Monday, November 22, 2021

"Keanehan" Semesta

 Alam semesta kadang akan terlihat sangat aneh. Meskipun ide-ide inovatif seperti teori kuantum, relativitas dan bahkan bumi yang mengelilingi Matahari, sekarang secara umum diterima, ilmu pengetahuan masih terus menunjukkan bahwa alam semesta berisi hal-hal yang mungkin akan sulit untuk percaya. Hal ini sangat normal, karena cara berpikir kita terbentuk dari pengalaman kita, dan dari apa yg kita lihat, kita baca dan kita rasakan. Jadi apa-apa yang kita belum pernah punya pengalaman tentangnya, dan belum pernah kita lihat, baca dan rasakan, pasti akan terasa sangat aneh bin ajaib bagi kita.


ENERGI NEGATIF


Secara teori, suhu terendah yang bisa dicapai adalah nol mutlak, tepatnya -273,15 derajat celcius, di mana gerakan semua partikel benar-benar berhenti. Namun, anda tak pernah dapat mendinginkan sesuatu pada suhu ini karena, dalam kuantum mekanik, tiap partikel mempunyai energi minimum, disebut “energi titik nol”, yang tak dapat anda tembus. Hebatnya, energi minimum ini tidak hanya berlaku untuk partikel, tetapi juga pada ruang hampa sembarang, yang energinya disebut “energi hampa”. Untuk membuktikan bahwa energi ini memang ada memerlukan percobaan sederhana – ambil dua lempeng besi dalam ruang hampa, letakkan berdekatan, maka keduanya akan tarik-menarik. Ini disebabkan oleh energi di antara lempeng-lempeng yang dapat bergetar hanya dalam frekuensi tertentu, sedangkan di luar lempeng-lempeng ini energi hampa dapat bergetar pada sembarang frekuensi. Karena energi di luar lempeng lebih besar daripada energi di antara lempeng-lempeng maka lempeng-lempeng terdorong mendekati satu sama lain. Karena lempeng-lempeng makin mendekat, gaya membesar, dan pada jarak 10 nm efek ini (disebut efek Casimir) menciptakan lingkungan tekanan di antara keduanya. Karena lempeng-lempeng mengurangi energi hampa di antara keduanya menjadi di bawah energi titik nol, ruang kosong ini dikatakan memiliki energi negatif, yang sifatnya aneh.

Salah satu sifat ruang hampa berenergi negatif adalah cahaya bergerak lebih cepat di dalamnya daripada di ruang hampa normal, sesuatu di masa depan yang dapat membuat orang bergerak melebihi kecepatan cahaya melalui semacam gelembung hampa berenergi negatif. Energi negatif juga dapat dipakai untuk menahan lubang-cacing perantara terbuka, yang meskipun secara teori memungkinkan, akan runtuh segera setelah tercipta sebab tiada alat untuk menahannya terbuka. Energi negatif juga membuat lubang-hitam menguap. Energi hampa sering dimodelkan seperti partikel semu yang meledak menjadi ada dan hancur. Hal ini tidak melanggar hukum kekekalan energi sepanjang partikel ini segera hancur. Namun, bila dua partikel dibuat pada horison peristiwa (event horizon) sebuah lubang hitam, salah satu akan menjauhi lubang hitam, sedangkan lainnya terperosok ke dalamnya. Hal ini berarti keduanya tidak bisa hancur, sehingga keduanya akhirnya memiliki energi negatif. Ketika partikel berenergi negatif terperosok ke dalam lubang hitam, dia akan mengurangi massa lubang hitam alih-alih menambahnya sehingga lambat laun partikel seperti ini akan menguapkan lubang hitam sepenuhnya. Karena teori ini diungkapkan pertama kali oleh Stephen Hawking, partikel yang menjauh karena efek ini (yang tidak terperosok ke dalam lubang hitam) disebut radiasi Hawking. Ini adalah teori pertama yang menyatukan teori kuantum dengan relativitas umum sehingga merupakan penemuan ilmiah terbesar Hawking yang terkini.


FRAME DRAGGING


Salah satu prediksi teori relativitas umum einstein adalah bahwa ketika sebuah benda yang sangat besar bergerak, dia akan menyeret ruang-waktu di sekitarnya, menyebabkan objek2 terdekat ikut terseret bersama. Hal ini dapat terjadi jika benda besar bergerak dalam garis lurus atau berputar, dan, meskipun efeknya sangat kecil, secara eksperimental telah diverifikasi. Satelit Gravity Probe B yang diluncurkan pada tahun 2004, dirancang untuk mengukur distorsi ruang-waktu di dekat Bumi. Meskipun sumber gangguan lebih besar dari yang diharapkan, efek frame dragging ini telah diukur dengan ketidakpastian 15%, diharapkan analisis lebih lanjut dapat mereduksi ketidakpastian ini.

Efek yang diharapkan sangat dekat dengan prediksi: karena rotasi Bumi, satelit itu ditarik dari orbitnya sekitar 2 meter per tahun, efek ini murni disebabkan oleh massa Bumi yang mendistorsi ruang-waktu di sekitarnya. Satelit itu sendiri tidak akan merasakan percepatan ekstra ini karena tidak disebabkan oleh percepatan pada probe, tetapi lebih pada ruang-waktu dimana satelit itu melintas - analoginya sama dengan menarik karpet dibawah meja, daripada memindahkan meja itu sendiri .


Relativitas Keserentakan



Relativitas simultanitas adalah gagasan bahwa apakah dua peristiwa terjadi bersamaan atau tidak adalah relatif dan tergantung pada pengamat. Ini adalah konsekuensi aneh dari teori relativitas khusus, dan berlaku untuk setiap peristiwa yang terjadi yang dipisahkan oleh suatu jarak. Sebagai contoh, jika ada dua buah kembang api yang satu dilepaskan di Mars dan yang lain di Venus, salah seorang pengamat yang bergerak ke suatu arah ruang bisa mengatakan kedua kembang api tersebut dilepaskan pada waktu yang sama (karena kompensasi untuk waktu yang dibutuhkan cahaya untuk menjangkau mereka), sementara pengamat lain yg bepergian dengan kearah yang lain mungkin mengatakan kembang api di Mars lah yang dilepaskan pertama, dan bisa jadi pula pengamat yang lain lagi mengatakan yang di Venus lah yang dilepaskan terlebih dulu. Hal ini disebabkan oleh sudut pandang yang berbeda menjadi terdistorsi dibandingkan satu sama lain dalam relativitas khusus. Dan karena mereka semua relatif, tak seorangpun pengamat dapat dikatakan memiliki sudut pandang yang benar. atau tak seorangpun pengamat dapat dikatakan memiliki sudut pandang yang salah.

Hal ini dapat menyebabkan skenario yang sangat tidak biasa, seperti seorang pengamat menyaksikan akibat sebelum dia menyaksikan penyebab (misalnya, melihat bom meledak, kemudian dia melihat seseorang yg mengaktifkan bom yg meledak tadi). Namun, setelah pengamat melihat efeknya, mereka tidak dapat berinteraksi dengan penyebabnya tanpa bepergian lebih cepat dari kecepatan cahaya, inilah yang merupakan salah satu alasan utama bahwa berjalan lebih cepat dari cahaya itu tidak mungkin dilakukan, karena mirip dengan perjalanan waktu , dan alam semesta di mana Anda dapat berinteraksi dengan penyebabnya setelah efek adalah alam semesta yang tidak masuk akal.