Bagaimana Alam Semesta Bergelembung dan Bertabrakan Bagian 1

Bagaimana Alam Semesta Bergelembung dan Bertabrakan Bagian 1

Bagaimana Alam Semesta Bergelembung dan Bertabrakan Bagian 1 – Beberapa kosmolog memiliki tanggapan: Alam semesta kita adalah gelembung yang membengkak. Di luarnya, ada lebih banyak gelembung alam semesta, semuanya terbenam dalam lautan yang terus berkembang dan berenergi multiverse atau multisemesta.

Idenya adalah polarisasi. Beberapa fisikawan merangkul multisemesta untuk menjelaskan mengapa gelembung kita terlihat begitu istimewa (hanya gelembung tertentu yang dapat menampung kehidupan), sementara yang lain menolak teori karena tidak membuat prediksi yang dapat diuji (karena memprediksi semua alam semesta yang mungkin). Tetapi beberapa peneliti berharap bahwa mereka belum cukup pintar untuk mengetahui konsekuensi yang tepat dari teori tersebut.

Sekarang, berbagai tim sedang mengembangkan cara baru untuk menyimpulkan dengan tepat bagaimana gelembung multiverse dan apa yang terjadi ketika gelembung alam semesta itu bertabrakan.

“Ini adalah tembakan panjang,” kata Jonathan Braden, seorang ahli kosmologi di University of Toronto yang terlibat dalam upaya tersebut, tetapi, katanya, ini adalah pencarian bukti “untuk sesuatu yang Anda pikir tidak akan pernah bisa Anda uji.”

Hipotesis multisemesta muncul dari upaya untuk memahami kelahiran alam semesta kita sendiri. Dalam struktur alam semesta skala besar, para ahli teori melihat tanda-tanda ledakan pertumbuhan eksplosif selama masa bayi kosmos. Pada awal 1980-an, ketika fisikawan menyelidiki bagaimana ruang mungkin mulai dan berhenti mengembang, gambaran yang meresahkan muncul. Para peneliti menyadari bahwa sementara ruang mungkin telah berhenti mengembang di sini (di alam semesta gelembung kita) dan di sana (di gelembung lain), efek kuantum harus terus mengembang sebagian besar ruang, sebuah gagasan yang dikenal sebagai inflasi abadi.

Perbedaan antara alam semesta gelembung dan lingkungan sekitarnya terletak pada energi ruang itu sendiri. Ketika ruang sekosong mungkin dan tidak mungkin kehilangan lebih banyak energi, itu ada dalam apa yang oleh fisikawan disebut keadaan vakum “benar”. Bayangkan sebuah bola tergeletak di lantai, tidak bisa jatuh lebih jauh. Tetapi sistem juga dapat memiliki status vakum “salah”. Bayangkan sebuah bola dalam mangkuk di atas meja. Bola bisa berguling sedikit sementara lebih atau kurang tetap diam. Tapi sentakan yang cukup besar akan mendaratkannya di lantai dalam ruang hampa yang sebenarnya.

Dalam konteks kosmologis, ruang juga bisa terjebak dalam keadaan vakum palsu. Setitik vakum palsu kadang-kadang akan rileks menjadi vakum sejati (kemungkinan melalui peristiwa kuantum acak), dan vakum sejati ini akan menggelembung keluar sebagai gelembung yang membengkak, berpesta dengan energi berlebih dari vakum palsu, dalam proses yang disebut peluruhan vakum palsu. Proses inilah yang mungkin telah memulai kosmos kita dengan keras. “Sebuah gelembung vakum bisa menjadi peristiwa pertama dalam sejarah alam semesta kita,” kata Hiranya Peiris, seorang kosmolog di University College London.

Tapi fisikawan berjuang mati-matian untuk memprediksi bagaimana gelembung vakum berperilaku. Masa depan gelembung bergantung pada detail menit yang tak terhitung jumlahnya yang bertambah. Gelembung juga berubah dengan cepat—dindingnya mendekati kecepatan cahaya saat terbang ke luar—dan menampilkan keacakan dan gelombang mekanik kuantum. Asumsi yang berbeda tentang proses ini memberikan prediksi yang saling bertentangan, tanpa cara untuk membedakan mana yang mungkin menyerupai kenyataan. Seolah-olah “Anda telah mengambil banyak hal yang sangat sulit bagi fisikawan untuk ditangani dan menyatukan semuanya dan berkata, ‘Silakan dan cari tahu apa yang terjadi,'” kata Braden.

Karena mereka tidak dapat mendorong gelembung vakum yang sebenarnya di multiverse, fisikawan telah mencari analog digital dan fisik dari mereka.

Satu kelompok baru-baru ini membujuk perilaku seperti gelembung vakum dari simulasi sederhana. Para peneliti, termasuk John Preskill, fisikawan teoretis terkemuka di California Institute of Technology, memulai dengan “versi bayi paling dari masalah ini yang dapat Anda pikirkan,” seperti yang dikatakan rekan penulis Ashley Milsted: baris tentang 1.000 panah digital yang bisa mengarah ke atas atau ke bawah. Tempat di mana serangkaian panah ke atas bertemu dengan serangkaian panah ke bawah menandai dinding gelembung, dan dengan membalik panah, para peneliti dapat membuat dinding gelembung bergerak dan bertabrakan. Dalam keadaan tertentu, model ini dengan sempurna meniru perilaku sistem yang lebih rumit di alam. Para peneliti berharap untuk menggunakannya untuk mensimulasikan peluruhan vakum palsu dan tabrakan gelembung.