Catatan blog ini mengkaji sama ada perdebatan mengenai saiz dan sifat alam semesta semasa 'Debat Besar' 1920 berfungsi sebagai titik permulaan untuk kosmologi moden, dan mencerminkan kepentingan sejarahnya.
Pada 26 April 1920, kira-kira 300 saintis telah dijemput ke debat Akademi Sains Kebangsaan yang diadakan di Auditorium Baird, Muzium Sejarah Alam Kebangsaan Smithsonian. Di sini, dua orang ahli astronomi terlibat dalam debat yang kemudiannya direkodkan dalam sejarah sebagai 'Debat Besar'. Topik perbincangan sepanjang hari ini ialah soalan: "Berapakah besar alam semesta?" Seorang ahli astronomi berhujah bahawa alam semesta hanya terdiri daripada satu galaksi, manakala yang seorang lagi berpendapat bahawa lebih banyak galaksi wujud di luar galaksi yang mengandungi Bumi. Kedua-dua ahli astronomi ini, Harlow Shapley dan Heber Doust Curtis, masing-masing merupakan pengarah terkenal di dunia bagi Balai Cerap Kolej Harvard dan Balai Cerap Lick di California.
Perdebatan ini berasal daripada pemerhatian nebula yang luas oleh saintis British Edmund Halley pada tahun 1716. Sifat objek bercahaya yang sangat besar ini, yang kemudiannya dinamakan Andromeda, telah menarik perhatian ramai saintis. Harlow Shapley dan Heber Doust Curtis juga mempunyai pendapat yang berbeza tentang Andromeda. Harlow Shapley percaya Andromeda hanyalah sebuah nebula dalam galaksi Bima Sakti kita sendiri, manakala Heber Doust Curtis berpendapat bahawa ia adalah galaksi berasingan yang wujud di luar Bima Sakti kita. Perdebatan mengenai skala dan struktur alam semesta ini memuncak dalam 'Perdebatan Besar' pada April 1920.
Perdebatan Besar itu berakhir pada tahun 1923 dengan penemuan Edwin Powell Hubble tentang pembolehubah Cepheid. Penemuan pembolehubah ini dan hasil penyelidikan yang diterbitkan pada tahun 1924 membuktikan kewujudan Andromeda melebihi saiz galaksi kita seperti yang didakwa oleh Harlow Shapley. Akibatnya, dakwaan Harlow Shapley bahawa Andromeda wujud di dalam galaksi kita telah dibatalkan sepenuhnya.
Hasil Perbahasan Besar mendedahkan bahawa alam semesta tidak terhad kepada galaksi kita sahaja, tetapi terdapat banyak galaksi lain yang wujud di luarnya. Penemuan ini banyak berhutang budi kepada karya Heber Doust Curtis. Berdasarkan halaju putaran Nebula Pinwheel yang diperhatikan oleh Van Maanen pada masa itu, beliau mengemukakan pandangan yang bertentangan dengan dakwaan Harlow Shapley. Hari ini, kita menganggap bahawa galaksi yang pelbagai wujud di luar galaksi kita sendiri. Oleh itu, pencapaian Heber Doust Curtis wajar dipuji. Beliau membuat dakwaan yang serupa dengan kosmologi moden walaupun dengan teknologi dan data pemerhatian yang kurang maju pada masa itu.
Astronomi moden kini mengalihkan pandangannya melangkaui alam semesta kita ke dunia yang lebih luas. Sesetengah saintis berpendapat bahawa alam semesta lain wujud di luar alam semesta kita, sementara yang lain mendakwa bahawa multiverse tidak wujud kerana ia tidak dapat diperhatikan. Sama seperti kita menemui dunia di luar galaksi kita, dunia lain mungkin wujud di luar alam semesta kita. Mari kita pertimbangkan kebolehcerapan multiverse melalui lensa Debat Besar pada masa lalu.
Terdapat dua kaedah utama untuk mengukur jisim objek di dalam alam semesta: menggunakan pemerhatian optik (gelombang elektromagnet) dan menggunakan pemerhatian kesan graviti (gelombang graviti). Saintis mendapati bahawa jisim yang ditentukan oleh pemerhatian optik adalah lebih kecil daripada jisim yang ditentukan oleh kesan graviti. Ini membawa kepada andaian bahawa wujudnya bahan yang mempunyai jisim tetapi tidak berinteraksi dengan gelombang elektromagnet—jirim gelap. Walau bagaimanapun, zarah-zarah apa yang terdiri daripada jirim gelap dan dari mana ia datang masih menjadi misteri.
