Apakah Waktu Ada? Perspektif Fisikawan

Waktu tentu saja merupakan topik yang sangat kompleks di fisika, dan ada orang yang percaya bahwa waktu sebenarnya tidak ada. Satu argumen umum yang mereka gunakan adalah bahwa Einstein membuktikan bahwa segala sesuatu adalah relatif, sehingga waktu tidak relevan. Dalam buku terlaris Rahasia, para penulis mengatakan, "Waktu hanyalah ilusi." Apakah ini benar? Apakah waktu hanyalah isapan jempol dari imajinasi kita?

Di antara fisikawan, tidak ada keraguan nyata bahwa waktu memang benar-benar ada. Ini adalah fenomena yang terukur dan dapat diamati. Fisikawan hanya terbagi sedikit tentang apa yang menyebabkan keberadaan ini, dan apa artinya mengatakan bahwa itu ada. Memang, pertanyaan ini berbatasan dengan bidang metafisika dan ontologi (filsafat keberadaan) sebagai seperti halnya pada pertanyaan empiris yang ketat tentang waktu yang diperlengkapi dengan baik oleh fisika.

Ungkapan "panah waktu" diciptakan pada tahun 1927 oleh Sir Arthur Eddington dan dipopulerkan dalam bukunya tahun 1928

1. Ini jelas dikenali oleh kesadaran.
2. Hal ini sama-sama ditekankan oleh fakultas penalaran kita, yang memberi tahu kita bahwa pembalikan panah akan membuat dunia eksternal menjadi tidak masuk akal.
3. Itu tidak muncul dalam ilmu fisika kecuali dalam studi organisasi sejumlah individu. Di sini panah menunjukkan arah peningkatan progresif elemen acak.

Dua poin pertama tentu saja menarik, tetapi itu adalah poin ketiga yang menangkap fisika panah waktu. Faktor yang membedakan dari panah waktu adalah bahwa ia menunjuk ke arah peningkatan entropi, per Hukum Termodinamika Kedua. Hal-hal di alam semesta kita membusuk sebagai proses alami, proses berbasis waktu... tetapi mereka tidak secara spontan mendapatkan kembali ketertiban tanpa banyak pekerjaan.

Namun, ada level yang lebih dalam dari yang dikatakan Eddington dalam poin tiga, dan itu adalah "Tidak ada yang muncul dalam ilmu fisika kecuali ..." Apa artinya itu? Waktu ada di mana-mana dalam fisika!

Meskipun ini memang benar, hal yang aneh adalah bahwa hukum fisika adalah "waktu yang dapat dibalikkan", yaitu untuk mengatakan bahwa hukum itu sendiri terlihat seolah-olah akan bekerja dengan baik jika alam semesta dimainkan membalikkan. Dari sudut pandang fisika, tidak ada alasan nyata mengapa panah waktu harus bergerak maju.

Penjelasan paling umum adalah bahwa di masa lalu yang sangat jauh, alam semesta memiliki tingkat keteraturan yang tinggi (atau entropi rendah). Karena "syarat batas" ini, hukum alam sedemikian rupa sehingga entropi terus meningkat. (Ini adalah argumen dasar yang dikemukakan dalam buku Sean Carroll 2010) Dari Keabadian ke Sini: Pencarian untuk Teori Waktu Tertinggi, meskipun ia melangkah lebih jauh untuk menyarankan penjelasan yang mungkin mengapa alam semesta mungkin dimulai dengan begitu banyak keteraturan.)

Salah satu kesalahpahaman umum yang disebarkan oleh diskusi yang tidak jelas tentang sifat relativitas dan fisika lain yang berkaitan dengan waktu adalah bahwa waktu sebenarnya tidak ada sama sekali. Ini muncul di sejumlah daerah yang umumnya diklasifikasikan sebagai pseudosain atau bahkan mistisisme, tetapi saya ingin membahas satu penampilan tertentu dalam artikel ini.

Dalam buku swadaya terlaris (dan video) Rahasia, penulis mengemukakan gagasan bahwa fisikawan telah membuktikan bahwa waktu tidak ada. Pertimbangkan beberapa baris berikut dari bagian "Berapa Lama Dibutuhkan?" dalam bab "Cara Menggunakan Rahasia" dari buku:

"Waktu hanyalah ilusi. Einstein mengatakan itu kepada kita. "

"Yang dikatakan ahli fisika kuantum dan Einstein kepada kita adalah bahwa segala sesuatu terjadi secara bersamaan."

"Tidak ada waktu untuk Semesta dan tidak ada ukuran untuk Semesta."

Ketiga pernyataan di atas secara kategoris salah, menurut paling fisikawan (terutama Einstein!). Waktu sebenarnya merupakan bagian integral dari alam semesta. Seperti yang disebutkan sebelumnya, konsep waktu yang sangat linier terikat dengan konsep Hukum Kedua Termodinamika, yang dipandang oleh banyak fisikawan sebagai salah satu hukum terpenting dalam semua fisika! Tanpa waktu sebagai properti nyata dari alam semesta, Hukum Kedua menjadi tidak berarti.

Apa yang benar adalah bahwa Einstein membuktikan, melalui miliknya teori relativitas, waktu itu dengan sendirinya bukan kuantitas absolut. Sebaliknya, waktu dan ruang dipersatukan dengan cara yang sangat tepat untuk membentuk ruang-waktu, dan ruang-waktu ini adalah ukuran absolut yang dapat digunakan - sekali lagi, dengan cara matematika yang sangat tepat - untuk menentukan bagaimana proses fisik yang berbeda di lokasi yang berbeda berinteraksi satu sama lain lain.

Ini tidak tidak berarti bahwa semuanya terjadi secara bersamaan. Faktanya, Einstein sangat percaya — berdasarkan bukti dari persamaannya (seperti E = mc²) —Bahwa tidak ada informasi yang dapat bergerak lebih cepat dari kecepatan cahaya. Setiap titik dalam ruang-waktu terbatas dalam caranya berkomunikasi dengan wilayah ruang-waktu lainnya. Gagasan bahwa segala sesuatu terjadi secara bersamaan persis berlawanan dengan hasil yang dikembangkan Einstein.

Ini dan kesalahan fisika lainnya di Rahasia sangat bisa dimengerti karena faktanya ini adalah topik yang sangat kompleks, dan mereka tidak sepenuhnya dipahami oleh fisikawan. Namun, hanya karena fisikawan tidak perlu memiliki pemahaman yang lengkap tentang konsep seperti waktu tidak berarti bahwa sah untuk mengatakan mereka tidak memiliki pemahaman waktu, atau bahwa mereka telah menghapus seluruh konsep sebagai tidak nyata. Mereka pasti tidak.

Komplikasi lain dalam pemahaman waktu ditunjukkan oleh buku Lee Smolin 2013 Waktu Lahir Kembali: Dari Krisis Fisika ke Masa Depan Semesta, di mana ia berpendapat bahwa sains tidak (seperti klaim mistik) memperlakukan waktu sebagai ilusi. Sebaliknya, dia berpikir bahwa kita harus memperlakukan waktu sebagai kuantitas yang secara fundamental nyata dan, jika kita menganggapnya serius, kita akan mengungkap hukum fisika yang berkembang seiring waktu. Masih harus dilihat apakah daya tarik ini benar-benar akan menghasilkan wawasan baru ke dalam dasar-dasar fisika.

Diedit oleh Anne Marie Helmenstine, Ph. D.