Alam semesta dapat menjadi tempat yang sangat aneh. Sementara ide-ide inovatif seperti teori kuantum, relativitas dan bahkan bumi terjadi di sekitar Matahari mungkin umum diterima sekarang, ilmu pengetahuan masih terus menunjukkan bahwa alam semesta mengandung hal yang mungkin merasa sulit untuk percaya, dan bahkan lebih sulit untuk mendapatkan kepala di .
Energi Negatif
Secara teoritis, suhu terendah yang dapat dicapai adalah nol mutlak, persis -273,15 ° C, di mana gerakan semua partikel berhenti sama sekali. Namun, Anda tidak bisa benar-benar sesuatu yang keren untuk suhu ini karena, dalam mekanika kuantum, setiap partikel memiliki energi minimum, yang disebut "titik nol energi", yang Anda tidak bisa mendapatkan di bawah ini. Hebatnya, ini energi minimum tidak hanya berlaku untuk partikel, tetapi untuk setiap vakum, yang energinya disebut "energi vakum." Untuk menunjukkan bahwa energi ini ada melibatkan eksperimen-take agak sederhana dua pelat logam dalam ruang hampa, menempatkan mereka dekat bersama-sama, dan mereka akan tertarik satu sama lain. Hal ini disebabkan oleh energi antara pelat hanya bisa beresonansi pada frekuensi tertentu, sementara di luar piring energi vakum dapat beresonansi pada hampir setiap frekuensi. Karena energi luar piring lebih besar dari energi antara piring, piring didorong terhadap satu sama lain. Sebagai piring lebih dekat bersama-sama, kekuatan meningkat, dan pada sekitar 10 nm pemisahan efek ini (disebut efek Casimir) menciptakan satu suasana tekanan di antara mereka.Karena piring mengurangi energi vakum antara mereka hingga di bawah nol energi-titik normal, ruang dikatakan memiliki energi negatif, yang memiliki beberapa sifat yang tidak biasa.
Salah satu sifat dari vakum negatif-energi adalah bahwa cahaya sebenarnya bergerak lebih cepat di dalamnya daripada yang dilakukannya dalam debu biasa, sesuatu yang mungkin suatu hari memungkinkan orang untuk melakukan perjalanan lebih cepat dari kecepatan cahaya dalam semacam negatif-gelembung energi vakum . Energi negatif juga bisa digunakan untuk menahan membuka lubang cacing transversible, yang meskipun secara teoritis mungkin, akan runtuh segera setelah diciptakan tanpa sarana untuk tetap terbuka. Energi negatif juga menyebabkan lubang hitam menguap. Energi vakum sering dimodelkan sebagai partikel virtual muncul menjadi ada dan memusnahkan. Ini tidak melanggar hukum konservasi energi selama partikel dimusnahkan lama kemudian. Namun, jika dua partikel diproduksi di cakrawala peristiwa dari sebuah lubang hitam, satu dapat bergerak menjauh dari lubang hitam, sementara yang lain jatuh ke dalamnya. Ini berarti mereka tidak akan dapat memusnahkan, sehingga partikel-partikel akhir baik dengan energi negatif. Ketika partikel energi negatif jatuh ke dalam lubang hitam, ini akan menurunkan massa lubang hitam, bukan menambahkan untuk itu, dan dari waktu ke waktu partikel seperti ini akan menyebabkan lubang hitam menguap sepenuhnya. Karena teori ini pertama kali diusulkan oleh Stephen Hawking, partikel yang dilepaskan oleh efek ini (orang yang tidak jatuh ke dalam lubang hitam) disebut Hawking radiasi. Ini adalah teori diterima pertama yang menyatukan teori kuantum dengan relativitas umum, sehingga prestasi ilmiah terbesar Hawking sampai saat ini.
