Lingkaran waktubisakah kamu mengirim surat ke masa lalu?
Kurva tertutup mirip waktu diizinkan oleh relativitas umum, tetapi fisika mungkin melarangnya. Sains nyata di balik akhir Cosmos Era "Lingkaran waktu".
Apakah secara fisika mungkin mengirim surat ke masa lalu? Secara teori, kurva mirip-waktu tertutup adalah solusi persamaan relativitas umum (Morris, Thorne, dan Yurtsever, 1988). Pada 1991 David Deutsch menunjukkan bahwa versi kuantumnya bisa menghindari "paradoks kakek" yang terkenal. Tetapi benar-benar membangun mesin waktu dan mengirim pesan ke sebelum alam semesta bermula adalah fiksi murni, dan konjektur perlindungan kronologi Stephen Hawking mengatakan fisika akan mencegahnya.
Halaman ini lebih dulu menjelaskan cara membuka akhir “Putaran waktu” di dalam game. Lalu membahas sains nyata di baliknya: apa itu kurva mirip-waktu tertutup, mengapa syarat konsistensi diri Deutsch menghindari paradoks, dan jenis perjalanan waktu apa yang benar-benar diizinkan. Diakhiri dengan daftar riset nyata terkait dan kaitan tiap butir dengan akhir ini.
Cara membukanya
- Petunjuk: Di ujung rasi Ruang-waktu, ada sepucuk surat yang ditujukan ke masa lalu.
- Syarat: Buka “Pesan ke permulaan”, lalu saksikan akhir alam semesta.
- Hadiah: Sebaris tanda tangan ditambahkan secara permanen di akhir bab 1 catatan Sang Pengamat.
Akhir ini termasuk kategori Ruang-waktu. Simpul “Pesan ke permulaan” mengirim pesan ke sebelum detik pertama alam semesta ini. Di bawah syarat konsistensi diri Deutsch, itu hanya bisa berupa pesan yang sudah diterima.
Sains nyata: putaran dan paradoks
Kurva mirip-waktu tertutup adalah solusi yang diizinkan oleh persamaan relativitas umum. Ini hasil teoretis yang serius, bukan khayalan fiksi ilmiah.
Masalahnya adalah paradoks, dan yang paling terkenal adalah paradoks kakek. Deutsch menunjukkan bahwa versi kuantum dari sebuah putaran bisa menghindarinya. Syarat konsistensi dirinya menuntut semua yang terjadi di dalam putaran konsisten, sehingga pesan yang dikirim ke masa lalu hanya bisa berupa pesan yang sudah diterima. “Pesan ke permulaan” di dalam game mengikuti syarat ini.
Perjalanan waktu yang benar-benar diizinkan
The Time Machine karya H. G. Wells (1895) adalah novel perjalanan waktu yang paling terkenal. Latar ilmiahnya begini: relativitas khusus memang mengizinkan perjalanan ke masa depan (dilatasi waktu), sedangkan belum pernah ditemukan skema yang layak untuk kembali ke masa lalu. Maju diizinkan oleh fisika nyata. Mundur itulah masalahnya.
“—All You Zombies—” karya Robert Heinlein (1959) adalah contoh sastra paling terkenal dari paradoks bootstrap: seorang agen waktu berpindah antar dasawarsa, merekrut orang baru, dan akhirnya menyadari bahwa semua orang dalam cerita adalah orang yang sama. Dalam fisika, syarat konsistensi diri Deutsch mengizinkan putaran seperti ini.
Fiksi game, bukan nyata
Berikut ini fiksi: benar-benar membangun mesin waktu dan mengirim pesan ke sebelum alam semesta bermula. Konjektur perlindungan kronologi Hawking mengatakan fisika akan mencegahnya. Di dalam game, simpul “Pesan ke permulaan” mengajukan satu pertanyaan kepada pemain: ingatkah kamu kalimat pertama yang kamu dengar di awal?
Riset nyata terkait
Penelitian di bawah ini menyangkut ruang-waktu, relativitas, dan nasib alam semesta. Semuanya sains nyata yang berkaitan dengan topik ini. Bukan bukti langsung untuk akhir Putaran waktu, hanya latar fisika yang disentuhnya.
- Maxwell menyatukan listrik dan magnet dan menghitung bahwa kecepatan gelombang elektromagnetik sama dengan kecepatan cahaya: cahaya adalah gelombang elektromagnetik (Maxwell, Philosophical Transactions of the Royal Society, 1865).
- Waktu dan ruang tidak mutlak. Seorang pegawai kantor paten menerbitkan empat makalah dalam setahun yang mengubah fisika (Einstein, Annalen der Physik, 1905).
- Relativitas umum mengizinkan "gelembung warp" yang memampatkan ruang di depan dan merenggangkannya di belakang, tetapi butuh energi negatif yang mungkin tidak ada di kenyataan (Alcubierre, Classical and Quantum Gravity, 1994).
