Sejarah alam

Anda sesungguhnya dapat mengamati sendiri gelombang-gelombang mikro ini. Pasang televisi anda pada sebuah saluran kosong. Beberapa persen dari salju yang anda lihat pada layar, akan disebabkan oleh latar belakang gelombang-gelombang mikro. Penafsiran masuk akal satu-satunya dari latar belakang tersebut adalah bahwa itu adalah radiasi yang tersisa dari sebuah keadaan awal yang sangat panas dan padat. Ketika alam semesta mengembang, radiasi akan telah mendingin sampai tinggal ampas redup yang kita amati sekarang.

Walaupun teorema-teorema keganjilan Penrose dan saya sendiri, memprediksi bahwa alam semesta memiliki sebuah permulaan, teorema-teorema tersebut tidak menjelaskan bagaimana alam semesta bermula. Persamaan-persamaan dari Relativitas Umum akan roboh pada keganjilan. Dengan demikian teori milik Einstein tidak dapat memprediksi bagaimana alam semesta akan bermula, tetapi hanya bagaimana alam semesta berevolusi setelah ia bermula. Ada dua sikap yang dapat diambil mengenai hasil-hasil dari Penrose dan saya. Satu adalah bahwa Tuhan memilih bagaimana alam semesta bermula untuka alasan-alasan yang tidak dapat kita pahami. Ini adalah pandangan Paus John Paul. Dalam sebuah konferensi mengenai kosmologi di Vatikan, Paus berkata pada para peserta bahwa OKE saja mempelajari alam semesta setelah ia bermula, tetapi para peserta tidak seharusnya mempertanyakan permulaan itu sendiri, karena itu adalah saat penciptaan dan hasil karya Tuhan. Saya gembira saat itu Paus tidak menyadari bahwa saya telah mempresentasikan sebuah makalah pada konferensi tersebut, menyarankan bagaimana alam semesta bermula. Saya tidak bercita-cita diserahkan pada Inkuisisi, seperti Galileo. (Gambar Stephen Hawking dalam penjara muncul di layar. Penonton tertawa, lalu bertepuk tangan.)

Penafsiran lain dari hasil-hasil kami, yang disukai oleh kebanyakan ilmuwan, adalah bahwa itu menunjukkan bahwa Teori Umum Relativitas, roboh di medan gravitasi yang sangat kuat dalam alam semesta awal. Teori tersebut harus digantikan oleh sebuah teori yang lebih lengkap.. Orang akan berharap demikian memang, karena Relativitas Umum tidak memperhitungkan struktur materi yang berskala kecil, yang diatur oleh teori kuantum. Biasanya hal ini tidak masalah, karena skala alam semesta, yang besar sekali dibandingkan skala mikroskopis dari teori kuantum. Tetapi ketika alam semesta berukuran Planck, seper milyar trilyun trilyun dari satu sentimeter, dua skala tersebut adalah sama, dan teori kuantum harus diperhitungkan.

Untuk memahami Asal usul alam semesta, kita perlu mengkombinasikan Teori Umum Relativitas, dengan teori kuantum. Cara terbaik melakukannya, tampaknya adalah dengan menggunakan gagasan milik Feynman mengenai sebuah jumlah melingkupi sejarah-sejarah. (Foto Richard Feynman dan foto tam-tam muncul di layar.) Richard Feynman adalah orang yang bersemangat, yang memainkan genderang bongo dengan sendi terpisah [saya bingung apa terjemahan yang tepat untuk strip joint, mungkin tayangan ini bisa membantu: http://www.youtube.com/watch?v=qWabhnt91Uc&feature=related ] di Pasadena , dan seorang ahli fisika brilian di California Institute of Technology. Dia mengusulkan bahwa sebuah sistem beralih dari keadaan A, menuju keadaan B, dengan tiap jalur atau sejarah yang mungkin. (A~ S e ^iS[g]/h Jumlah keseluruhan metrika konsisten dengan kondisi-kondisi perbatasan tertentu.) [Apa artinya rumus A~ S e ^iS[g]/h dalam bahasa awam? Tolong dibantu.]

Tiap jalur atau sejarah, mempunyai amplitudo atau intensitas tertentu, dan probabilitas dari sistem beralih dari A- menjadi B, ditentukan dengan menambahkan amplitudo-amplitudo tiap jalur. Akan ada sebuah sejarah di mana bulan terbuat dari keju biru, tetapi amplitudonya rendah, yang merupakan berita buruk bagi tikus. (Gambar bulan dimakan tikus muncul di layar. Penonton tertawa.) [Apa hubungan amplitudo dengan sejarah? Bagaimana menentukan amplitudo sejarah? Tolong dibantu.]

Probabilitas untuk sebuah keadaan alam semesta di saat sekarang, ditentukan dengan menjumlahkan amplitudo-amplitudo dari semua sejarah yang berakhir dengan keadaan itu. Tetapi bagaimana sejarah-sejarah tadi bermula? Ini adalah pertanyaan Asli dalam penyamaran lain. Apakah membutuhkan sesosok Pencipta untuk menfirmankan bagaimana alam semesta bermula? Atau apakah keadaan awal alam semesta, ditentukan oleh sebuah hukum sains?

Pada kenyataannya, pertanyaan ini akan tetap timbul bahkan jika sejarah-sejarah dari alam semesta kembali ke masa lalu tak terbatas. Tetapi lebih segera jika alam semesta bermula hanya 15 milyar tahun yang lalu. Masalah apa yang terjadi pada permulaan waktu, adalah sedikit mirip dengan apa yang terjadi pada ujung dunia, ketika orang mengira dunia datar. Apakah dunia sebuah piring datar, dengan laut tumpah di ujungnya? Saya telah menguji ini dengan percobaan. Saya telah mengelilingi dunia, dan saya tidak terjatuh. (Gambar Bumi datar & gambar orang jatuh memegang balon muncul di layar.)

Seperti yang kita semua ketahui, masalah apa yang terjadi di ujung dunia, dipecahkan ketika orang menyadari bahwa dunia bukanlah piring datar, tetap permukaan melengkung. Akan tetapi waktu tampaknya berbeda. Tampaknya terpisah dari ruang, dan harus seperti sebuah model rel kereta api. Jika waktu memiliki permulaan, akanlah harus ada seseorang yang menggerakkan kereta api. (Gambar kereta api dan rel kereta api muncul di layar.)

Teori Umum milik Einstein, menggabungkan waktu dan ruang sebagai ruang-waktu, tetapi waktu tetap berbeda dari ruang, dan seperti sebuah koridor, yang bisa memiliki awal dan akhir, maupun berlangsung selamanya. Bagaimanapun juga, ketika mengkombinasikan Relativitas Umum dengan Teori Kuantum, Jim Hartle dan saya, menyadari bahwa waktu dapat berperilaku seperti arah lain dalam ruang angkasa di bawah kondisi-kondisi ekstrim. Ini artinya orang dapat terlepas dari masalah waktu memiliki sebuah permulaan, dalam cara yang sama seperti kita terlepas dari masalah ujung dunia