Bingkai menyeret
Satu prediksi dari teori Einstein tentang relativitas umum adalah bahwa ketika sebuah objek bergerak besar, menyeret ruang-waktu di sekitarnya, menyebabkan objek terdekat untuk ditarik bersama juga. Hal ini dapat terjadi jika benda besar bergerak dalam garis lurus atau berputar, dan, meskipun efeknya sangat kecil, telah eksperimental diverifikasi. Gravity Probe B percobaan, diluncurkan pada tahun 2004, dirancang untuk mengukur distorsi ruang-waktu di dekat Bumi.Meskipun sumber gangguan lebih besar dari yang diharapkan, efek frame-menyeret telah diukur dengan ketidakpastian 15%, dengan analisis lebih lanjut berharap untuk mengurangi lebih lanjut.
Efek yang diharapkan sangat dekat dengan Prediksi: akibat rotasi Bumi, probe ditarik dari orbitnya sekitar 2 meter per tahun, efek murni disebabkan oleh massa Bumi mendistorsi ruang-waktu di sekitarnya. Penyelidikan itu sendiri tidak akan merasa ini akselerasi ekstra karena tidak disebabkan oleh percepatan pada probe, tetapi lebih pada ruang waktu-probe tersebut berpergian melalui-analog dengan karpet ditarik bawah meja, daripada memindahkan meja itu sendiri .
Relativitas dari Simultanitas
Relativitas simultanitas adalah gagasan bahwa apakah dua kejadian terjadi secara bersamaan atau tidak adalah relatif dan tergantung pada pengamat. Ini adalah konsekuensi aneh dari teori relativitas khusus, dan berlaku untuk setiap peristiwa yang terjadi yang dipisahkan oleh jarak tertentu. Sebagai contoh, jika sebuah kembang api melepaskan di Mars dan di Venus lain, seorang pengamat perjalanan melalui ruang salah satu cara mungkin mengatakan mereka terjadi pada saat yang sama (kompensasi untuk kali cahaya yang diperlukan untuk menjangkau mereka), sedangkan pengamat lain bepergian cara lain mungkin mengatakan satu di Mars pergi pertama, dan yang lain lagi mungkin berkata satu di Venus pergi dulu. Hal ini disebabkan oleh cara sudut pandang yang berbeda menjadi berubah dibandingkan satu sama lain dalam relativitas khusus. Dan karena mereka relatif semua, pengamat tidak dapat dikatakan memiliki sudut pandang yang benar.
Hal ini dapat menyebabkan skenario yang sangat tidak biasa, seperti pengamat menyaksikan berlaku sebelum penyebab (misalnya, melihat bom meledak, kemudian melihat seseorang cahaya sekering). Namun, setelah pengamat melihat efeknya, mereka tidak dapat berinteraksi dengan penyebabnya tanpa bepergian lebih cepat dari kecepatan cahaya, yang adalah salah satu alasan pertama perjalanan lebih cepat dari cahaya diyakini dilarang, karena ini mirip dengan perjalanan waktu , dan alam semesta di mana Anda dapat berinteraksi dengan penyebabnya setelah dampak tidak masuk akal.
Hitam String
Salah satu misteri yang beredar paling lama dalam fisika adalah bagaimana gravitasi berkaitan dengan gaya fundamental lain, seperti elektromagnetisme. Satu teori, pertama kali diusulkan pada 1919, menunjukkan bahwa jika dimensi ekstra ditambahkan ke alam semesta, gravitasi masih ada di empat dimensi pertama (dimensi ruang tiga dan waktu), tetapi cara ini empat kurva dimensi ruang dalam dimensi kelima ekstra, alami menghasilkan gaya-gaya fundamental lainnya.Namun, kita tidak dapat melihat atau mendeteksi dimensi kelima, sehingga diusulkan bahwa dimensi ekstra meringkuk, dan karenanya menjadi tidak terlihat oleh kita. Teori ini yang akhirnya menyebabkan teori string, dan masih termasuk di jantung analisis string yang paling teori.
