Apa yang harus dibaca: Jawaban Singkat untuk Pertanyaan Besar adalah buku terbaru Stephen Hawking

2024 Pengarang: Malcolm Clapton | [email protected]. Terakhir diubah: 2023-12-17 04:00

Kutipan dari karya ilmuwan besar tentang apakah perjalanan waktu itu mungkin.

Berhubungan erat dengan perjalanan waktu adalah kemampuan untuk berpindah dengan cepat dari satu titik di ruang angkasa ke titik lainnya. Seperti yang saya katakan sebelumnya, Einstein menunjukkan bahwa dorongan jet yang sangat kuat akan diperlukan untuk mempercepat pesawat ruang angkasa ke kecepatan mendekati cahaya. Jadi satu-satunya cara untuk berpindah dari satu bagian Galaksi ke bagian lain dalam jangka waktu yang wajar adalah dengan mampu melipat ruang-waktu sedemikian rupa sehingga sebuah tabung kecil, atau "lubang cacing" terbentuk. Ia dapat menghubungkan dua bagian Galaksi dan bertindak sebagai jalur terpendek di antara keduanya; Anda dapat terbang bolak-balik dan masih menangkap semua teman Anda hidup-hidup. "Lubang cacing" semacam itu secara serius dianggap sebagai peluang yang tersedia bagi peradaban masa depan. Jika Anda berhasil berpindah dari satu bagian Galaxy ke bagian lain dalam beberapa minggu, maka Anda dapat kembali melalui "lubang" lain - pada saat yang sama sebelum Anda menabrak jalan. Juga, tidak ada yang akan mencegah Anda melakukan perjalanan maju dan kembali ke masa lalu melalui satu "lubang cacing" jika kedua ujungnya bergerak relatif satu sama lain.

Kita dapat mengatakan bahwa untuk menciptakan "lubang cacing", perlu membengkokkan ruang-waktu ke arah yang berlawanan dengan yang dibengkokkan oleh materi biasa. Materi biasa membelokkan ruang-waktu ke arah dirinya sendiri, seperti permukaan Bumi. Tetapi menciptakan "lubang cacing" membutuhkan materi yang membengkokkan ruang-waktu ke arah yang berlawanan, seperti permukaan pelana. Hal yang sama berlaku untuk setiap kelengkungan ruangwaktu lainnya untuk melakukan perjalanan ke masa lalu, kecuali alam semesta begitu melengkung sehingga ia sudah memiliki kemampuan perjalanan waktu. Hanya dalam kasus ini Anda akan membutuhkan materi dengan massa negatif dan kepadatan energi negatif.

Energi itu seperti uang. Jika Anda memiliki saldo positif di bank, Anda dapat menggunakan uang itu dengan cara apa pun yang Anda inginkan. Namun, menurut hukum klasik, yang hingga saat ini dianggap tidak dapat diubah, cerukan tidak diperbolehkan saat menggunakan energi.

Hukum klasik membuat kita tidak mungkin membengkokkan alam semesta sehingga perjalanan waktu menjadi mungkin. Tetapi hukum klasik dibantah oleh teori kuantum - yang kedua setelah teori relativitas umum, revolusi intelektual besar dalam pemahaman kita tentang Semesta. Teori kuantum lebih fleksibel dan memungkinkan cerukan dalam beberapa kasus. Namun, bank harus cukup baik kepada kita. Dengan kata lain, teori kuantum memungkinkan kepadatan energi negatif di beberapa tempat, jika Anda memberikan kepadatan positif di tempat lain.

