Bunyi ciptaan alam semesta

Kita berpikir bahwa ruang angkasa adalah tempat yang sunyi. Namun, dokter Janna Levin berkata bahwa alam semesta memiliki lagu tema -- sebuah komposisi suara yang merekam beberapa kejadian yang paling dramatis di luar angkasa. (Misalnya, lubang hitam yang berdentum di ruang waktu seperti sebuah drum.) Sebuah perjalanan suara yang bisa diakses dan meluaskan pikiran melalui alam semesta.

Saya ingin Anda semua berpikir sebentar

mengenai fakta yang sangat sederhana

yang, sejauh ini,

sebagian besar dari hal yang kita ketahui tentang alam semesta

kita peroleh dari cahaya.

Kita bisa berdiri di Bumi dan memandang ke langit malam

dan melihat bintang-bintang dengan mata telanjang kita.

Matahari membakar penglihatan kita.

Kita melihat cahaya terpantul dari Bulan.

Dan sejak Galileo mengarahkan teleskop sederhananya

ke benda-benda langit,

alam semesta yang ada saat ini kita ketahui melalui cahaya,

melalui era-era panjang dalam sejarah kosmis.

Dan dengan semua teleskop modern yang kita miliki,

kita mampu mengumpulkan

film bisu yang mengagumkan tentang alam semesta ini --

rangkaian jepretan gambar ini

yang kembali lagi ke Big Bang.

Namun, alam semesta ini bukanlah sebuah film bisu

karena alam semesta tidaklah bisu.

Saya ingin meyakinkan Anda

bahwa alam semeta memiliki lagu tema

dan lagu tema tersebut dimainkan di ruang angkasa itu sendiri,

karena ruang angkasa mampu bergoyang seperti sebuah drum.

Ia mampu menyuarakan sejenis rekaman

di seluruh alam semesta

mengenai beberapa kejadian yang paling dramatis seiring berputarnya rekaman itu.

kini kita akan bisa menambahkan sesuatu

dalam komposisi visual yang megah

alam semesta yang kita miliki ini --

sebuah komposisi bunyi.

Dan meski kita tidak pernah mendengar bunyi dari luar angkasa,

kita benar-benar harus, dalam beberapa tahun ke depan,

mulai lebih banyak mendengar mengenai apa yang terjadi di luar sana.

Jadi dalam ambisi

untuk mendengar lagu-lagu dari alam semesta ini,

kita mengalihkan fokus kita

ke lubang hitam dan kemungkinan yang ada di dalamnya,

karena lubang hitam bisa memukul waktu-ruang

seperti palu pada drum

dan menghasilkan satu lagu yang khas,

yang ingin saya mainkan untuk Anda -- beberapa perkiraan kita

tentang seperti apa lagu itu.

Kini lubang hitam terlihat gelap di langit yang gelap.

Kita tidak bisa melihatnya lansgung.

Semua lubang itu tidak kita lihat melalui cahaya, setidaknya tidak secara langsung.

Kita bisa melihatnya secara tidak langsung,

karena lubang-lubang hitam tersebut menimbulkan malapetaka di sekitar mereka.

Mereka menghancurkan bintang-bintang di sekeliling mereka.

Mereka mengacaukan sampah di sekeliling mereka.

Tapi mereka tidak akan mendatangi kita langsung melalui cahaya.

SUatu hari kita mungkin melihat sebuah bayangan

yang dihasilkan oleh sebuah lubang hitam pada sebuah latar belakang yang sangat terang,

tapi kita belum pernah melihatnya.

Namun lubang hitam bisa terdengar

meskipun mereka tidak bisa terlihat,

dan itu karena mereka membentur waktu-ruang seperti sebuah drum.

Sekarang gagasan mengenai ruang angkasa yang bisa berdentum seperti drum

muncul berkat Albert Einstein -- kita benar-benar harus berterima kasih pada beliau.

Einstein menyadari bahwa jika ruang angkasa kosong,

jika alam semesta koong,

maka akan terlihat seperti gambar ini,

kecuali mungkin tanpa garis putus-putus yang tergambar di sini.