Karena ini dimensi ekstra ini sangat kecil, hanya benda kecil, seperti partikel, dapat bergerak sepanjang itu. Dalam kasus ini, mereka akhirnya hanya berakhir di mana mereka mulai, karena dimensi ekstra meringkuk di itu sendiri. Namun, salah satu objek yang menjadi jauh lebih kompleks dalam lima dimensi adalah lubang hitam.Ketika diperpanjang sampai lima dimensi, itu menjadi "string hitam," dan tidak seperti lubang hitam 4D yang normal, tidak stabil (ini mengabaikan fakta bahwa 4D lubang hitam akhirnya menguap). Ini string hitam akan mengacaukan ke string seluruh lubang hitam, dihubungkan dengan string hitam lebih lanjut, sampai senar hitam terjepit off seluruhnya dan meninggalkan set lubang hitam.Ini 4D beberapa lubang hitam kemudian bergabung menjadi satu lubang hitam yang lebih besar. Yang paling menarik tentang ini adalah bahwa, dengan menggunakan model saat ini, lubang hitam akhir adalah "telanjang" singularitas.Artinya, ia tidak memiliki cakrawala peristiwa di sekitarnya. Ini melanggar Hipotesis Sensor Kosmis, yang mengatakan bahwa semua singularitas harus dikelilingi oleh sebuah cakrawala peristiwa, untuk menghindari perjalanan waktu efek yang diyakini terjadi dekat singularitas dari mengubah sejarah seluruh alam semesta, karena mereka tidak pernah bisa melarikan diri dari balik cakrawala peristiwa.
Geon
Seperti terbaik ditunjukkan dalam persamaan E = MC 2 , energi dan materi secara fundamental terhubung. Salah satu efek dari hal ini adalah bahwa energi, serta massa, menciptakan medan gravitasi. Geon A, pertama diselidiki oleh John Wheeler, pada tahun 1955, adalah gelombang elektromagnetik atau gravitasi yang energinya menciptakan medan gravitasi, yang pada gilirannya memegang gelombang itu sendiri bersama-sama di ruang tertutup. Wheeler berspekulasi bahwa mungkin ada hubungan antara geons mikroskopis dan partikel dasar, dan bahwa mereka bahkan mungkin hal yang sama. Contoh yang lebih ekstrim adalah "kugelblitz" (bahasa Jerman untuk "bola petir"), yang mana cahaya yang kuat seperti terkonsentrasi pada titik tertentu bahwa gravitasi disebabkan oleh energi cahaya menjadi cukup kuat untuk runtuh ke dalam lubang hitam, menjebak di dalam cahaya. Meskipun tidak ada yang berpikir untuk mencegah pembentukan sebuah kugelblitz, geons sekarang hanya diyakini mampu membentuk sementara, karena mereka pasti akan bocor energi dan runtuh. Hal ini sayangnya menunjukkan bahwa dugaan awal Wheeler tidak benar, tapi ini belum definitif terbukti.
Kerr Black Hole/lubang hitam
Jenis lubang hitam kebanyakan orang kenal, yang memiliki cakrawala peristiwa di luar akting sebagai "point of no return" dan singularitas titik kepadatan tak terbatas di dalam, sebenarnya memiliki nama yang lebih spesifik: sebuah lubang hitam Schwarzschild . Hal ini dinamai Karl Schwarzschild, yang menemukan solusi matematika dari persamaan medan Einstein untuk sebuah massa, bulat non-rotating pada tahun 1915, hanya sebulan setelah Einstein benar-benar diterbitkan teori relativitas umum. Namun, ia tidak sampai 1963 yang matematika Roy Kerr menemukan solusi untuk sebuah massa bola berputar. Oleh karena itu, lubang hitam berputar disebut Kerr lubang hitam, dan memiliki beberapa sifat yang tidak biasa.