Teori kuantum memungkinkan kepadatan energi negatif karena didasarkan pada prinsip ketidakpastian. Dan dia berpendapat bahwa beberapa karakteristik, seperti posisi dan kecepatan partikel, tidak dapat secara bersamaan memiliki nilai terukur yang tepat. Semakin akurat posisi partikel ditentukan, semakin tinggi ketidakpastian tentang kecepatannya dan sebaliknya. Prinsip ketidakpastian juga berlaku untuk medan - misalnya, medan elektromagnetik atau gravitasi. Dia berpendapat bahwa bidang ini tidak dapat memiliki nilai nol bahkan di mana kita berpikir ada ruang kosong. Faktanya adalah bahwa jika nilainya sama dengan nol, maka ini berarti bahwa mereka harus memiliki posisi yang terdefinisi dengan baik, sama dengan nol, dan kecepatan yang terdefinisi dengan baik, sama dengan nol. Dan ini bertentangan dengan prinsip ketidakpastian. Ini berarti bahwa bidang harus memiliki fluktuasi minimum. Bisa dibayangkan apa yang disebut fluktuasi vakum berupa pasangan partikel dan antipartikel yang tiba-tiba muncul, terpisah, lalu menyatu lagi dan musnah, saling musnah.

Pasangan partikel - antipartikel seperti itu dianggap virtual, karena tidak dapat dideteksi secara langsung menggunakan detektor partikel. Tetapi efek tidak langsung dapat diamati. Untuk ini, apa yang disebut efek Casimir digunakan. Coba bayangkan dua pelat logam paralel berjarak pendek satu sama lain. Pelat bertindak sebagai cermin untuk partikel virtual dan antipartikel. Ini berarti bahwa ruang antara pelat terlihat seperti pipa organ, hanya saja ia memancarkan gelombang cahaya dengan frekuensi resonansi tertentu. Akibatnya, ternyata sejumlah fluktuasi kuantum terjadi di antara pelat, berbeda dari apa yang terjadi di belakangnya, di mana fluktuasi ini dapat memiliki panjang gelombang apa pun. Perbedaan jumlah partikel maya antara pelat dan bagian luar berarti pelat mendapat tekanan lebih besar di satu sisi daripada di sisi lain. Sebuah kekuatan kecil muncul, yang membawa pelat lebih dekat satu sama lain. Gaya ini dapat diukur secara eksperimental. Jadi partikel virtual ada dalam kenyataan dan memiliki efek nyata.

Karena ada lebih sedikit partikel virtual, atau fluktuasi kuantum dalam ruang hampa, di antara pelat, kepadatan energi juga lebih rendah di sini daripada di ruang sekitarnya. Tetapi kerapatan energi ruang kosong pada jarak yang sangat jauh dari pelat harus sama dengan nol. Jika tidak, ruang-waktu akan melengkung dan alam semesta tidak akan sepenuhnya datar. Ini berarti bahwa rapat energi di daerah antara pelat harus negatif.

Pembelokan cahaya yang terbukti secara eksperimental menunjukkan bahwa ruang-waktu melengkung, dan efek Casimir menegaskan bahwa kelengkungan bisa negatif. Dan tampaknya seiring dengan berkembangnya ilmu pengetahuan dan teknologi, kita akan dapat menciptakan "lubang cacing" atau membengkokkan ruang dan waktu dengan cara lain agar dapat melakukan perjalanan ke masa lalu. Namun dalam kasus ini, sejumlah pertanyaan dan masalah tak terhindarkan muncul.

Misalnya: jika perjalanan waktu menjadi mungkin di masa depan, mengapa tidak ada yang kembali kepada kita dari masa depan dan memberi tahu kita bagaimana melakukannya.

