Kosmologi Islam: Dari Literatur ke Sains

Tulisan ini adalah tulisan Populer Sains yang menyertai presentasi “Kuliah Umum” yang berlangsung hari Minggu tanggal 12 September 2004 di Concordiastraat 67.

Hampir rata-rata kita tertarik untuk mengamati alam semesta. Kalau malam hari kepala lagi mumet, coba lah keluar. Kalau beruntung langit bersih, maka akan terlihat gemerlab bintang-bintang di angkasa. Berbaring dan nikmatilah… Pikiran jadi tenang, lupa dengan mumetnya dan berganti pada pengembarangan imajinasi… Apakah kita sendiri di sini? Di mana bintang-bintang itu? Adalah kehidupan di sana? Dari mana mereka berasal? Kalau mereka begitu banyak, seberapa besar alam ini?

Pertanyaan-pertanyaan itu sudah hadir semenjak peradapaban manusia berkembang. Sepertinya pertanyaan itu sudah ditanamkan oleh Sang Pencipta dalam otak masing-masing manusia untuk memancing kekaguman pada Allah.

Artikel populer sains ini akan memaparkan jawaban Kosmologi Islam terhadap 4 pertanyaan esensi tentang alam semesta: Berapa besarnya, Terbuat dari apa, Bagaimana awalnya, dan Bagaimana akhirnya.

Selamat menikmati.

===================

KOSMOLOGI ISLAM: DARI LITERATUR KE SAINS

Pengantar

Alam semesta sudah menjadi perhatian oleh manusia semenjak dulu kala. Beberapa pertanyaan esensial yang sama selalu hadir: dari mana dunia ini datang, dari apa dibuat, bagaimana dan kapan permulaannya, bagaimana akhirnya, seberapa besar dan lain sebagainya. Jawaban-jawaban berkembang pada masing-masing bangsa dan peradaban. Jawaban itu menjadi cerita, cerita menjadi legenda, dan legenda menjadi mitos.

Banyak alasan kenapa umat manusia pada zaman itu memikirkan hal tersebut. Namun dari sekian banyak alasan itu, bisa dikategorikan dalam dua hal:
1. Meningkatkan kualitas hidup: perkiraan cuaca, bertani, berlayar, arah kiblat, mata angin, dan lain sebagainya. Astronomi sangatlah berjasa bagi nenek moyang kita.
2. Kebutuhan alamiah untuk perlu takut pada sesuatu yang lebih besar. Manusia pada saat itu sadar atau tidak selalu mendambakan adanya satu kekuatan yang besar untuk memberi perlindungan. Kebutuhan agama, kata orang teologi.

Seiring berkembangnya ilmu pengetahuan, orang mulai melakukan pengamatan lebih rasional terhadap alam semesta. Astronomi berkembang, dari pengamatan bintang dan planet melebar ke studi struktur dan evolusi alam semesta. Lahirlah Kosmolgi, sains yang mencari pemahaman fundamental alam semesta.

Kesulitan eksperimen untuk memapankan sebuah teori Kosmologi, sampai pada abad pertengahan hipotesis dasar Kosmologi lahir dari pemahaman dari pemikiran manusia tempo dulu, mitos, pengataman yang terbatas, dan teologi. Teologi menjadi sumber yang paling banyak berkontribusi.

Mitos misalnya, ada kosmologi bangsa viking yang terkenal (yang kemudian menjadi basis dasar Tolkien dalam membangun dunia fantasi middle-earth-nya), atau bagaimana kepercayaan bangsa maya tentang penciptaan alam semesta. Dari teologi, hampir seluruh agama menyertakan cerita alam semesta; Hindu, Budha, Kristen, Yahudi, dan Islam. Setelah sains berkembang dan teknologi memadai, baru kemudian pengamatan secara signifikan berkontribusi pada Kosmologi.

Kenapa Kosmologi Islam?

