Teori string bukanlah satu-satunya yang dapat menjembatani antara teori relativitas Einstein dan mekanika kuantum. Menurut tim peneliti internasional yang dipimpin oleh para fisikawan Radboud. Mereka mendemonstrasikan bahwa adalah mungkin untuk membangun teori gravitasi kuantum yang mematuhi semua hukum dasar fisika, tanpa teori string. Hasil penelitian ini telah diterbitkan di Physical Review Letters.
Perbedaan teori relativitas dan mekanika kuantum
Teori relativitas Einstein, pada dasarnya menjelaskan hukum alam pada skala terbesar. Ketika kita mengamati gravitasi yang bekerja di alam semesta, seperti gerakan planet-planet atau cahaya yang melewati di dekat suatu lubang hitam, segalanya terlihat mengikuti teori dari relativitas umum. Dalam relativitas umum, peristiwa bersifat kontinu dan deterministik, yang berarti bahwa setiap sebab memilki kecocokan dengan efek lokal tertentu.
Sedangkan mekanika kuantum, yang menggambarkannya pada skala terkecil. Dalam mekanika kuantum, peristiwa yang dihasilkan oleh interaksi partikel subatom terjadi sebagai lompatan, dengan hasil berbagai kemungkinan daripada hasil yang pasti. Aturan kuantum memungkinkan koneksi yang terlarang bagi fisika klasik. Mekanika kuantum adalah teori yang mendeskripsikan sifat fisik alam pada skala terkecil atom dan partikel subatom.
Meskipun kedua teori ini memungkinkan kita untuk menjelaskan setiap fenomena fisik fundamental yang diamati, keduanya juga saling bertentangan. Saat ini, fisikawan mengalami kesulitan besar untuk menggabungkan kedua teori ini untuk menjelaskan gravitasi pada skala terbesar (bintang) dan sekaligus terkecil (sub atom).
Teori string
Teori String adalah cabang fisika teoretis yang sedang berkembang, yang menggabungkan mekanika kuantum dan Relativitas Umum menjadi teori gravitasi kuantum. Menurut teori string (teori dawai), segala sesuatu di sekitar kita dibentuk bukan oleh partikel titik, tetapi oleh string (dawai). Suatu objek satu dimensi yang bergetar. Sejak diperkenalkannya, teori string telah menjadi kerangka teori paling luas yang dianggap melengkapi teori relativitas umum Einstein menjadi teori gravitasi kuantum. Teori string bertujuan untuk mengatasi berbagai teka-teki teoretis yang paling mendasar. Di antaranya bagaimana gravitasi bekerja untuk benda-benda kecil seperti elektron dan foton.
Partikel Titik adalah idealisasi dari partikel yang secara luas digunakan dalam Fisika. Cirinya yang utama adalah kurangnya ektensi ruang: berada dalam dimensi 0, membuatnya tak menempati ruang. Suatu partikel titik adalah representasi objek yang bentuk, ukuran, dan strukturnya tidak relevan dalam konteks yang diberikan. Contohnya, dari kejauhan, semua benda berukuran terbatas akan terlihat dan berperilaku seperti sebuah titik.
“Kami menunjukkan bahwa masih mungkin untuk menjelaskan gravitasi menggunakan mekanika kuantum tanpa menggunakan hukum teori string sama sekali,” kata fisikawan teoretis Frank Saueressig. “Kami menunjukkan gagasan bahwa segala sesuatu yang terdiri dari partikel titik masih bisa sesuai dengan gravitasi kuantum, tanpa menyertakan string. Kerangka fisika partikel ini juga diverifikasi secara eksperimental. Misalnya, di Large Hadron Collider (LHC) di CERN.”
“Bagi para ilmuwan, teori alternatif ini menarik untuk digunakan karena sangat sulit untuk menghubungkan teori string dengan eksperimen. Ide kami menggunakan prinsip fisik yang telah diuji secara eksperimental. Dengan kata lain: tidak ada yang pernah mengamati string dalam eksperimen, tetapi partikel adalah hal-hal yang pasti dilihat orang pada eksperimen LHC. Hal ini memungkinkan kami menjembatani kesenjangan antara prediksi teoretis dan eksperimen dengan lebih mudah.”
Hanya satu perangkat hukum
Setelah menunjukkan bahwa ide-ide mereka mampu menyelesaikan masalah lama dalam fisika partikel, konsorsium tersebut saat ini sedang menjajaki implikasi yang dihasilkan dari hukum baru mereka di tingkat lubang hitam.
“Bagaimanapun, hanya ada satu himpunan hukum alam dan himpunan ini seharusnya dapat diterapkan pada semua jenis pertanyaan. Termasuk apa yang terjadi ketika kita membenturkan partikel pada energi yang sangat tinggi. Atau, apa yang terjadi ketika partikel jatuh ke dalam lubang hitam. Itu akan menjadi luar biasa untuk menunjukkan bahwa sebenarnya ada hubungan antara pertanyaan-pertanyaan yang tampaknya terputus ini. Memungkinkannya untuk menyelesaikan teka-teki yang muncul di kedua sisi.”
