Keterikatan Membangun Ruang-Waktu: Kini "Sihir" Memberinya Gravitasi

Penulis: Irena II

Keterikatan Membangun Ruang-Waktu: Kini "Sihir" Memberinya Gravitasi-1

Pada tahun 1973, fisikawan teoretis Amerika John Archibald Wheeler merumuskan inti dari teori relativitas umum secara ringkas: ruang mendikte bagaimana materi bergerak, dan materi mendikte bagaimana ruang melengkung. Bagi Einstein, gravitasi bukanlah sebuah gaya melainkan geometri: benda masif menekan struktur ruang-waktu seperti bola boling yang menekan kasur, menyebabkan benda-benda lain menggelinding ke dalam cekungan yang terbentuk. Gambaran ini memang elegan, namun memiliki kelemahan yang fatal. Saat sebuah bintang mati dan runtuh menjadi lubang hitam, "cekungan" tersebut merobek kasur hingga tembus, sehingga teori Einstein tidak lagi berlaku. Justru untuk kasus-kasus ekstrem seperti inilah para fisikawan membutuhkan teori gravitasi kuantum, dan selama puluhan tahun mereka mencoba menyusun ruang-waktu dari partikel kuantum murni agar berperilaku sesuai prinsip Wheeler.

Terobosan mulai terlihat pada akhir 1990-an berkat prinsip holografik. Juan Maldacena, Edward Witten, dan ilmuwan lainnya menunjukkan bahwa seluruh alam semesta tiga dimensi dapat dikodekan sepenuhnya dalam kumpulan partikel yang berinteraksi pada batas dua dimensinya — persis seperti kartu pos holografik biasa yang menciptakan ilusi volume pada permukaan yang sepenuhnya datar. Selanjutnya terungkap bahwa geometri ruang ini disatukan oleh keterikatan kuantum (quantum entanglement), yang berfungsi sebagai jaringan ikat. Jika "utas" keterikatan antara dua wilayah diputus, jembatan di antara keduanya (seperti lubang cacing) akan menipis dan akhirnya menghilang. Dengan demikian, fisikawan berhasil memecahkan bagian pertama dari pernyataan Wheeler: keterikatan menciptakan panggung tempat materi dapat bergerak. Namun, bagian kedua tetap menjadi misteri — dalam model-model ini, materi tidak melengkungkan ruang. Bola boling tersebut hanya diam di atas kasur tanpa meninggalkan bekas lekukan.

Hingga akhirnya, bahan yang hilang itu ditemukan baru-baru ini. Sejumlah kelompok riset, termasuk tim Charles Cao dari Virginia Tech, menemukan bahwa sifat khusus mekanika kuantum yang disebut «magic» (sihir) bertanggung jawab atas elastisitas ruang-waktu. Parameter ini mencerminkan hakikat kuantum sejati dari suatu sistem dan menunjukkan betapa sulitnya mensimulasikan keadaannya pada komputer biasa. Istilah ini sendiri pertama kali diperkenalkan pada tahun 2004 oleh fisikawan Alexei Kitaev dan Sergey Bravyi. Menurut teori mereka, "sihir" muncul akibat penggunaan gerbang non-Clifford, dan inilah yang memberikan keunggulan kolosal bagi komputer kuantum dibandingkan komputer klasik. Cao secara kiasan menyebut "sihir" sebagai «pelembut untuk kain ruang». Sebagaimana dicatat oleh John Preskill dari California Institute of Technology yang terlibat dalam studi baru ini, tanpa "sihir", semuanya menjadi terlalu sederhana — padahal ruang-waktu kuantum memiliki struktur yang jauh lebih kompleks.

Untuk memahami kaitannya dengan gravitasi, kita perlu mengingat kode koreksi kesalahan kuantum — sistem yang melindungi informasi rapuh dalam komputer kuantum dengan "menyebarkannya" ke banyak qubit. Daniel Harlow dan rekan-rekannya menunjukkan sekitar sepuluh tahun yang lalu bahwa holografi bekerja dengan logika yang sama. Namun, kode "stabilizer" lama membagi keterikatan secara kaku menjadi dua bagian: satu untuk ruang dan satu lagi untuk materi, di mana keduanya tidak dapat saling memengaruhi. Ruang yang dihasilkan tampak sempurna namun lamban dan mati. Solusinya datang dari kode generasi baru yang disusun oleh Cao, Preskill, dan rekan-rekan mereka pada tahun 2026: kode ini kaya akan gerbang non-Clifford, yang berarti bersifat "magis". Sihir ini memungkinkan keterikatan ruang dan keterikatan materi untuk akhirnya berinteraksi — sehingga ruang mulai melengkung sebagai respons terhadap materi. Cao sendiri bersikap hati-hati dalam penilaiannya: kode tersebut masih sangat umum dan belum mendeskripsikan alam semesta spesifik kita maupun aliran waktu. "Ini memberi kita pendahulu dari gravitasi," katanya. "Saat ini kita berada pada langkah 0,5 dari 5."

Meski masih dalam tahap awal, sebuah gambaran yang indah dan tak terduga mulai terbentuk. Dua sifat utama mekanika kuantum — keterikatan dan sihir — selaras sempurna dengan dua sifat utama ruang: bentuk dan fleksibilitasnya. Ternyata, ruang itu sendiri adalah salah satu hal paling "kuantum" yang bisa dibayangkan. Lebih jauh lagi, gravitasi tampaknya lahir dari ketidaksempurnaan pengodean: kode tanpa sihir melindungi informasi dengan sempurna sehingga menghasilkan ruang statis tanpa gravitasi, sedangkan gravitasi sejati muncul justru dari kebocoran atau pencampuran informasi yang dikodekan. Jika metafora ini diteruskan, maka "keteledoran" kecil dalam kode tersebut — seperti candaan fisikawan Bartek Czech dari Universitas Tsinghua — adalah alasan mengapa apel Newton jatuh ke bawah.

17 Tampilan

Sumber-sumber

  • Charlie Wood «Entanglement Builds Space-Time. Now “Magic” Gives It Gravity» (Quanta Magazine, 3 июня 2026)

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