Showing posts with label Filsafat. Show all posts
Paradoks Kembar Einstein untuk Anak Tunggal Kuantum
Penyatuan mekanika kuantum dan teori relativitas umum Einstein adalah salah satu pertanyaan yang paling menarik dan masih terbuka dalam fisika modern. Relativitas umum, yang merupakan teori gravitasi, ruang dan waktu memberikan prediksi yang jelas pada skala kosmik, bintang dan galaksi. Efek kuantum, di sisi lain, masih sangat rapuh dan biasanya diamati pada skala kecil, misalnya ketika membahas partikel tunggal dan atom. Itulah mengapa sangat sulit untuk menguji interaksi antara mekanika kuantum dan relativitas umum.
Sekarang fisikawan teoretis yang dipimpin oleh Časlav Brukner di Universitas Wina mengusulkan suatu eksperimen baru yang dapat menyelidiki ketumpang tindihan dua teori tersebut. Fokus pekerjaan ini adalah untuk mengukur pengertian relativistik umum dari waktu pada skala kuantum. Temuan baru-baru ini dipublikasikan di Nature Communication.
Waktu dalam relativitas umum
Salah satu prediksi berlawanan relativitas umum Einstein adalah gravitasi yang mendistorsi aliran waktu. Teori ini memprediksi bahwa jam berdetak lebih lambat di dekat benda massive (spt bintang) dan semakin cepat jika semakin menjauhi massa yang massive. Efek ini menghasilkan "paradoks kembar" yang disebut: jika salah satu kembaran bergerak keluar untuk tinggal di ketinggian yang lebih tinggi (relatif thd massa), ia akan lebih cepat dari usia kembaran lain yang tetap di tanah. Efek ini telah tepat diverifikasi dalam percobaan klasik, tetapi tidak dalam hubungannya dengan efek kuantum, yang merupakan tujuan dari percobaan baru yang diusulkan.
Interferensi kuantum dan komplementaritas
Kelompok peneliti Wina ingin memanfaatkan kemungkinan yang luar biasa bahwa sebuah partikel kuantum tunggal dapat kehilangan properti klasik, yaitu memiliki posisi yang didefinisikan dengan baik, atau jika disebutkan dalam istilah mekanika kuantum: partikel dalam sebuah "superposisi." Hal ini memungkinkan untuk gelombang-seperti efek, yang disebut interferensi, dengan partikel tunggal. Namun, jika posisi partikel diukur, atau bahkan jika secara prinsip dapat diketahui, efek ini hilang. Dengan kata lain, tidak mungkin untuk mengamati gangguan (interferensi) dan sekaligus mengetahui posisi partikel. Seperti hubungan antara informasi dan interferensi adalah contoh komplementaritas kuantum - prinsip yang diusulkan oleh Niels Bohr. Usulan eksperimental ini telah diterbitkan dalam "Nature Communication" menggabungkan prinsip ini dengan "paradoks kembar" dari relativitas umum.
"Paradoks Kembar Einstein" untuk "anak tunggal kuantum"
Tim di Universitas Wina menganggap sebuah jam tunggal (setiap partikel yang berevolusi dengan derajat kebebasan internal seperti spin) yang dibawa dalam superposisi dari dua lokasi - satu lebih dekat dan satu lebih jauh dari permukaan Bumi. Menurut relativitas umum, detikan jam pada tingkat yang berbeda di dua lokasi, seperti halnya dua kembar yang memiliki usia berbeda, tapi karena waktu yang diukur oleh jam mengungkapkan informasi di mana jam itu terletak, gangguan dan sifat gelombang jam hilang. "Ini adalah paradoks kembar untuk 'anak tunggal' kuantum, dan membutuhkan penjelasan relativitas umum serta mekanika kuantum. Interaksi yang salig mempengaruhi tersebut belum pernah diselidiki secara experimen." - Kata Magdalena Zych, penulis utama dari paper dan anggota Wina CoQuS Program Doktor. Oleh karena itu usulan pertama untuk percobaan yang memungkinkan pengujian gagasan asli relativistik umum untuk waktu dalam hubungannya dengan kelengkapan kuantum.
Bagaimanakah cara mengenali Multiverse ?
Bagaimana kita bisa mengatakan jika alam semesta lain telah bertabrakan dengan semesta yang kita tempati ? Fisikawan di Kanada dan Amerika Serikat percaya bahwa mereka memiliki jawabannya. Tabrakan itu akan meninggalkan jejak di Cosmic Microwave Background yang unik dan sangat berkarakter. Para ahli fisika mengklaim bahwa prediksi ini dapat diuji dengan menggunakan teleskop ruang angkasa yang ada saat ini ataupun teleskop masa depan, yang bertentangan dengan pandangan umum bahwa keberadaan multiverse telah teruji.
 |
| Cosmic Microwave Background |
Chuck Bennett, seorang astrofisikawan di Universitas Johns Hopkins di Maryland, AS, yang tidak terlibat dengan penelitian ini, mempercayai prediksi ini membantu membawa teori multiverse ke dalam relitas konvensional, pemalsuan ilmu (falsifiable science). "Ilmu bergantung pada kemampuan untuk memalsukan ide-ide melalui percobaan atau pengamatan alam," katanya. "Fakta bahwa ada potensi memungkinkan kita untuk memanggil Sains ini, bagi saya, adalah pernyataan yang signifikan.."