Di pusat lubang hitam Kerr, tidak ada singularitas titik, melainkan cincin singularitas-yang berputar satu dimensi cincin diselenggarakan terbuka oleh momentum sendiri. Ada juga acara cakrawala dua, satu bagian dalam dan luar, dan ellipsoid disebut ergosphere, di dalam mana ruang-waktu itu sendiri berputar dengan lubang hitam (karena menyeret frame) lebih cepat dari kecepatan cahaya.Saat memasuki lubang hitam, dengan melewati cakrawala peristiwa luar, ruang-seperti jalan menjadi waktu-seperti, yang berarti bahwa tidak mungkin untuk menghindari singularitas di pusat, seperti di sebuah lubang hitam Schwarzschild.Namun, ketika Anda melewati cakrawala peristiwa batin, jalan Anda menjadi ruang-suka lagi. Perbedaannya adalah: ruang-waktu itu sendiri dibalik. Ini berarti gravitasi singularitas dekat cincin menjadi menjijikkan, benar-benar mendorong Anda jauh dari pusat. Bahkan, kecuali jika anda menuliskan lubang hitam tepat di khatulistiwa, adalah mustahil untuk memukul singularitas cincin itu sendiri. Selain itu, singularitas cincin dapat dihubungkan melalui ruang-waktu, sehingga mereka dapat bertindak sebagai lubang cacing, meskipun keluar dari lubang hitam di sisi lain tidak mungkin (kecuali itu adalah singularitas telanjang, mungkin dibuat ketika singularitas cincin berputar cukup cepat). Traveling melalui singularitas cincin mungkin membawa Anda ke titik lain dalam ruang-waktu, seperti alam semesta lain, di mana Anda bisa melihat cahaya yang jatuh dari luar lubang hitam, tapi tidak meninggalkan lubang hitam itu sendiri. Bahkan mungkin membawa Anda ke "lubang putih" dalam alam semesta yang negatif, makna yang tepat dari yang tidak diketahui.
Quantum Tunneling
Terowongan kuantum adalah efek di mana sebuah partikel dapat melewati penghalang itu biasanya tidak punya tenaga untuk diatasi. Hal ini dapat memungkinkan partikel melewati penghalang fisik yang harus ditembus, atau dapat memungkinkan elektron untuk melepaskan diri dari tarikan inti tanpa energi kinetik untuk melakukannya. Menurut mekanika kuantum, ada suatu probabilitas dimana partikel apapun dapat ditemukan di mana saja di alam semesta, meskipun probabilitas astronomis yang kecil untuk setiap jarak sebenarnya dari partikel diharapkan jalan.
Namun, ketika partikel menghadapi penghalang kecil cukup (sekitar 1-3 nm lebar), salah satu yang perhitungan konvensional akan menunjukkan bisa ditembus oleh partikel, probabilitas bahwa partikel hanya akan melewati penghalang yang menjadi cukup terlihat. Hal ini dapat dijelaskan oleh prinsip ketidakpastian Heisenberg, yang membatasi seberapa banyak informasi yang dapat diketahui tentang partikel. Partikel dapat "meminjam" energi dari sistem itu bertindak, menggunakannya untuk melewati penghalang, dan kemudian kehilangan lagi.
Quantum tunneling terlibat dalam proses fisik, seperti peluruhan radioaktif dan fusi nuklir yang terjadi di Matahari. Hal ini juga digunakan dalam komponen listrik tertentu, dan bahkan telah terbukti terjadi pada enzim dalam sistem biologi.Sebagai contoh, oksidase glukosa enzim, yang mengkatalisis reaksi glukosa menjadi hidrogen peroksida, melibatkan terowongan kuantum dari atom oksigen secara keseluruhan. Terowongan kuantum juga merupakan fitur kunci dari scanning tunneling microscope, mesin pertama untuk memungkinkan pencitraan dan manipulasi atom individu. Ia bekerja dengan mengukur tegangan di ujung yang sangat halus, yang mengubah ketika sampai dekat dengan permukaan karena efek tunneling elektron melalui vakum (dikenal sebagai "zona terlarang") di antara mereka. Hal ini memberikan perangkat sensitivitas yang diperlukan untuk membuat gambar resolusi yang sangat tinggi. Hal ini juga memungkinkan perangkat untuk memindahkan atom dengan sengaja menempatkan arus melalui ujung melakukan.
