Entropi dalam Putaran Tasbih Semesta

 Seorang pemuda tengah berdiri menatap kamarnya yang berantakan. 

“Hari yang melelahkan”, keluhnya sembari menebar pandangan pada sekeliling kamar.

“Apa yang harus kulakukan dengan kamar ini ya…?” imbuhnya.

Ia lantas membuka kantong plastik berisi nasi bungkus yang tadi dibelinya. Dimakannya nasi bungkus itu dengan lahap. Membereskan kamar yang berantakan akan memerlukan banyak energi, karena itulah dia harus makan banyak, pikirnya. Usai makan, mulailah ia menata kamarnya, menyapu lantai, dan juga mengepelnya. Konon, energi positif datang dari kamar yang rapi. 

Karena cuaca yang terik saat itu, kristal-kristal keringat bercucuran saat ia membersihkan kamarnya tersebut. Namun tak apa, yang penting kamar itu bisa menjadi rapi dan ia bisa beristirahat dengan nyaman.

Jika kita membahas tentang apa yang sebenarnya dilakukan pemuda itu, maka sebagian besar dari kita pasti akan menjawab bahwa ia mengubah kamarnya yang tadinya berantakan dan semrawut menjadi rapi dan teratur. Secara kasat mata memang benar bahwa ia telah menghadirkan sebuah keteraturan dari ketidakteraturan. Namun, apakah kita yakin bahwa kita memiliki konsep yang benar perihal teratur dan tidak teratur?

Ya! Sebenarnya yang dilakukan pemuda itu tidaklah benar-benar membuat sesuatu menjadi teratur, namun sebaliknya, ia membuatnya menjadi semakin tidak teratur. Ketika memakan nasi bungkus, sebenarnya ia tengah mengumpulkan energi untuk membersihkan kamarnya. Ketika ada energi yang masuk ke dalam tubuh, maka akan ada energi yang harus dikeluarkan bersama dengan keringat yang dihasilkan dari tubuhnya. Partikel-partikel dari energi yang keluar dari tubuhnya bertubrukan satu sama lain. Begitu pula dengan partikel-partikel di atas lantai yang tenang sebelum disapu, kini mereka menjadi berhamburan tak tentu arah. Kamar tersebut sebenarnya telah penuh oleh partikel yang bergerak tak beraturan. Namun jika dilihat secara kasat mata, yang kita saksikan adalah kamar yang sangat rapi. Begitulah sifat manusia yang sangat terbatas. Mereka tak dapat melihat partikel-partikel penyusun atom yang berukuran 6.024 x 10-24 amu (atomic mass unit)1.

Pandangan Sains Terhadap Ketidakteraturan

Jika dilihat dari sudut makro kosmos, alam semesta terus berkembang menuju ketidakteraturan2. Kata ‘tidak teratur’ dalam ilmu sains merujuk kepada hamburan partikel-partikel yang bergerak tidak tentu arah. Ilmuwan Barat telah mengungkapkan hal tersebut melalui teori penciptaan alam semesta, yaitu Teori Big Bang yang dipelopori oleh Stephen Hawking. Teori tersebut menjelaskan bahwa alam semesta berasal dari keadaan panas dan padat yang mengalami ledakan dahsyat dan mengembang. Artinya, alam semesta pada mulanya adalah sebuah materi yang susunannya sangat teratur. Namun akibat ledakan yang terjadi, partikel-partikel alam semesta pun saling berhamburan, sehingga menjadikannya sangat tidak teratur. Sebenarnya, jauh sebelum teori ini ada, telah ada sebuah kitab yang tak terelakkan kebenarannya sebagai mukjizat Rasul terakhir, yang menyatakan bahwa langit dan bumi kita ini dulunya adalah menyatu, namun Ia kemudian meluaskannya (QS. Al-Dzariyat (51): 47). Ayat tersebut dapat bermakna bahwa alam semesta dulunya merupakan satu kesatuan, lalu kemudian dipisahkan oleh-Nya, alam mengalami perluasan secara terus-menerus hingga batas waktu yang dikehendaki-Nya.

