Busa kuantum: Perbedaan antara revisi
Konten dihapus Konten ditambahkan
Astrom Geo (bicara | kontrib) Tag: Suntingan perangkat seluler Suntingan peramban seluler Suntingan seluler lanjutan |
Astrom Geo (bicara | kontrib) Tidak ada ringkasan suntingan Tag: VisualEditor Suntingan perangkat seluler Suntingan peramban seluler Suntingan seluler lanjutan |
||
| (1 revisi perantara oleh pengguna yang sama tidak ditampilkan) | |||
Baris 1:
'''Busa kuantum''' atau '''Busa ruang-waktu''' adalah [[partikel virtual]] yang bergejolak di [[ruang waktu]] akibat [[fluktuasi kuantum]].<ref>{{Cite journal|last=Ng|first=Y. Jack|date=2017-05|title=Quantum foam, gravitational thermodynamics, and the dark sector|url=https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1742-6596/845/1/012001|journal=Journal of Physics: Conference Series|volume=845|pages=012001|doi=10.1088/1742-6596/845/1/012001|issn=1742-6588}}</ref> "[[Gelembung]]" dalam busa kuantum adalah [[kuadriliun]] lebih kecil dari [[inti atom]] dan dan bertahan untuk pecahan sangat kecil dari satu detik - atau dalam '
Gagasan bahwa [[ruang angkasa]], pada dasarnya, adalah kekaucauan berbusa dan kalau memiliki konsekuensi besar bagi pemahaman tentang [[alam semesta]]. Tetapi seperti yang sering terjadi dalam sains, percobaan terbaru tidak setuju. Keberadaan busa kuantum adalah ada dan tidak ada. Untuk melihatnya, dibutuhkan [[mikroskop]] yang dapat melihat hingga 10<sup>-35</sup> meter untuk memastikannya.<ref name=":0" />
== Latar belakang ==
Ide tentang busa ruang-waktu berasal dari tahun 1950-an dan kosmolog [[John Wheeler]] di [[Universitas Princeton]]. Wheeler mengusulkan bahwa pada skala Planck - jarak 10 sampai negatif 35 meter, 100 juta triliun kali lebih kecil dari [[proton]] - ruang tidak akan terus menerus, tetapi berbusa.<ref>{{Cite web|last=ScienceBlog.com|date=2019-10-14|title=Does Foamy Spacetime Answer the Problem of Dark Energy?|url=https://scienceblog.com/511275/does-foamy-spacetime-answer-the-problem-of-dark-energy/|website=ScienceBlog.com|language=en-US|access-date=2020-11-30}}</ref>
== Sifat dan karakteristik ==
Banyak pendekatan teoretis yang mengarah pada [[gravitasi kuantum]] menyarankan bahwa semua ruang waktu harus diisi dengan [[energi]] 10<sup>120</sup> kali lebih besar dari yang dimungkinkan oleh pengamatan. Selama bertahun-tahun, para ahli teori telah mengemukakan gagasan tentang mengapa hal ini mungkin terjadi - sebagian besar telah mencoba pendekatan yang jelas, mencoba mencari cara untuk menghilangkan energi. Pada tahun 1955, ahli [[teori relativitas]] perintis [[John Wheeler]] dari [[Universitas Princeton]], [[New Jersey]], berpendapat bahwa pada skala yang paling kecil, ruang dan waktu tampak mulus dan tidak berstruktur, dan kemampuan untuk mengukur panjang waktu, dan energi akan tunduk pada [[Prinsip ketidakpastian Heisenberg|prinsip ketidakpastian]].<ref>{{Cite journal|last=Wheeler|first=John Archibald|date=1955-01-15|title=Geons|url=http://dx.doi.org/10.1103/physrev.97.511|journal=Physical Review|volume=97|issue=2|pages=511–536|doi=10.1103/physrev.97.511|issn=0031-899X}}</ref> Dalam hal ini, dua partikel tidak akan bisa datang sangat dekat satu sama lain karena mereka harus selalu dipisahkan oleh ukuran minimum sebutir ruang.<ref>{{Cite web|title=What Is the Smallest Thing in the Universe? {{!}} Space|url=https://www.space.com/amp/17629-smallest-ingredients-universe-physics.html|website=www.space.com|access-date=2020-11-30}}</ref> Ruang dan waktu berkelanjutan dari fisika klasik akan diubah menjadi keadaan [[Fluktuasi|berfluktuasi]] yang