Cosmic String
Kerdil setelah Big Bang, alam semesta berada dalam keadaan yang sangat teratur dan kacau. Ini berarti bahwa perubahan kecil dan cacat tidak mengubah struktur keseluruhan alam semesta. Namun, karena alam semesta mengembang, didinginkan, dan pergi dari keadaan teratur ke yang tertib, mencapai titik di mana fluktuasi sangat kecil menciptakan perubahan yang sangat besar.
Hal ini mirip dengan mengatur ubin merata pada lantai. Ketika satu ubin ditempatkan tidak merata, ini berarti bahwa ubin berikutnya ditempatkan akan mengikuti polanya. Oleh karena itu, Anda memiliki seluruh baris ubin pada tempatnya. Hal ini mirip dengan benda yang disebut string kosmik, yang cacat sangat tipis dan sangat panjang dalam bentuk ruang-waktu. String ini kosmis diperkirakan oleh kebanyakan model alam semesta, seperti teori string dimana dua jenis "string" tidak berhubungan. Jika mereka ada, setiap string akan menjadi setipis proton, tapi sangat padat. Jadi, string kosmik mil panjang dapat berat sebanyak Bumi. Namun, tidak akan benar-benar memiliki gravitasi dan efek-satunya yang akan terjadi pada masalah di sekitarnya akan menjadi cara itu mengubah bentuk dan bentuk ruang-waktu. Oleh karena itu, string kosmik adalah, pada dasarnya, hanya sebuah "kerut" dalam bentuk ruang-waktu.
String kosmik dianggap sangat panjang, naik ke urutan ukuran ribuan galaksi.Bahkan, pengamatan dan simulasi terakhir menunjukkan bahwa jaringan string kosmik membentang di seluruh alam semesta. Ini pernah dianggap apa yang menyebabkan terbentuknya galaksi-galaksi di kompleks supercluster, meskipun ide ini sejak itu telah ditinggalkan. Kompleks terdiri dari supercluster terhubung "filamen" dari galaksi hingga satu miliar tahun cahaya panjangnya. Karena efek yang unik string kosmik pada ruang-waktu ketika Anda membawa dua string berdekatan, telah menunjukkan bahwa mereka mungkin dapat digunakan untuk perjalanan waktu, seperti dengan sebagian besar hal-hal di daftar ini. String kosmik juga akan menciptakan gelombang gravitasi yang luar biasa, lebih kuat dari sumber yang dikenal lainnya. Gelombang ini adalah apa Detektor mereka saat ini dan direncanakan gelombang gravitasi dirancang untuk mencari.
Antimateri Retrocausality
Antimateri adalah lawan dari materi. Ia memiliki massa yang sama tetapi dengan muatan listrik yang berlawanan. Satu teori tentang mengapa ada antimateri dikembangkan oleh John Wheeler dan pemenang Nobel Richard Feynman didasarkan pada gagasan bahwa sistem fisik harus ada batasan waktu reversibel.Misalnya, orbit tata surya kita, jika diputar mundur, tetap harus mematuhi semua aturan yang sama seperti ketika mereka bermain ke depan. Hal ini menyebabkan gagasan bahwa antimateri hanya materi biasa akan mundur dalam waktu, yang akan menjelaskan mengapa antipartikel memiliki muatan yang berlawanan, karena jika sebuah elektron ditolak saat akan ke depan dalam waktu, kemudian mundur dalam waktu ini menjadi daya tarik. Ini juga menjelaskan mengapa materi dan memusnahkan antimateri. Keadaan ini bukan dari dua partikel menabrak dan menghancurkan satu sama lain, itu adalah partikel yang sama tiba-tiba berhenti dan akan kembali pada waktunya. Dalam vakum, di mana sepasang partikel virtual diproduksi dan kemudian dimusnahkan, ini sebenarnya hanya satu partikel masuk lingkaran tak berujung, ke depan dalam waktu, kemudian mundur, kemudian ke depan, dan sebagainya.