Tapi jika kita terjun bebas ke ruang angkasa,

bahkan tanpa bantuan garis putus-putus ini,

kita mungkin bisa melukisnya sendiri,

karena kita akan melihat bahwa kita melewati garis-garis lurus,

jalur-jalur yang lurus dan tak terbelokkan

melalui alam semesta.

Einstein juga menyadari --

dan ini adalah yang paling penting --

bahwa jika Anda menaruh energi atau masa di dalam alam semesta,

ini akan melengkungkan ruang angkasa,

dan sebuah benda yang jatuh dengan bebas

akan lewat begitu saja, misalnya, matahari

dan akan dibelokkan

di sepanjang lengkungan alami di ruang angkasa.

Ini adalah teori relativitas Einstein yang luar biasa.

Kini bahkan cahaya bisa dibelokkan oleh jalur-jalur tersebut.

Dan Anda bisa dibuat sangat melengkung

sehingga Anda terjebak di dalam orbit di sekeliling Matahari,

seperti halnya Bumi, atau Bulan yang mengelilingi Bumi.

Semua ini adalah lengkungan alami di ruang angkasa.

Hal yang tidak disadari oleh Einstein

adalah, jika Anda mengambil Matahari kita

dan Anda menjatuhkannya sejauh enam kilometer --

sehingga Anda memerlukan sejuta kali masa Bumi

dan Anda mendorongnya sejauh enam kilometer,

Anda akan menghasilkan sebuah lubang hitam,

sebuah benda yang begitu padat

yang jika berada begitu dekat dengan cahaya, tidak akan bisa menghindar --

sebuah bayangan gelap menutupi alam semesta.

Bukan Einstein yang menyadari hal ini,

tapi Karl Schwarzschild

seorang Yahudi Jerman pada Perang Dunia I --

yang saat bergabung dengan angkatan bersenjata Jerman sudah menjadi ilmuwan hebat,

dan bekerja untuk front Rusia.

Saya suka membayangkan Schwarzschild dalam perang di tengah parit-parit

menghitung lintasan balistik untuk tembakan meriam,

kemudian, di antara kegiatan itu,

menghitung persamaan Einstein --

seperti yang Anda lakukan di dalam parit-parit itu.

Dan ia membaca buku Einstein yang baru terbit

mengenai teori umum relativitas,

dan ia merasa tertantang oleh teori ini.

Dan ia dengan cepat memperkirakan

sebuah pemecahan matematis tepat

yang menjelaskan tentang sesuatu yang sangat luar biasa:

lengkungan yang begitu kuat

yang menyebabkan ruang angkasa mengalir masuk ke dalamnya,

ruang angkasa sendiri akan melengkung seperti air terjun

mengalir turun di sepanjang lubang.

Dan bahkan cahaya sekalipun tidak bisa menghindar dari aliran ini.

Cahaya akan tertarik turun ke dalam lubang

seperti halnya semua benda lain,

dan yang tersisa hanyalah sebuah bayangan.

Kini ia menulis surat kepada Einstein,

dan ia berkata, "Seperti yang akan Anda lihat,

perang telah cukup berbuat baik padaku.

Terlepas dari tembak-menembak yang gencar,

aku mampu melepaskan diri dari itu semua

dan berjalan melalui negerimu yang penuh gagasan."

Dan Einstein sangat terkesan oleh solusinya yang tepat,

dan saya semestinya juga mengharapkan dedikasi ilmuwan tersebut.

Inilah ilmuwan pekerja keras yang berada dalam kondisi yang sulit.

Dan ia membawa gagasan Schwarzschild

ke Prussian Academy of Sciences pada minggu berikutnya.

Namun EInstein selalu berpikir bahwa lubang-lubang hitam adalah keganjilan matematis.

Ia tidak percaya bahwa semua itu ada secara alami.

Ia berpikir alam akan melindungi kita dari formasi mereka.

Hal ini terjadi berpuluh-puluh tahun

sebelum istilah "lubang hitam" dimunculkan

dan orang-orang menyadari

bahwa lubang hitam sebenarnya merupakan benda-benda astrofisika --

sesungguhnya mereka adalah bentuk dari

bintang-bintang luar biasa besar yang sudah mati

yang jatuh berguguran secara tidak beraturan

saat kehidupan mereka berakhir.

