Sunday, 25 March 2012

UNIVERSE AND THE EXTRA DIMENSIONS

Sekarang pukul 10.27 malam dan rumah dah gelap sebab Lynn dah suruh anak-anak tidur sebab esok sekolah. Aku try tidur dari pukul 10 tadi tapi tak boleh so aku bangun bukak komputer dan tulis benda alah ni. Lagipun, aku kena tulis sebab dah lama sangat in silence mode, sampai MFTAQIYUDDIN tanya aku sihat ke tidak sebab dah lama sangat  tak update blog.

Actually aku takde apa nak tulis in particular, so aku cadang nak discus benda yang aku fikirkan waktu drive balik dari UTHM tadi lepas jumpa adik aku Ain yang sekarang ni tengah ambik Civil Engineering kat sana. Apa yang aku pikirkan? Waktu drive aku pikir tentang the universe and the extra dimensions. Bukan la aku fikir teori baru ke apa ke, cuma ingat balik benda-benda yang pernah  aku baca dan tahu tentang on the topic, saja je revise and try to wonder and ponder.


So apa yang aku tulis ni on the spot tau, aku malas la nak carik buku balik semula untuk check all the facts, malas aa aku, bukannya aku nak tulis journal articles pun, aku just nak tulis blog aje. So mungkin ada fakta-fakta yang aku tak berapa ingat precisely, jadi faham-faham je la and kalau ada readers yang boleh trace any inaccuracies, boleh mention kat aku later, k?

Eh, panjang la pulak mukadimah, sampai tiga perenggan  tu. Ok lets start. Korang tau kan yang based on the latest theory of physics that is M-theory (or superstring theory), universe ni most probably ada 11 dimensions; 3 ruang atau englishnya kita panggil 'spatial' (depan-belakang, atas-bawah, kiri-kanan), 1 masa dan 7 lagi  yang  kita tak dapat nak rasa.

Tapi aku yakin mesti ada readers yang nak  tau, macamana scientist boleh buat tanggapan atau telahan  yang macam gini. Ok, telahan yang macam gini  datang dari mathematical calculation scientiest yang cuma work atau 'menjadi' kalau dunia ni ada 11 dimensi. Seterusnya, readers yang interested akan tanya lagi, apa yang 'menjadi'. Jawapannya, 'menjadi' di sini bermaksud apabila equation untuk relativity dan equation untuk quantum mechanics boleh di'satu'kan dalam satu set equations yang baru. Tapi sebelum kita pergi lebih jauh, kena la aku ceritakan dulu realivity ni apa dan quantum mechanics ni apa dan  apa masalah diorang ni.

Relativity adalah teori yang dihasilkan oleh Einstein dan teori ini berjaya menerangkan apa itu daya gravity dalam bentuk yang fizikal (Newton sedar tentang daya/force ini tapi beliau tak boleh explain force tu apa sebenarnya). Daya graviti rupa-rupanya adalah kesan tindakbalas jisim (mass) kepada herotan ruang (warping of space).Rupa-rupanya, ruang di sekeliling kita ni boleh herot dan melengkung dan sebab herotan ni la menyebabkan kita sentiasa tertarik kepada (pulled towards) jisim yang melengkungkan ruang itu tadi dan menyebabkan kita dapat merasakan what we so called the gravitational pull. Output dari teori ini adalah satu set mathematical equation yang boleh kita guna  untuk kira dan predict kelakuan benda-benda macam pergerakan planet, bintang, dan lain-lain yang kita panggil heaven bodies. Tapi macamana dengan kereta, motor, angin dan lain2, boleh ke kita kira pakai teori einstein? Boleh tapi buat apa nak susah-susah sebab untuk benda yang tak laju sangat dan tak besar sangat (macam kereta berbanding  dengan planet), pakai teori Isaac Newton (yang kita panggil classical mechanics) pun dah cukup. Kata lainnya. teori enstein dan Newton sebenarnya lebih kurang sama untuk benda-benda seharian, cuma berbeza untuk perkara yang tersangat laju (comparable to the speed of light) dan tersangat besar macam galaxy, planet dan black hole. Ok cukup la tu on gravity, lets move to quantum mechanics.