Sementara keakuratan teori ini masih bisa diperdebatkan, mengobati antimateri sebagai materi akan mundur dalam waktu secara matematis datang dengan solusi identik dengan lain, teori-teori yang lebih konvensional. Ketika pertama kali berteori, John Wheeler mengatakan bahwa mungkin menjawab pertanyaan mengapa semua elektron di alam semesta memiliki sifat identik, pertanyaan begitu jelas bahwa secara umum diabaikan. Dia menyarankan bahwa itu hanya satu elektron, terus melesat di seluruh alam semesta, dari Big Bang sampai akhir waktu dan kembali lagi, terus jumlah tak terhitung kali. Meskipun ide ini melibatkan perjalanan mundur waktu, tidak dapat digunakan untuk mengirim informasi ke masa lalu, sejak matematika model hanya tidak mengizinkannya. Anda tidak dapat memindahkan sepotong antimateri untuk mempengaruhi masa lalu, karena dalam bergerak itu Anda hanya mempengaruhi masa lalu dari antimateri itu sendiri, yaitu, masa depan Anda.
Gödel 's teorema ketidaklengkapan
Ini tidaklah murni ilmu pengetahuan, melainkan satu set yang sangat menarik dari teorema matematika tentang logika dan filosofi yang jelas relevan dengan ilmu pengetahuan secara keseluruhan. Terbukti pada tahun 1931 oleh Kurt Gödel, teori ini mengatakan bahwa dengan himpunan aturan logika, kecuali untuk yang paling sederhana, akan selalu ada pernyataan yang diputuskan, yang berarti bahwa mereka tidak dapat dibuktikan atau disproven karena sifat self-referensial tak terelakkan dari setiap sistem logis yang bahkan jauh rumit. Hal ini diduga untuk menunjukkan bahwa tidak ada sistem matematika besar mampu membuktikan atau tidak membuktikan semua pernyataan. Sebuah pernyataan diputuskan dapat dianggap sebagai bentuk matematika dari pernyataan seperti "Saya selalu berbohong." Karena pernyataan itu membuat referensi ke bahasa yang digunakan untuk menggambarkannya, itu tidak dapat diketahui apakah pernyataan tersebut benar atau tidak. Namun, pernyataan diputuskan tidak perlu secara eksplisit diri referensial untuk diputuskan. Kesimpulan utama dari teorema ketidaklengkapan Gödel adalah bahwa semua sistem logis akan memiliki pernyataan yang tidak dapat dibuktikan atau disproven, sehingga semua sistem logis harus "lengkap."
Implikasi filosofis dari teorema tersebar luas. Set ini menunjukkan bahwa dalam fisika, sebuah "teori segalanya" mungkin mustahil, karena tidak ada seperangkat aturan dapat menjelaskan setiap peristiwa yang mungkin atau hasil. Hal ini juga menunjukkan bahwa secara logis, "bukti" adalah sebuah konsep yang lebih lemah dari "benar"; konsep seperti itu adalah meresahkan bagi para ilmuwan karena itu berarti akan selalu ada hal-hal yang, meskipun benar, tidak dapat dibuktikan untuk menjadi kenyataan. Karena ini set teorema juga berlaku untuk komputer, itu juga berarti bahwa pikiran kita tidak lengkap dan bahwa ada beberapa ide kita tidak pernah tahu, termasuk apakah pikiran kita sendiri konsisten (yaitu penalaran kita tidak mengandung kontradiksi salah). Hal ini karena kedua teorema ketidaklengkapan Gödel 's menyatakan bahwa tidak ada sistem yang konsisten dapat membuktikan konsistensi sendiri, yang berarti bahwa tidak ada pikiran waras dapat membuktikan kewarasan sendiri. Juga, karena yang menyatakan hukum yang sama bahwa setiap sistem mampu membuktikan konsistensi untuk itu sendiri harus tidak konsisten, setiap pikiran yang percaya dapat membuktikan kewarasan sendiri Oleh karena itu, gila.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar
makasih