Kemajuan dalam [[teori medan kuantum]] telah memungkinkan untuk menganalisa busa ruang waktu mungkin memiliki energi intrinsik yang sangat besar. Energi seperti itu akan bertindak seperti [[konstanta kosmologis]], parameter tetap yang dapat ditambahkan ke persamaan [[relativitas umum]]. Konstanta kosmologis juga memiliki efek yang sama dengan '[[energi gelap]]' yang telah dikemukakan untuk menjelaskan mengalami [[Ekspansi alam semesta yang dipercepat|perluasan alam semesta mengalami percepatan]].<ref>{{Cite journal|last=Brax|first=Philippe|date=2017-12-12|title=What makes the Universe accelerate? A review on what dark energy could be and how to test it|url=http://dx.doi.org/10.1088/1361-6633/aa8e64|journal=Reports on Progress in Physics|volume=81|issue=1|pages=016902|doi=10.1088/1361-6633/aa8e64|issn=0034-4885}}</ref> Terlepas dari efeknya yang jelas, bagaimanapun, energi gelap mungkin 10<sup>120</sup> kali lebih kecil dari [[energi vakum]] skala Planck yang diprediksi, penjelasan yang sulit dijelaskan
Beberapa fisikawan telah mencari mekanisme teoretis yang akan menghilangkan energi vakum skala Planck. Misalnya, ia dapat
=== Teori Carlip ===
Carlip kemudian membahas bagaimana ruang waktu ini berkembang. Ini adalah masalah yang sulit, karena dua alasan. Di perbatasan antara wilayah yang berbeda, [[kelengkungan ruang dan waktu]] berubah secara dratis daram jarak yang kecil, membuat evolusinya pada waktunya sulit dihitung. Dan karena wilayahnya berskala Planck, efek gravitasi kuantum - yang tidak memiliki teori lengkap - tidak dapat diabaikan. Namun demikian, Carlip menyajikan beberapa argumen yang menunjukkan bahwa irisan [[tiga dimensi]] ini akan terus berperilaku seperti irisan tanpa energi vakum. Salah satu cara untuk membayangkan proses tersebut adalah bahwa dengan seiring berkembangnya wilayah-wilayah yang berkembang, busa ruang waktu terus-menerus menggelembung pada skala Planck, sehingga interior wayah-wilayah tersebut terisi dengan campuran potongan-potongan yang terus meluas dan menyusut.
Baris 19 ⟶ 23:
Fisika proses teori-informasi yang baru menjelaskan bahwa ruang sebagai sistem busa kuantum di mana [[gravitasi]] adalah aliran tidak homogen dari busa kuantum ke [[materi]].<ref>{{Cite journal|last=Reg|first=Cahill|date=June 2003|title=Gravity as Quantum Foam In-Flow|url=https://www.researchgate.net/publication/2169169_Gravity_as_Quantum_Foam_In-Flow|journal=|volume=|issue=|pages=|doi=}}</ref> Penggabungan [[mekanika kuantum]] dan relativitas umum disimpulkan di wilayah seukuran panjang Planck (10<sup>-33</sup> cm), fluktuasi vakum begitu besar sehingga ruang yang dikenal "mendidih" dan berbusa. Dalam skenario seperti itu, ruang tampak mulus sepenuhnya pada skala 10<sup>-12</sup> cm; kekasaran tertentu mulai terlihat pada skala 10<sup>-30</sup> cm; dan pada skala ruang panjang Planck menjadi buih busa kuantum probabilistik dan gagasan tentang ruang kontinu yang sederhana.
Fisikawan teoretis lebih menyukai gagasan partikel bahwa [[partikel fundamental]] sebenarnya tidak bulat, tetapi "garis" kecil, seperti kepingan elastis, yang disebut sebagai [[Teori dawai]]. [[Teori superdawai]] memungkinkan mereka bergerak dalam ruang aneh dalam 11 [[dimensi]].<ref>{{Cite news|date=2012-09-03|title=What is the smallest possible thing in the universe?|url=https://www.bbc.com/news/science-environment-19434856|newspaper=BBC News|language=en-GB|access-date=2020-11-30}}</ref> Teori untuk mendeskripsikan ruang dengan ukuran panjang Planck berkembang belakangan ini. Ini disebut [[teori gravitasi kuantum loop]], yang mendalilkan bahwa ukuran ruang linier minimum sejajar dengan panjang Planck. Ruang dengan bentangan lebih luas dibangun di atas ukuran terendah ini sehingga [[volume]] dikuantisasi.
Ruang waktu kuantum sama seperti ruang yang didefinisikan oleh [[geometri diskrit jaringan putaran]], waktu ditentukan oleh urutan gerakan berbeda yang mengatur ulang jaringan. Waktu mengalir tidak seperti sungai tetapi seperti detak jam, dengan "tik" selama [[waktu Planck]]: 10<sup>-43</sup> detik.<ref>{{Cite web|title=Quantum Foam and Loop Quantum Gravity|url=http://universe-review.ca/R01-07-quantumfoam.htm|website=universe-review.ca|access-date=2020-11-30}}</ref>
== Percobaan ==
Sebuah tim ilmuwan telah menggunakan pengamatan [[sinar-X]] dan [[sinar gamma]] dari beberapa [[Daftar objek terjauh di alam semesta|objek terjauh]] di [[alam semesta]] untuk lebih memahami sifat ruang dan waktu. Hasil mereka membatasi sifat kuantum, atau "busa" ruang-waktu pada skala yang sangat kecil.
