan elektron, sehingga menjadi atom hidrogen. Kalau demikian banyak atom hidrogen sehingga gravitasi mulai beraksi, terjadilah reaksi fusi, penggabungan hidrogen menjadi helium. Ion hidrogen berubah menjadi bintang. Begitulah kira-kira proses evolusi ion hidrogen menjadi bintang menurut teori kosmologi plasma. Proses ini memerlukan waktu triliunan tahun. Selanjutnya pembentukan planet dan mahluk hidup bukan lagi wilayah kosmologi.

Bagi saya yang tidak terlibat dalam riset kosmologi, Big Bang maupun Plasma, ini tidak jadi masalah benar. Tetapi sekarang saya ikut penasaran dengan keputusan yang akan diambil oleh para ilmuwan fisika partikel, apakah mereka akan menyatakan telah menemukan partikel Higgs, atau belum, atau tidak sama sekali. Bila partikel Higgs dinyatakan tidak ada, maka teori fisika partikel mesti ditulis ulang, dan Eric Lerner merasa menang. Ada juga menang kalah dalam sains, ya?