Kini Matahari kita tidak akan jatuh ke dalam lubang hitam.

Matahari tidak cukup besar.

Namun jika kita melakukan eksperimen pemikiran kecil --

karena Einstein sangat senang melakukannya --

kita bisa membayangkan

menjatuhkan Matahari sampai hancur ke bawah sejauh enam kilometer,

dan meletakkan Bumi yang sangat kecil yang berputar mengelilinginya,

mungkin 30 kilometer

di luar matahari lubang hitam.

Dan bumi tersebut akan menyinari dirinya sendiri,

karena kini Matahari sudah tidak ada, kita tidak mempunyai sumber cahaya lain --

jadi mari kita membuat Bumi kecil kita menyinari dirinya sendiri.

Dan Anda akan menyadari bahwa Anda bisa meletakkan Bumi dalam satu orbit yang menyenangkan

bahkan sejauh 30 km

di luar lubang hitam yang hancur ini.

Lubang hitam yang hancur ini

sesungguhnya cukup besar untuk diletakkan di dalam kota Manhattan, kurang lebih demikian.

Lubang ini mungkin melebar keluar sedikit menuju Hudson

sebelum menghancurkan Bumi.

Namun pada dasarnya inilah yang kita bicarakan.

Kita membicarakan tentang sebuah benda yang bisa Anda hancurkan

menjadi seluas setengah area Manhattan.

Jadi kita memindahkan Bumi ini mendekat --

30 kilometer di luar --

dan kita melihat Bumi berputar mengelilingi lubang hitam itu dengan sangat baik.

Ada semacam mitos

bahwa lubang hitam menelan semua hal yang ada di alam semesta,

tapi Anda sesungguhnya harus berada sangat dekat untuk jatuh ke dalamnya.

Namun yang berkesan adalah bahwa, dari sudut pandang kita,

kita selalu bisa melihat Bumi.

Bumi tidak bisa bersembunyi di balik lubang hitam.

Cahaya dari Bumi, jatuh sedikit ke dalamnya,

tapi sedikit cahaya lainnya terpantul kembali ke kita.

Jadi Anda tidak bisa menyembunyikan apapun di balik lubang hitam.

Jika ini adalah Battlestar Galactica

dan Anda memerangi para Cylon,

jangan bersembunyi di balik lubang hitam.

Mereka bisa melihat Anda.

Kini, Matahari kita tidak akan jatuh ke dalam lubang hitam --

ia tidak cukup besar --

tapi ada puluhan ribu lubang hitam di dalam galaksi kita.

Dan jika salah satunya menimbulkan gerhana di Bima Sakti,

maka akan terlihat seperti ini.

Kita akan melihat sebuah bayangan dari lubang hitam tersebut

menutupi ratusan miliar bintang

dalam Bima Sakti dan jalur-jalurnya yang berdebu dan bersinar.

Dan jika kita jatuh ke dalam lubang hitam ini,

kita akan melihat semua cahaya yang terpantul di sekitarnya,

dan kita bahkan bisa mulai memasuki bayangan tersebut

dan benar-benar tidak menyadari bahwa sesuatu yang dramatis telah terjadi.

Hasilnya tidak akan bagus jika kita mencoba menembakkan roket kita dan keluar dari sana

karena kita tidak bisa,

tidak bisa lebih baik dari cahaya yang bisa meloloskan dirinya.

Namun meski lubang hitam itu terlihat gelap dari luar,

sesungguhnya di dalamnya tidak gelap,

karena semua cahaya daro galaksi bisa jatuh di belakang kita.

Dan meskipun, karena efek relativitas yang dikenal sebagai dilasi waktu,

waktu kita terasa melambat

dan bersifat relatif terhadap waktu galaksi,

ini akan terlihat seolah-olah evolusi galaksi

telah dipercepat dan meluncur cepat menuju kita,

tepat sebelum kita hancur tertabrak oleh lubang hitam itu.

Ini akan terasa seperti pengalaman nyaris mati

saat Anda melihat cahaya di ujung terowongan,

tapi ini adalah pengalaman kematian total.

