Siklus abadi tanpa pikiran acak: model kuantum yang membuat alam semesta kembali kepada dirinya sendiri

Penulis: Uliana S

Siklus abadi tanpa pikiran acak: model kuantum yang membuat alam semesta kembali kepada dirinya sendiri-1
Gambar dibuat dengan bantuan AI

Alam semesta kita tampak searah. Ledakan Besar yang panas, pemuaian, kelahiran bintang-bintang dan galaksi-galaksi, munculnya kehidupan — dan di depan, jika kita percaya gambaran yang biasa, ruang yang makin kosong dan dingin. Tetapi bagaimana jika kisah ini bukan satu-satunya? Bagaimana jika semuanya sudah terjadi tak terhingga kali dan akan terjadi lagi dengan ketepatan hingga setiap atom, setiap pikiran, setiap bintang?

Kemungkinan semacam itulah yang ditelaah oleh fisikawan Sean Carroll, Nadia Dyachenko, dan Saakshi Dulani dalam pracetak arXiv:2605.30405, yang terbit pada 28 Mei 2026. Mereka mengusulkan model kosmologi kuantum yang sekaligus bersifat periodik secara ketat dan memecahkan salah satu teka-teki paling menjengkelkan dalam fisika modern — masalah «otak Boltzmann».

Inti masalahnya sudah lama dikenal. Jika ruang keadaan-keadaan yang mungkin bagi alam semesta bersifat terbatas, dan evolusinya tunduk pada hukum-hukum kuantum, maka cepat atau lambat keadaan akan kembali hampir persis ke titik awalnya. Dalam gambaran seperti itu, alam semesta menghabiskan sebagian besar waktunya dalam kesetimbangan termal — dalam keadaan entropi maksimum. Penyimpangan acak ke arah entropi yang lebih rendah tak terhindarkan, tetapi penyimpangan kecil jauh lebih sering terjadi daripada yang besar. Artinya, jauh lebih mudah «merakit» sebuah otak acak dengan ingatan palsu daripada sebuah sejarah berentropi rendah yang utuh seperti sejarah kita. Seorang pengamat dengan probabilitas tinggi ternyata justru merupakan makhluk fluktuasi sesaat semacam itu, bukan produk evolusi panjang sejak Ledakan Besar.

Carroll dan rekan-rekannya menemukan jalan keluar yang elegan. Jika energi keadaan-keadaan yang mungkin bagi alam semesta bersifat sebanding — yaitu berbeda satu sama lain dengan kelipatan bilangan bulat dari energi dasar yang sama —, evolusi menjadi bukan sekadar kembali, melainkan periodik secara ketat. Semuanya berulang dengan periode yang sama, seperti jam yang disetel sempurna. Lintasannya menutup menjadi lingkaran yang terbatas dan melaluinya berulang kali. Periode ini dapat berada dalam rentang yang luas tetapi sepenuhnya wajar: dari sekitar 10 miliar tahun hingga nilai yang sangat besar namun tetap berhingga, yang pada nilai itu «otak Boltzmann» belum sempat mendominasi atas pengamat-pengamat biasa.

Lebih jauh lagi, jika dimulai dari keadaan entropi minimum, sistem melewati sebuah «lonjakan» entropi rendah yang sangat dalam dan panjang — jauh lebih mencolok daripada yang seharusnya menurut statistika biasa fluktuasi acak. Lonjakan ini dapat diidentikkan dengan Ledakan Besar kita. Setelahnya alam semesta berevolusi, mencapai kesetimbangan, lalu, masih di dalam siklus yang sama, mengerut menuju Keruntuhan Besar, setelah itu semuanya dimulai kembali dari awal.

Para penulis mendefinisikan secara terperinci analog kuantum dari entropi Boltzmann. Ruang Hilbert dipecah menjadi subruang-subruang makrostatus, dan entropi global dihitung sebagai rata-rata berbobot dari logaritma dimensi masing-masing. Meminimalkan besaran ini pada momen awal menjamin bahwa semua cabang setelah dekoherensi bermula dari keadaan dengan entropi paling rendah. Akibatnya, pengamat tipikal muncul justru dalam perjalanan evolusi yang bermakna secara termodinamika setelah «ledakan» berentropi rendah, bukan sebagai fluktuasi acak.

Model ini tetap sepenuhnya kuantum. Objek fundamentalnya adalah keadaan Alam Semesta dalam ruang berdimensi hingga, yang berevolusi menurut persamaan Schrödinger. Ruang-waktu, materi, dan para pengamat muncul sebagai struktur efektif. Spektrum energi dalam hal ini menyerupai spektrum osilator harmonik raksasa dengan syarat awal yang sangat khusus. Teori segala sesuatu itu sendiri, menurut para penulis, «pada dasarnya adalah osilator harmonik besar».

Dalam bagian yang membahas interpretasi ruang-waktu, para peneliti mengusulkan sebuah gambaran yang mungkin. Minimum berentropi rendah bersesuaian dengan «pantulan» — momen yang menghubungkan Keruntuhan Besar dan Ledakan Besar. Di kedua sisinya berlangsung fase-fase kosmologis biasa berupa pemuaian dan pengerutan, yang mirip dengan Alam Semesta ΛCDM kita. Sebagian besar waktu sistem menghabiskan dalam fase kesetimbangan berentropi tinggi, yang dapat dibayangkan sebagai ruang de Sitter yang kosong. Peralihan antara fase-fase ini tidak terjadi secara melompat, melainkan melalui «eksitasi» vakum secara bertahap, dan semuanya itu masuk ke dalam satu irama kuantum periodik yang tunggal.

Gagasan ini bergema dengan pemikiran-pemikiran yang telah dikemukakan pada akhir abad XIX. Poincaré membuktikan bahwa sistem dengan ruang fase terbatas cepat atau lambat kembali hampir ke keadaan awalnya. Boltzmann mengusulkan Alam Semesta abadi dengan fluktuasi-fluktuasi. Eddington menunjukkan kelemahan fatal dari gambaran semacam itu — dominasi penyimpangan-penyimpangan minimal. Karya baru ini menunjukkan bagaimana mekanika kuantum dengan spektrum yang dipilih secara tepat dapat mewujudkan impian Boltzmann tanpa cacat utamanya.

Jika gambaran ini benar, maka setiap saat dalam hidup kita bukanlah peristiwa unik di tepi ketakhinggaan, melainkan pengulangan persis dari apa yang telah terjadi tak terhitung banyaknya. Dan akan terjadi lagi sebanyak itu pula. Alam Semesta ternyata bukanlah kekacauan acak, melainkan sebuah mekanisme yang tersetel sempurna, di mana entropi rendah, kehidupan, dan kesadaran muncul kembali berulang kali sebagai bagian tak terpisahkan dari siklus agung yang abadi. Skala proses ini sulit dibayangkan: jumlah tak terhingga kisah-kisah yang sama, yang tersusun di dalam satu irama kuantum yang sama. Namun demikian, matematika menunjukkan bahwa memang seperti itulah dunia tempat kita hidup mungkin tersusun.

9 Tampilan

Komentar

Apakah Anda menemukan kesalahan atau ketidakakuratan?Kami akan mempertimbangkan komentar Anda sesegera mungkin.