Hakikat Fisika adalah ayat-ayat Allah (sunatullah, fenomena alam) yang dapat dimengerti oleh Sains . Sementara sains itu sendiri adalah ilmu pengetahuan dasar yang diperoleh dari logika dan pendekatan ilmiah.

catatan: Defenisi ini dideskripsikan sendiri oleh penulis berdasarkan pemahamannya

Hubungan antara Fisika dan Sains tidak perlu lagi dipertanyakan. Yang menarik adalah hubungan Sains dengan Teologi: Kosmologi Islam menjadi contoh yang sangat bagus untuk menggambarkan hubungan harmonis diantara mereka berdua: bagaimana sains membantu memahami Al-Quran, dan bagaimana Al-Quran menjadi literatur utama sains.

Artikel ini akan menyajikan bagaimana Islam mengajarkan Kosmologi pada umat manusia dari literatur paling utama: Al Quran. Dan kemudian kita akan melihat bagaimana sains membahas dalam kasus yang sama. Jadi, artikel ini bukan bermaksud untuk main cocok-cocokkan atau akal-akalan agama ke sains atau sebaliknya.

Ada 4 pertanyaan paling esensial umat manusia semenjak dahulu yang akan dijawab dalam artikel ini:
1. Berapa besarnya?
2. Dari apa dibuat?
3. Bagaimana permulaannya?
4. Apa akhirnya?

————
Penciptaan Alam Semesta

Kenapa musim harus peduli?

Sesungguhnya penciptaan langit dan bumi, dan silih bergantinya malam dan siang terdapat tanda-tanda bagi orang yang berakal (Ali Imran: 190)

Yaitu orang-orang yang menginta Allah sambil berdiri atau duduk atau dalam keadaan berbaring dan mereka memikirkan tentang penciptaan langin dan bumi (seraya berkata): �Ya Tuhan kami, tiadalah Engkau menciptakan ini dengan sia-sia Maha Suci Engkau, maka peliharalah kami dari siksa neraka� (Ali Imran: 191).

Memikirkan penciptaan, struktur, dan perkembangan (evolusi) alam semesta adalah salah satu hal untuk mengingat kekuasaan Allah. Ada 4 karakter dalam diri seorang muslim yang berpikir (ulil albab):
1. Mereka yang senantiasa mengingat Allah sambil berdiri, duduk, maupun berbaring (:dalam segala aktivitasnya);
2. Dan selalu memikirkan tentang penciptaan langit dan bumi (tak henti menelaah fenomena alam);
3. (bila dijumpainya suatu kekaguman mereka berkata:) “Tuhan kami, tiadalah Engkau ciptakan semua ini sia-sia. Maha Suci Engkau.”
4. (dan dengan kesadaran bahwa pengembaraan intelektualnya mungkin sesat, mereka senantiasa memohon kepada Allah:) “Dan jauhkanlah kami dari siksa neraka”.

7 Lapis langit dan Bumi

Baik Quran dan Hadis cukup sering mengatakan tentang �tujuh lapis langit dan bumi�. Apakah ini maksudnya benar-benar langit biru yang kita lihat sehari-hari? Ataukah sesuatu yang lain?

Beberapa orang mencoba mengintepretasikan sebagai tanda dari Al-Quran untuk menjelaskan sistem tata surya kita; lapisan langit sebagai level jarak dimana objek langit mengorbit. Mereka meletakkan dalam urutan berdasarkan jaraknya dari bumi:
Bulan pada lapisan pertama
Mercury pada lapisan kedua
Venus pada lapisan ketiga
Matahari pada lapisan keempat
Jupiter pada lapisan keenam
Saturnus pada lapisan ketujuh

Saat itu mungkin Uranus dan Pluto belum ditemukan, jadi tidak termasuk dalam daftar. Pemikiran ini sebenarnya terpengaruh oleh model geometri dari geosentris Ptolemeuys, walau disisi lain mereka menolak ide utama geocentris �bumi adalah sentral�.

Pengertian ini jelas salah. Berdasarkan bahasa Arab yang dipakai Al-Quran, terminologi �tujuh� atau �tujuh puluh� merujuk pada angka yang tak terhitung, dalam kata lain: banyak sekali. Memakai defenisi ini maka �tujuh lapis langit dan bumi� menggambarkan betapa banyaknya benda-benda langit di angkasa (langit) dan planet (bumi).

Bagaimana alam semesta bermula?

