Bayangkan seorang fisikawan duduk di dalam sangkar dengan pistol diarahkan langsung ke kepalanya. Arah putaran partikel acak di dalam ruangan diukur setiap beberapa detik. Jika putaran ke satu arah, pistol menembak dan fisikawan mati. Jika ke yang lain, maka hanya bunyi klik yang terdengar dan fisikawan itu bertahan. Jadi kemungkinan seorang fisikawan bertahan hidup adalah 50-50, bukan?
Semuanya mungkin tidak sesederhana itu jika kita hidup di multiverse - yaitu, selain alam semesta kita, yang kita sebut milik kita, ada banyak lainnya.
Eksperimen pemikiran terkenal yang disebut "bunuh diri kuantum" dimulai dengan skenario dengan fisikawan dan senjata, dan ini adalah salah satu cara untuk mencoba memahami jika kita hanya hidup di salah satu dari banyak (dan berpotensi tak terbatas) alam semesta.
Eksperimen pemikiran ini bergantung pada mekanika kuantum dan gagasan bahwa tidak ada realitas objektif tunggal. Segala sesuatu yang kita lihat di sekitar kita hanyalah salah satu konfigurasi yang mungkin dari semua kemungkinan bahwa peristiwa ini atau itu akan terjadi. Satu interpretasi dari mekanika kuantum adalah bahwa semua set probabilitas lainnya dapat eksis di alam semesta terpisah mereka sendiri. Jadi jika Anda mengikuti eksperimen pikiran, dengan interpretasi ini, maka ketika Anda mengukur partikel kedua, alam semesta akan terpecah menjadi dua, yang masing-masing akan memiliki versi kemungkinan terjadinya peristiwa sendiri: di mana fisikawan tinggal dan di mana fisikawan itu mati.
Kelangsungan hidupnya sekarang terkait dengan probabilitas kuantum, jadi dia tampaknya hidup dan mati pada saat yang sama - hanya di alam semesta yang berbeda. Jika alam semesta baru terpecah setiap kali sebuah partikel diukur, dan pistolnya menembak atau tidak, maka di salah satu alam semesta ini, fisikawan pada akhirnya akan bertahan, katakanlah, 50 pengukuran partikel. Ini bisa dibandingkan dengan koin yang dilempar 50 kali berturut-turut. Probabilitas bahwa 50 kali berturut-turut akan muncul ekor sangat kecil, tetapi itu - peluangnya cenderung nol.
Dan jika ini terjadi, fisikawan akan memahami bahwa multiverse itu nyata, dan dalam kasus tertentu - dalam eksperimen yang dijelaskan - fisikawan itu benar-benar abadi, karena senjata tidak akan pernah menembak. Tetapi dia juga akan menjadi satu-satunya orang yang mengetahui bahwa alam semesta paralel ini ada. Dan berapa banyak fisikawan yang harus "menghabiskan" untuk mencari tahu dengan pasti.
Namun, ada versi lain yang lebih cerdas dari beberapa alam semesta yang dicadangkan secara matematis dan berpotensi dapat diuji.
"Bagi sebagian orang, alam semesta paralel seperti melompati portal ke dunia lain atau sesuatu seperti itu," kata Matthew Johnson, fisikawan di Perimeter Institute. "Tapi itu sangat berbeda."
Video promosi:
Bukti nyata yang dapat diamati dari banyak alam semesta akan sulit ditemukan, tetapi mungkin. Dan beginilah rencana fisikawan untuk melakukannya.
Versi multiverse
Faktanya, ada cukup banyak teori tentang alam semesta ganda, dan multiverse dari eksperimen pemikiran dengan "bunuh diri kuantum", di mana setiap kemungkinan menjadi kenyataan, adalah salah satu yang paling radikal.
Fisikawan Massachusetts Institute of Technology, Max Tegmark, menyarankan untuk memecah berbagai teori alam semesta menjadi empat tipe berbeda agar lebih mudah berpikir.
Kami akan fokus pada tingkat pertama dari multiverse - versi ini lebih mudah dipahami daripada yang lain. Pada level pertama, kami juga memiliki peluang yang cukup bagus untuk menemukan bukti yang membuktikan bahwa multiverse itu nyata.
Berbagai alam semesta berasal dari prediksi matematis dari teori yang sudah ada sebelumnya, dan multiverse Level 1 diprediksi oleh ide yang sangat dihormati dan kuat dalam fisika: inflasi.
Apa yang kami maksud dengan "alam semesta"?
Untuk memahami gagasan tentang banyak alam semesta, Anda harus terlebih dahulu mendefinisikan apa yang kami maksud saat kami mengatakan "alam semesta". Definisi kami tentang "alam semesta" telah berubah lebih dari satu kali, misalnya, ketika kami menemukan teleskop pertama, melihat ke luar angkasa dan mengetahui bahwa bintang-bintang tidak melekat pada langit dengan paku, dan Bumi tidak sendirian di luar angkasa.
Tapi alam semesta jauh lebih besar daripada yang bisa kita lihat melalui teleskop, kata Johnson. Alam semesta kita hanyalah sebuah bola cahaya yang memiliki cukup waktu untuk menjangkau kita. Jika kita menunggu satu miliar tahun lagi, kita akan melihat lebih banyak lagi dan konsep alam semesta kita akan terbalik lagi, kata Tegmark.
