Ilmuwan Denmark mencoba menyatukan teori relativitas Einstein dengan mekanika kuantum untuk mengetahui bagaimana penciptaan alam semesta. Penelitian ini telah dinominasikan sebagai Research Result of the Year oleh Danish Science News Magazine, yang didanai oleh Danish Council for Independent Research.
Teori Einstein Dalam Penciptaan Alam Semesta
Setiap atom tunggal dalam tubuh manusia berada di satu titik yang tercipta pada awal penciptaan alam semesta, misalnya dalam ledakan supernova dimana atom pertama merupakan atom hidrogen yang mungkin tercipta setelah Big Bang.
Setidaknya penjelasan fisikawan telah memunculkan pandangan baru dalam perdebatan ini. Bagaimana penciptaan alam semesta dan bagaimana hal tersebut berkembang saat nanodetik pertama, semuanya masih menjadi misteri.
Untuk memahami penciptaan alam semesta, manusia hanya perlu menyatukan teori relativitas Einstein dan mekanika kuantum. Fisikawan telah mencoba melakukan hal ini selama 40 tahun terakhir dengan menggunakan berbagai pendekatan, masing-masing memiliki keberhasilan dan kegagalan.
Saat ini tim peneliti dari Universitas Kopenhagen Niels Bohr Institute mencoba memaparkan bagaimana hal ini bisa dilakukan dan berhasil membuktikan teori tersebut. Mereka sedang menguji model matematika dimana teori tersebut menjadi satu dan memberikan kontribusi dalam pemahaman tentang Big Bang dan lubang hitam.
Teori Relativitas Dan Mekanika Kuantum
Menurut teori relativitas, gravitasi merupakan kekuatan fundamental yang membuat alam semesta secara bersama-sama. Teori ini menjelaskan bagaimana gravitasi menjadi manifestasi kelengkungan ruang waktu dan memungkinkan manusia untuk memahami evolusi alam semesta. Teori ini merupakan Fisika klasik makroskopik di mana kecepatan, arah dan posisi dapat diukur dan dihitung.
Teori ini tidak memadai ketika berada pada jarak kecil di tingkat atom, dunia mikro keseluruhannya dikendalikan Mekanika kuantum. Dalam mekanika kuantum, perubahan paling banyak terjadi pada lompatan dan karenanya tidak dapat diukur dengan cara yang sama seperti dalam fisika klasik.
Dalam kehidupan sehari-hari hal itu tidak terlalu penting, manusia tidak dapat mengukur hal-hal yang akurat pada skala 10 hingga 35 meter. Skala ini ditemukan fisikawan Jerman (Max Planck), di mana gagasan-gagasan klasik ruang waktu gagal pada skala tersebut.
Tetapi jika ingin memahami fenomena astronomi seperti Big Bang dan lubang hitam yang melibatkan energi sangat tinggi dan jarak begitu kecil, maka mekanika kuantum menjadi hal penting dan perlu memperluas teori relativitas. Banyak teori telah dipaparkan selama bertahun-tahun, akan tetapi tidak pernah mungkin untuk menguji teori tersebut.
Beberapa tahun yang lalu, Ambjorn dan rekannya Jerzy Jurkiewicz dari Universitas Jagiellonian Polandia dan Renate Loll dari Universitas Utrecht di Belanda merumuskan teori tentang bagaimana dua aspek dapat dibawa bersama-sama. Berbeda denga teori sebelumnya, teori ini melibatkan penciptaan simulasi komputer tentang 'Kuantum alam semesta' dimana teori lain telah gagal mencapainya. Dalam simulasi komputer, blok bangunan empat dimensi yang bisa 'menempel' bersama-sama ke sebuah kontinum ruang waktu. Model matematika empat dimensi digunakan sebagai dimensi waktu yang akan ditambahkan kedalam ruang tiga dimensi.
Hal ini telah dicoba sebelumnya, dan hasilnya bahwa alam semesta mulai membentuk bola kecil atau diperluas dan mulai membentuk permukaan tipis dua dimensi. Tak satu pun dari kedua pilihan mirip dengan fisik alam semesta di mana kita bisa melihat ruang tiga dimensi yang berkembang bersama waktu.
Peran Ruang Waktu Dalam Penciptaan Alam Semesta
Para peneliti memahami alam semesta sebagai kausalitas, ruang waktu yang kosong membutuhkan arah yang dikhususkan sebagai waktu. Ruang waktu dilengkapi blok bangunan kecil geometris dengan panah waktu menunjuk dari masa lalu ke masa depan. Ruang waktu juga memperkenalkan aturan bahwa blok harus diatur sedemikian rupa sehingga anak panah menunjuk ke arah yang sama.
Hasilnya akan mengkonfirmasi beberapa hal yang diharapkan bisa menjadi kebenaran. Blok akan mengatur sendiri dengan cara yang membuatnya tampak seperti alam semesta, tepat seperti yang kita amati.
Meskipun hasil awal menjanjikan, masih ada masalah yang harus diselesaikan. Para peneliti belum mengetahui bagaimana mengakomodasi lubang hitam dalam teori ini.
Lubang hitam muncul dan memainkan peran yang sangat penting di alam semesta, mungkin lebih penting daripada yang diyakini. Di setiap galaksi tunggal tampaknya ada sebuah lubang hitam supermasif di pusatnya.
Belum ada kekurangan imajinatif untuk menjelaskan asal usul alam semesta dan sifat kuantum mekanik, tapi upaya ini spekulatif. Berbekal sebuah teori yang memungkinkan dalam perhitungan konkret, para peneliti Denmark mungkin berhasil membuang sebagian dari banyak usulan yang telah diajukan tentang penciptaan alam semesta.
No comments:
Post a Comment