Dan apakah orang-orang yang kafir tidak mengetahui bahwasanya langit dan bumi itu keduanya dahulu adalah suatu yang padu, kemudian Kami pisahkan antara keduanya. Dan dari air Kami jadikan segala sesuatu yang hidup, Maka mengapa mereka tiada juga beriman? (Al-Anbiya: 30).

Al-Quran menyatakan alam semesta datang dari satu sumber materi dan energi, dan kemudian Allah mengembangkannya. Islam mengakui konsep singulariti alam semesta (teori Big Bang). Surat Al-Anbiya: 30 juga menyatakan bahwa Hidrogen (dinyatakan sebagai air � susunan atom air adalah H2O) adalah materi utama saat itu. Dan kemudian air (eksplisit) menjadi materi utama dari kehidupan.

>> Teori Big Bang

Alam semesta berasal dari 1 titik yang sangat masif dan meledak memancarkan energi yang luar biasa tingginya.

Bayangkan, ketika alam semesta berusia 10-36 detik, energi yang dibawa partikel-partikel saat itu adalah 10E14 GeV (mesin pemercepat partikel yang manusia punya sekarang menghasilkan partikel dengan energi beberapa ratus MeV, 1 Giga = 1000 Mega), temperatur 10E27 K, dan kepadatannya 4 x 10E9 (dengan air = 1).

catatan: masif = sangat padat, rapat, dan berat, sehingga sesuai dengan E=mc2, maka memiliki energi yang luar biasa besarnya.

>> Fisika Partikel

Kemungkinan besar titik itu adalah partikel subatomik. Ketika terjadi ledakan, maka titik-titik itu menjadi partikel yang kita kenal dengan Quarks .

Partikel subatomic (dengan jumlah yang sangat banyak) berada pada medan energi yang juga maha dahsyat memicu terjadi reaksi nuklir fusi . Secara alami. atom yang paling cepat dan mudah dibuat dari reaksi fusi ini adalah hidrogen, karena paling sederhana dan ringat (terdiri dari 1 elektron dan 1 proton). Atom hidrogen pertama lahir sekitar 300.000 tahun semenjak dentuman awal terjadi.

Proses fusi tidak berhenti disana. Energi memang tidak tersedia sebanyak dulu, namun temperatur yang sudah turun drastis memaksa partikel-partikel yant tidak stabil untuk bergabung satu sama lain membentuk atom yang lebih stabil. (Ini bisa dianologikan kecendrungan kita untuk nempel-nempelan satu sama lain biar hangat hehe). Setelah itu, logam-logam ringat seperti Litium dan Berium tercipta, juga unsur-unsur gas (terutama Helium) yang membentuk kabut. Kemudian proses penggabungan terus belanjut sampai bintang dan planet sampai galaksi terbentuk, sekitar 1 bilion tahun semenjak dentuman awal terjadi.

catatan: 1) Quark disebut �elementary particle�. Gabungan quarks membentuk proton dan neutron, dari proton dan neutron bergabung membentuk atom. 2) Reaksi fusi adalah reaksi penggabungan inti atom.

Pendauran Ulang Langit

Kemudian Dia menuju langit dan langit itu masih merupakan asap, lalu Dia berkata kepadanya dan kepada bumi: �Datanglah kamu keduanya menurut perintah-Ku dengan suka hati atau terpaksa�. Keduanya menjawab: �Kami datang dengan suka hati: (Fushshilat: 11)
Dialah Allah, yang menjadikan segala yang ada di bumi untuk kamu, dan Dia berkehendak menuju langit, lalu disempurnakan-Nya tujuh langit. Dia Maha Mengetahui segala sesuatu (Al-Baqarah: 29).

Al-Quran menyatakan, setelah Big Bang terjadi, terdapat banyak asap di alam semesta kita, yang kemudian nantinya menjadi bahan utama penciptakaan objek-objek angkasa dan planet.

>> Evolusi Bintang

Dari pengamatan visual, infra red, dan radio, dipelajari bahwa bintang lahir dari penggabungan partikel-partikel yang terdapat dalam awan molekul. Partikel-partikel ini akan berinteraksi satu sama lain karena adanya gaya gravitasi. Mereka akhirnya membentuk sebuah inti yang sangat besar dengan bentuk spherikal (bola).

