RIPS SPACE-TIME DALAM TEORI STRING

Air mata di ruang-waktu

Relativitas umum menegaskan bahwa ruang-waktu tidak dapat dipisahkan. Ini menggunakan geometri Riemannian yang membutuhkan ruang-waktu halus untuk bekerja dengan baik. Tidak boleh ada lipatan, lubang, lubang, dll.

Bahkan sebelum teori string dikembangkan, fisikawan bertanya-tanya apakah ruangwaktu bisa pecah dengan sendirinya dan ada dua cara untuk melakukan ini yang paling populer di kalangan fisikawan.

lubang hitam

Lubang hitam adalah area di mana ruang-waktu menunjukkan kelengkungan yang ekstrem dan di mana ruang-waktu tampak terjepit di pusatnya. Ada yang mengatakan ruang-waktu sebenarnya tertusuk oleh lubang hitam di lokasi ini, tetapi karena letaknya di luar cakrawala peristiwa, kita terlindungi dari efek bencana yang bisa ditimbulkan oleh tusukan.

lubang cacing

Lubang cacing adalah sarana teoretis untuk melintasi ruangwaktu. Mereka menghubungkan dua tempat yang jauh dalam ruang-waktu dengan menciptakan wilayah ruang baru. Ini juga melibatkan perforasi ruang-waktu.

Ilustrasi lubang cacing

Sekarang setelah kita berpikir tentang teori string, pertanyaan yang bagus mungkin adalah: apakah ada cara lain yang dapat dilubangi oleh ruang-waktu?

Transisi Gagal

Bayangkan sebuah bola di dalam ruang Calabi-Yau. Bayangkan itu menyusut ke suatu titik, merobek ruang pada titik itu, dan kemudian membuka titik itu dengan menempatkan bola baru di sana dan meledakkannya. Ini disebut transisi tipe “gagal” dan ruang Calabi-Yau yang baru akan berbeda secara topologis dari ruang pertama (artinya kita tidak dapat beralih dari bentuk satu ke bentuk dua tanpa ada robekan di beberapa titik dalam prosesnya).

Transformasi ini tampaknya agak acak dan tidak perlu, tetapi kita mungkin ingin tahu apa yang akan terjadi jika ruang Calabi-Yau yang menempati alam semesta kita mengalami transisi gagal.

simetri cermin

Simetri cermin adalah simetri antara bentuk Calabi-Yau. Bentuk Calabi-Yau adalah 6D dan oleh karena itu dapat memiliki lubang dalam berbagai dimensi, misalnya lubang dalam tiga dimensi bentuknya akan menjadi bola. Pada tahun 1988, Brian Greene menemukan bahwa dengan mengubah bentuk Calabi-Yau menggunakan aturan tertentu, jumlah lubang berukuran ganjil dalam bentuk yang diubah sama dengan jumlah lubang berukuran genap pada bentuk aslinya dan sebaliknya. Ini berarti bahwa jumlah lubang tetap tidak berubah dan oleh karena itu jumlah keluarga partikel tetap sama melalui transformasi. Setelah mempelajari lebih lanjut, ia menemukan bahwa sisa sifat fisik juga dipertahankan oleh transformasi.

Ini berarti bahwa untuk setiap bentuk Calabi-Yau ada cermin ruang Calabi-Yau untuk menggambarkan sistem di mana fisika identik. Ini adalah keuntungan besar bagi ahli teori string, karena memungkinkan untuk mencoba perhitungan yang tidak mungkin menggunakan perspektif cermin. Terkadang dalam matematika, yang diperlukan hanyalah mengatur ulang langkah-langkah perhitungan untuk membuatnya lebih mudah, dan bentuk Calabi-Yau yang dicerminkan sering kali melakukannya secara alami.

Transisi gagal dan simetri cermin

Dengan pengetahuan kita tentang simetri cermin, kita mungkin bertanya-tanya apa yang terjadi selama transisi gagal dari perspektif cermin.
Ternyata tidak ada robekan dalam perspektif cermin dan fisika di ruang cermin tidak berubah. Karena tidak ada kejadian spektakuler yang terjadi, kita dapat mempertimbangkan kemungkinan bahwa ruang Calabi-Yau yang kita tinggali telah mengalami transisi gagal dan oleh karena itu ruangwaktu telah terkoyak di beberapa titik.
Memang, kita dapat menggambarkan diri kita sebagai berada di ruang Calabi-Yau yang berkembang dengan lancar dari waktu ke waktu. Simetri cermin berarti bahwa ada juga ruang cermin tambahan yang sama sahnya untuk dikatakan bahwa kita tinggal. Ruang ini dapat mengalami transisi tipe “gagal” dan oleh karena itu sama sahnya untuk mengklaim bahwa ruang yang kita tinggali tidak berevolusi secara teratur dari waktu ke waktu, melainkan telah mengalami transisi tipe.

Mengapa air mata tidak menyebabkan jeda dalam fisika?

Jika kita memiliki teori partikel titik, partikel hanya akan bergerak mendekati air mata dan, dalam hal ini, akan terjadi bencana. Teori string, bagaimanapun, lebih fleksibel karena string adalah objek yang diperluas. Ini berarti bahwa mereka dapat mengelilingi air mata di ruang-waktu dan melindungi alam semesta dari bencana apa pun. Bahkan jika tidak ada tali pusat saat terjadi robekan, dan bahkan jika tali pusatsangat tipis, mereka dapat melindungi alam semesta berkat mekanika kuantum. Senar berjalan dengan memeriksa semua kemungkinan lintasan yang dapat mereka ambil. Gerakan yang kita amati hanyalah kombinasi dari semua kemungkinan ini. Jika ada robekan, itu dikelilingi oleh tali yang memiliki kemungkinan lintasan yang melingkari robekan. Bahkan jika tidak ada string di sekitarnya, mekanika kuantum mempertimbangkan semua jalur sehingga ada tak terhingga banyak jalur yang mengelilingi sebuah air mata. Dengan cara ini kita menghindari melanggar hukum fisika.
Pemodelan konstituen fundamental alam semesta sebagai string sekali lagi membuka kemungkinan apa yang mungkin di alam semesta.

Dampak air mata dalam ruang-waktu

Transisi flop tidak mengubah jumlah lubang dalam ruang Calabi-Yau dan oleh karena itu jumlah famili dan jenis partikel di setiap famili tidak akan berubah. Energi yang mungkin dari getaran dan oleh karena itu nilai massa partikel elementer dapat berubah. Ternyata massa berubah terus menerus melalui transisi tipe “gagal” dan tidak ada lompatan bencana dalam massa ion. Ini berarti bahwa waktu robeknya sebenarnya tidak memiliki karakteristik yang berbeda.

Apakah patah hati pernah terjadi?

Massa partikel tampak stabil untuk saat ini. tetapi beberapa teori partikel titik menunjukkan bahwa massa partikel elementer telah berubah dari waktu ke waktu. Hal ini meningkatkan kemungkinan bahwa transisi seperti kegagalan telah terjadi dan oleh karena itu ruang-waktu telah terkoyak di masa lalu. Namun, massa partikel tampak stabil saat ini, sejauh yang kita bisa lihat, menyiratkan bahwa jika terjadi robekan, itu terjadi pada tingkat yang semakin lambat, terlalu lambat untuk peralatan kita dapat melihatnya.

Leave a Comment