Seseorang yang berdiri di planet yang jaraknya triliunan tahun cahaya akan memiliki gambaran yang sama sekali berbeda tentang "alam semesta" berdasarkan seberapa banyak cahaya telah menghantam planet mereka.
Tidak mungkin kita bisa mencapai gelembung alam semesta lainnya ini secara definisi, karena tidak ada cara untuk melakukan perjalanan lebih cepat daripada cahaya. Meski kita tidak bisa melihatnya, fisikawan percaya bahwa jejak kelahiran mereka masih bisa ditemukan.
Mana buktinya?
Ide di balik inflasi adalah bahwa selama permulaannya, alam semesta kita mengalami periode ekspansi yang cepat (segera setelah Big Bang), ketika sebuah nanometer ruang tiba-tiba meledak 250 juta tahun cahaya dalam waktu kurang dari sepersejuta detik.
Begitu inflasi dimulai, inflasi tidak pernah berhenti sepenuhnya. Di beberapa area ruang-waktu, ia berhenti, di mana area ruang tersebut berubah menjadi gelembung, seperti alam semesta yang kita lihat di sekitar, tetapi di tempat lain, ruang terus berkembang. Jika perluasannya tidak terbatas, dan banyak yang percaya demikian, gelembung alam semesta baru terus-menerus terbentuk. Ini meninggalkan jejak gelembung. Kami melayang melalui ruang-waktu di jacuzzi berbusa alam semesta.
Sekali lagi, tidak ada cara untuk berkomunikasi dengan alam semesta gelembung lainnya ini, karena kita tidak dapat melakukan perjalanan lebih cepat daripada cahaya. Tetapi secara teoritis kita dapat membuktikan bahwa mereka ada. Dan begini caranya.
Ketika gelembung alam semesta kita pertama kali terbentuk, ada kemungkinan ia bertabrakan dengan alam semesta gelembung lain yang terbentuk di sekitar kita. Kecil kemungkinan kita masih berada di dekat mereka, karena perluasan ruang-waktu yang sedang berlangsung membawa kita semakin jauh.
Namun, efek tabrakan awal bisa saja mempengaruhi gelombang mikro kosmik background (panas dari Big Bang). Secara teori, kita bisa melihat riak ini dengan teleskop. Ini akan menjadi cakram yang berubah warna - seperti memar di badan gelombang mikro.
Jones mencari "memar" seperti itu, tetapi banyak hal tergantung pada seberapa cepat alam semesta gelembung lain muncul dan berapa banyak dari mereka yang mungkin ada. Jika gelembungnya sedikit, kita mungkin tidak akan menemukannya sama sekali.
Teleskop Luar Angkasa Planck saat ini sedang mendengarkan langit untuk mencari bukti tabrakan serupa dengan alam semesta lain.
Multiverse di dalam LHC
Fisikawan yang berbeda memiliki teori yang berbeda tentang multiverse. Versi ini muncul dari teori string, serta gagasan tentang keberadaan banyak dimensi lain yang tidak dapat kita akses (seperti dalam situasi di mana pahlawan McConaughey masuk dalam film "Interstellar"). Beberapa fisikawan berpikir bahwa alam semesta paralel bersembunyi di dimensi ekstra ini.
Ide multiverse ini juga dapat diuji
Fisikawan akan mencari lubang hitam mikroskopis di Large Hadron Collider, yang baru-baru ini beroperasi. LHC tidak dapat menghasilkan lubang hitam yang berbahaya, tetapi menurut teori ini, dimungkinkan untuk membuat lubang hitam mikroskopis yang akan langsung menguap. Kehadiran lubang hitam berarti bahwa gravitasi alam semesta kita merembes ke dimensi ekstra.
“Karena gravitasi dapat mengalir keluar dari alam semesta kita ke dalam dimensi ekstra, model seperti itu dapat diuji dengan menemukan lubang hitam miniatur di LHC,” kata fisikawan Mir Faisal. “Kami telah menghitung energi untuk mendeteksi lubang hitam ini di pelangi gravitasi. Jika kita menemukan lubang hitam pada energi itu, kita tahu bahwa teori pelangi gravitasi dan teori dimensi ekstra keduanya benar.
Ini akan menjadi bukti kuat untuk teori string dan alam semesta paralel, dan juga membantu menjelaskan mengapa gravitasi jauh lebih lemah daripada gaya fundamental lainnya.
Namun belum ada konfirmasi serius. Hanya keraguan
“Saya hanya percaya pada apa yang didukung oleh bukti eksperimental yang konkret dan dapat diuji, dan konsep alam semesta paralel tidak bisa benar-benar membanggakan hal ini,” kata Brian Green, fisikawan teoritis di Universitas Columbia.
Masalahnya, kata Johnson, fisikawan menjauh dari diskusi filosofis tentang banyak alam semesta. Beberapa hanya ingin menguji idenya. Yang lain memegang teori radikal dan tidak dapat diuji. Tegmark mengatakan dia akan mencoba bereksperimen dengan bunuh diri kuantum saat dia tua dan lemah. Tapi semoga saja dia bercanda.