Inti ini berputar berputar, sehingga awan yang menyelimutinya juga ikut berputar. Material yang masih tersisa di awan tidak jatuh ke inti, melainkan membentuk semacam cakram mengelilingi inti. Inti ini kemudian menjadi bintang, dan material dalam awan menjadi planet-planet yang mengorbit disekitar bintang.

Sumber energi bintang (sehingga bisa bercahaya) adalah pembakaran 4 atom Hidrogen menjadi 1 atom Helium (ini juga disebut reaksi nuklir fusi). Pembakaran 4 atom Hidrogen menghasilkan atom Helium + beberapa partikel subatomik. Karena ada selisih massa antara Hidrogen dengan Helium + beberapa partikel subatomik, selisih massa ini dirubah menjadi energi yang membuat bintang bercahaya. Reaksi nuklir fusi ini, selain membentuk Helium, juga membentuk beberapa element berat.

Ketika bahan bakarnya (Hidrogen) habis, bintang siap-siap untuk �mati�. Akhir dari bintang sangat tergantung pada massa dan fisik si bintang. Ada yang hilang begitu saja dengan melepaskan sejumlah material ke alam semesta, ada yang meledak (supernova), ada juga yang menjadi hantu (black hole).

Material yang dilepaskan akan kembali bergabung bersama membentuk awan molekul baru. Dan proses berulang kembali.

… Begitulah Allah mendaur ulang langit�

Bintang, bintang, bintang di mana-mana�

Maka Dia menyempurnakan tujuh langit dalam dua masa dan Dia mewahyukan pada tiap-tiap langit yang dekat dengan bintang-bintang yang cemerlang dan Kami memeliharanya dengan sebaik-baiknya. Demikianlah ketentuan Yang Maha Perkasa lagi Maha Mengetahui (Fushshilat: 12)

Siapa sih yang benar-benar pernah menghitung bintang? Waktu kecil kita sering memakai ungkapan �sebanyak bintang di langit� untuk menggambarkan angka yang begitu banyak sampai-sampai tak terhitung.

Bintang-bintang menghiasi langit (dengan jarak yang dekat), kata Allah. Jarak antar bintang terdekat itu adalah sekitar 4 ~ 10 tahun cahaya, atau 38 ~ 95 x 10E12 km. Bisa dibayangkan betapa besarnya �langit� kita ini. Bintang-bintang yang terlihat dari bumi barulah yang disekitar matahari, bagaimana dengan bintang-bintang dari galaksi yang lainnya? Ukuran bintang saja sudah sangat besar, apa lagi galaksi? Dan apakah tidak butuh ruang yang maha besar untuk menempatkan galaksi-galaksi itu?

Hal lain yang menarik dicermati adalah: Al-Quran juga menyatakan bahwa langit itu belumlah selesai. Langit masih (terus) berproses, seperti pembahasan di atas: evolusi bintang. Bukti yang paling terkenal tentang �proses langit yang belum selesai� adalah: pengembangan alam semesta.

————
Masa Depan Alam Semesta

Alam Semesta Mengembang

Dan langit itu Kami bangun dengan kekuasaan (Kami) dan sesungguhnya Kami benar-benar meluaskannya (Adz Adzaariyaat: 47)

Al-Quran secara jelas menyebutkan bahwa alam semesta ini mengembang. Alam semesta ini dinamik dengan segala konsekuensinya. Ini adalah bagian dari �penyempurnaan langit� seperti yang sudah dibahas sebelumnya. Subhanallah.

Konsep alam semesta mengembang ini sebenarnya sudah dikemukakan oleh Einstein (sebagai salah satu solusi dari persamaan Medan General Relativity-nya yang sangat terkenal), jauh sebelum Hubble menemukan bukti. Sayangnya, Einstein sudah apriori duluan dengan konsep Alam Semesta ini stabil statis. Pada tahun 1929 barulah Hubble dengan teropong raksasanya yang bersejarah memperoleh data bahwa benda-benda langit menjauhi bumi.

Konsep alam semesta mengembang adalah salah satu konsep fundamental dalam Kosmologi Modern.