Quantum mechanics pulak adalah teori untuk kira kelakuan benda2 yang kecil sangat macam particles electron, proton dan juga subparticles macam quark, muon boson dan lain-lain. Dan kajian ini juga berkaitan dengan pengiraan daya yang kita panggil electromagnetism forces. Nak tahu berapa kecil alam particles ni? Anggarannya macam ni, kalau alam universe kita sebesar 10 kuasa 30 meter, alam particle sekecil 10 kuasa -30. Subhanallah! Satu perkara yang menarik di alam particles ni, kita tak boleh ukur apa-apa secara fizikal dan terus sebab particles ni macam 'hidup', dia tahu kalau kita ukur dia menyebabkan ukuran kita 'terganggu' dan jadi tak 'betul'. Disebabkan itu, quantum mechanics dihasilkan berdasarkan 'kemungkinan' sahaja atau englishnya kita panggil probabilistic. Sebagai contoh kita cuma boleh kira dan kata "kemungkinan untuk satu particle berada ditempat sekian di waktu sekian dengan kelajuan sekian adalah sebanyak sekian peratus", itu je yang boleh kita kata. Dan sebab ketidaktentuan ini lah, Einstein tidak bersetuju dengan Quantum Mechanics walaupun beliau adalah salah seorang foundernya dan di waktu inilah keluarnya kata-kata   Einstein yang famous "God does not play dice". Ok, cukup sampai situ, we go next kepada persoalan "apa masalah diorang ni (merujuk kepada Theory of Relativity VS Quantum Mechanics).

Masalah diorang ni ialah, Theory Relativity tak boleh digunakan di alam particles dan Quantum Mechanics tak boleh digunakan untuk planet, galaxy dan lain-lain (boleh la sikit-sikit macam Stephen Hawking punya Quantum Relativity yang dapat explain tentang event horizon of black hole, tapi tak general, tak menyeluruh dan tak robust). Jadi scientist pun pelik la, kenapa ada dua teori dan dua mathematics yang berlainan? Pada scientist, mesti ada satu teori sahaja. Tapi sebenarnya, tinggal dua teori yang berlainan ni pun dah kira bagus sebab pada asalnya ada empat teori atau daya yang berlainan iaitu gravity, electromagnetism, strong interaction dan weak interaction; dua yang terakhir tu adalah kajian daya at atomic level dan weak interaction adalah teori Prof Abdus Salam, the only muslim scientist yang menang Nobel Prize dalam physics. Kemudiannya, electromagnetism, strong dan weak interaction dapat disatukan dibawah quantum mechanics. Itu yang scientiest lagi sakit hati tu,   tiga dah dapat disatukan, tinggal gravity je yang tinggal berasingan. Jadi sekarang ni, scientist di seluruh dunia berlumba-lumba mencari satu teori yang dapat menyatukan kesemua ni sekali dan kalau jumpa  diorang akan panggil teori ni sebagai TOE atau Theory of Everything.

Cari punya cari punya cari, diorang rasa macam dah dekat nak jumpa. Dah dekat tapi belum la jumpa lagi. Dalam tahun 70an scientiest di Caltech pioneered by Gell-Mann (dia ni kawan dan juga lawan Richard Feynman) berhujah mengatakan masalah kenapa manusia tak dapat nak satukan Relativity dan Quantum Mechanics adalah sebab stigma manusia yang membayangkan dari dahulu lagi bahawa particles adalah berbentuk point-like atau bulat. Tapi dia kata, kalau kita bayangkan particle dalam bentuk tali yang bergetar atau vibrating string, akan ada mathematic yang boleh menyatukan kedua-dua teori tadi. Dan diorang terus berhujah yang getaran yang  berbeza (frequency dan mode shape) akan menghasilkan sifat particles yang berbeza-beza. Akhirnya lahirlah string theory yang akhirnya dapat menyatukan relativity dan quantum  mechanics. Adakah ini TOE? Tak jugak dan aku akan explain kan kenapa kat bawah ni.

Eh...esok la aku cerita lagi, ngantuk la pulak. Good game and good night, MU is alright...assalammulaikum.

5 comments:

Norhazilan said...

String theory ni lah dokumentari BBC pertama yang aku hadap waktu dok edinburgh...melopong lapan hari

zarch said...

Salam ziarah, syukur for sharing, sangat menarik dan sampoy penerangannya, moga diteruskan...

I.R.F.A.H.Z said...

he definitely continued what he have started... heheheee...

MFTAQIYUDDIN said...

Selamat kembali.Teruskan menulis Dr.

Dr. Ben said...

More on quantum mechs please.