Studi ini menggabungkan data dari [[Observatorium Sinar-X Chandra]] [[NASA]] dan [[Fermi Gamma-ray Space Telescope|Teleskop luar angkasa Sinar Gama Fermi]] bersama dengan pemgamatan sinar gamma berbasis darat dari [[Very Energetic Radiation Imaging Telescope Array]] (VERITAS). Para peneliti mencoba menggunakan pengamatan sinar-X dan sinar gamma dari [[kuasar]] yang sangat jauh - sumber bercahaya yang dihasilkan oleh materi yang jauh ke [[lubang hitam supermasif]] - untuk menguji model busa ruang waktu. Para penulis memperkirakan bahwa akumulasi ketidakpastian jarak untuk perjalanan cahaya melintasi miliaran [[tahun cahaya]] akan menyebabkan kualitas gambar menurun dratis sehingga objek menjadi tidak bisa dideteksi. [[Panjang gelombang]] di mana gambar harus menghilang berhitung harus pada model busa ruang-waktu yang digunakan.
Deteksi sinar-X Chandra terhadap kuasar pada jarak miliaran tahun cahaya mengesampingkan satu model, yang menurutnya [[foton]] berdifusi secara acak melalui busa ruang-waktu dengan cara yang mirip dengan penyebaran cahaya di kabut. Deteksi kuasar jauh pada panjang gelombang sinar gamma yang lebih pendek daripada Fermi dan bahkan pada panjang gelombang yang lebih pendek dengan VERITAS menunjukkan bahwa model holografik kedua disebut yang disebut dengan sedikit [[difusi]] tidak berfungsi. Data sinar-X dan sinar gamma menunjukkan bahwa ruang-waktu halus hingga jarak 1000 kali lebih kecil [[inti atom]] [[hidrogen]].<ref>{{Cite web|last=Watzke|first=Megan|last2=Ch|date=2015-05-28|title=Distant Quasars Help Set Limits On Space-Time Quantum Foam|url=https://scitechdaily.com/distant-quasars-help-set-limits-on-space-time-quantum-foam/|website=SciTechDaily|language=en-US|access-date=2020-11-30|last3=Center|first3=ra X.-ray}}</ref>
=== Model ===
Secara khusus, model lain (misalnya, Ng 2003) yang konsisten dengan '[[prinsip holografik]]'<ref>{{Cite journal|last='tHooft|first=G|date=1993-12-01|title=Classical N-particle cosmology in 2+1 dimensions|url=http://dx.doi.org/10.1088/0264-9381/10/s/008|journal=Classical and Quantum Gravity|volume=10|issue=S|pages=S79–S91|doi=10.1088/0264-9381/10/s/008|issn=0264-9381}}</ref><ref>{{Cite journal|last=Cahn|first=Matthew Alan|last2=Susskind|first2=Lawrence E.|date=1995|title=Environmental Diplomacy: Negotiating More Effective Global Agreements.|url=http://dx.doi.org/10.2307/2152392|journal=Political Science Quarterly|volume=110|issue=2|pages=342|doi=10.2307/2152392|issn=0032-3195}}</ref><ref>{{Cite web|last=Parker|first=Charles Thomas|last2=Taylor|first2=Dorothea|date=2003-01-01|title=Exemplar Abstract for Paralactobacillus selangorensis Leisner et al. 2000 non Paralactobacillus selangorensis Zheng et al. 2020, Lactobacillus selangorensis (Leisner et al. 2000) Haakensen et al. 2011 and Paralactobacillus selangorensis (Leisner et al. 2000) Zheng et al. 2020 non Paralactobacillus selangorensis Leisner et al. 2000.|url=http://dx.doi.org/10.1601/ex.5448|website=The NamesforLife Abstracts|access-date=2020-11-30|last3=Garrity|first3=George M}}</ref> memprediksi bahwa busa ruang-waktu dapat dideteksi dengan gambar terdegradasi intensitas atau kabur dari objek yang jauh. Meskipun model-model ini bukan merupakan pengujian langsung dari prinsip holografik itu sendiri, keberhasilan atau kegagalan model tersebut dapat memberi petunjuk penting untuk fisika [[lubang hitam]] dengan gravitasi kuantum dan teori informasi.<ref>{{Cite book|last=Garattini|first=S.|last2=Goldin|first2=A.|last3=Hawking|first3=F.|last4=Kopin|first4=I.J.|date=1975|url=http://dx.doi.org/10.1016/s1054-3589(08)60217-3|title=Advances in Pharmacology|publisher=Elsevier|isbn=978-0-12-032912-0|pages=ix}}</ref>
Sebuah studi selanjutnya mencoba menjelajahi kemungkinan degradasi gambar dari objek astronomi yang jauh dari efek busa kuantum. Secara khusus, sebagian fokus pada kemungkinan keburaman gambar dari objek jauh tersebut.
== Referensi ==
Baris 28 ⟶ 44:
* [[Geon (fisika)|Geon]]
* [[Radiasi Hawking]]
* [[Prinsip holografik|Prinsip Holografik]]
* [[Lubang cacing Lorentz]]
* [[Waktu Planck]]
| |||