Model Alam Semesta

Semua orang kenal Einstein. Ketika kematiannya 18 April 1955, majalah Time menulis karikatur besar di halaman depan: sebuah tanda dari kayu yang sangat besar, lebih besar sedikit dari bumi tempat tanda itu menancap dengan tulisan besar: �Einstein Lived Here, in Earth!�, jadi diharapkan para alien membacanya. Einstein adalah sosok super jenius dengan kepribadian yang sangat menawan. Tapi sayangnya saya harus tahan-tahan diri untuk tidak berbicara terlalu panjang tentang beliau, pahlawan fisika saya seumur hidup (kalau Feynman itu inspirator dan icon fisika saya hehe).

Ya, yang kita bicarakan sedikit sekarang adalah Persamaan Medan Gravitasi dari Teori General Relativity Einstein yang dipublikasikan pada tahun 1915. Persamaan ini adalah persamaan alam semesta yang memiliki solusi model alam semesta (dan menjadi persamaan terindah dan termapan yang pernah diciptakan selama sejarah manusia berkembang); yang sisi kirinya adalah menjelaskan geometris alam semesta (matematika) dan sisi kanannya adalah menjelaskan fisika alam semesta (fisika). Subhanallah� Hampir semua ilmuwan di Kosmologi modern memahami alam semesta berangkat dari titik ini.

Model geometris alam semesta ada 3: hyperbolic (pelana kuda), flat (euclidian), dan spherical (bola). Sementera model kosmologinya adalah:
� Open-univese � alam semesta terus mengembang dan mengembang sampai akhirnya masing-masing partikel terlalu lemah untuk berinteraksi satu sama lain, temperatur drop mencapai 0 K (Big Chilli theory).
� Einstein � de Sitter Universe � mengembang sampai pada waktu tertentu, kemudian berhenti mengembang sampai suatu saat halt .
� Closed-Universe. Alam semesta mengembang sampai pada waktu tertentu, kemudian menyusut dan kembali ke satu titik seperti awalnya (Big Crunch theory).

catatan: 1) Pada kesempatan lain akan kita bahas lebih lanjut tengan pemodelan alam semesta ini. 2) Istilah Halt ini adalah kondisi seperti komputer hang: sistem masih hidup tapi tidak bisa diapa-apain sampai harus direstart lagi.

Perhatikan disini bahwa ketiga model mendukung ide alam semesta mengembang. Closed-universe dan Einsein Model menyetujui permulaan Big Bang, tapi untuk Open-universe belum tentu.

Bagaimana Literatur Islam menyebutkan hal ini? Mungkin sudah bisa menduga model mana yang lebih didekati Islam. Ya, benar: Closed-universe. Islam menyebutkan adanya permulaan dan akhir. Cukup banyak ayat Al-Quran yang membicarakan kiamat sebagai akhir alam semesta.

Kita sendiri di alam semesat ini kan, atau jangan-jangan � ?

Dan di antara ayat-ayat (tanda-tanda kekuasaan)-Nya ialah menciptakan langit dan bumi dan makhluk-makhluk yang melata yang Dia sebarkan pada keduanya. Dan Dia mengumpulkan semuanya apabila dikehendakiNya (Asy Syuura: 29)

Banyaknya planet di alam semesta ini memungkinkan bahwa kehidupan bisa terjadi tidak hanya di bumi kita. Ayat di atas sejara eksplisit menjelaskan bahwa adanya makhluk di langit (di luar bumi) yang berdiam. Cuma kita tidak tahu makhluk hidup yang bagaimana, apakah berintelegensi seperti kita, lebih rendah atau lebih tinggi, ataukah cuma makhluk dengan level kehidupan rendah seperti bakteri atau amuba? Yang jelas, walaupun ada dan apapun tingkat intelegensi mereka, manusia tetap menjadi makhluk mulia seperti beberapa kali dinyatakan dalam Al Quran (ga mungkin kan Al Quran di bumi beda ama di planet Kq8*^7$2yQ, hehe).

