.webp)
Dasar-dasar matematika fundamental dari fisika Newtonian, mekanika kuantum, relativitas, hingga persamaan Wheeler-DeWitt, menunjukkan bahwa waktu tidak memiliki arah bawaan. Bahkan mungkin menghilang pada tingkat terdalam.
Sebaliknya, hukum kedua termodinamika menawarkan 'panah' waktu: Alam Semesta dimulai dalam keadaan teratur, mungkin sebagai titik yang sangat padat, dan semakin menjadi tidak teratur.
Jadi untuk menyelidiki sifat waktu, Giovanni Barontini fisikawan di University of Birmingham, menciptakan 'alam semesta mini'.
SCROLL TO CONTINUE WITH CONTENT
"Studi ini memberikan bukti eksperimental terkontrol pertama bahwa 'waktu' dapat didefinisikan oleh perubahan dalam suatu sistem daripada sebagai 'jam berdetik' eksternal yang kita anggap sebagai waktu," jelas Barontini, dikutip detikINET dan ScienceAlert.
Dalam upaya untuk membuat waktu muncul dengan sendirinya, Barontini membangun alam semesta mininya dari sekitar 24.000 atom rubidium yang didinginkan hingga sepersejuta derajat di atas nol mutlak. Ini membentuk 'bubur' atom yang disebut kondensat Bose-Einstein.
Dikenal juga sebagai keadaan materi kelima, ini terjadi ketika partikel didinginkan hingga mendekati nol mutlak. Mereka kehilangan individualitasnya dan mulai berperilaku seperti 'super-partikel' tunggal yang terpadu.
Barontini kemudian mengurung zat asing ini dalam perangkap optik dipol, yang membaginya menjadi dua sektor menggunakan penghalang yang dibentuk oleh persilangan dua sinar laser dengan frekuensi berbeda. Susunan ini menghasilkan sektor 'terang' yang diamati dan sektor 'gelap' yang tetap tidak teramati.
Barontini lantas membandingkan sektor-sektor ini dengan bagian-bagian alam semesta kita yang tidak teramati: materi gelap dan energi gelap. Dengan kata lain, pergerakan atom menjadi jam berdasarkan aksi entropi, bukan berdasarkan jarum jam konvensional.
"Dalam percobaan, bagian sistem yang diamati bertukar atom dan entropi dengan bagian yang tidak diamati. Dari pertukaran entropi ini, kita mendefinisikan waktu internal, 'entropik'," ujar Barontini.
"Waktu ini meningkat ketika entropi dipertukarkan, dan berhenti ketika pertukaran entropi berhenti," imbuhnya.
Osilasi atom melintasi penghalang terjadi secara ritmis, seperti siklus berulang dari Big Bang yang memperluas alam semesta diikuti oleh Big Crunch yang menghancurkan kosmos. Ini mirip dengan hipotesis yang menyatakan bahwa kita hidup di alam semesta yang terus berputar tanpa henti.
Akibatnya, waktu secara alami muncul dari rangkaian peristiwa ini karena aliran entropi memiliki arah, dan urutan berbasis entropi ini tidak berjalan mundur.
"Secara sederhana, dapat dikatakan: alam semesta mini tidak memerlukan parameter eksternal untuk mengatur peristiwa; aliran entropi internalnya sendiri menunjukkan peristiwa mana yang akan terjadi selanjutnya," kata Barontini.
Penelitian ini menawarkan wawasan baru tentang sifat waktu dalam gravitasi kuantum yang dapat digunakan untuk menggambarkan dinamika sama efektifnya dengan waktu konvensional. Hasilnya telah diterbitkan di Physical Review Research.
