Denver - Para ilmuwan telah mengembangkan metode perjalanan baru yang sangat berbahaya dan sangat lambat di alam semesta. Ini termasuk lubang cacing yang menghubungkan lubang hitam khusus yang mungkin tidak ada. Dan dia bisa menjelaskan apa yang sebenarnya terjadi ketika fisikawan memindahkan informasi kuantum dari satu titik ke titik lainnya, dalam kaitannya dengan bit informasi yang diteleportasi.
Fisikawan Harvard Daniel Jafferis berbicara tentang metode yang diusulkan dalam ceramahnya pada 13 April di pertemuan American Physical Society. Metode ini, katanya kepada rekan-rekannya yang berkumpul, melibatkan dua lubang hitam yang terjerat sedemikian rupa sehingga terjerat dalam ruang dan waktu.
Apa itu lubang cacing?
Ide mereka memecahkan masalah lama: ketika sesuatu memasuki lubang cacing, energi negatif diperlukan untuk keluar dari sisi lain (dalam keadaan normal, bentuk ruang-waktu di pintu keluar dari lubang cacing tidak memungkinkan untuk melewatinya). Materi dengan kerapatan energi negatif secara teoritis dapat mengatasi hambatan ini. Tetapi dalam fisika gravitasi dan ruang-waktu (fisika mendeskripsikan lubang cacing) kemungkinan impuls energi negatif semacam itu tidak tersedia. Dengan demikian, tidak mungkin melewati lubang cacing.
"Sebuah lubang cacing hanyalah sebuah terowongan di luar angkasa, tetapi jika Anda mencoba untuk berjalan melewatinya, itu akan runtuh terlalu cepat, sehingga Anda tidak bisa melewatinya," kata Jeffries pada Live Science setelah pidatonya.
Model lama lubang cacing dijelaskan dalam makalah tahun 1935 oleh Albert Einstein dan Nathan Rosen di Physical Review. Kedua fisikawan tersebut memahami bahwa dalam keadaan tertentu, menurut teori relativitas, kontinum ruang-waktu begitu bengkok sehingga semacam terowongan (atau "jembatan") terbentuk, menghubungkan dua titik terpisah.
Mereka menulis artikel ini sebagian untuk mengesampingkan kemungkinan lubang hitam di alam semesta. Namun dalam dekade berikutnya, ketika fisikawan memahami bahwa lubang hitam memang ada, gambar standar lubang cacing berbentuk terowongan, di mana dua lubang terlihat seperti lubang hitam. Namun, menurut ide ini, terowongan seperti itu mungkin tidak akan pernah ada dengan sendirinya di alam semesta, dan jika benar-benar ada, terowongan itu akan menghilang sebelum ada sesuatu yang melewatinya. Pada 1980-an, fisikawan Kip Thorne menulis bahwa sesuatu dapat menembus lubang cacing ini jika energi negatif diterapkan untuk mencegahnya runtuh.
Video promosi:
Keterikatan kuantum
Jefferis bekerja sama dengan fisikawan Harvard Ping Gao dan fisikawan Stanford Aron Wall untuk menemukan cara menerapkan versi energi negatif yang didasarkan pada gagasan dari bidang fisika yang sama sekali berbeda yang disebut "keterjeratan".
Konsep "keterjeratan" tidak dipinjam dari teori relativitas, tetapi dari mekanika kuantum. Kembali pada tahun 1935, Albert Einstein, Boris Podolsky dan Nathan Rosen menerbitkan artikel lain di Physical Review, yang menunjukkan bahwa, menurut aturan mekanika kuantum, partikel dapat "berkorelasi" satu sama lain, sehingga perilaku satu partikel secara langsung memengaruhi perilaku partikel lain. …
Einstein, Podolsky, dan Rosen percaya bahwa ini membuktikan ketidaktepatan gagasan mereka tentang mekanika kuantum, karena memungkinkan informasi bergerak di antara dua partikel lebih cepat daripada kecepatan cahaya. Fisikawan sekarang tahu bahwa belitan itu nyata, dan teleportasi kuantum adalah bagian yang hampir rutin dari penelitian fisika.
Teleportasi kuantum bekerja seperti ini: libatkan dua partikel cahaya, A dan B. lalu berikan B kepada teman Anda untuk dibawa ke ruangan lain. Kemudian tekan foton ketiga, C, pada foton A. Ini menjerat A dan C dan memutus keterjeratan antara A dan B. Kemudian Anda dapat mengukur keadaan gabungan A dan C (yang berbeda dari keadaan awal A, B, atau C) dan melaporkan hasil partikel gabungan kepada teman Anda di kamar sebelah.
Tanpa mengetahui status B, teman Anda kemudian dapat menggunakan informasi terbatas ini untuk memanipulasi partikel B untuk mendapatkan status yang dimiliki partikel C saat dimulai. Jika dia mengukur B, dia mengetahui kondisi dasar C tanpa bantuan. Informasi Partikel C secara fungsional berpindah dari satu ruangan ke ruangan lain.
