Sebuah ide kontroversial tentang sifat gravitasi sedang memicu diskusi panas di komunitas fisika. Alih-alih menjadi gaya fundamental, beberapa peneliti mengusulkan bahwa gravitasi mungkin sebenarnya muncul dari gerakan acak dan pencampuran partikel-partikel tak terlihat - pada dasarnya menjadikannya konsekuensi dari panas dan entropi.
Konsep ini, yang dikenal sebagai gravitasi entropik, menunjukkan bahwa apa yang kita alami sebagai tarikan gravitasi sebenarnya hanyalah kecenderungan alam semesta menuju ketidakteraturan yang terjadi dalam skala kosmik. Bayangkan seperti bagaimana uap secara alami menyebar di dalam ruangan atau bagaimana kabel earphone yang kusut tampak semakin berantakan seiring waktu.
Konteks Historis Teori Gravitasi Alternatif
- Abad ke-17: Newton dan para kontemporer mengusulkan model mekanis di mana gravitasi adalah dorongan bukan tarikan
- 1995: Ted Jacobson memperkenalkan gravitasi entropik modern dengan menurunkan persamaan Einstein dari sifat-sifat termal
- 2010: Erik Verlinde menerbitkan makalah berpengaruh yang berargumen untuk gravitasi entropik
- 2024: Tim Carney mempresentasikan model-model baru yang dapat diuji yang menghubungkan gravitasi dengan informasi kuantum
Teori Partikel Tak Terlihat
Karya terbaru oleh Daniel Carney di Lawrence Berkeley National Laboratory menyajikan dua model tentang bagaimana hal ini bisa bekerja. Dalam model pertama, ruang dipenuhi dengan kisi-kisi partikel kuantum yang disebut qubit, masing-masing memiliki orientasi seperti jarum kompas kecil. Ketika objek masif muncul, ia menyebabkan qubit di sekitarnya sejajar dalam arah yang sama, menciptakan kantong-kantong keteraturan dalam sistem yang sebaliknya acak.
Karena alam lebih menyukai ketidakteraturan, sistem mencoba memaksimalkan entropi dengan mendorong daerah-daerah teratur ini bersatu. Ini menciptakan apa yang tampak sebagai tarikan gravitasi antara objek-objek masif. Model kedua menghilangkan kisi sepenuhnya, memungkinkan qubit ada di mana saja di ruang angkasa sambil tetap menghasilkan efek gravitasi yang sama.
Qubit: Unit dasar informasi kuantum, mirip dengan bagaimana bit komputer biasa menyimpan informasi tetapi dengan sifat-sifat kuantum
Perbandingan Model Gravitasi Entropik
| Jenis Model | Struktur | Mekanisme | Fitur Utama |
|---|---|---|---|
| Model Grid | Kisi kristal dari qubit | Objek masif mempolarisasi qubit di sekitarnya, menciptakan keteraturan | Interaksi terlokalisasi dengan struktur spasial |
| Model Non-lokal | Qubit ada di mana saja dalam ruang | Kapasitas energi qubit bergantung pada pemisahan massa | Menangkap sifat non-lokalitas gravitasi Newtonian |
 |
|---|
| Seorang ilmuwan yang terlibat dalam diskusi teoretis tentang model gravitasi entropik dalam suasana akademis |
Skeptisisme dan Dukungan Komunitas
Komunitas fisika tetap terbagi secara mendalam tentang pendekatan ini. Banyak peneliti menunjukkan masalah fundamental dengan memperlakukan entropi sebagai gaya fisik daripada ukuran pengetahuan kita yang tidak lengkap tentang suatu sistem.
Bagi saya, entropi bukanlah sesuatu yang fisik, tetapi ukuran pengetahuan kita yang tidak sempurna tentang suatu sistem. Kita hanya bisa mengukur sifat-sifat massal materi, jadi kita telah membuat angka untuk mengukur seberapa tidak sempurna sifat-sifat massal menggambarkan keadaan mikroskopis sebenarnya dari sistem tersebut.
Para kritikus juga mencatat bahwa model-model ini hanya mereproduksi hukum gravitasi sederhana Newton, bukan teori relativitas umum Einstein yang lebih lengkap. Model-model ini bekerja dengan baik untuk medan gravitasi lemah seperti yang ada di Bumi, tetapi tidak mengatakan apa-apa tentang kondisi ekstrem di dekat lubang hitam di mana gravitasi menjadi benar-benar aneh.
Keterbatasan Utama Model Gravitasi Entropik Saat Ini
• Hanya mereproduksi hukum Newton, bukan relativitas umum Einstein • Memerlukan asumsi ad hoc tentang interaksi qubit • Tidak ada bukti independen untuk qubit yang diusulkan • Tidak dapat menjelaskan medan gravitasi kuat (lubang hitam) • Tidak mengatasi sifat unik gravitasi (prinsip ekivalensi)
 |
|---|
| Para ilmuwan memperdebatkan validitas teori gravitasi entropik dalam komunitas fisika |
Tantangan Pengujian
Yang membuat karya terbaru ini menarik adalah bahwa ia mungkin benar-benar dapat diuji, tidak seperti banyak proposal fisika teoretis. Model-model tersebut memprediksi bahwa objek kuantum dalam beberapa keadaan secara bersamaan akan dipaksa untuk memilih satu keadaan tunggal karena efek gravitasi. Ini terhubung dengan eksperimen yang sedang berlangsung yang mempelajari bagaimana sistem kuantum runtuh dari beberapa kemungkinan menjadi keadaan yang pasti.
Namun, beberapa fisikawan tetap tidak yakin bahwa tes-tes ini akan membuktikan sesuatu yang bermakna tentang gravitasi itu sendiri. Model-model tersebut memerlukan interaksi yang dirancang dengan hati-hati antara qubit yang diusulkan dan materi, membuat beberapa orang mempertanyakan apakah ini mewakili kemajuan yang nyata atau hanya cara yang lebih kompleks untuk menggambarkan apa yang sudah kita ketahui.
Perdebatan ini mencerminkan ketegangan yang lebih luas dalam fisika modern antara mereka yang berusaha memahami gravitasi sebagai fenomena yang muncul dari fisika mikroskopis yang lebih dalam, dan mereka yang percaya bahwa gravitasi mewakili aspek fundamental dari ruang-waktu itu sendiri. Meskipun gravitasi entropik tetap menjadi pandangan minoritas, persistensinya menunjukkan bahwa pemahaman kita tentang gaya yang paling familiar namun misterius ini masih jauh dari lengkap.
Referensi: Is Gravity Just Entropy Rising? Long Shot Idea Gets Another Look.