Kredit gambar: Hubble
Para ilmuwan yang mempelajari Dentuman Besar mengatakan bahwa teori string mungkin suatu hari nanti dapat diuji secara eksperimental melalui pengukuran perasaan senang setelah Ledakan Dahsyat.
Richard Easther, asisten profesor fisika di Universitas Yale akan membahas kemungkinan pada pertemuan di Universitas Stanford Rabu, 12 Mei, berjudul "Beyond Einstein: Dari Big Bang ke Black Holes." Rekan dari Easther adalah Brian Greene dari Universitas Columbia, William Kinney dari Universitas di Buffalo, SUNY, Hiranya Peiris dari Universitas Princeton dan Gary Shiu dari Universitas Wisconsin.
Teori string berusaha menyatukan fisika besar (gravitasi) dan kecil (atom). Ini sekarang dijelaskan oleh dua teori, relativitas umum dan teori kuantum, keduanya kemungkinan tidak lengkap.
Kritik telah meremehkan teori string sebagai "filsafat" yang tidak dapat diuji. Namun, hasil Easther dan rekan-rekannya menunjukkan bahwa bukti pengamatan yang mendukung teori string dapat ditemukan dalam pengukuran yang cermat dari Latar Belakang Gelombang Mikro Kosmik (CMB), cahaya pertama yang muncul setelah Big Bang.
"Dalam Big Bang, peristiwa paling kuat dalam sejarah Semesta, kita melihat energi yang diperlukan untuk mengungkapkan tanda-tanda halus dari teori string," kata Easther.
Teori string mengungkapkan dirinya sendiri hanya pada jarak kecil yang ekstrim dan pada energi tinggi. Skala Planck berukuran 10-35 meter, jarak terpendek teoretis yang dapat ditentukan. Sebagai perbandingan, sebuah atom hidrogen kecil, dengan lebar 10-10 meter, lebarnya sepuluh triliun triliun kali. Demikian pula, akselerator partikel terbesar menghasilkan energi 1015 volt elektron dengan bertabrakan partikel sub-atom. Tingkat energi ini dapat mengungkapkan fisika teori kuantum, tetapi masih sekitar satu triliun kali lebih rendah dari energi yang diperlukan untuk menguji teori string.
Para ilmuwan mengatakan bahwa kekuatan fundamental Alam Semesta - gravitasi (didefinisikan oleh relativitas umum), elektromagnetisme, kekuatan radioaktif "lemah" dan kekuatan nuklir "kuat" (semua didefinisikan oleh teori kuantum) - disatukan dalam kilatan energi besar Big Bang, ketika semua materi dan energi terbatas dalam skala sub-atom. Meskipun Big Bang terjadi hampir 14 miliar tahun yang lalu setelah kilas baliknya, CMB, masih menyelimuti seluruh alam semesta dan berisi rekaman fosil saat-saat pertama waktu.
The Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) mempelajari CMB dan mendeteksi perbedaan suhu yang halus, dalam radiasi yang sebagian besar seragam ini, bersinar hanya 2,73 derajat Celcius di atas nol mutlak. Keseragaman adalah bukti dari "inflasi," periode ketika ekspansi Semesta dipercepat dengan cepat, sekitar 10-33 detik setelah Big Bang. Selama inflasi, Semesta tumbuh dari skala atom ke skala kosmik, meningkatkan ukurannya seratus triliun triliun kali lipat. Medan energi yang mendorong inflasi, seperti semua medan kuantum, mengandung fluktuasi. Fluktuasi ini, terkunci pada latar belakang gelombang mikro kosmik seperti gelombang di kolam beku, mungkin mengandung bukti untuk teori string.
Easther dan rekan-rekannya membandingkan ekspansi kosmik cepat yang terjadi tepat setelah Big Bang memperbesar foto untuk mengungkap piksel individual. Sementara fisika pada skala Planck menghasilkan "riak" sepanjang 10-35 meter, berkat ekspansi Semesta fluktuasi sekarang dapat mencapai bertahun-tahun cahaya.
Easther menekankan bahwa teori string mungkin meninggalkan efek terukur pada latar belakang gelombang mikro dengan mengubah pola titik-titik panas dan dingin secara halus. Namun, teori string sangat sulit untuk diuji secara eksperimental sehingga ada peluang yang pantas untuk dicoba. Penerus WMAP, seperti CMBPol dan misi Eropa, Planck, akan mengukur CMB dengan akurasi yang belum pernah terjadi sebelumnya.
Modifikasi CMB yang timbul dari teori string dapat menyimpang dari prediksi standar untuk perbedaan suhu di latar belakang gelombang mikro kosmik sebanyak 1%. Namun, menemukan penyimpangan kecil dari teori dominan bukan tanpa preseden. Sebagai contoh, orbit Merkurius yang diukur berbeda dari apa yang diprediksi oleh hukum gravitasi Isaac Newton sekitar tujuh puluh mil per tahun. Relativitas umum, hukum gravitasi Albert Einstein, dapat menjelaskan perbedaan yang disebabkan oleh lengkungan halus dalam ruangwaktu dari gravitasi Matahari yang mempercepat orbit Merkurius.
Lihat http://www-conf.slac.stanford.edu/einstein/ untuk informasi lebih lanjut tentang pertemuan "Beyond Einstein".
Sumber Asli: Rilis Berita Universitas Yale