Bahkan jika ada alasan bagus untuk membuat kita tetap dalam kegelapan, pada dasarnya sulit bagi manusia untuk percaya bahwa tidak ada yang mau muncul dan mengungkapkan kepada kita, para petani terbelakang, rahasia perjalanan waktu. Tentu saja, beberapa berpendapat bahwa tamu dari masa depan sudah mengunjungi kami - mereka terbang dengan UFO, dan pemerintah terlibat dalam konspirasi raksasa untuk menutupi fakta-fakta ini untuk menggunakan pengetahuan ilmiah yang dibawa oleh para tamu. Saya hanya bisa mengatakan satu hal: jika pemerintah menyembunyikan sesuatu, mereka masih tidak dapat menggunakan informasi berguna yang diterima dari alien. Saya sangat skeptis tentang "teori konspirasi" dan saya menemukan "teori kekacauan" yang lebih masuk akal. Laporan UFO tidak dapat secara eksklusif terkait dengan alien karena mereka saling bertentangan. Tetapi jika kita mengakui bahwa beberapa dari pengamatan ini hanyalah kesalahan atau halusinasi, bukankah lebih logis untuk mengakuinya, daripada percaya bahwa kita dikunjungi oleh tamu dari masa depan atau dari bagian lain Galaksi? Jika tamu-tamu ini benar-benar ingin menjajah Bumi atau memperingatkan kita tentang suatu bahaya, maka mereka sangat tidak efektif.

Ada cara untuk mendamaikan gagasan perjalanan waktu dengan kenyataan bahwa kita belum pernah bertemu tamu dari masa depan. Kita dapat mengatakan bahwa perjalanan seperti itu hanya akan mungkin terjadi di masa depan. Ruangwaktu di masa lalu kita adalah tetap karena kita mengamatinya dan melihat bahwa itu tidak cukup melengkung bagi kita untuk dapat melakukan perjalanan kembali ke masa lalu. Dan masa depan terbuka, sehingga suatu saat kita akan belajar membengkokkan ruang-waktu dan mendapatkan kesempatan untuk melakukan perjalanan dalam waktu. Tetapi karena kita hanya dapat membengkokkan ruang-waktu di masa depan, kita tidak akan dapat kembali darinya ke masa sekarang atau bahkan lebih awal.

Gambaran seperti itu mungkin menjelaskan mengapa kita tidak mengalami masuknya wisatawan dari masa depan. Tapi masih menyisakan ruang bagi banyak paradoks. Misalkan ada kesempatan untuk terbang di pesawat ruang angkasa dan kembali sebelum dimulainya penerbangan. Apa yang akan mencegah Anda meledakkan roket di lokasi peluncuran dan dengan demikian mengecualikan kemungkinan penerbangan semacam itu untuk Anda sendiri? Ada versi lain yang tidak kalah paradoksnya: misalnya, kembali ke masa lalu dan membunuh orang tua Anda sebelum Anda lahir. Ada dua kemungkinan solusi untuk ini.

Satu hal yang saya sebut pendekatan sejarah yang konsisten. Dalam hal ini, seseorang dapat menemukan solusi yang konsisten untuk persamaan fisika - meskipun ruang-waktu melengkung sedemikian rupa sehingga memungkinkan untuk melakukan perjalanan ke masa lalu. Dari sudut pandang ini, Anda tidak dapat mempersiapkan roket untuk perjalanan ke masa lalu jika Anda belum kembali ke sana dan belum dapat meledakkan landasan peluncuran. Ini adalah gambaran yang berurutan, tetapi dikatakan bahwa kita sepenuhnya ditentukan: kita tidak dapat mengubah pikiran kita. Ini terlalu banyak untuk kehendak bebas.

Solusi lain saya sebut pendekatan sejarah alternatif. Itu diperjuangkan oleh fisikawan David Deutsch, dan mungkin dimaksudkan oleh pencipta Back to the Future. Dengan pendekatan ini, dalam satu sejarah alternatif tidak akan ada jalan kembali dari masa depan sebelum peluncuran roket dan, karenanya, tidak akan ada kesempatan untuk meledakkannya. Tetapi ketika pelancong kembali dari masa depan, dia menemukan dirinya dalam sejarah alternatif lain. Di dalamnya, umat manusia melakukan upaya luar biasa untuk membangun pesawat ruang angkasa, tetapi sebelum mulai dari bagian lain Galaxy, kapal serupa muncul dan menghancurkan yang dibangun.

David Deutsch lebih memilih pendekatan sejarah alternatif terhadap konsep pluralitas sejarah, yang dikemukakan oleh fisikawan Richard Feynman. Idenya adalah, menurut teori kuantum, alam semesta tidak memiliki sejarah yang unik dan unik.