Kemungkinan multiverse datang dari teori string dan teori inflasi, sebuah gagasan bahwa alam semesta kita mengalami ekspansi yang cepat tepat setelah Big Bang. Teori Inflasi melakukan pekerjaan yang baik menjelaskan mengapa ruang cukup halus dalam skala besar, namun peneliti tidak dapat menjelaskan apa yang memulai ekspansi dan apa yang menghentikannya. Masalah-masalah ini telah menyebabkan fisikawan untuk mempertimbangkan kemungkinan bahwa inflasi dapat terjadi di ruang-waktu lain, menghasilkan alam semesta baru selain kita sendiri.
Kemungkinan multiverse datang dari teori string dan teori inflasi, sebuah gagasan bahwa alam semesta kita mengalami ekspansi yang cepat tepat setelah Big Bang. Teori Inflasi melakukan pekerjaan yang baik menjelaskan mengapa ruang cukup halus dalam skala besar, namun peneliti tidak dapat menjelaskan apa yang memulai ekspansi dan apa yang menghentikannya. Masalah-masalah ini telah menyebabkan fisikawan untuk mempertimbangkan kemungkinan bahwa inflasi dapat terjadi di ruang-waktu lain, menghasilkan alam semesta baru selain kita sendiri.
Masalah Metafisis
Ide tentang multiverse sangat kontroversial. Salah satu masalahnya adalah metafisika: alam semesta sudah nampak besar tanpa harus bersaing dengan sejumlah tak terbatas potensi semesta lain. Namun mungkin masalah yang lebih besar adalah ilmiah. Jika pengamatan terbatas pada alam "semesta teramati" kita sendiri, bagaimana bisa para ilmuwan menguji "apakah ada multiverse yang lebih besar?". Jawabannya adalah bahwa, dari waktu ke waktu, alam semesta lain di multiverse mungkin berbenturan dengan semesta kita, meninggalkan sebuah alur di jejaknya. Tapi mencari tahu secara pasti bagaimana bentuk alur akan terlihat tidaklah mudah.
Now, however, Kris Sigurdson of the University of British Columbia in Vancouver and others say they have calculated the detailed features of a cosmic wake. They have considered the possibility that our universe collided with another before our inflation period, because, they say, the latter would have erased the wake's evidence. Even though this happened more than 13 billion years ago, the wake would have been preserved in the cosmic microwave background (CMB), which was formed some 380,000 years into the universe's existence.
Look for a 'double peak'
The focus of the prediction is in the polarization of photons in the CMB. Photons have two transverse polarization states, and any that come from a certain region in the CMB might be mostly in the same polarization state, or in a mix of both. Sigurdson and colleagues calculate that, providing the wake was big enough, it ought to imprint the CMB with a characteristic "double peak": two close rings where the photons sway towards a single polarization state.
The prediction is not strictly the first to arise from multiverse theory. In 2007 researchers at the University of California at Santa Cruz, US, also suggested that a cosmic wake could imprint itself on the CMB; then, earlier this year, a group led by Hiranya Peiris of University College London found hints that this prediction was true. But these predicted features were too vague, say Sigurdson and colleagues, and might have existed in the CMB anyway.
Evidence for string theory?
"[Our] features represent the first verifiable prediction of the multiverse paradigm," write Sigurdson and colleagues in their preprint, which they uploaded to the arXiv server last month. "A detection of a bubble collision would confirm the existence of the multiverse, provide compelling evidence for the string theory landscape, and sharpen out picture of the universe and its origins." Physics World was unable to speak to the researchers about their preprint because they are submitting it to a journal that employs an embargo policy.
If the prediction is correct, it should be possible to test it in upcoming data from the European Space Agency's Planck space observatory and future CMB missions, say the researchers. Yet Bennett, the principal investigator on NASA's Wilkinson Microwave Anisotropy Probe, another CMB space observatory, thinks the detection of a cosmic wake would nonetheless be "extremely unlikely". He says the amplitude of a wake would have to be just right: too small and we wouldn't see it; too big and it would probably have had severe consequences for our universe's structure. The number of collisions would also have to be "fine-tuned", he says.
Infinite number of wakes
"The claim seems to be that we might see one or two wakes in our sky, but why one or two?" he adds. "Why not none or an infinite number? In fact, if bubble collisions were common we would not be alive to discuss the question."
Cosmologist Arjun Berera at the University of Edinburgh, UK, also thinks the idea of a multiverse – and by extension Sigurdson and colleagues' prediction – is speculative. But he notes that a positive detection would be "spectacular". "Such a case would offer suggestive evidence in support of string theory," he says. "On the other hand, no evidence in the CMB data for a collision between two universes would not rule out string theory, it would simply extend the widely held belief in the field that string theory is unfalsifiable."
The research is described in arXiv:1109.3473.
