Bagaimana Jika Waktu Tidak Tetap Seperti yang Kita Pikirkan?

PENEMUAN terbaru dari peneliti University of Surrey mengungkapkan dua arah waktu yang berlawanan dapat muncul secara teoritis dalam sistem kuantum tertentu.

Selama berabad-abad, para ilmuwan mencoba memahami panah waktu, konsep  waktu mengalir secara tak terbalikkan dari masa lalu ke masa depan. Meskipun hal ini tampak jelas dalam pengalaman kita sehari-hari, hukum dasar fisika sebenarnya tidak secara eksplisit menentukan satu arah tertentu. Baik waktu bergerak maju atau mundur, persamaan fisika tetap berlaku dengan cara yang sama.

Dr. Andrea Rocco, Associate Professor dalam bidang Fisika dan Biologi Matematika di University of Surrey sekaligus penulis utama studi ini, menjelaskan salah satu cara untuk memahami ini adalah dengan membayangkan susu yang tumpah di atas meja. 

Baca juga : Waktu, antara Choronos dan Chairos

"Jelas waktu bergerak maju karena kita melihat susu menyebar. Tetapi jika Anda memutar ulang kejadian itu seperti dalam film, Anda akan langsung merasa ada yang tidak beres—sulit dipercaya bahwa susu bisa kembali ke dalam gelas begitu saja."

"Namun, ada proses lain, seperti gerakan pendulum, yang terlihat sama persis baik dimainkan maju maupun mundur. Teka-tekinya adalah, pada tingkat paling fundamental, hukum fisika menyerupai pendulum ini; mereka tidak menjelaskan proses yang tak terbalikkan. Temuan kami menunjukkan bahwa meskipun pengalaman kita sehari-hari memberi tahu bahwa waktu hanya bergerak satu arah, sebenarnya arah sebaliknya juga bisa saja terjadi—kita hanya tidak menyadarinya."

Studi ini, yang diterbitkan dalam Scientific Reports, meneliti bagaimana sistem kuantum berinteraksi dengan lingkungannya, yang dikenal sebagai sistem kuantum terbuka. Para peneliti berusaha memahami mengapa kita hanya merasakan waktu bergerak dalam satu arah, serta apakah persepsi ini muncul dari mekanika kuantum terbuka.

Baca juga : Ilmuwan Prediksi Satu hari di Bumi Akan Berdurasi Menjadi 25 jam

Untuk menyederhanakan masalah, tim peneliti membuat dua asumsi utama. Pertama, mereka memperlakukan lingkungan besar yang mengelilingi sistem sehingga mereka dapat fokus hanya pada sistem kuantumnya sendiri. Kedua, mereka berasumsi bahwa lingkungan tersebut—seperti seluruh alam semesta—begitu luas sehingga energi dan informasi yang masuk ke dalamnya tidak pernah kembali. Dengan pendekatan ini, mereka dapat meneliti bagaimana waktu tampak sebagai fenomena satu arah, meskipun pada tingkat mikroskopis, waktu sebenarnya bisa bergerak ke kedua arah.

Namun, bahkan setelah menerapkan asumsi tersebut, sistem tetap berperilaku sama, baik saat waktu bergerak maju maupun mundur. Penemuan ini memberikan dasar matematis bahwa simetri pembalikan waktu masih berlaku dalam sistem kuantum terbuka—menunjukkan panah waktu mungkin tidak seketat yang kita alami.

"Yang mengejutkan dari proyek ini adalah bahwa meskipun kami telah menggunakan asumsi penyederhanaan standar dalam persamaan sistem kuantum terbuka, persamaan tersebut tetap berperilaku sama, baik saat sistem bergerak maju maupun mundur dalam waktu. Ketika kami meneliti lebih dalam secara matematis, kami menemukan bahwa hal ini harus terjadi karena bagian kunci dari persamaan, yang disebut ‘kernel memori,’ bersifat simetris dalam waktu," ujar Thomas Guff, peneliti postdoctoral yang memimpin perhitungan dalam studi ini.

"Kami juga menemukan detail kecil namun penting yang sering diabaikan—munculnya faktor diskontinu dalam waktu yang menjaga sifat simetri waktu tetap utuh. Ini adalah mekanisme matematis yang jarang terlihat dalam persamaan fisika karena biasanya persamaan bersifat kontinu. Kemunculannya yang alami dalam studi kami benar-benar mengejutkan."

Penelitian ini memberikan perspektif baru terhadap salah satu misteri terbesar dalam fisika. Memahami sifat sejati waktu dapat membawa dampak besar bagi mekanika kuantum, kosmologi, dan bidang ilmu lainnya. (science Daily/Z-2)