Dalam ilmu kimia-fisika, terdapat sebuah konsep yang dapat menunjukkan tingkat ketidakteraturan, yang disebut sebagai entropi. Menurut konsep entropi, dalam sebuah reaksi, jika partikel-partikel dari substansi yang dihasilkan semakin tidak beraturan, maka nilai entropinya akan semakin tinggi. Sebaliknya, jika partikel-partikelnya semakin rapi dan tertata, maka nilai entropinya akan semakin rendah. Sebagai contohnya, es batu mencair pada suhu 00 C. Mencairnya es batu merupakan sebuah perubahan wujud dari padat menuju cair. Partikel-partikel penyusun es batu yang tertata rapi dan berikatan sangat kuat akan merenggang dan semakin tidak beraturan ketika berubah menjadi air. Dalam hal ini, nilai entropi pun bertambah. Sebaliknya, ketika air dibekukan menjadi es, partikel-partikelnya akan merapat dan semakin teratur, sehingga nilai entropinya pun berkurang. Teori tentang entropi ini dirumuskan oleh para ilmuwan di dalam hukum II dan III termodinamika.

Entropi dalam Hukum II Termodinamika

Dalam Hukum II Termodinamika disebutkan bahwa “Entropi dari alam semesta selalu bertambah dalam proses yang terjadi secara spontan dan tidak berubah dalam suatu proses kesetimbangan”3. Berdasarkan pernyataan tersebut dapat kita katakan bahwa entropi alam semesta akan selalu bertambah setiap harinya, bahkan setiap jam, setiap menit, dan setiap detik. 

Kalimat “…dalam proses yang terjadi secara spontan…” menunjukkan bahwa entropi yang terus bertambah tersebut merupakan suatu reaksi yang pasti terjadi karena telah menjadi ketetapan Allah. Kalimat “…dan tidak berubah dalam suatu proses kesetimbangan” semakin menegaskan bahwa entropi akan selalu bertambah dan tidak akan pernah berkurang. Segala proses tersebut tentunya tidak akan terjadi tanpa keterlibatan Sang Maha Berkehendak. Bahkan Dan Brown, dalam novelnya yang berjudul “Origin”, turut menyinggung konsep ini dengan mengungkapkan bahwa alam semesta menciptakan keteraturan untuk memperbesar entropi4. Meski begitu, kata “menciptakan” sebenarnya tidak dapat disandingkan dengan entitas -yang juga merupakan suatu ciptaan-, namun kata itu hanya tepat digunakan untuk Sang Pencipta semata. Yang dimaksud Dan Brown dalam novelnya adalah bahwasanya segala sesuatu yang disangka menghadirkan sebuah keteraturan nyatanya memperbesar nilai ketidakteraturan yang ada di alam semesta. Jika memang nilai entropi akan semakin bertambah, maka yang menjadi pertanyaan adalah: “Sampai kapan entropi akan selalu bertambah?” Jawabannya adalah: “Entropi akan mencapai titik maksimalnya ketika dunia telah mencapai titik akhirnya.” Dengan kata lain, entropi akan berhenti meningkat ketika dunia ini telah sampai pada akhirnya, yakni Kiamat.

