Sebuah teori gravitasi baru mungkin menjelaskan gerakan-gerakan aneh dari bintang-bintang dalam galaksi-galaksi. Emergent gravity, sebagaimana teori baru ini disebut, memprediksi penyimpangan gerakan yang sama persis yang biasanya dijelaskan dengan menerapkan materi gelap. Prof Erik Verlinde, ahli terkenal dalam teori string di Universitas Amsterdam dan Institut Delta untuk Fisika Teoritis, menerbitkan sebuah makalah penelitian baru di mana ia memperluas pandangannya tentang sifat gravitasi.
Pada tahun 2010, Erik Verlinde mengejutkan dunia dengan teori gravitasi yang benar-benar baru. Menurut Verlinde, gravitasi bukanlah kekuatan fundamental alam, tetapi fenomena yang muncul. Dengan cara yang sama bahwa suhu muncul dari pergerakan partikel-partikel mikroskopis, gravitasi muncul dari perubahan bit-bit dasar informasi, yang tersimpan dalam struktur ruang waktu.
Hukum Newton dari informasi
Dalam artikel 2010-nya ( Tentang asal gravitasi dan hukum Newton ), Verlinde menunjukkan bagaimana hukum Newton yang terkenal kedua, yang menggambarkan bagaimana apel jatuh dari pohon dan satelit yang berada di orbit, dapat diturunkan dari blok-blok pembangun mikroskopis di bawah ini. Memperluas pekerjaan sebelumnya dan pekerjaan yang dilakukan oleh orang lain, Verlinde sekarang menunjukkan bagaimana memahami perilakubintang dalam galaksi tanpa menambahkan materi gelap yang membingungkan.
Daerah luar galaksi seperti Milky Way kita berotasi lebih cepat di sekitar pusat daripada dapat dipertanggungjawabkan oleh kuantitas materi biasa seperti bintang, planet, dan gas antarbintang. Sesuatu yang lain harus menghasilkan jumlah gaya gravitasi yang diperlukan, sehingga fisikawan mengusulkan keberadaan materi gelap. Materi gelap tampaknya mendominasi alam semesta kita, terdiri lebih dari 80 persen dari semua materi. Sampai saat ini, partikel - partikel materi gelap yang diduga tidak pernah diamati, meskipun banyak upaya untuk mendeteksi mereka.
Tidak perlu untuk materi gelap
Menurut Erik Verlinde, tidak perlu menambahkan partikel materi gelap misterius ke teori. Dalam sebuah makalah baru, yang muncul hari ini di server preprint ArXiv, Verlinde menunjukkan bagaimana teori gravitasinya secara akurat memprediksi kecepatan di mana bintang-bintang berputar di sekitar pusat Milky Way, serta gerakan bintang-bintang di dalam galaksi lain.
"Kami memiliki bukti bahwa pandangan gravitasi baru ini benar-benar sesuai dengan pengamatan," kata Verlinde. "Pada skala besar, tampaknya, gravitasi tidak berperilaku seperti yang diprediksi teori Einstein."
Pada pandangan pertama, teori Verlinde menyajikan fitur yang mirip dengan teori gravitasi yang dimodifikasi seperti MOND (modified Newtonian Dynamics, Mordehai Milgrom (1983)). Namun, di mana MOND menyetel teori untuk mencocokkan pengamatan, teori Verlinde dimulai dari prinsip pertama. "Titik awal yang sangat berbeda," menurut Verlinde.
Mengadaptasi prinsip holografik
Salah satu bahan dalam teori Verlinde adalah adaptasi dari prinsip holografik, yang diperkenalkan oleh pengajarnya Gerard 't Hooft (Hadiah Nobel 1999, Universitas Utrecht) dan Leonard Susskind (Universitas Stanford). Menurut prinsip holografik , semua informasi di seluruh alam semesta dapat digambarkan pada lingkup imajiner raksasa di sekitarnya. Verlinde sekarang menunjukkan bahwa ide ini tidak sepenuhnya benar — bagian dari informasi di alam semesta kita terkandung dalam ruang itu sendiri.
Informasi tambahan ini diperlukan untuk menjelaskan bahwa komponen gelap lain dari alam semesta: Energi gelap, yang diyakini bertanggung jawab atas percepatan perluasan alam semesta. Menyelidiki efek dari informasi tambahan ini pada materi biasa , Verlinde sampai pada kesimpulan yang menakjubkan. Sementara gravitasi biasa dapat dikodekan menggunakan informasi pada lingkup imajiner di sekitar alam semesta, seperti yang ia tunjukkan dalam karyanya pada tahun 2010, hasil dari informasi tambahan di sebagian besar ruang adalah kekuatan yang cocok dengan baik yang dikaitkan dengan materi gelap.
Di tepi revolusi ilmiah
Gravitasi sangat membutuhkan pendekatan baru seperti yang dilakukan oleh Verlinde, karena tidak dapat digabungkan dengan fisika kuantum. Kedua teori, mahkota permata fisika abad ke-20, tidak mungkin benar pada saat yang sama. Masalah muncul dalam kondisi ekstrim: dekat lubang hitam, atau selama Big Bang. Verlinde mengatakan, "Banyak fisikawan teoretis seperti saya sedang mengerjakan revisi teori, dan beberapa kemajuan besar telah dibuat. Kita mungkin berdiri di tepi sebuah revolusi ilmiah baru yang secara radikal akan mengubah pandangan kita tentang sifat ruang , waktu dan gravitasi . "
Jelajahi lebih lanjut: 3 dikenal dan 3 tidak diketahui tentang materi gelap
Informasi lebih lanjut: Emergent Gravity and the Dark Universe, EP Verlinde, 7 Nov 2016. arxiv.org/abs/1611.02269
Disediakan oleh: Delta Institute for Theoretical Physics
Unknown
Fisika Modern,
Quantum
