Ahli astrofisika 'memperbaiki' relativitas umum dengan menghilangkan hukum utama: ScienceAlert

Albert Einstein adalah salah satu kue yang cerdas; Tidak ada keraguan tentang itu. Namun dia pun tahu bahwa teori relativitas umum miliknya – jawaban abad ke-21 terhadap teori gravitasi universal Newton – tidaklah sempurna.

Seperti mobil bekas yang Anda beli dengan gaji pertama Anda, mobil ini menyelesaikan pekerjaan sehari-hari. Dorong dengan kuat ke atas bukit yang curam Atau memarkirnya di dekat mal kuantum, dan mesinnya akan bergetar hingga berhenti.

Solusi yang ditawarkan oleh Hamid Reza Fazlullah, seorang mahasiswa pascasarjana astrofisika di Universitas Persahabatan Rakyat Rusia, adalah dengan mendalami dan mencari tahu komponen mana yang tidak sepenting kelihatannya.

Dengan menghilangkan hukum kekekalan sifat matematika yang melibatkan energi dan momentum, diyakini bahwa relativitas umum dapat mengatasi beberapa hambatan kecepatan.

Gravitasi menggambarkan kecenderungan benda-benda bermassa untuk berkumpul. Entah itu tabrakan galaksi, bulan yang berjuang melawan inersia sebuah planet, atau sebuah apel yang jatuh ke Bumi dari atas pohon, model gravitasi perlu menjelaskan mengapa massa tertarik.

Namun, teori semacam itu juga perlu diterapkan di alam semesta di mana benda-benda dengan muatan yang sama akan saling tolak menolak, menjelaskan mengapa inti atom saling menempel dengan kekuatan yang luar biasa, atau mengapa neutron secara spontan meluruh membentuk proton. Mereka juga perlu beroperasi secara stabil ketika massa menjadi begitu padat atau ruang-waktu menjadi sangat padat sehingga cahaya tidak dapat lagi keluar.

Sejujurnya, walaupun bagus, relativitas umum tidak mampu memenuhi tugas tersebut.

“Masalah gravitasi Einstein yang tidak dapat dinormalisasi sudah banyak diketahui, dan telah menyebabkan puluhan upaya untuk memperlakukannya sebagai teori energi rendah.” Fadlallah Dia berkata.

Renormalisasi Ini adalah trik sulap yang digunakan oleh fisikawan teoretis untuk menyembunyikan ketidakterbatasan yang membuat frustrasi dalam bidang kuantum. Ketika putaran realitas tampaknya selamanya surut menjadi fraktal yang membingungkan, keluarkan beberapa teknik ini, dan model Anda akan kokoh kembali.

Relativitas umum tidak membuat hal ini mudah. Oleh karena itu, bidang ruang-waktu yang bergelombang yang digambarkannya menolak untuk terlibat dengan pantai berpasir mekanika kuantum, yang mengarah pada sistem fisik yang tidak dapat bercampur dan memerlukan dua teori alam agar lebih masuk akal.

Untungnya, rumusan relativitas umum Einstein juga didasarkan pada sejumlah asumsi. Dia punya alasan bagus untuk memasukkannya, tapi pada akhirnya alam semesta mungkin akan berubah pikiran apakah hal itu bisa dibenarkan.

Salah satu asumsi mendasar relativitas umum adalah bahwa kelengkungan ruang dan waktu berhubungan dengan… Energi dan momentum dilestarikan. Dengan kata lain, berlayar melintasi lautan ruangwaktu dari A ke B seharusnya tidak mempengaruhi energi atau kecepatan Anda kecuali ada perubahan kekuatan.

Asumsi ini baik-baik saja di alam semesta yang datar dan kosong. Namun alam semesta itu melengkung dan melengkung, penuh dengan galaksi, elektron, dan partikel virtual yang muncul dan menghilang.

Pada tahun 1976fisikawan Inggris Peter Rastall Kita sampai pada model gravitasi yang benar-benar berbeda yang menunjukkan bahwa materi dan kelengkungan ruang dan waktu berkaitan dengan cara yang tidak sepele, sehingga memberikan ruang untuk bermanuver pada hukum kekekalan energi-momentum standar.

Memodelkan alur yang berbeda pada pemikiran serupa, Fadlallah melihat ke termodinamika relativistik – fisika pertukaran energi dalam kondisi yang cukup ekstrim – untuk menemukan transformasi energi dan momentum yang mengingatkan pada persamaan yang digunakan dalam relativitas umum.

Hasilnya adalah cara baru untuk menggambarkan munculnya gravitasi dari kelengkungan ruang-waktu, yang menghilangkan beberapa asumsi dasar namun tetap berguna untuk menjelaskan bagaimana alam semesta mengembang.

Meski bagus, ide brilian Einstein jelas salah dalam beberapa hal. Tidak ada gunanya bersikap terlalu konservatif ketika takdir sudah menentukan segalanya.

Penelitian ini dipublikasikan di Jurnal Fisika Eropa C.