Idea kontroversi mengenai sifat graviti sedang mencetuskan perbincangan hangat dalam komuniti fizik. Daripada menjadi daya asas, sesetengah penyelidik mencadangkan bahawa graviti mungkin sebenarnya muncul daripada pergerakan rawak dan percampuran zarah-zarah tidak kelihatan - pada asasnya menjadikannya akibat daripada haba dan entropi.
Konsep ini, yang dikenali sebagai graviti entropik, mencadangkan bahawa apa yang kita alami sebagai tarikan graviti sebenarnya hanyalah kecenderungan alam semesta ke arah kekacauan yang berlaku pada skala kosmik. Fikirkan seperti bagaimana wap secara semula jadi merebak di dalam bilik atau bagaimana wayar fon kepala yang berbelit kelihatan semakin kusut dari masa ke masa.
Konteks Sejarah Teori Graviti Alternatif
- Abad ke-17: Newton dan rakan sezamannya mencadangkan model mekanikal di mana graviti adalah tolakan dan bukannya tarikan
- 1995: Ted Jacobson memperkenalkan graviti entropik moden dengan memperoleh persamaan Einstein daripada sifat-sifat terma
- 2010: Erik Verlinde menerbitkan kertas kerja berpengaruh yang berhujah untuk graviti entropik
- 2024: Pasukan Carney membentangkan model-model baharu yang boleh diuji yang menghubungkan graviti dengan maklumat kuantum
Teori Zarah Tidak Kelihatan
Kerja terkini oleh Daniel Carney di Lawrence Berkeley National Laboratory mempersembahkan dua model untuk bagaimana ini mungkin berfungsi. Dalam model pertama, ruang dipenuhi dengan grid zarah kuantum yang dipanggil qubit, setiap satu dengan orientasi seperti jarum kompas kecil. Apabila objek berjisim muncul, ia menyebabkan qubit berdekatan menjajar dalam arah yang sama, mewujudkan poket-poket keteraturan dalam sistem yang sebaliknya rawak.
Memandangkan alam semula jadi lebih suka kekacauan, sistem cuba memaksimumkan entropi dengan menolak kawasan-kawasan teratur ini bersama-sama. Ini mewujudkan apa yang kelihatan sebagai tarikan graviti antara objek berjisim. Model kedua menghilangkan grid sepenuhnya, membenarkan qubit wujud di mana-mana sahaja dalam ruang sambil tetap menghasilkan kesan graviti yang sama.
Qubit: Unit asas maklumat kuantum, serupa dengan bagaimana bit komputer biasa menyimpan maklumat tetapi dengan sifat kuantum
Perbandingan Model Graviti Entropik
| Jenis Model | Struktur | Mekanisme | Ciri Utama |
|---|---|---|---|
| Model Grid | Kekisi kristal qubit | Objek bermassa mengkutub qubit berdekatan, mewujudkan keteraturan | Interaksi setempat dengan struktur ruang |
| Model Bukan Tempatan | Qubit wujud di mana-mana dalam ruang | Kapasiti tenaga qubit bergantung pada pemisahan jisim | Menangkap sifat bukan tempatan graviti Newtonian |
 |
|---|
| Seorang saintis yang terlibat dalam perbincangan teori mengenai model graviti entropik dalam suasana akademik |
Keraguan dan Sokongan Komuniti
Komuniti fizik kekal terbahagi mendalam mengenai pendekatan ini. Ramai penyelidik menunjukkan masalah asas dengan menganggap entropi sebagai daya fizikal dan bukannya ukuran pengetahuan kita yang tidak lengkap tentang sistem.
Bagi saya, entropi bukanlah perkara fizikal, tetapi ukuran pengetahuan kita yang tidak sempurna tentang sistem. Kita hanya boleh mengukur sifat pukal jirim, jadi kita telah mencipta nombor untuk mengukur betapa tidak sempurnanya sifat pukal menggambarkan keadaan mikroskopik sebenar sistem.
Pengkritik juga menyatakan bahawa model-model ini hanya menghasilkan semula hukum graviti mudah Newton , bukan teori relativiti am Einstein yang lebih lengkap. Mereka berfungsi baik untuk medan graviti lemah seperti di Bumi, tetapi tidak mengatakan apa-apa tentang keadaan melampau berhampiran lubang hitam di mana graviti menjadi benar-benar pelik.
Batasan Utama Model Graviti Entropik Semasa
• Hanya menghasilkan semula hukum Newton, bukan relativiti am Einstein • Memerlukan andaian ad hoc mengenai interaksi kubit • Tiada bukti bebas untuk kubit yang dicadangkan • Tidak dapat menjelaskan medan graviti kuat (lubang hitam) • Tidak menangani sifat unik graviti (prinsip kesetaraan)
 |
|---|
| Saintis membahaskan kesahihan teori graviti entropik dalam komuniti fizik |
Cabaran Ujian
Apa yang menjadikan kerja terkini ini menarik ialah ia mungkin sebenarnya boleh diuji, tidak seperti banyak cadangan fizik teori. Model-model ini meramalkan bahawa objek kuantum dalam pelbagai keadaan serentak akan dipaksa memilih satu keadaan tunggal disebabkan kesan graviti. Ini berhubung dengan eksperimen berterusan yang mengkaji bagaimana sistem kuantum runtuh daripada pelbagai kemungkinan kepada keadaan pasti.
Walau bagaimanapun, sesetengah ahli fizik kekal tidak yakin bahawa ujian-ujian ini akan membuktikan apa-apa yang bermakna tentang graviti itu sendiri. Model-model ini memerlukan interaksi yang direka dengan teliti antara qubit yang dicadangkan dan jirim, menyebabkan sesetengah pihak mempersoalkan sama ada ini mewakili kemajuan tulen atau hanya cara yang lebih kompleks untuk menggambarkan apa yang sudah kita ketahui.
Perdebatan ini mencerminkan ketegangan yang lebih luas dalam fizik moden antara mereka yang berusaha memahami graviti sebagai fenomena yang muncul daripada fizik mikroskopik yang lebih mendalam, dan mereka yang percaya ia mewakili aspek asas ruang masa itu sendiri. Walaupun graviti entropik kekal sebagai pandangan minoriti, ketekunannya menunjukkan bahawa pemahaman kita tentang daya yang paling biasa namun misteri ini masih jauh daripada lengkap.
Rujukan: Is Gravity Just Entropy Rising? Long Shot Idea Gets Another Look.