Ini efektif karena dapat bertindak sebagai semacam kode untuk mengirim pesan dari satu titik ke titik lainnya. Dan keterjeratan bukan hanya properti masing-masing partikel. Objek yang lebih besar juga bisa terjerat, meskipun keterjeratan sempurna di antara mereka jauh lebih sulit.
Lubang hitam yang terjerat dapat membawa Anda ke dunia lain
Pada tahun 1935, fisikawan yang menulis artikel ini tidak tahu bahwa lubang cacing dan keterikatan terkait, kata Jeffries. Namun pada 2013, fisikawan Juan Maldacena dan Leonard Susskind menerbitkan sebuah artikel di Progress in Physics yang menghubungkan kedua ide tersebut. Mereka berpendapat bahwa dua lubang hitam yang terjerat sempurna akan bertindak sebagai lubang cacing di antara dua titik mereka di ruang angkasa. Mereka menyebut konsep ini "ER-EPR" ("ER = EPR") karena menggabungkan artikel Einstein-Rosen dengan artikel Einstein-Podolsky-Rosen.
Ketika ditanya apakah benar-benar ada dua lubang hitam yang sepenuhnya terjerat di alam semesta, Jeffries menjawab: "Tidak, tentu saja tidak."
Bukannya secara fisik tidak mungkin. Situasi ini tidak dapat muncul di alam semesta kita yang tidak teratur, karena terlalu tidak ambigu dan berskala besar. Munculnya dua lubang hitam yang sepenuhnya terjerat akan seperti memenangkan lotere, hanya kemungkinannya ini akan menjadi milyaran milyar kali lebih sedikit. Dan jika mereka memang ada, katanya, mereka akan kehilangan hubungan mereka yang sempurna pada saat benda ketiga berinteraksi dengan salah satu dari mereka.
Tetapi jika entah bagaimana ada sepasang lubang hitam (entah bagaimana dan di suatu tempat) maka metode Jaffrey, Gao, dan Wall dapat bekerja.
Konsep mereka, yang pertama kali diterbitkan pada Desember 2017 di The Journal of High Energy Physics, adalah sebagai berikut: Lemparkan teman Anda ke salah satu lubang hitam yang kusut. Kemudian ukur apa yang disebut radiasi Hawking yang berasal dari lubang hitam, yang mengkodekan beberapa informasi tentang keadaan lubang hitam itu. Kemudian pindahkan informasi ini ke dalam lubang hitam kedua dan gunakan untuk mengontrol lubang hitam kedua (bisa sesederhana mengarahkan berkas radiasi Hawking dari lubang hitam pertama ke lubang hitam kedua). Secara teori, teman Anda harus keluar dari lubang hitam kedua seperti saat dia masuk ke lubang hitam pertama.
Menurut Jefferys, teman Anda pasti masuk ke lubang cacing. Dan ketika dia mendekati singularitas di bagian yang sempit, dia akan merasakan "dorongan" energi negatif, yang akan mendorongnya dari sisi lain.
Metode ini tidak terlalu efektif, kata Jafferis, karena akan selalu lebih lambat daripada sekadar memindahkan jarak secara fisik antara dua lubang hitam. Tapi itu masih memungkinkan kita untuk memahami alam semesta.
Berkenaan dengan bit informasi yang lewat di antara partikel yang terjerat, Jafferis mengatakan, hal serupa dapat terjadi di sini. Pada skala objek kuantum individu, katanya, tidak masuk akal untuk membicarakan kelengkungan ruang-waktu, membentuk lubang cacing. Tetapi untuk teleportasi kuantum yang sedikit lebih kompleks, tambahkan beberapa partikel lagi dan tiba-tiba model lubang cacing masuk akal. Dalam kasus ini, kata dia, terdapat bukti kuat bahwa keduanya terkait.
Selain itu, katanya, itu menunjukkan bahwa informasi yang hilang di lubang hitam suatu hari nanti bisa sampai ke tempat itu dapat ditemukan.
Jika besok jatuh ke lubang hitam, katanya, situasinya tidak akan putus asa. Peradaban yang cukup maju akan mampu menavigasi alam semesta, mengumpulkan semua radiasi Hawking yang dipancarkan oleh lubang hitam saat ia secara bertahap menghilang ke keabadian dan memampatkan radiasi ini ke dalam lubang hitam baru yang terjerat dalam waktu dengan lubang aslinya. Setelah lubang hitam baru ini muncul, Anda dapat keluar dari situ.
Menurut Jefferis, studi teoritis tentang metode perpindahan di antara lubang hitam ini sedang berlangsung. Tetapi tujuan dari penelitian ini bukanlah untuk keluar dari lubang hitam melainkan memahami fisika fundamental. Jadi mungkin yang terbaik adalah tidak mengambil risiko.
Rafi Letzter