(Gelak tawa)

Dan tidak ada cara untuk memberitahu siapapun

mengenai cahaya di ujung terowongan.

Kini kita tidak pernah melihat bayangan seperti bayangan lubang hitam ini,

tapi lubang hitam bisa didengar,

meskipun tidak bisa dilihat.

Bayangkan sekarang berada dalam situasi realistis yang bersifat astrofisika --

bayangkan dua lubang hitam yang sudah ada dalam waktu begitu lama.

Mungkin mereka awalnya adalah bintang

dan jatuh menjadi dua lubang hitam --

masa setiap lubang adalah 10 kali masa Matahari.

Jadi sekarang kita akan menjatuhkan mereka ke bawah sejauh 60 kilometer.

Mereka bisa berputar-putar

sebanyak ratusan kali dalam sedetik.

Pada akhir hidup mereka,

mereka saling berputar mengelilingi diri masing-masing dalam kecepatan hampir setara cahaya.

Jadi mereka melintasi ribuan kilometer

dalam hitungan sepersekian detik,

dan saat mereka melintas, mereka tidak hanya melengkungkan ruang angkasa,

tapi sesudanhnya juga meninggalkan

ruang angkasa yang berdering,

yang merupakan gelombang nyata pada ruang-waktu.

Ruang angkasa menciut dan meregang

saat ia meluncur keluar dari lubang hitam ini

menngguncang alam semesta.

Dan mereka pergi jauh ke dalam kosmos

dengan kecepatan cahaya.

SImulasi komputer ini

berasal dari satu kelompok relativitas di NASA Goddard.

Siapapun di dunia ini membutuhkan waktu hampir 30 tahun untuk memecahkan masalah ini.

Ini adalah salah satu dari kelompok-kelompok tersebut.

Ini menunjukkan dua lubang hitam dalam orbit yang saling mengitari,

lagi-lagi, dengan bantuan gambar lengkungan ini.

Dan jika Anda bisa lihat -- ini terlihat agak kabur --

tapi kalau Anda bisa melihat gelombang merah yang memancar keluar,

ini adalah gelombang gravitasi.

Gelombang ini sesungguhnya adalah bunyi deringan ruang angkasa,

dan mereka akan keluar dari lubang-lubang hitam ini dengan kecepatan cahaya

saat mereka berdering dan menyatu

menjadi satu lubang hitam yang berputar dan sunyi

pada akhirnya.

Jika Anda berdiri cukup dekat,

telinga Anda akan ber-resonansi

dengan ruang angkasa yang menciut dan meregang.

Anda akan benar-benar mendengar bunyinya.

Kini tentu saja kepala Anda akan ikut menciut dan meregang,

jadi Anda mungkin agak kesulitan memahami apa yang sedang terjadi.

Namun saya akan memainkan untuk Anda

bunyi yang kami perkirakan.

Ini dari kelompok saya --

pemodelan komputer yang tidak terlalu memesona.

Bayangkan sebuah lubang hitam yang lebih ringan

yang jatuh ke dalam satu lubang hitam yang sangat berat.

Bunyi yang sedang Anda dengarkan

adalah lubang hitam yang lebih ringan yang membentur ruang angkasa

setiap kali ia mendekat.

Jika ia berada jauh, maka akan menjadi sangat sunyi.

Namun lubang ini masuk seperti sebuah palu,

dan benar-benar membuat ruang angkasa retak,

menggoyangnya seperti sebuah drum.

Dan kita bisa memperkirakan seperti apa bunyinya.

Kita tahu bahwa, saat ia jatuh ke dalam,

ia menjadi lebih cepat dan lebih keras bunyinya.

Dan akhirnya,

kita akan mendengar si lubang kecil jatuh ke dalam lubang yang lebih besar.

(Bunyi berdebum)

Lalu ia hilang.

Saya tidak pernah mendengarnya begitu keras -- sesungguhnya ini lebih dramatis.

Di rumah ini terdengar seperti antiklimaks.

Semacam bunyi ding, ding, ding.

Ini adalah bunyi lain dari kelompok saya.

