Para peneliti telah menemukan jembatan potensial antara relativitas umum dan mekanika kuantum - dua teori fisika terkemuka - yang dapat membuat fisikawan memikirkan kembali hakikat ruang dan waktu.
Teori relativitas umum Albert Einstein menggambarkan gravitasi sebagai sifat geometris ruang dan waktu. Semakin besar objeknya, semakin besar distorsi ruang-waktunya dan distorsi ini dirasakan sebagai gravitasi.
Pada 1970-an, fisikawan Stephen Hawking dan Jacob Beckenstein mencatat hubungan antara luas permukaan lubang hitam dan struktur kuantum mikroskopisnya, yang menentukan entropinya. Ini menandakan kesadaran pertama bahwa ada hubungan antara relativitas umum dan mekanika kuantum, lapor vnauke.in.ua
Kurang dari tiga dekade kemudian, fisikawan teoretis Juan Maldacena mengamati hubungan lain antara gravitasi dan dunia kuantum. Hubungan ini mengarah pada pembuatan model yang menunjukkan bahwa ruangwaktu dapat dibuat atau dihancurkan dengan memvariasikan jumlah keterjeratan antara area permukaan yang berbeda dari suatu objek.
Dengan kata lain, ini berarti bahwa ruangwaktu itu sendiri, setidaknya seperti yang didefinisikan dalam model, adalah produk dari jalinan antar objek.
Untuk mengeksplorasi lebih jauh garis pemikiran ini, Chungjun Cao dan Sean Carroll dari California Institute of Technology (CalTech) memutuskan untuk melihat apakah mereka benar-benar dapat memperoleh sifat dinamis gravitasi (seperti yang diketahui dari relativitas umum) dengan menggunakan struktur di mana ruangwaktu muncul dari kuantum belitan. Penelitian mereka baru-baru ini diterbitkan di arXiv.
Dengan menggunakan konsep matematika abstrak yang disebut ruang Hilbert, Cao dan Carroll dapat menemukan persamaan antara persamaan yang mengatur keterikatan kuantum dan persamaan relativitas umum Einstein. Ini menegaskan gagasan bahwa ruangwaktu dan gravitasi muncul dari belitan.
"Salah satu yang lebih jelas adalah menguji apakah kesimetrian relativitas dipulihkan dalam struktur ini, khususnya gagasan bahwa hukum fisika tidak bergantung pada seberapa cepat Anda bergerak melalui ruang," kata Carroll.
Video promosi:
Teori segalanya
Saat ini, hampir semua yang kita ketahui tentang aspek fisik alam semesta kita dapat dijelaskan oleh relativitas umum atau mekanika kuantum. Yang pertama melakukan pekerjaan yang baik dalam menjelaskan aktivitas pada skala yang sangat besar, seperti planet atau galaksi, sedangkan yang kedua membantu kita memahami skala yang sangat kecil, seperti atom dan partikel subatomik.
Namun, kedua teori tersebut tampaknya tidak sesuai satu sama lain. Hal ini menyebabkan fisikawan mencari "teori tentang segala sesuatu" yang sulit dipahami - sebuah struktur tunggal yang akan menjelaskan semuanya, termasuk sifat ruang dan waktu.
Karena gravitasi dan ruangwaktu adalah bagian penting dari "segalanya," Carroll mengatakan dia yakin penelitian yang dia dan Cao lakukan dapat membantu menemukan teori yang mempertemukan relativitas umum dan mekanika kuantum.
“Penelitian kami belum berbicara tentang kekuatan alam lainnya, jadi kami masih sangat jauh dari 'menciptakan teori tentang segalanya',” katanya.
Namun, jika kita dapat menemukan teori semacam itu, itu dapat membantu kita menjawab beberapa pertanyaan terbesar yang dihadapi para ilmuwan saat ini. Kita akhirnya dapat memahami sifat sebenarnya dari materi gelap, energi gelap, lubang hitam, dan objek luar angkasa misterius lainnya.
Para peneliti sudah mendapatkan wawasan tentang kemampuan dunia kuantum untuk secara radikal meningkatkan sistem komputasi kita, dan teori tentang segala hal berpotensi mempercepat proses dengan mengungkapkan perspektif baru di dunia yang sebagian besar masih bingung.
