Fisikawan dari Leipzig menurunkan persamaan Einstein yang terkenal dari informasi kuantum. Mungkin gravitasi dan ruang itu sendiri bukanlah hal yang fundamental, melainkan hanya cara informasi medan kuantum tampak "dari luar"
Apel jatuh ke tanah, Bulan mengelilingi Bumi, cahaya membelok di dekat bintang-bintang. Lebih dari seabad lalu Albert Einstein menjelaskan mengapa hal itu terjadi: massa dan energi melengkungkan ruang-waktu, dan segala sesuatu yang lain hanya bergerak mengikuti lengkungan tersebut. Persamaannya bekerja tanpa cela - dari orbit planet hingga lubang hitam. Namun persamaan itu tidak menjawab pertanyaan yang lebih mendalam: mengapa ruang sama sekali mampu melengkung? Apa sebenarnya ruang itu? Karya baru fisikawan teoretis Philipp Dorau dan Albert Much dari Institut Fisika Teoretis Universitas Leipzig, yang diterbitkan di Physical Review Letters - salah satu jurnal fisika paling bergengsi di dunia, menawarkan jawaban yang mengejutkan. Persamaan Einstein dapat diturunkan dari informasi kuantum - informasi yang tercatat dalam medan kuantum, landasan tak terlihat yang menembus seluruh alam semesta.
Ide ini memiliki latar belakang sejarah yang terkenal. Pada tahun 1995, fisikawan Amerika Ted Jacobson menunjukkan bahwa persamaan Einstein dapat diperoleh dari hukum termodinamika - ilmu tentang panas dan entropi. Gravitasi dalam pendekatannya mirip dengan tekanan gas: tekanan tidak ada sebagai gaya tersendiri, ia muncul dari gerakan molekul-molekul yang tak terhitung jumlahnya. Demikian pula gravitasi mungkin bukan gaya fundamental, melainkan efek kolektif dari sesuatu yang lebih mendalam - proses-proses yang terjadi dalam medan kuantum. Namun pendekatan Jacobson memiliki kelemahan: entropi biasa dalam teori medan kuantum ternyata tak hingga, dan upaya membawa penalarannya ke bentuk kuantum yang ketat lama tidak berhasil.
Dorau dan Much menemukan jalan pintas. Alih-alih entropi biasa, mereka menggunakan apa yang disebut entropi relatif kuantum - ukuran sejauh mana satu keadaan medan kuantum dapat dibedakan dari keadaan lainnya, yaitu berapa banyak informasi kuantum yang memisahkan keduanya. Besaran ini dalam teori medan kuantum selalu berhingga. Para fisikawan membandingkan dua keadaan medan kuantum. Pertama - vakum, keadaan dasarnya. Dalam fisika ini sama sekali bukan kehampaan: tidak ada partikel di dalamnya, tetapi medan kuantum terus-menerus bergetar dengan fluktuasi, dan semua wilayahnya saling terhubung oleh jaringan keterbelitan kuantum yang tak terlihat. Kedua - medan yang sama, yang di dalamnya muncul materi atau energi. Ternyata "keterbedaan" kedua keadaan ini persis sama dengan aliran energi medan kuantum melalui horizon, batas imajiner dalam ruang-waktu. Dan menurut hukum Bekenstein–Hawking yang terkenal, entropi horizon - yaitu jumlah informasi yang dapat disimpannya - sebanding dengan luasnya. Dengan menghubungkan keduanya, para penulis memperoleh persamaan Einstein yang menggambarkan bagaimana materi kuantum melengkungkan ruang-waktu.
Kesimpulan utama karya ini terdengar hampir filosofis: kelengkungan ruang-waktu secara harfiah mengalir dari cara informasi kuantum tersimpan dalam medan kuantum. Ketika materi muncul di dalamnya, pola keterbelitan berubah, dan dalam medan itu tersisa semacam jejak informasi. Jejak inilah yang kita rasakan sebagai gravitasi. Artinya, gravitasi mungkin bukan gaya fundamental alam, melainkan fenomena sekunder. Dan bersamanya, ruang itu sendiri. Apa yang kita persepsikan sebagai geometri, lengkungan, dan tarikan adalah cara informasi kuantum tampak "dari luar". Seperti halnya gambar di layar hanyalah tampilan luar dari kode program yang menggambarnya, ruang mungkin merupakan tampilan luar dari informasi yang tercatat dalam medan kuantum. Ruang melengkung bukan karena massa menekannya, seperti bola pada kain yang direntangkan, melainkan karena informasi kuantum itu sendiri telah berubah. Dalam materi-materi sebelumnya dari seri kami "Kode Realitas", kami menceritakan bagaimana informasi kuantum dapat membangun geometri ruang dan melahirkan materi. Karya dari Leipzig membuat langkah berikutnya: tampaknya gravitasi itu sendiri pun lahir dari informasi kuantum.
Penting untuk memahami batas-batas hasil ini. Ini bukan teori gravitasi kuantum yang final, masalah utama fisika yang belum terpecahkan masih tetap belum terpecahkan. Para penulis bekerja dalam apa yang disebut pendekatan semiklasik: medan kuantum ditinjau dengan latar ruang-waktu biasa yang nonkuantum. Perhitungan dilakukan untuk kelas keadaan medan tertentu dan bersandar pada hukum Bekenstein–Hawking sebagai asumsi awal. Para fisikawan sendiri menyebut karya mereka sebagai argumen yang ketat, bukan teori yang tuntas, dan berencana memperluas pendekatan ini hingga menjadi gravitasi kuantum yang utuh. Namun arahnya sudah jelas. Mungkin apel jatuh bukan karena Bumi menariknya. Melainkan karena demikianlah informasi terdistribusi dalam medan kuantum yang menjadi tenunan alam semesta.
