Bagaimana teori gravitasi Einstein bisa disatukan dengan mekanika kuantum? Ini adalah tantangan yang dapat memberi kita wawasan mendalam tentang fenomena seperti lubang hitam dan kelahiran alam semesta. Sekarang, sebuah artikel baru di Nature Communications, yang ditulis oleh para peneliti dari Chalmers University of Technology, Swedia, dan MIT, AS, menyajikan hasil yang memberikan pencerahan baru tentang tantangan penting dalam memahami gravitasi kuantum.
Tantangan besar dalam fisika teoretis modern adalah menemukan 'teori terpadu' yang dapat menjelaskan semua hukum alam dalam kerangka tunggal -- menghubungkan teori relativitas umum Einstein, yang menjelaskan alam semesta dalam skala besar, dan mekanika kuantum, yang menggambarkan dunia kita pada tingkat atom. Teori 'gravitasi kuantum' semacam itu akan mencakup deskripsi makroskopik dan mikroskopis alam.
"Kami berusaha untuk memahami hukum alam dan bahasa yang digunakan untuk menulis ini adalah matematika. Ketika kami mencari jawaban atas pertanyaan-pertanyaan dalam fisika, kami juga sering dituntun pada penemuan-penemuan baru dalam matematika. Interaksi ini sangat menonjol dalam pencarian kuantum. gravitasi -- di mana sangat sulit untuk melakukan eksperimen," jelas Daniel Persson, Profesor di Departemen Ilmu Matematika di Universitas Teknologi Chalmers.
Contoh fenomena yang membutuhkan jenis deskripsi terpadu ini adalah lubang hitam. Lubang hitam terbentuk ketika bintang yang cukup berat mengembang dan runtuh di bawah gaya gravitasinya sendiri, sehingga semua massanya terkonsentrasi dalam volume yang sangat kecil. Deskripsi mekanika kuantum lubang hitam masih dalam tahap awal tetapi melibatkan matematika tingkat lanjut yang spektakuler.
Model Sederhana untuk Gravitasi Kuantum
"Tantangannya adalah untuk menggambarkan bagaimana gravitasi muncul sebagai fenomena 'muncul'. Sama seperti fenomena sehari-hari - seperti aliran cairan - muncul dari gerakan kacau tetesan individu, kami ingin menggambarkan bagaimana gravitasi muncul dari mekanika kuantum. sistem pada tingkat mikroskopis," kata Robert Berman, Profesor di Departemen Ilmu Matematika di Universitas Teknologi Chalmers.
Dalam sebuah artikel yang baru-baru ini diterbitkan di jurnal Nature Communications, Daniel Persson dan Robert Berman, bersama dengan Tristan Collins dari MIT di AS, menunjukkan bagaimana gravitasi muncul dari sistem mekanika kuantum khusus, dalam model sederhana untuk gravitasi kuantum yang disebut 'prinsip holografik'.
"Dengan menggunakan teknik dari matematika yang telah saya teliti sebelumnya, kami berhasil merumuskan penjelasan tentang bagaimana gravitasi muncul dengan prinsip holografik, dengan cara yang lebih tepat daripada yang telah dilakukan sebelumnya," jelas Robert Berman.
Riak Energi Gelap
Artikel baru ini mungkin juga menawarkan wawasan baru tentang energi gelap misterius. Dalam teori relativitas umum Einstein, gravitasi digambarkan sebagai fenomena geometris. Sama seperti tempat tidur yang baru dibuat melengkung di bawah berat badan seseorang, benda berat dapat menekuk bentuk geometris alam semesta. Tetapi menurut teori Einstein, bahkan ruang kosong -- 'keadaan vakum' alam semesta -- memiliki struktur geometris yang kaya. Jika Anda dapat memperbesar dan melihat ruang hampa ini pada tingkat mikroskopis, Anda akan melihat fluktuasi atau riak mekanika kuantum, yang dikenal sebagai energi gelap. Bentuk energi misterius inilah yang, dari perspektif yang lebih besar, bertanggung jawab atas percepatan perluasan alam semesta.
Karya baru ini dapat mengarah pada wawasan baru tentang bagaimana dan mengapa riak mekanika kuantum mikroskopis ini muncul, serta hubungan antara teori gravitasi Einstein dan mekanika kuantum, sesuatu yang telah luput dari perhatian para ilmuwan selama beberapa dekade.
"Hasil ini membuka kemungkinan untuk menguji aspek lain dari prinsip holografik seperti deskripsi mikroskopis lubang hitam. Kami juga berharap dapat menggunakan koneksi baru ini di masa depan untuk membuat terobosan baru dalam matematika," kata Daniel Persson.
(Materials provided by Chalmers University of Technology)
***
Solo, Selasa, 22 Maret 2022. 9:19 am
'salam hangat penuh cinta'
Suko Waspodo
antologi puisi suko
image: Bizsiziz
0 comments:
Posting Komentar