Dalam Sains sendiri usaha mencari kehidupan di luar angkasa bukanlah ide yang baru. Malah semenjak peradaban dahulu orang-orang berpikir kita tidak sendiri di alam ini. Beberapa hipotesis malah menyebutkan bahwa keberadaan Stonehenge di Inggris, Piramida di Mesir dan Mexico, dan beberapa peninggalan lain diperkirakan hasil karya bersama antara alien dengan manusia saat itu.

Sains modern sendiri sudah melakukan pencarian tersebut. Sebutlah proyek gila-gilaan SETI (Search Extra Terrestrial Intellegence) atau Bio-astronomy. Berita hangat terakhir adalah ketika eksplorasi Mars. Mereka mengamati bahwa Mars tak ubahnya seperti Bumi muda, dan dengan beberapa bukti baru mereka berharap menemukan kehidupan level rendah di sana.

————
Akhir Alam Semesta

Surat Al-Qiyamah bercerita pada kita tentang dahsyatnya hari kiamat. Pada ayat 8 dan 9, mengindikasikan bahwa langit dan bumi kembali menjadi satu, seperti halnya ide dasar teori Big Crunch.

Sementara itu, di surat At-Takwir ayat 1, 2, 6, 11, dan 12 bercerita tentang matahari membengkak sampai menjadi merah dengan temperatur yang luar biasa panasnya. Saking panasnya sehingga semua air yang ada di bumi menggelegak dan menguap. Inilah salah satu proses evolusi bintang, dan matahari kita adalah seperti bintang biasa yang pasti akan mengalami proses mati. Ayat 11 juga menegaskan pelenyapan langit, seperti proses akhir alam semesta pada teori Big Crunch.

Hal yang sama juga disebutkan pada Surat Al Anbiyaa ayat 104: �Pada hari Kami (itu) Kami gulung langit sebagai mengguling lembaran lembaran kertas. Sebagaimana Kami telah memulai penciptaan pertama begitulah Kami akan mengulangnya. Itulah suatu janji yang pasti Kami tepati, sesungguhnya Kamilah yang akan melaksanakannya.�

Alam semesta kita memang masih lama untuk berakhir, karena masih mengembang. Tapi, bumi dan tata surya kita bisa saja lebih hancur jauh lebih dahulu daripada Alam Semesta. Nah�. Nah� Nah�

————
Kesimpulan

Kita kembali ke tujuan awal artikel ini: menjawab 4 pertanyaan esensi alam semesta dari kaca mata Kosmologi Islam.

1. Berapa besar alam semesta?
Alam semesta adalah wilayah yang subhanallah besarnya dan sedang mengembang. Mengembang ini akan berhenti pada satu masa seperti model closed-universe yang cendrung didekati Kosmologi Islam.
2. Dibuat dari apa?
Disebutkan bahwa Hidrogen menjadi materi utama pembuatan struktur alam semesta.
3. Bagaimana permulaannya?
Alam semesta berasal dari satu sumber, dan kemudian Allah mengembangkannya. Ini sangat dekat dengan teori Big Bang.
4. Bagaimana akhirnya?
Akan ada akhir bagi alam semesta. Sebagaimana permulaan yang berasal dari satu titik, maka akan diakhiri dengan kembalinya alam semesta menjadi titik. Hal ini juga digambarkan dalam model closed-universe. Cuma kemungkinan kita ga sempat menikmati detik-detik terakhir umur alam semesta karena kemungkinan besar tata surya kita lebih dahulu menemui kiamatnya.

Mudah-mudahan artikel ini membawa wacana baru bagi para pembaca, dan bisa memperlihatkan betapa harmonisnya hubungan antara teologi dan sains. Dan sesungguhnya lah sains membantu kita memahami agama (walau tidak semua yang pasti).

————
Referensi
1. Al Quran
2. T. Djamaludin (Researcher of Sun and the Universe, LAPAN Bandung Indonesia), Menjelajah Keluasan Langit Menembus Kedalaman Al-Quran, 2000
3. F. Rusydi, Early Cosmology Report, February 2004
4. Olaf Pedersen, Early Physics and Astronomy � A Historical Introduction, Cambridge University Press, the revised edition 1993 (ISBN: 0-521-40899-7)
5. Scott Dodelson, Modern Cosmology, Acdemic Press, 2003 (ISBN: 0-12-219141-2)