Entropi dalam Hukum III Termodinamika 

Jika entropi dapat berada pada titik tertingginya, maka pernahkah ia berada pada titik terendahnya atau di titik nol? Hukum III Termodinamika menyatakan bahwa entropi sebuah kristal sempurna pada suhu mutlak nol Kelvin adalah nol. Kristal ideal digambarkan sebagai partikel-partikel yang tersusun secara teratur dan diam (tidak bergerak dari posisinya). Artinya, jika suhu dari kristal tersebut naik sedikit saja, maka entropinya tidak akan sama dengan nol. Hal tersebut dikarenakan bertambahnya suhu sebanding dengan bertambahnya pergerakan molekul, sehingga menjadi semakin renggang atau tidak teratur. Semakin tinggi suhu, maka semakin tinggi pula nilai entropinya. Secara teori, suhu nol mutlak dapat ditemukan pada ruang hampa udara. Namun faktanya sampai saat ini tidak pernah ditemukan di penjuru semesta manapun suhu nol mutlak tersebut5. Suhu terendah yang berhasil ditemukan oleh para ilmuwan adalah suhu nano Kelvin yang bernilai 10-12 K. Dengan kata lain, tak ada satu pun partikel di dunia ini yang benar-benar diam tak bergerak. 

Fakta ilmiah ini seiring dengan ayat yang berbunyi, “Langit yang tujuh, bumi dan semua yang ada di dalamnya bertasbih kepada Allah. Dan tak ada suatupun melainkan bertasbih dengan memuji-Nya, tetapi kamu sekalian tidak mengerti tasbih mereka. Sesungguhnya Dia adalah Maha Penyantun lagi Maha Pengampun.” (QS Al-Israa’:44)

Maksud dari ayat tersebut adalah bahwa sesungguhnya, seluruh entitas dalam alam semesta ini bergerak bertasbih kepada-Nya dengan caranya masing-masing. Daun bertasbih dengan menggoyangkan dahannya, gunung bertasbih dengan aktivitas magmanya, bahkan atom-atom penyusun kristal pun pasti bertasbih dengan getaran yang dihasilkannya, meskipun dalam intensitas yang sangat kecil. Dengan bertasbihnya segala entitas, maka sesungguhnya tidak ada satu pun partikel di dunia ini yang tidak bergerak, bahkan dalam sebuah batu kristal yang padat sekalipun. Karena sejatinya partikel-partikel penyusun atom selalu bergerak menyebut nama pencipta-Nya.

Alam dan Ketidakteraturannya

Sang Maha Pencipta telah menciptakan segala entitas di alam semesta ini dengan sangat mengagumkan, terukur, dan sempurna6. Segala hal yang akan terjadi terhadap entitas telah digariskan dengan cara yang menakjubkan oleh-Nya. Pun ketidakteraturan yang semakin besar ini merupakan kehendak-Nya. Dia telah menggariskan pencairan es di kutub dan berbagai bencana seperti gempa bumi dan gunung meletus yang memporakporandakan alam manusia. Segala hal tersebut merupakan cara-Nya untuk meningkatkan ketidakteraturan di alam semesta ini. Dengan jumlah populasi yang meningkat di muka bumi, maka tingkat kebutuhan manusia terhadap alam pun semakin tinggi. Lalu eksploitasi sumber daya alam yang berlebih pun dimulai, penggundulan hutan dan penggunaan bahan bakar fosil yang semakin meningkat guna memuaskan dahaga manusia yang tak kunjung habisnya. Tanpa disadari, perbuatan manusia yang tak kenal puas ini pun semakin meningkatkan ketidakteraturan yang ada. Dan penyumbang terbesar dari ketidakteraturan itu sendiri adalah makhluk bernama manusia.

Referensi:

1. Chang, Raymond. 2010. Chemistry, Tenth Edition. New York: The McGraw-Hill Companies, Inc.
2. Karya tulis: Penciptaan Alam Semesta Menurut Al-Quran dan Teori Big Bang oleh Adam Malik M. Pd dan Drs. H. Dadan Nurul Haq, M.Ag. Lembaga Penelitian dan Pengabdian Masyarakat, UIN Sunan Gunung Djati Bandung
3. Lawrie, R dan Norris, R. 2014. Cambridge International AS and A Level Chemistry Coursebook Second Edition. Cambridge: University Printing House
4. Origin (Dan Brown)
5. Supardi, KI. 2017. Pembelajaran Kimia Terintegrasi Karakter Religius. Semarang: UNNES PRESS.
6. Al-Lamaat (Bediuzzaman Said Nursi)