Tidak, saya tidak menunjukkan gambar apapun kepada Anda,

karena lubang hitam tidak meninggalkan

jejak-jejak tinta yang bisa membantu,

dan ruang angkasa tidak digambar,

menunjukkan Anda lengkungan-lengkungannya.

Namun jika Anda mengapung di ruang angkasa saat berlibur di sana

dan Anda mendengar ini,

Anda pasti ingin berpindah.

{Gelak tawa)

Ingin menjauh dari bunyi itu.

Kedua lubang hitam ini bergerak.

Keduanya bergerak mendekati satu sama lain.

Dalam hal ini, mereka cukup banyak berguncang-guncang.

Kemudian mereka akan menyatu.

(Bunyi berdebum)

Kini ia hilang.

Bunyi berdecit itu adalah bunyi khas saat lubang hitam menyatu --

dan pada akhirnya ia berdecit.

Itulah perkiraan kami

tentang apa yang akan kita lihat.

Untungnya kita berada dalam jarak jauh yang aman di Long Beach, California.

Dan tentu saja, di suatu tem[at di alam semesta

dua lubang hitam telah menyatu.

Dan tentu saja, ruang angkasa di sekitar kita

berdering

setelah bepergian mungkin sejauh jutaan tahun cahaya, atau jutaan tahun,

dengan kecepatan cahaya menuju ke arah kita.

Namun bunyinya terlalu pelan untuk bisa kita dengar.

Ada banyak eksperimen yang bersifat sangat industrial yang dilakukan di Bumi --

salah satunya disebut LIGO --

yang akan mendeteksi deviasi

dalam ruang angkasa yang menciut dan meregang

dalam waktu kurang dari sepersekian nukleus atom

sepanjang empat kilometer.

Ini adalah sebuah eksperimen yang sangat ambisius,

dan akan berkembang menuju kepekaan yang lebih tinggi

dalam beberapa tahun ke depan -- untuk meningkatkannya.

Ada juga misi yang diajukan untuk ruang angkasa,

yang sedianya akan diluncurkan dalam sepuluh tahun ke depan,

bernama LISA.

Dan LISA akan mampu melihat lubang-lubang hitam yang luar biasa besar --

yang semuanya memiliki masa jutaan atau miliaran kali lipat

lebih besar dari masa Matahari.

Dalam gambar Hubble ini, kita lihat ada dua galaksi.

Semua terlihat seolah-olah membeku dalam suatu macam pelukan.

Dan setiap lubang mungkin mengandung

sebuah lubang hitam yang sangat besar di intinya.

Namun mereka tidak beku;

mereka sesungguhnya sedang menyatu.

Kedua lubang hitam ini bertabrakan,

dan mereka akan menyatu dalam skala waktu miliaran tahun.

Hal ini jauh di luar persepsi kita sebagai manusia

untuk menjalani durasi sepanjang itu.

Namun LISA mampu melihat tahap-tahap akhir

dari dua lubang hitam yang sangat besar

lebih awal dalam sejarah alam semesta,

waktu 15 menit terakhir sebelum mereka jatuh bersama.

Dan ini bukan sekadar lubang hitam,

tapi juga gangguan besar apapun dalam alam semesta --

dan yang terbesar dari semuanya adalah Big Bang.

Saat ungkapan itu dimunculkan, sifatnya mengolok-olok --

seperti, "Oh, siapa yang akan percaya Big Bang?"

Namun kini hal ini sesungguhnya lebih tepat dari segi teknis

karena ia bisa menabrak.

Ia bisa menimbulkan bunyi.

Animasi ini dari teman saya di Proton Studios

yang menunjukkan penampakan Big Bang dari luar.

Kami sesungguhnya bahkan tidak ingin melakukannya. Kami ingin berada di dalam alam semesta

karena tidak mungkin berdiri di luar alam semesta.

Jadi bayangkan Anda berada di dalam Big Bang.

Ia ada di mana-mana, ada di sekitar Anda,

dan ruang angkasa berguncang dengan kacau.

EMpat belas miliar tahun berlalu

dan lagu ini masih terdengar di sekitar kita.

Galaksi terbentuk,

dan generasi bintang terbentuk di dalam galaksi-galaksi tersebut,

dan di sekitar satu bintang,

setidaknya satu bintang,

terdapat satu planet yang bisa dihuni.