- Efek kuantum membuat lubang hitam memancarkan energi dengan lambat. Lubang hitam tidak abadi dan pada akhirnya menguap (Hawking, Nature, 1974).
- Dua lubang hitam bergabung 1,3 miliar tahun lalu, dan umat manusia akhirnya mendengar riak ruang-waktu, mengonfirmasi prediksi Einstein berusia seabad (Abbott et al., LIGO dan Virgo, Physical Review Letters, 2016).
- Nasib alam semesta triliunan tahun dari sekarang dan seterusnya: bintang padam, proton mungkin meluruh, dan lubang hitam akhirnya menguap (Adams dan Laughlin, Reviews of Modern Physics, 1997). Butir terakhir ini relevan karena membuka akhir ini mengharuskan menyaksikan akhir alam semesta.
Dasar nyata
Kurva mirip-waktu tertutup adalah solusi yang diizinkan oleh persamaan relativitas umum (Morris, Thorne, Yurtsever 1988); Deutsch menunjukkan pada 1991 bahwa versi kuantumnya menghindari paradoks kakek.
Pesan ke awal: Kirim pesan ke sebelum detik pertama alam semesta ini. Menurut syarat konsistensi Deutsch, pesan itu hanya bisa berupa pesan yang sudah diterima.
—All You Zombies— (Robert A. Heinlein, 1959), sainsnya: ini contoh sastra paling terkenal dari paradoks bootstrap; dalam fisika, kondisi konsistensi diri Deutsch mengizinkan lingkaran tertutup semacam itu ada.
The Time Machine (H. G. Wells, 1895), sainsnya: relativitas khusus mengizinkan "perjalanan ke masa depan" (dilatasi waktu); kembali ke masa lalu masih belum punya usulan yang dapat dijalankan.
Riset terkait
Studi-studi ini berkaitan dengan topik ini tetapi bukan bukti langsung untuk halaman ini.
Gelombang gravitasi: Dua lubang hitam bergabung 1,3 miliar tahun lalu, dan riak ruang-waktu akhirnya terdengar oleh manusia, mengonfirmasi prediksi Einstein seabad sebelumnya.
Sumber: Abbott et al. (LIGO & Virgo), Physical Review Letters 2016, "Observation of gravitational waves from a binary black hole merger"
Teori medan elektromagnetik: Maxwell menyatukan listrik dan magnet dan menghitung bahwa kecepatan gelombang elektromagnetik sama dengan kecepatan cahaya: cahaya adalah gelombang elektromagnetik.
Sumber: Maxwell, Philosophical Transactions of the Royal Society 1865, "A dynamical theory of the electromagnetic field"
Relativitas khusus: Waktu dan ruang tidak mutlak. Seorang pegawai rendahan kantor paten menerbitkan empat makalah pengubah fisika dalam satu tahun.
Sumber: Einstein, Annalen der Physik 1905, "Zur Elektrodynamik bewegter Körper"
Lubang hitam menguap: Efek kuantum membuat lubang hitam memancarkan energi perlahan. Lubang hitam tidak abadi dan akhirnya akan menguap.
Sumber: Hawking, Nature 1974, "Black hole explosions?"
Mesin warp: Relativitas umum mengizinkan “gelembung warp” yang memampatkan ruang di depan dan merentangkannya di belakang, tetapi ia membutuhkan energi negatif yang mungkin tak ada di kenyataan.
Sumber: Alcubierre, Classical and Quantum Gravity 1994, "The warp drive: hyper-fast travel within general relativity"
Bab terakhir alam semesta: Menghitung nasib alam semesta selama triliunan tahun dan seterusnya: bintang padam, proton mungkin meluruh, dan lubang hitam akhirnya menguap.
Sumber: Adams & Laughlin, Reviews of Modern Physics 1997, "A dying universe: the long-term fate and evolution of astrophysical objects"
Fiksi game (rekaan)
- Benar-benar membangun mesin waktu dan mengirim pesan ke sebelum alam semesta bermula, keduanya fiksi.
- Dugaan perlindungan kronologi Hawking menyatakan bahwa fisika akan mencegahnya.
- Simpul "Pesan ke permulaan": Apakah kamu ingat kalimat pertama yang kamu dengar di awal mula?
- Ringkasan novel —All You Zombies—: Seorang agen waktu berpindah antarzaman merekrut orang baru, dan akhirnya menemukan bahwa semua orang dalam cerita itu adalah orang yang sama.
- Ringkasan novel The Time Machine: Seorang penemu menaiki mesin buatannya ke tahun 800.000 dan seterusnya. Umat manusia telah terbelah menjadi Eloi yang rapuh di permukaan dan Morlock di bawah tanah.