Language
Country/Area
No result found
Hubungan aneh antara informasi dan materi: Bagaimana menggunakan informasi untuk memahami operasi alam semesta?
Dalam fisika modern, sifat informasi dan hubungannya dengan materi telah membangkitkan pemikiran banyak ilmuwan. Menurut prinsip holografik, cara kerja alam semesta dapat dipahami melalui informasi, pandangan yang mengubah pemahaman mendasar kita tentang entitas fisik. Prinsip holografik pertama kali diusulkan oleh Gerard Hoft dan dikembangkan serta diungkapkan oleh Liam Susskind. Ide intinya adalah bahwa deskripsi ruang tiga dimensi sebenarnya dapat dianggap tertanam dalam batas dua dimensi. Informasi tentang.
"Dunia tiga dimensi yang kita alami—dipenuhi dengan galaksi, planet, rumah, batu, dan orang—sebenarnya adalah hologram, realitas yang dikodekan pada permukaan dua dimensi yang jauh."
Dasar teori ini berasal dari batas Bekenstein, yang menyatakan bahwa entropi maksimum suatu wilayah sebanding dengan luasnya, bukan volumenya. Hal ini menunjukkan bahwa konten informasi dari lubang hitam dan materi biasa dapat direkam sepenuhnya di batas-batasnya, yang memungkinkan kita untuk memikirkan kembali bagaimana materi tersusun.
Paradoks Informasi Lubang Hitam
Perhitungan Hawking menunjukkan bahwa radiasi yang dipancarkan oleh lubang hitam tampak independen dari materi yang diserapnya, yang menimbulkan paradoks yang mendalam. Menurut mekanika kuantum, ketika fungsi gelombang dari keadaan kuantum berubah, harus ada aliran informasi yang sesuai. Namun, jika lubang hitam dapat menyerap keadaan murni tetapi memancarkan kembali radiasi hanya dalam keadaan campuran, ini berarti bahwa informasi hilang, melanggar prinsip dasar mekanika kuantum. Paradoks ini memaksa para ilmuwan untuk mengeksplorasi hubungan yang lebih dalam antara struktur kosmik dan informasi.
"Entropi lubang hitam sebanding dengan luas cakrawala peristiwanya, bukan dengan cara yang biasa, yaitu bertambah seiring volume."
Kesetaraan informasi dan materi
Secara tradisional, entropi dianggap sebagai ukuran "ketidakteraturan" dalam sistem fisik. Namun, dengan menggunakan konsep entropi Shannon, jumlah informasi juga dapat dilihat sebagai ukuran keberadaan materi, sehingga memunculkan pandangan baru bahwa mungkin ada hubungan intrinsik yang mendalam antara sifat materi dan isi informasi.
Dalam artikelnya, Bekenstein menunjukkan bahwa entropi termodinamika dan entropi Shannon secara konseptual setara, yang memberi kita perspektif yang sama sekali baru dalam memahami batas antara materi dan informasi. Dia bertanya:
Pertanyaan ini mendorong orang untuk merenungkan apakah informasi merupakan kunci untuk memahami keberadaan materi."Dapatkah kita melihat seluruh dunia dalam sebutir pasir, seperti yang dijelaskan William Blake, atau apakah ini hanya pernyataan puitis?"
Korespondensi AdS/CFT dan praktik prinsip holografik
Korespondensi AdS/CFT merupakan ilustrasi penting dari prinsip holografik, yang menyediakan hubungan antara ruang anti-de Sitter dan teori medan konformal. Korespondensi ini tidak hanya menyediakan sarana untuk mengonsolidasikan teori gravitasi kuantum, tetapi juga memungkinkan kita untuk mempelajari teori medan yang terhubung kuat dalam cara teoritis medan kuantum. Menurut korespondensi ini, ketika interaksi kuat muncul dalam teori medan kuantum, medan dalam teori gravitasi adalah interaksi lemah.
Hal ini memungkinkan banyak masalah fisika nuklir dan fisika materi terkondensasi untuk diubah menjadi masalah yang lebih mudah dipecahkan secara matematis, yang secara signifikan memajukan pemahaman kita tentang dunia kuantum.
Uji coba eksperimental prinsip holografik
Meskipun dasar teoritis prinsip holografik diterima secara luas, verifikasi eksperimental masih menghadapi tantangan. Eksperimen partikel kecil mungkin memberikan wawasan baru tentang prinsip holografik, dan Bekenstein telah mengusulkan pengujiannya dalam eksperimen meja. Namun, masih ada kekurangan data eksperimental yang diterima secara luas untuk mendukung teori-teori ini.
Misalnya, Kirk Hogan dari Laboratorium Nasional Fermi telah mengusulkan bahwa, menurut prinsip holografik, fluktuasi kuantum dalam posisi spasial seharusnya mengarah pada "derau holografik" terukur yang diamati dalam detektor gelombang gravitasi. Namun, klaim ini belum diakui secara luas oleh komunitas ilmiah.
Seiring para ilmuwan mempelajari lebih lanjut gravitasi kuantum dan prinsip-prinsip holografik, mereka mengharapkan lebih banyak penemuan inovatif yang akan memberi kita pemahaman lebih dalam tentang cara kerja alam semesta.
Dan di balik teori yang rumit ini, apakah ada kebenaran yang lebih dalam yang belum kita pahami?
