Gravitasi Mungkin Mematahkan Waktu

16

Fisika memiliki kepribadian ganda. Relativitas umum mengatur hal-hal besar, gravitasi membengkokkan ruang-waktu dalam bentuk busur besar. Mekanika kuantum menjalankan hal-hal kecil, partikel-partikel yang bergerak dalam probabilitas.

Keduanya menolak untuk berjabat tangan.

Selama lebih dari satu abad, kita terjebak. Bagaimana Anda menyatukan kelengkungan halus alam semesta dengan hukum kuantum yang bersifat digital dan kotak-kotak? Kami punya lusinan teori yang mencoba memaksakan serikat pekerja. Gravitasi kuantum, teori string, gravitasi kuantum loop. Kebanyakan dari mereka mencoba hal yang sama: mengambil ruang-waktu itu sendiri dan memecahnya menjadi beberapa bagian. Jadikan ruang-waktu kuantum.

Jonathan Oppenheim tidak setuju.

Seorang fisikawan di University College London, Oppenheim mengusulkan jalan yang tampaknya tidak diminati oleh orang lain. Dia menyebutnya gravitasi pasca-kuantum.

Waktu Tidak Lancar

Ide intinya berlawanan dengan intuisi. Mungkin ruang-waktu sama sekali tidak terbuat dari balok-balok kecil. Mungkin itu berkelanjutan. Mulus. Mendasar. Tidak ada kuanta untuk struktur alam semesta.

Tapi inilah yang menarik. Jika Anda menghitung matematika berdasarkan asumsi tersebut—jika Anda membiarkan ruang-waktu mulus berinteraksi dengan partikel kuantum, medan, dan gaya yang pasti terkuantisasi —sesuatu yang aneh akan muncul.

Keserampangan.

Khususnya, waktu yang goyah.

Pikirkan tentang waktu saat Anda mengalaminya. Itu mengalir ke depan. Sebentar di sini. Sebentar di sana. Biasa. Dapat diprediksi. Persamaan Oppenheim mengatakan bahwa pada skala mikroskopis, detik-detik tersebut bergetar. Detak jam universal tidak sinkron. Mereka berfluktuasi. Itu halus. Kami tidak merasakannya. Tapi waktu berjalan tak terduga. Ini menjadi goyah.

“Hal ini akan terjadi dalam skala yang terlalu kecil untuk kita sadari, namun waktu akan ‘goyah’.”

Mengapa? Oppenheim tidak tahu.

Persamaan tersebut menuntut hal tersebut, namun tidak menunjukkan penyebab fisik. Partikel tersembunyi? Sebuah shunt dimensional? Dia belum mengaitkan keacakan tersebut dengan mekanisme tertentu. Itu sebuah masalah, tentu saja. Namun Oppenheim berpendapat bahwa hal ini juga merupakan sebuah fitur. Goyangan ini menjelaskan mengapa dunia kuantum tampak seperti kuantum bagi kita.

Mereka menjelaskan masalah pengukuran. Aturan kuantum yang aneh di mana suatu sistem berada dalam beberapa keadaan sampai Anda melihatnya, dan pada saat itu sistem tersebut masuk ke dalam satu keadaan tertentu. Kucing Schrödinger. Mati dan hidup. Sampai Anda membuka kotak itu. Fluktuasi ruang-waktu yang acak mungkin menjadi alasan utama kucing harus memilih nasibnya.

Oppenheim mengakui komunitas ilmiah sangat membenci gagasan tersebut. Dia mungkin sendirian dalam mempercayai hal itu mungkin benar.

Bisakah Kita Membuktikannya?

Kabar baik bagi mereka yang skeptis: Anda bisa mengujinya.

Itu jarang terjadi. Banyak teori gravitasi merupakan potongan matematika elegan yang melampaui eksperimen. Mereka cantik tapi tak tersentuh. Gravitasi pasca-kuantum turun cukup rendah hingga menyentuh tanah.

Giuseppe Fabiano di Lawrence Berkeley National Laboratory mengatakan kemampuan pengujian ini lebih penting daripada teori itu sendiri. “Selama ini memberikan prediksi yang bisa saya uji di laboratorium, itu berguna.”

Tesnya kasar. Anda mengambil dua massa. Anda mengukur tarikan gravitasi di antara mereka dengan presisi yang luar biasa. Relativitas umum menghubungkan ruang dan waktu dengan gravitasi. Jika bagian waktu dari persamaan tersebut goyah, gravitasi juga akan ikut bergoyang.

“Kita akan melihat ketidakpastian ini ketika kita mengukur gravitasi.”

Kami belum sampai di sana.

Membangun sensor untuk presisi ini adalah proyek yang memakan waktu puluhan tahun. Kami baru saja mengonfirmasi bahwa eksperimen ini mungkin dilakukan secara teori baru-baru ini. Kendala teknisnya sangat besar. Namun para peneliti sepakat bahwa hal ini patut dicoba.

Mengapa? Karena jika Oppenheim benar, segalanya akan berubah. Gravitasi sudah menjadi hal yang aneh. Ini lebih lemah dari kekuatan lainnya. Itu tidak cocok dengan model standar. Namun realitas pasca-kuantum menunjukkan bahwa hal tersebut tidak hanya lemah atau berbeda derajatnya—tetapi juga berbeda dalam jenis. Sangat berbeda.

Kita akan menulis ulang sejarah alam semesta. Menyelesaikan konflik relativitas-kuantum memang bagus, tetapi hal ini tidak terlalu mengejutkan. Alam semesta di mana waktu terhenti di ujung persepsi? Dimana kenyataan tidak memiliki dasar yang kuat?

Matematikanya berhasil. Eksperimen sedang direncanakan. Satu-satunya variabel yang tersisa adalah apakah kita siap menghadapi jawaban yang tidak terbungkus rapi.

Kita mungkin menunggu lama untuk mengetahui apakah waktu benar-benar tepat.