Ada semua kemungkinan cerita di Semesta, masing-masing dengan tingkat probabilitasnya sendiri.

Seharusnya ada kemungkinan cerita di mana ada perdamaian yang stabil di Timur Tengah, tetapi kemungkinan cerita seperti itu kemungkinan besar rendah.

Dalam beberapa cerita, ruang-waktu dibengkokkan sehingga benda-benda seperti roket dapat kembali ke masa lalunya. Tetapi setiap cerita adalah integral dan mandiri, menggambarkan tidak hanya ruang-waktu yang melengkung, tetapi juga semua objek di dalamnya. Karena itu, roket yang kembali, tidak bisa masuk ke sejarah alternatif lain. Itu tetap dalam cerita yang sama, yang harus konsisten dengan diri sendiri. Dan saya, tidak seperti Deutsch, percaya bahwa gagasan tentang pluralitas cerita bekerja demi pendekatan sejarah yang konsisten daripada pendekatan sejarah alternatif.

Tampaknya, kita tidak dalam posisi untuk meninggalkan gambaran sejarah yang konsisten. Namun, ini mungkin tidak membahas masalah determinisme dan kehendak bebas jika ada kemungkinan yang sangat kecil dari cerita di mana ruang-waktu melengkung sehingga perjalanan waktu dimungkinkan di luar skala makroskopik. Saya menyebutnya hipotesis keamanan kronologis: hukum fisika dirancang untuk mencegah perjalanan waktu pada tingkat makroskopik.

Sepertinya jika ruang-waktu melengkung hampir cukup untuk memungkinkan perjalanan ke masa lalu, maka partikel virtual bisa menjadi partikel yang hampir nyata bergerak di sepanjang lintasan tertutup. Kepadatan partikel virtual dan energinya meningkat secara signifikan, yang berarti kemungkinan cerita semacam itu sangat kecil. Meskipun ini menjadi mirip dengan kegiatan lembaga perlindungan kronologis yang berupaya melestarikan dunia untuk para sejarawan. Namun tema kelengkungan ruang dan waktu masih dalam masa pertumbuhan. Menurut bentuk pemersatu teori string yang dikenal sebagai teori-M, yang sangat kita harapkan untuk menyatukan relativitas umum dan teori kuantum, ruangwaktu seharusnya memiliki sebelas dimensi, bukan empat dimensi yang kita alami.

Intinya adalah bahwa tujuh dari sebelas dimensi ini digulung menjadi ruang yang begitu kecil sehingga kita tidak menyadarinya. Di sisi lain, empat dimensi yang tersisa praktis datar dan mewakili apa yang kita sebut ruang-waktu. Jika gambar ini benar, maka seharusnya mungkin untuk menghubungkan empat dimensi datar dengan tujuh dimensi lainnya yang sangat melengkung, atau terdistorsi. Apa yang akan datang dari ini, kita belum tahu. Tapi peluangnya menarik.

Sebagai kesimpulan, saya akan mengatakan yang berikut.

Konsep modern kami tidak mengesampingkan kemungkinan perjalanan ruang angkasa yang cepat dan kembali ke masa lalu. Ini dapat menciptakan masalah logis yang besar, jadi mari berharap ada semacam Hukum Keamanan Kronologis yang akan mencegah orang kembali ke masa lalu dan membunuh orang tua mereka.

Tetapi penggemar fiksi ilmiah tidak boleh kecewa. Teori-M memberi harapan.

Karya terakhir fisikawan terkenal dunia Stephen Hawking, sebuah buku-bukti, di mana ia merangkum dan berbicara tentang topik paling penting yang menjadi perhatian semua orang.

Akankah umat manusia bertahan? Haruskah kita begitu aktif di luar angkasa? Apakah ada Tuhan? Ini hanya beberapa pertanyaan yang dijawab dalam buku terakhirnya oleh salah satu pemikir terbesar dalam sejarah.