Waktu adalah hal yang aneh. Kita terbiasa menghitung jam, tetapi Semesta tidak memiliki semacam jam dan dial utama, yang berarti kita dapat mengalami waktu dengan cara yang berbeda, bergantung pada bagaimana kita bergerak atau bagaimana gravitasi mempengaruhi kita. Fisikawan telah mencoba menggabungkan dua teori besar fisika untuk menyimpulkan bahwa waktu tidak hanya tidak konsisten secara universal, tetapi jam apa pun yang kita gunakan untuk mengukurnya mengaburkan aliran waktu di ruang di sekitarnya.
Pertama, itu tidak berarti bahwa jam dinding Anda akan membantu Anda menua lebih cepat. Kita berbicara tentang jam dalam eksperimen presisi tinggi, seperti jam atom. Sekelompok fisikawan dari Universitas Wina dan Akademi Ilmu Pengetahuan Austria menarik kesimpulan dari mekanika kuantum dan relativitas umum untuk menyatakan bahwa meningkatkan akurasi jam di ruang yang sama juga meningkatkan distorsi waktu.
Mari berhenti sejenak dan coba ungkapkan dengan kata-kata sederhana apa yang diketahui fisikawan saat ini.
Mekanika kuantum mendeskripsikan alam semesta dengan sangat akurat pada skala terkecil, di mana segala sesuatu masuk ke ranah partikel subatomik dan gaya yang bekerja pada jarak terpendek. Untuk semua keakuratan dan kegunaannya, mekanika kuantum memungkinkan kita membuat prediksi yang bertentangan dengan pengalaman sehari-hari kita.
Salah satu prediksi tersebut adalah Heisenberg Uncertainty Principle, yang menyatakan bahwa ketika Anda mengetahui satu parameter dengan akurasi tinggi, pengukuran parameter kedua menjadi kurang akurat. Misalnya, semakin Anda memperbaiki posisi suatu benda dalam ruang dan waktu, semakin sedikit Anda dapat memastikan momentumnya.
Dan bukan karena seseorang lebih pintar atau seseorang memiliki peralatan yang lebih baik - Semesta pada dasarnya bekerja seperti itu, ini fundamental. Elektron tidak menabrak proton karena keseimbangan "ketidakpastian" posisi dan momentum.
Cara lain untuk melihatnya adalah bahwa untuk menentukan posisi suatu benda dengan ketelitian tertinggi, kita perlu menghitung dengan jumlah energi yang tak terbayangkan. Ketika diterapkan pada jam hipotetis kita, membagi detik menjadi pecahan di jam kita berarti kita semakin sedikit mengetahui tentang energi jam. Dan di sinilah relativitas umum masuk - teori lain yang terbukti dalam fisika, hanya saja teori ini menggunakan lebih banyak waktu untuk menjelaskan bagaimana objek masif saling memengaruhi pada jarak tertentu.
Berkat karya Einstein, kami memahami bahwa ada kesetaraan antara massa dan energi, yang dinyatakan dengan rumus E = mc2. Energi sama dengan massa dikali kuadrat kecepatan cahaya. Kita juga tahu bahwa waktu dan ruang terhubung, dan ruang-waktu ini bukan hanya sebuah kotak kosong - massa, dan karena itu, energi, dapat membelokkan ruang-waktu.
Video promosi:
Inilah sebabnya mengapa kami melihat efek menarik seperti pelensaan gravitasi, ketika objek masif seperti bintang dan lubang hitam mendistorsi jalur cahaya dengan massanya. Dan itu juga berarti bahwa massa dapat menyebabkan dilatasi waktu gravitasi, ketika waktu mengalir semakin dekat ke sumber gravitasi.
Sayangnya, meski teori-teori ini didukung dengan baik oleh eksperimen, mereka hampir tidak cocok. Oleh karena itu, fisikawan mencoba menciptakan teori baru yang sesuai dengan kedua teori ini dan akan benar. Namun, kami terus mengeksplorasi bagaimana teori-teori ini menggambarkan fenomena yang sama seperti waktu. Faktanya, dalam artikel ini.
Fisikawan telah berhipotesis bahwa tindakan mengukur waktu dengan presisi tinggi membutuhkan peningkatan pengeluaran energi, yang secara otomatis mengurangi keakuratan pengukuran di area langsung dari alat pelacak waktu.
“Temuan kami menunjukkan bahwa kami perlu memikirkan kembali ide-ide kami tentang sifat waktu ketika relativitas umum dan mekanika kuantum diperhitungkan,” kata peneliti Esteban Castro.
Apa dampaknya bagi kita setiap hari? Seperti yang sering terjadi pada fisika teoretis, terutama tidak ada.
Sementara mekanika kuantum secara teknis berlaku untuk hal-hal "besar", jangan khawatir jika stopwatch Anda berdetak sepersekian detik; lubang hitam tidak akan terbuka di pergelangan tangan Anda. Semua kesimpulan di atas hanya akan relevan untuk jam tangan dalam eksperimen yang sangat akurat, jauh lebih maju daripada yang sedang dikembangkan.
Tetapi semakin baik kita memahami bagaimana jam dan waktu khususnya, setidaknya dalam teori, semakin baik kita memahami alam semesta di sekitar kita. Suatu hari, mungkin, kita akan memahami hakikat waktu itu sendiri. Karya para ilmuwan diterbitkan dalam Prosiding National Academy of Sciences (PNAS).
ILYA KHEL