Kemunculan dari sebuah Kesederhanaan
Dalam beberapa penggunaan,kesederhanaan dapat digunakan untuk menyiratkan keindahan, kemurnian atau kejelasan. Kesederhanaan juga dapat digunakan dalam konotasi negatif untuk menunjukkan defisit atau kekurangan nuansa atau kompleksitas dari suatu hal, relatif terhadap apa yang seharusnya diperlukan. Konsep kesederhanaan telah terkait dengan kebenaran dalam bidang epistemologi.
Menurut pisau cukur Occam, diantara berbagai teori yang berkaitan atas suatu hal, teori yang paling sederhanalah yang paling mungkin untuk menjadi kebenaran. Arah budaya manusia juga berubah semakin mendekati kesederhanaan yang menyatu baik dari segi pola berpikir, kebudayaan global, sampai dengan spiritualitas dan agama.
"Emergence" sering dikaitkan dengan kompleksitas. Kemunculan menunjukkan sifat baru yang timbul dari sebuah kesatuan beberapa entitas dimana sifat tersebut tidak akan muncul jika entitas-entitas yang ada tidak menyatu atau melakukan sebuah interaksi.
Menurut pisau cukur Occam, diantara berbagai teori yang berkaitan atas suatu hal, teori yang paling sederhanalah yang paling mungkin untuk menjadi kebenaran. Arah budaya manusia juga berubah semakin mendekati kesederhanaan yang menyatu baik dari segi pola berpikir, kebudayaan global, sampai dengan spiritualitas dan agama.
"Emergence" sering dikaitkan dengan kompleksitas. Kemunculan menunjukkan sifat baru yang timbul dari sebuah kesatuan beberapa entitas dimana sifat tersebut tidak akan muncul jika entitas-entitas yang ada tidak menyatu atau melakukan sebuah interaksi.
"Emergence" dan "Simplicity" sekilas berlawanan jika ditinjau dalam hal kuantitas. Kesederhanaan mereduksi suatu pola hingga mencapai titik yang paling minimal sedangkan "Emergence" membutuhkan konstruksi dari berbagai entitas mencapai arah maksimal sehingga semakin bervariasi dan banyak entitas yang ada semakin kokoh sifat timbul yang dihasikan.
Namun demikian frasa "Emergence of Simplicity" memberikan pengertian yang baru jika dibandingkan saat dalam keadaan terpisah. EoS mereduksi segala hal menjadi sesuatu yang singular sehingga lebih mudah dipahami, kompak, dan memiliki tingkat estetika tertinggi, tetapi dapat merangkum segala hal di dalam realitas.
Proof
The word Proof comes from the Latin probare meaning "to test". Related modern words are the English "probe", "proboscis”, "probation", and "probability", the Spanish "probar" (to smell or taste, or (lesser use) touch or test),[3] Italian "provare" (to try), and the German "probieren" (to try). The early use of "probity" was in the presentation of legal evidence. A person of authority, such as a nobleman, was said to have probity, whereby the evidence was by his relative authority, which outweighed empirical testimony.[4]
Plausibility arguments using heuristic devices such as pictures and analogies preceded strict mathematical proof.[5] It is probable that the idea of demonstrating a conclusion first arose in connection with geometry, which originally meant the same as "land measurement".[6] The development of mathematical proof is primarily the product of ancient Greek mathematics, and one of its greatest achievements. Thales (624–546 BCE) proved some theorems in geometry. Eudoxus (408–355 BCE) and Theaetetus (417–369 BCE) formulated theorems but did not prove them. Aristotle (384–322 BCE) said definitions should describe the concept being defined in terms of other concepts already known. Mathematical proofs were revolutionized by Euclid (300 BCE), who introduced the axiomatic method still in use today, starting with undefined terms and axioms (propositions regarding the undefined terms assumed to be self-evidently true from the Greek “axios” meaning “something worthy”), and used these to prove theorems using deductive logic. His book, the Elements, was read by anyone who was considered educated in the West until the middle of the 20th century.[7] In addition to the familiar theorems of geometry, such as the Pythagorean theorem, the Elements includes a proof that the square root of two is irrational and that there are infinitely many prime numbers.
Further advances took place in medieval Islamic mathematics. While earlier Greek proofs were largely geometric demonstrations, the development of arithmetic and algebra by Islamic mathematicians allowed more general proofs that no longer depended on geometry. In the 10th century CE, the Iraqi mathematician Al-Hashimi provided general proofs for numbers (rather than geometric demonstrations) as he considered multiplication, division, etc. for ”lines.” He used this method to provide a proof of the existence of irrational numbers.[8] An inductive proof for arithmetic sequences was introduced in the Al-Fakhri (1000) by Al-Karaji, who used it to prove the binomial theorem and properties of Pascal's triangle. Alhazen also developed the method of proof by contradiction, as the first attempt at proving the Euclidean parallel postulate.[9]
Modern proof theory treats proofs as inductively defined data structures. There is no longer an assumption that axioms are "true" in any sense; this allows for parallel mathematical theories built on alternate sets of axioms (see Axiomatic set theory and Non-Euclidean geometry for examples).
