Gravitasi kuantum simpal: Perbedaan antara revisi

Loop'''Gravitasi quantumkuantum gravitysimpal''' (LQG'''GKS''', / Gravitasi{{lang-Quantum-Loopen|loop quantum gravity}}) adalah [[teori]] [[fisika]] yang bertujuan untuk menjelaskan sifat-sifat quantumkuantum dari gravitasi. Ia juga merupakan teori ruang-waktu quantumkuantum, karena, berdasarkan teori [[relativitas umum]], geometri ruang waktu adalah efek dari gravitasi itu sendiri. LQGGKS adalah salah satu teori untuk menggabungkan [[mekanika quantumkuantum]] dan relativitas umum. Dari teori ini, dapat ditunjukkan bahwa secara fisis, ruang-waktu bersifat granular / diskrit. Kediskritan ruang-waktu ini merupakan konsekuensi dari quantisasikuantisasi kanonik. Hal ini mirip dengan kediskritan [[foton]] (partikel cahaya) dalam [[elektrodinamika quantumkuantum]], dan juga mirip dengan kediskritan tingkat energi pada [[atom]].

Dalam LQGGKS, ruang dapat dianggap terdiri dari garis-garis medan gaya yang membentuk kurva tertutup (disini disebut 'loop'simpal''). Loop-loopSimpal tersebut saling berkaitan dan saling berpotongan satu sama lain, sehingga membentuk kumpulan loopsimpal yang disebut dengan jejaring spin (''spin network''). Secara matematis, jejaring spin network tidak lain merupakan suatu graf. Evolusi jejaring spin network terhadap waktu disebut dengan busa spin (''spin foam''). Ukuran dari loop-loopsimpal yang membentuk jejaring spin network ini diperkirakan sangat kecil, yaitu dalam orde 10^-35−35 meter, yang disebut dengan [[skala Planck]]. Menurut LQGGKS, tidak ada pengukuran yang bisa dilakukan dengan skala yang lebih kecil dari skala Planck. Dengan demikian, LQGGKS memprediksi bahwa, tidak hanya [[materi]], melainkan ''ruang itu sendiri memiliki struktur diskrit seperti [[atom]]''.

Saat ini, riset dalam bidang LQGGKS berkembang pesat dalam berbagai arah, yang mencakup kurang lebih 50 grup riset di seluruh dunia, semuanya berbasiskan pada asumsi terhadap ruang waktu yang telah dijelaskan sebelumnya. Dalam perkembangannya menuju suatu teori lengkap yang dapat menggabungkan [[mekanika kuantum]] dan [[relativitas umum]], terdapat 2 jalur utama dalam LQGGKS: ''canonical loop quantum gravity'', yang lebih tradisional, dan ''covariant loop quantum gravity'' (biasa disebut teori ''spin foam'').

Riset mengenai konsekuensi fisis pada [[alam semesta]] yang diprediksi oleh LQGGKS berkembang dalam berbagai arah, yang mencakup [[termodinamika]] [[lubang hitam]], dan loopkosmologi quantumkuantum kosmologisimpal (''loop quantum cosmology'' / LQC). LQC mengaplikasikan ide-ide utama LQGGKS untuk mempelajari alam semesta dini dan bagaimana terbentuknya alam semesta melalui Big Bang. Konsekuensi dari LQGGKS yang paling spektakuler adalah evolusi dari alam semesta dapat ditarik mundur sebelum Big[[Dentuman BangBesar]], melalui mekanisme osilasi alam semesta. ''Big Bang'' dapat terjadi berkali-kali sehingga disebut sebagai ''Big Bounce'' ('Lompatan Besar').

Pada tahun 1986, [[Abhay Ashtekar]] merumuskan ulang [[teori relativitas]] umum [[Einstein]] sehingga dapat dituliskan mirip dengan [[persamaan Yang-Mills]], variabel yang digunakan untuk perumusan ulang ini disebut dengan variabel baru Ashtekar (Ashtekar new variables). Tidak lama setelah itu, [[Ted Jacobson]] dan [[Lee Smolin]] menyadari bahwa persamaan formal dalam quantum[[gravitasi gravitykuantum]] (yang analog dengan [[persamaan gelombang Schrodinger]], tetapi untuk gravitasi kuantum) yang disebut dengan [[persamaan Wheeler-DeWitt]], bila dituliskan menggunakan variabel baru Ashtekar, dapat memiliki solusi yang dapat diberi label dengan variabel-variabel dari suatu loop. Menggunakan solusi-solusi tersebut, [[Carlo Rovelli]] dan Lee Smolin merumuskan teori gravitasi kuantum non-peturbatif yang tidak membutuhkan ruang-waktu sebagai 'latar belakang' dari medan kuantum. Prinsip ini dikenal dengan nama '''background independence'''. [[Jorge Pullin]] dan [[Jurek Lewandowksi]] lalu menyadari bahwa 'garis-garis gaya' dari medan kuantum ini, yang membentuk loop, dapat saling berpotongan (membentuk spin network), dan dapat digambarkan secara matematis oleh suatu graf.

Pada tahun 1994, Rovelli dan Smolin menunjukkan bahwa operator kuantum yang berhubungan dengan area dan volume dalam teori ini harus memiliki spetrum yang diskrit, dengan kata lain, geometrygeometri ruang-waktu terkuantisasi. Dengan demikian, untuk menuliskan keadaan (state) dari suatu ruang waktu (yang dinyatakan oleh [[fungsi gelombang]]), dapat digunakan basis pada [[Ruang Hilbert]], basis ini kemudian disebut dengan basis spin network. Basis spin network pertama kali diperkenalkan oleh [[Roger Penrose]], yaitu merupakan suatu graf yang diberi label representasi spin.

Versi kanonik dari teori ini dirumuskan oleh [[Thomas Thiemann]], yang berhasil menuliskan operator Hamiltonian yang bebas dari anomali, lebih jauh lagi, menunjukkan adanya teori 'background independence' yang konsisten secara matematik. Versi covariant dari LQGGKS, atau yanyang biasa disebut dengan model spin foam dikembangkan beberapa dekade yang lalu oleh grup-grup riset di Prancis, Kanada, Inggris, Polandia, dan Jerman.

== ReferensiPrinsip dasar ==