Persamaan Graviti dalam Interstellar. Ada satu soalan menarik mengenai filem Interstellar. Soalannya berbunyi begini, persamaan apa yang diorang cuba nak selesaikan dalam filem Interstellar?’

Persamaan yang cuba untuk dijawab dalam Interstellar adalah persamaan berkaitan dengan graviti, dimana persamaan tersebut diharap (oleh Professor Brand) mampu digunakan untuk mengawal graviti.

Mustahil ke nak kawal graviti?

Cuba lihat dari perspektif ni.

Pada 1865, James Clerk Maxwell telah menghimpunkan persamaan yang menerangkan bagaimana fenomena elektrik dan magnetisme berfungsi. Dari persamaan2 itu, dia telah berjaya menghasilkan persamaan elektromagnetik.

Dengan persamaan Maxwell juga, kita kini telah berjaya “mengawal” fenomena elektromagnet, melahirkan masyarakat moden yang bergantung sepenuhnya kepada fenomena elektromagnetisme.

Harapan saintis, dan idea utama dalam filem Interstellar, adalah untuk menghasilkan persamaan yang membolehkan manusia mengawal graviti, situasi yang sama dengan elektromagnetisme tadi.

Tapi, kenapa kita nak kena kawal graviti?

Dalam Interstellar, bangsa manusia sedang berhadapan dengan krisis global. Manusia tidak mampu hidup dalam Bumi lagi, dan satu-satunya alternatif yang manusia ada adalah untuk mengembara ke angkasa lepas.

Sebagai perbandingan, roket Falcon 9 milik SpaceX memerlukan kira-kira 75,900 gallon bahan api yang terdiri dari cairan oksigen dan kerosene, semata-mata untuk melawan graviti Bumi.

Jadi dalam bahasa mudah, lebih besar kapal angkasa yang ingin manusia bina, lebih besar juga tenaga yang diperlukan untuk mengangkatnya.

Hal ini disahkan oleh Kip Thorne, penerima anugerah Nobel Fizik yang juga penasihat saintifik Interstellar.

“The quest … is to find out if it’s possible to lift those remaining people off the Earth in space colonies. They didn’t have the rocket power to do that. They had the power to build space colonies on Earth but didn’t have the rocket power to lift them off.”

Menurut Thorne lagi, dengan adanya persamaan graviti dalam Interstellar, manusia mampu untuk mengawal interaksi graviti antara Bumi dan kapal angkasa tersebut, dan hal ini mungkin membolehkan manusia untuk berlepas ke angkasa lepas.

Jadi, macam mana nak selesaikan persamaan graviti?

Klimaks filem Interstellar adalah apabila Cooper masuk ke dalam lohong hitam, di mana Cooper dan TARS (robot) berada di dalam lohong hitam, dan TARS berjaya mengekstrak data dari dalam lohong hitam itu sendiri.

Di Bumi pula, anak Cooper, Murph, meneruskan kerja Professor Brand. Professor Brand sebenarnya telahpun berjaya menyelesaikan hampir separuh dari persamaan graviti tersebut, namun ia tidak mencukupi.

Permasalahan yang membelenggu Murph merupakan satu permasalahan sebenar yang membelenggu ahli fizik sekarang, yang dipanggil permasalahan untuk mengkuantumkan graviti.

Kenapa nak kuantumkan graviti?

Sebab, graviti yang kita faham terjadi akibat dari lengkungan ruangmasa. Itu adalah idea yang diilhamkan oleh Einstein dari Teori Relativiti Umumnya. Tapi, Teori Relativiti Umum ini tidak sesuai dengan satu lagi teori fizik, iaitu Teori Kuantum.

Disebabkan ketidaksesuaian ini, saintis telah mencuba bermacam-macam cara untuk mengahwinkan Teori Kuantum dan Teori Relativiti Umum, dan itu melahirkan banyak teori baru, antaranya yang terkenal adalah Teori Tetangsi (String Theory) dan Gegelung Graviti Kuantum (LQG).

Masalah dengan teori-teori ini adalah, ia sekadar matematik di atas kertas.

Selagi mana tiada pencerapan yang membolehkan manusia melihat fenomena graviti dalam keadaan kuantum, selagi itulah teori ini kekal sebagai satu teori matematik.

Hal ini adalah apa yang terjadi kepada Murph – dia tidak mampu untuk meneruskan kajiannya: kerana tiada data yang mengiyakan atau menidakkan teorinya.

Sewaktu Cooper tercampak masuk ke dalam lohong hitam, waktu itu telah digunakan oleh Cooper untuk menghantar data yang diperlukan oleh anaknya.

Dengan koleksi data yang dikumpul oleh TARS, Cooper menghantar data tersebut melalui Teserract, kepada anaknya.

Ini membawa kita kepada persoalan yang terakhir:

Boleh ke manusia kawal graviti?

Jawapan paling mudah, semestinya tidak. Manusia tidak mampu untuk mengawal graviti dalam dunia sebenar, tidak semudah manusia mengawal elektromagnetisme.

Namun begitu, dalam filem Interstellar, Cooper mampu mengawal graviti, dengan bantuan Teserract.

Teserract merujuk kepada entiti 4 dimensi. Dia macam kiub, cuma kiub dalam 3 dimensi, tapi Teserract dalam 4 dimensi.

4 dimensi itu adalah 3 dimensi ruang, dan 1 dimensi masa.

Dengan berbekalkan idea bahawa graviti mampu merentasi ruang dan masa (ini merupakan idea bahawa graviti wujud dalam dimensi yang lebih tinggi), Cooper telah berjaya melakukan kesemua perkara ini:

– Dia berjaya menjatuhkan buku dari rak, yang dibaca oleh anaknya dan menghasilkan perkataan “STAY”.

– Dia berjaya menghantar koordinat NASA kepada dirinya sendiri pada masa lampau dalam bentuk “gravitational anomalies”.

– Dia berjaya menghantar data graviti kuantum yang TARS dapat dari dalam lohong hitam kepada anaknya di Bumi.

Benar, pada akhir Interstellar, kita faham bahawa Cooper adalah “hantu” kepada anaknya sendiri.

Kesemua fenomena diatas berlaku dengan anggapan bahawa graviti mampu berinteraksi melepasi batas ruang dan masa, di atas satu dimensi lain yang tidak diketahui bagaimana ia berfungsi.

Hal ini sesuai dengan idea dari Teori Tetangsi itu sendiri – alam ini sebenarnya wujud lebih dari 4 dimensi yang kita kenal – untuk lebih spesifik, 10 atau 11 dimensi, bergantung kepada model Teori Tetangsi yang kita rujuk.