Peluruhan vakummungkinkah vakum alam semesta runtuh?

"Vakum" di bawah kaki kita mungkin bukan keadaan yang paling stabil. Menurut pengukuran saat ini, vakum kita bisa jadi metastabil, dengan umur harapan sekitar 10¹³⁹ tahun. Teori peluruhan vakum disusun oleh Sidney Coleman dan Frank De Luccia pada 1980. Umur itu begitu panjang sehingga tak ada hubungannya dengan kita. Akhir “Peluruhan vakum” dalam game membiarkan pemain "memicunya" dengan tangan sendiri, dan itu fiksi.

Halaman ini lebih dulu menjelaskan cara membuka akhir ini, lalu apa sebenarnya peluruhan vakum dan sebuah argumen menarik tentang eksperimen energi tinggi. Setelah itu didaftar riset terkait tentang medan Higgs dan energi gelap, dan terakhir tiga novel terkait.

Cara membukanya

• Petunjuk: Vakum kita mungkin hanya metastabil.
• Syarat: Buka “Memicu vakum”, lalu saksikan akhir alam semesta.
• Hadiah: Alam semesta berikutnya memakai fisika yang berbeda: generator berlipat dua untuk setiap 10 yang kamu miliki, tetapi biaya peristiwa ×4.

Akhir ini masuk kategori Fisika. Simpul “Memicu vakum” menggambarkan gelembung vakum baru yang lebih kecil dari atom, mengembang dengan kecepatan hampir sama dengan cahaya. Kamu tidak bisa melihatnya sebelum ia tiba.

Apa yang nyata

• Vakum metastabil: Menurut pengukuran saat ini, vakum kita bisa jadi metastabil, dengan umur harapan sekitar 10¹³⁹ tahun.
• Dari mana teorinya: Teori peluruhan vakum disusun oleh Coleman dan De Luccia pada 1980 (Coleman juga mengerjakan hal terkait pada 1977).
• Kecepatan gelembung: Gelembung vakum yang nyata akan mengembang dengan kecepatan hampir sama dengan cahaya.

Mungkinkah eksperimen energi tinggi memicunya?

Dalam Hear the Way at Dawn (2002) karya Liu Cixin, sekelompok fisikawan hampir memulai eksperimen berenergi cukup untuk menciptakan ulang lahirnya alam semesta, ketika "Penghindar Risiko" tiba-tiba muncul dan menghentikannya. Di balik cerita ini ada pertanyaan ilmiah nyata: bisakah eksperimen energi tinggi memicu peluruhan vakum? Pertanyaan ini sudah diteliti serius. Kesimpulannya, sinar kosmik sejak lama membawa energi jauh lebih besar daripada tumbukan mana pun di akselerator, dan alam semesta baik-baik saja.

Riset nyata terkait

Studi di bawah ini menyangkut medan Higgs, inflasi, dan energi gelap. Semuanya sains nyata yang terkait, bukan bukti bahwa vakum akan meluruh. Semuanya hanya membantu menjelaskan arti "vakum" dalam fisika.

• Dari mana massa berasal: Peter Higgs mengusulkan medan yang mengisi seluruh ruang dan memberi massa pada partikel, dan meramalkan sebuah partikel baru (Higgs, Physical Review Letters, 1964).
• Menemukan partikel Higgs: Large Hadron Collider menemukan partikel baru pada sekitar 125 GeV, mengonfirmasi ramalan yang menunggu selama 48 tahun (Kolaborasi ATLAS, Physics Letters B, 2012).
• Alam semesta inflasioner: Alan Guth mengusulkan bahwa alam semesta awal mengalami pengembangan eksponensial, menjelaskan sekaligus mengapa alam semesta begitu datar dan suhunya nyaris sama di mana-mana (Guth, Physical Review D, 1981).
• Pengembangan yang dipercepat: Dengan memakai supernova jauh sebagai "lilin standar", para astronom menemukan bahwa pengembangan alam semesta sedang dipercepat, dan energi gelap pun muncul di panggung. Karya ini meraih Hadiah Nobel 2011 (Riess dkk., The Astronomical Journal, 1998).
• 42 supernova: Tim lain secara mandiri sampai pada kesimpulan yang sama: ada semacam energi di alam semesta yang mendorong pengembangan yang dipercepat (Perlmutter dkk., The Astrophysical Journal, 1999).
• Bab terakhir alam semesta: Nasib alam semesta triliunan tahun ke depan dan sesudahnya: bintang-bintang padam, proton mungkin meluruh, dan lubang hitam akhirnya menguap (Adams dan Laughlin, Reviews of Modern Physics, 1997). Membukanya mengharuskan menyaksikan akhir alam semesta, itulah kaitannya dengan akhir ini.

Fiksi game, bukan nyata

Sengaja memicu vakum, dan seperti apa fisika yang berbeda di dalam vakum baru, keduanya fiksi.

Tiga novel terkait

• Schild's Ladder (Greg Egan, 2002): Teori peluruhan vakum adalah fisika nyata, dan gelembung vakum yang nyata akan mengembang dengan kecepatan hampir sama dengan cahaya. Dalam novel, sebuah eksperimen fisika tak sengaja menciptakan jenis vakum baru yang mengembang keluar dengan setengah kecepatan cahaya dan menelan segala yang dilewatinya. Dua puluh ribu tahun kemudian, orang-orang masih berusaha mencari cara menghadapinya.
• The Gods Themselves (Isaac Asimov, 1972): Kekekalan energi dan kestabilan konstanta fisika sudah diuji dengan presisi sangat tinggi. Alam semesta paralel dengan hukum fisika berbeda hanyalah spekulasi. Dalam novel, manusia menemukan "pompa elektron" yang bisa bertukar materi dengan alam semesta paralel, dan mendapat energi gratis tanpa batas. Harganya, hukum fisika kedua alam semesta perlahan merembes satu sama lain.
• Hear the Way at Dawn (Liu Cixin, 2002): Lihat di atas.

Ingin membaca aslinya? Cari judul-judul ini

• Higgs (1964): "Broken symmetries and the masses of gauge bosons"
• Kolaborasi ATLAS (2012): "Observation of a new particle in the search for the Standard Model Higgs boson with the ATLAS detector at the LHC"
• Guth (1981): "Inflationary universe: A possible solution to the horizon and flatness problems"
• Riess dkk. (1998): "Observational evidence from supernovae for an accelerating universe and a cosmological constant"