Situasi ini serupa dengan pemikiran tentang Andromeda pada tahun 1920-an. Pada masa itu, orang ramai menyangka Andromeda adalah sebuah nebula dalam Bima Sakti kita, tetapi beberapa sifat yang bercanggah dengan ini telah ditemui. Satu contoh utama ialah pemerhatian oleh Heber Doust Curtis bahawa bilangan supernova yang diperhatikan dalam Andromeda melebihi jumlah keseluruhan supernova di seluruh Bima Sakti kita, yang mendorongnya untuk berhujah bahawa Andromeda adalah galaksi lain yang wujud di luar Bima Sakti kita.
Saya fikir perkara yang sama berlaku untuk jirim gelap. Jika kita menganggap alam semesta sebagai keseluruhan dunia ini, menjadi sukar untuk menjelaskan graviti yang dimiliki oleh jirim gelap. Walau bagaimanapun, ceritanya berubah jika alam semesta baharu wujud di luar alam semesta kita sendiri, dan jirim gelap timbul disebabkan oleh alam semesta ini. Dalam multiverse, terdapat banyak alam semesta, dan graviti boleh bertindak di antara mereka. Oleh itu, jirim gelap boleh dianggap sebagai daya yang dikenakan oleh alam semesta lain ke atas alam semesta kita sendiri.
Sudah tentu, multiverse masih belum diperhatikan dan mungkin tidak akan pernah diperhatikan. Sesetengah pengkritik berpendapat bahawa mempercayai teori yang tidak diperhatikan mahupun disokong oleh bukti kukuh adalah tidak masuk akal. Walau bagaimanapun, memandangkan contoh Perbahasan Besar, yang berlaku kurang daripada satu abad yang lalu, kemungkinan multiverse tidak boleh ditolak. Heber Doust Curtis juga menyokong teori alam semesta pulau tanpa bukti muktamad pada masa itu, namun sains moden telah membuktikan teori itu betul.
Walau bagaimanapun, ada yang berpendapat bahawa multiverse pada asasnya tidak boleh diperhatikan. Mereka melihat kes Heber Doust Curtis secara intrinsiknya berbeza daripada teori multiverse. Walaupun pertikaian antara Heber Doust Curtis dan Harlow Shapley merupakan masalah yang boleh diselesaikan dengan kemajuan teknologi pemerhatian, ada yang berpendapat bahawa memerhatikan multiverse mungkin bukan sahaja sukar, tetapi pada asasnya mustahil. Hujah ini berdasarkan dakwaan bahawa ia memerlukan pergerakan ke dimensi lain di luar alam semesta kita sendiri, sesuatu yang mustahil bagi manusia yang wujud dalam tiga dimensi. Jika multiverse bebas dan tidak dapat memerhatikan satu sama lain, adalah salah untuk mengatakan bahawa ia wujud.
Walau bagaimanapun, saya percaya multiverse sangat berkemungkinan wujud. Kosmologi semasa masih terpendam dalam misteri. Malah teori Letupan Besar, yang diterima secara meluas sebagai fakta yang telah ditetapkan, hanyalah hipotesis yang belum terbukti sepenuhnya. Namun saya menyokong teori multiverse kerana ia menerangkan pelbagai teori. Pertimbangkan teori rentetan, yang dicadangkan pada akhir 1960-an untuk menerangkan alam semesta. Teori rentetan berpendapat bahawa semua jirim di dunia terdiri daripada rentetan yang sangat kecil. Walaupun membina segala-galanya daripada rentetan dalam ruang empat dimensi (tiga dimensi tambah masa) mewujudkan percanggahan, dengan mengandaikan rentetan ini wujud sebagai jirim dalam sepuluh dimensi membolehkan kemungkinan alam semesta yang tidak terkira banyaknya.
Oleh itu, pelbagai teori yang dicadangkan dalam sains moden menjelaskan kemungkinan multiverse. Walaupun multiverse belum diperhatikan dan mungkin tidak akan pernah wujud, ini tidak bermakna kita boleh membuat kesimpulan secara muktamad bahawa ia tidak wujud. Seabad yang lalu, seorang saintis berjaya meramalkan dunia baharu di luar yang kita ketahui, tanpa pemerhatian atau bukti muktamad. Kita juga percaya bahawa kita boleh mengatasi alam semesta yang kita ketahui melalui multiverse. Mungkin pada masa hadapan yang jauh, multiverse akan diterima sebagai fakta yang telah ditetapkan, dan kita mungkin akan menerokainya ke dunia lain lagi.
