Studi Fisika Ungkap Kemungkinan Alam Semesta Berubah Secara Drastis

MESKI alam semesta terlihat stabil, para ilmuwan meyakini bahwa kondisi tersebut bisa jadi hanya bersifat sementara. Dalam teori fisika modern, ada kemungkinan bahwa “ruang hampa” yang kita kenal saat ini bukanlah kondisi energi paling rendah. Bisa saja masih ada keadaan lain yang lebih stabil.

Jika transisi ke kondisi tersebut terjadi, dampaknya akan sangat ekstrem. Sebuah “gelembung” energi baru dapat terbentuk dan meluas dengan kecepatan cahaya, mengubah seluruh alam semesta beserta hukum fisika yang kita kenal. Fenomena ini dikenal sebagai peluruhan vakum semu (false vacuum decay), salah satu konsep paling menakutkan dalam teori kuantum.

Baru-baru ini, tim fisikawan dari Universitas Tsinghua di Tiongkok berhasil mensimulasikan proses tersebut di laboratorium. Tentu saja, ini bukan berarti mereka menciptakan kiamat mini, melainkan menggunakan sistem analog untuk mempelajari fenomena tersebut secara aman.

Baca juga : AI dan Analisis Kicauan Bantu Temukan 2 Spesies Burung Baru

Apa itu peluruhan vakum semu?

Dalam teori medan kuantum, tidak ada yang benar-benar “kosong”. Ruang hampa sebenarnya adalah kondisi energi terendah dari suatu medan. Namun, dalam beberapa kasus, terdapat beberapa “titik rendah” (minimum energi).

Kondisi yang kita tempati saat ini bisa jadi hanyalah “vakum semu” stabil, tetapi bukan yang paling stabil. Jika ada gangguan kuantum, sistem bisa “meloncat” ke kondisi energi yang lebih rendah, yaitu “vakum sejati”.

Analoginya seperti danau di lembah: air mungkin berada di cekungan yang cukup dalam, tetapi jika ada jalur menuju cekungan yang lebih dalam, air akan mengalir ke sana. Dalam skala kosmik, proses ini akan membentuk gelembung yang terus membesar dan mengubah segalanya.

Baca juga : Peneliti Temukan Jawaban Misteri Sungai Melawan Gravitasi dan Belah Pegunungan

Mengapa ini penting?

Fenomena ini menarik karena berada di persimpangan dua teori besar fisika:

• Teori relativitas, yang menjelaskan alam semesta dalam skala besar
• Teori medan kuantum, yang bekerja di skala sangat kecil

Keduanya sangat akurat di domain masing-masing, tetapi sulit disatukan. Peluruhan vakum semu menjadi salah satu “jembatan” untuk memahami hubungan keduanya.

Bagaimana eksperimennya dilakukan?

Alih-alih memanipulasi ruang hampa secara langsung, para peneliti menggunakan atom Rydberg atom yang diperbesar dengan energi tinggi sehingga elektronnya terikat sangat longgar.

Atom-atom ini disusun dalam bentuk cincin dan diatur agar memiliki pola tertentu. Dengan bantuan laser, para peneliti memicu perubahan kondisi energi dalam sistem tersebut, sehingga menyerupai transisi dari vakum semu ke vakum sejati.

Hasilnya, sistem tersebut menunjukkan perilaku yang sesuai dengan prediksi teori, termasuk proses pembentukan “gelembung” kuantum.

Apa artinya bagi kita?

Eksperimen ini tidak berarti alam semesta akan segera berakhir. Namun, ini memberikan bukti eksperimental bahwa teori tentang peluruhan vakum semu memiliki dasar yang kuat.

Lebih jauh, penelitian ini membuka jalan baru untuk memahami bagaimana fisika bekerja pada kondisi ekstrem dan mungkin suatu hari membantu menyatukan teori kuantum dan relativitas dalam satu kerangka besar.

Untuk saat ini, setidaknya kita bisa sedikit lebih memahami satu hal: alam semesta mungkin tidak sesederhana dan sestabil yang terlihat.

Sumber: Science Alert