Apa itu Theory of Everything?

Teori Segalanya (Theory of Everything, TOE) adalah konsep hipotetis dalam fisika yang bertujuan untuk menyatukan semua interaksi fundamental alam semesta dalam satu kerangka teoretis yang kohesif. Saat ini, kita memiliki beberapa teori yang menjelaskan interaksi fundamental, namun teori-teori ini belum sepenuhnya konsisten satu sama lain, khususnya antara teori relativitas umum dan mekanika kuantum.

Relativitas Umum

Teori ini, yang dikembangkan oleh Albert Einstein, menjelaskan gravitasi sebagai kelengkungan ruang-waktu yang disebabkan oleh massa dan energi. Relativitas umum bekerja sangat baik dalam skala besar, seperti untuk menjelaskan perilaku planet, bintang, galaksi, dan struktur besar alam semesta.

Mekanika Kuantum

Mekanika kuantum adalah teori yang menjelaskan fenomena pada skala yang sangat kecil, seperti interaksi antara partikel subatomik. Mekanika kuantum bekerja sangat baik untuk menjelaskan tiga gaya fundamental lainnya: gaya elektromagnetik, gaya nuklir kuat, dan gaya nuklir lemah.

Namun, relativitas umum dan mekanika kuantum tidak sepenuhnya kompatibel. Relativitas umum gagal pada skala mikroskopis (misalnya, di dalam lubang hitam atau pada saat Big Bang), dan mekanika kuantum belum bisa menjelaskan gravitasi secara memuaskan. Di sinilah konsep TOE muncul: upaya untuk menjelaskan keempat gaya fundamental (gravitasi, elektromagnetisme, gaya nuklir kuat, dan gaya nuklir lemah) dalam satu kerangka teori tunggal.

Kandidat untuk TOE

Beberapa teori telah diajukan sebagai kandidat untuk TOE, tetapi sejauh ini belum ada yang terbukti atau dapat diuji secara definitif. Beberapa kandidat yang paling terkenal adalah:

Teori String

Teori string mengusulkan bahwa partikel-partikel dasar bukanlah titik-titik, tetapi objek satu dimensi yang disebut "string" yang bergetar pada frekuensi berbeda. Getaran-getaran ini menentukan sifat-sifat partikel. Teori string berpotensi menyatukan semua gaya fundamental, termasuk gravitasi, dalam satu kerangka matematis. Namun, teori ini sangat kompleks dan belum ada bukti eksperimental yang mendukungnya.

Teori Gravitasi Kuantum Loop (Loop Quantum Gravity)

Teori ini mencoba untuk menggabungkan relativitas umum dengan prinsip-prinsip kuantum tanpa menggunakan teori string. LQG memandang ruang-waktu itu sendiri sebagai jaringan diskret dari unit-unit kecil, bukan sebagai entitas yang halus dan kontinu.

Supergravitasi

Supergravitasi adalah teori yang menggabungkan relativitas umum dengan supersimetri, yang merupakan prinsip dalam fisika partikel yang menyatakan bahwa setiap partikel memiliki mitra "super" yang berbeda.

Mengapa TOE Penting?

TOE dianggap sebagai "cawan suci" fisika karena berhasil menggabungkan semua gaya fundamental akan memberikan pemahaman yang lebih dalam tentang sifat dasar alam semesta. TOE tidak hanya akan menjelaskan fenomena-fenomena yang sekarang kita ketahui, tetapi juga bisa memprediksi fenomena baru yang belum teramati. Ini bisa membantu kita memahami fenomena ekstrem seperti apa yang terjadi di dalam lubang hitam atau pada saat-saat pertama setelah Big Bang.

Namun, meskipun TOE adalah impian banyak fisikawan, mencapai teori ini masih menghadapi tantangan besar, baik dari segi teori maupun eksperimen.