Alam semesta mungkin memiliki jam yang berdetak sangat cepat
Dalam fisika, waktu biasanya dianggap sebagai dimensi keempat. Tetapi beberapa fisikawan berspekulasi bahwa waktu mungkin merupakan hasil dari proses fisik.
Jika alam semesta benar-benar memiliki jam, ia harus berdetak lebih cepat dari satu miliar triliun triliun kali per detik, menurut sebuah studi teoritis yang diterbitkan 19 Juni di Physical Review Letters.
Dalam fisika partikel, partikel fundamental kecil dapat mencapai sifat dengan interaksi dengan partikel atau bidang lain. Partikel memperoleh massa, misalnya, dengan berinteraksi dengan bidang Higgs, semacam molase yang meliputi semua ruang (SN: 7/4/12). Mungkin partikel dapat mengalami waktu dengan berinteraksi dengan jenis bidang yang sama, kata fisikawan Martin Bojowald dari Penn State. Bidang itu bisa berosilasi, dengan setiap siklus berfungsi sebagai tanda centang biasa. "Ini benar-benar sama seperti apa yang kita lakukan dengan jam kita," kata Bojowald, rekan penulis penelitian.
Waktu adalah konsep yang membingungkan dalam fisika: Dua teori fisika kunci bertentangan tentang bagaimana mereka mendefinisikannya. Dalam mekanika kuantum, yang menggambarkan atom dan partikel kecil, “waktu ada di sana. Sudah diperbaiki. Ini latar belakang, ”kata fisikawan Flaminia Giacomini dari Perimeter Institute di Waterloo, Kanada. Tetapi dalam teori relativitas umum, yang menggambarkan gravitasi, waktu bergeser dengan cara yang aneh. Jam di dekat objek besar berdetak lebih lambat dari satu lebih jauh, jadi jam di permukaan Bumi tertinggal di belakang satu di atas satelit yang mengorbit, misalnya (SN: 12/10/18).
Dalam upaya menggabungkan kedua teori ini menjadi satu teori gravitasi kuantum, "masalah waktu sebenarnya cukup penting," kata Giacomini, yang tidak terlibat dalam penelitian. Mempelajari berbagai mekanisme waktu, termasuk jam fundamental, dapat membantu fisikawan merumuskan teori baru itu.
Para peneliti mempertimbangkan efek jam fundamental terhadap perilaku jam atom, jam paling akurat yang pernah dibuat (SN: 10/5/17). Jika jam fundamental berdetak terlalu lambat, jam atom ini tidak dapat diandalkan karena mereka akan tidak selaras dengan jam fundamental. Akibatnya, jam atom akan terus berdetak pada interval yang tidak teratur, seperti metronom yang tidak dapat mempertahankan ketukan yang stabil. Namun sejauh ini, jam atom telah sangat andal, memungkinkan Bojowald dan rekannya membatasi seberapa cepat jam fundamental itu harus berdetak, jika ada.
Fisikawan menduga bahwa ada batas pamungkas untuk seberapa halus detik dapat dibagi. Fisika kuantum melarang setiap irisan waktu yang lebih kecil dari sekitar 10-43 detik, periode yang dikenal sebagai waktu Planck. Jika ada jam fundamental, waktu Planck mungkin merupakan langkah yang masuk akal untuk dicentang.
Untuk menguji gagasan itu, para ilmuwan perlu meningkatkan batas mereka saat ini pada laju detakan jam - bahwa miliar triliun triliun kali per angka kedua - dengan faktor sekitar 20 miliar. Itu kelihatannya seperti celah yang sangat besar, tetapi bagi beberapa fisikawan, ini tiba-tiba dekat. "Ini sudah sangat dekat dengan rezim Planck," kata fisikawan Perimeter Bianca Dittrich, yang tidak terlibat dengan penelitian. "Biasanya rezim Planck benar-benar jauh dari apa yang kita lakukan."
Namun, Dittrich berpikir bahwa mungkin tidak ada satu jam fundamental di alam semesta, melainkan ada kemungkinan berbagai proses yang dapat digunakan untuk mengukur waktu.
Meski demikian, hasil baru ini lebih dekat ke rezim Planck daripada eksperimen di akselerator partikel terbesar di dunia, Large Hadron Collider, kata Bojowald. Di masa depan, jam atom yang lebih tepat dapat memberikan informasi lebih lanjut tentang apa yang membuat alam semesta berdetak. /md
dari sciencenews.org
Post a Comment