Dan di sinilah kita berada dan melakukan semua ekpserimen ini dengan panik,

melakukan penghitungan, menulis semua kode komputer ini.

Bayangkan satu miliar tahun yang lalu,

dua lubang hitam bertabrakan,

Lagu itu yang telah terdengar di sepanjang ruang angkasa

selama waktu itu.

Kita bahkan tidak ada di sini.

Ia mendekat dan semakin mendekat ---

Empat puluh ribu tahun yang lalu, kita masih melukis di dalam gua.

Ini seperti tergesa-gesa, membuat instrumen Anda.

Ia mendekat dan semakin dekat, dan pada 20 ...

tahun berapapun itu nantinya

saat detektor kita akhirnya berada pada kepekaan yang lebih maju --

kita akan membuatnya, kita akan menghidupkan semua mesin itu

dan, dor, kita akan menangkapnya -- lagu pertama dari ruang angkasa.

Jika itu adalah Big Bang yang akan kita ambil,

maka bunyinya akan seperti ini.

(Gelombang statis) Bunyi yang sangat jelek.

Ini sesungguhnya adalah definisi suara berisik.

Ini adalah derau putih; ini adalah semacam deringan yang kacau.

Namun ini ada di sekitar kita, sepertinya,

jika belum terhapus

oleh beberapa proses dalam alam semesta.

Dan jika kita mengikutinya, ini akan menjadi musik di telinga kita

karena ini menjadi gema yang pelan

dari saat penciptaan kita,

dari alam semesta kita yang bisa diamati.

Jadi dalam waktu beberapa tahun ke depan,

kita akan mampu membesarkan lagu tema itu sedikit,

menjadikan alam semesta dalam bentuk suara.

Namun jika kita mendeteksi saat-saat awal,

ini akan membawa kita lebih dekat

ke pemahaman tentang Big Bang,

yang membawa kita lebih dekat lagi

untuk mengajukan beberapa pertanyaan yang paling sulit, paling susah dipahami.

Jika kita memutar mundur film tentang alam semesta kita,

kita tahu bahwa ada Big Bang di masa lalu kita,

dan kita bahkan mungkin mendengar bunyinya yang hiruk-pikuk,

tapi apakah Big Bang kita adalah satu-satunya Big Bang?

Maksu saya kita harus bertanya, apakah ini pernah terjadi sebelumnya?

Apakah akan terjadi lagi?

Maksud saya, untuk membangkitkan tantangan TED

untuk memunculkan kembali rasa ingin tahu,

kita bisa mengajukan pertanyaan, setidaknya untuk menit terakhir ini,

yang sejujurnya mungkin akan menghantui kita selamanya.

Namun kita harus bertanya:

Mungkinkan alam semesta kita

hanyalah segelintir peninggalan dari sejarah yang lebih besar?

Atau, mungkinkah kita hanya sebuah cabang dari alam semesta yang begitu banyak --

setiap cabang memiliki Big Bang sendiri di masa lalunya --

mungkin beberapa di antaranya memiliki lubang hitam yang bermain drum,

mungkin yang lainnya tidak --

beberapa mungkin memiliki kehidupan yang peka, dan lainnya tidak --

bukan di masa lalu kita, bukan di masa depan kita,

tapi entah bagaimana secara fundamental terhubung dengan kita?

Jadi kita harus bertanya-tanya, jika ada banyak alam semesta,

di dalam jalur lain dalam alam semesta tersebut,

apakah ada makhluk hidup?

Ini adalah makhluk-makhluk semesta saya.

Adakah makhluk lain di dalam alam semesta yang begitu banyak itu,

yang bertanya-tanya tentang kita

dan bertanya-tanya tentang asal mereka sendiri?

Dan jika mereka memang begitu,

saya bisa membayangkan mereka seperti kita,

menghitung, menulis kode komputer,

membuat instrumen,

mencoba mendeteksi bunyi yang paling pelan

mengenai asal mereka

dan bertanya-tanya siapa lagi yang ada di luar sana.

Terima kasih. Terima kasih.

(Tepuk tangan)