Langsung ke konten utama

Dimensi Ekstra, Graviton, dan Lubang Hitam Mikroskopik

Dimensi ekstra mungkin terdengar seperti kisah fiksi ilmiah, tetapi dapat menjelaskan mengapa gaya gravitasi sangat lemah.

dimensi-ekstra-graviton-lubang-hitam-mikroskopik-informasi-astronomi

Mengapa gravitasi jauh lebih lemah daripada gaya fundamental lainnya? Bahkan magnet berukuran kecil di sebuah mesin pendingin, mampu menciptakan gaya elektromagnetik yang lebih besar daripada tarikan gravitasi planet Bumi. Satu kemungkinan mengapa kita tidak merasakan efek gaya gravitasi Bumi adalah karena sebagian besar energi menyebar ke dimensi ekstra. Meskipun terdengar seperti dalam kisah fiksi ilmiah, jika dimensi esktra memang eksis, maka dapat menjelaskan akselerasi laju ekspansi kosmos dan mengapa gravitasi lebih lemah daripada gaya fundamental lainnya di alam semesta.

Skala Dimensi

Dalam kehidupan sehari-hari, kita menempati tiga dimensi ruang dan dimensi keempat, yaitu waktu. Apakah ada dimensi ekstra di luar empat dimensi ini? Teori relativitas umum Einstein menjelaskan bagaimana ruang meluas, menyusut dan melengkung. Apabila ada satu dimensi yang berkontraksi dengan ukuran yang lebih kecil daripada atom, maka kita tidak akan bisa mengetahuinya.

Tetapi jika kita bisa melihat ke skala yang sangat kecil, dimensi tersembunyi ini mungkin dapat terlihat. Bayangkan seseorang berjalan di seutas tali yang hanya bisa bergerak maju dan mundur, dan tidak bisa berjalan ke kanan, ke kiri atau ke atas dan ke bawah, karena dia hanya melihat dalam satu dimensi. Namun seekor semut yang hidup dalam skala yang jauh lebih kecil dapat bergerak lebih bebas di sekitar tali, yang terlihat seperti dimensi ekstra bagi seseorang yang berjalan di seutas tali.

Bagaimana cara kita menguji dimensi ekstra? Salah satu cara untuk membuktikannya adalah dengan menemukan bukti dari partikel-partikel yang hanya dapat eksis jika dimensi ekstra itu nyata. Teori yang menggagas dimensi ekstra memprediksi bahwa dengan cara yang sama seperti atom di dalam keadaan berenergi rendah dan berenergi tinggi, akan ada versi yang lebih berat daripada partikel standar di dimensi lain.

Partikel-partikel lebih berat yang disebut Kaluza-Klein states, memiliki sifat yang sama persis dengan partikel standar (dan juga dapat diamati oleh detektor kita), tetapi dengan massa yang lebih besar. Jika CMS atau ATLAS, instrumen detektor di LHC (Large Hadron Collider), menemukan partikel seperti Z atau W (Z dan W pada partikel boson adalah pembawa gaya elektromagnek) dengan massa 100 kali lebih besar, misalnya, maka deteksi tersebut dapat mengungkap dimensi ekstra. Partikel berat seperti itu hanya dapat diungkap pada energi tinggi yang dicapai oleh LHC.

Graviton

Beberapa ahli teori mengklaim partikel yang disebut ‘graviton’ terkait dengan gravitasi, serupa dengan bagaimana foton terkait dengan gaya elektromagnetik. Jika partikel graviton memang benar eksis, seharusnya dapat dibuat di LHC, meskipun setelah terbentuk akan langsung menghilang ke dimensi ekstra. Tabrakan di dalam akselerator partikel selalu menciptakan fenomena yang seimbang, seperti kembang api, yaitu partikel yang bergerak ke segala arah.

Graviton mungkin lolos dari detektor kita, meninggalkan zona kosong yang kita amati sebagai ketidakseimbangan dalam momentum dan energi. Kita harus dengan cermat mempelajari sifat dari objek yang hilang untuk mengetahui apakah memang objek itu adalah graviton yang menghilang ke dimensi lain, atau sesuatu yang lain. Metode untuk mencari energi yang hilang juga diterapkan untuk mencari partikel materi gelap atau supersimetri.

lubang-hitam-mikroskopik-informasi-astronomi

Lubang Hitam Mikroskopik

Cara lain untuk mengungkap dimensi ekstra adalah dengan menciptakan “lubang hitam mikroskopik”. Deteksi kita sangat bergantung pada jumlah dimensi ekstra, massa lubang hitam, ukuran dimensi dan energi yang menciptakan lubang hitam. Jika lubang hitam mikro terbentuk di tabrakan partikel yang dihasilkan oleh LHC, maka ia akan hancur dengan sangat cepat, sekitar 10-27 detik.

Lubang hitam mikro akan meluruh menurut Model Standar atau partikel supersimetri, menciptakan fenomena yang mengandung sejumlah jejak luar biasa dalam detektor dan dapat dideteksi dengan mudah. Menemukan lebih banyak dari salah satu subjek di atas akan membuka banyak pintu kemungkinan yang belum diketahui.

Ditulis oleh: Staf home.cern

Sumber: Extra dimensions, gravitons, and tiny black holes

Artikel terkait: Large Hadron Collider Baru Akan Menciptakan Lubang Hitam di Bumi

#terimakasihgoogle
Label:

Komentar

Posting Komentar

Postingan populer dari blog ini

Diameter Bumi

Kredit: NASA, Apollo 17, NSSDC   Para kru misi Apollo 17 mengambil citra Bumi pada bulan Desember 1972 saat menempuh perjalanan dari Bumi dan Bulan. Gurun pasir oranye-merah di Afrika dan Arab Saudi terlihat sangat kontras dengan samudera biru tua dan warna putih dari formasi awan dan salju antartika.   Diameter khatulistiwa Bumi adalah  12.756 kilometer . Lantas bagaimana cara para ilmuwan menghitungnya? Kredit: Clementine,  Naval Research Laboratory .   Pada tahun 200 SM, akurasi perhitungan ukuran Bumi hanya berselisih 1% dengan perhitungan modern. Matematikawan, ahli geografi dan astronom Eratosthenes menerapkan gagasan Aristoteles, jika Bumi berbentuk bulat, posisi bintang-bintang di langit malam hari akan terlihat berbeda bagi para pengamat di lintang yang berbeda.   Eratosthenes mengetahui pada hari pertama musim panas, Matahari melintas tepat di atas Syene, Mesir. Saat siang hari pada hari yang sama, Eratosthenes mengukur perpindahan sudut Matahari dari atas kota Al
Posting Komentar
Baca selengkapnya

Apa Itu Kosmologi? Definisi dan Sejarah

Potret dari sebuah simulasi komputer tentang pembentukan struktur berskala masif di alam semesta, memperlihatkan wilayah seluas 100 juta tahun cahaya beserta gerakan koheren yang dihasilkan dari galaksi yang mengarah ke konsentrasi massa tertinggi di bagian pusat. Kredit: ESO Kosmologi adalah salah satu cabang astronomi yang mempelajari asal mula dan evolusi alam semesta, dari sejak Big Bang hingga saat ini dan masa depan. Menurut NASA, definisi kosmologi adalah “studi ilmiah tentang sifat alam semesta secara keseluruhan dalam skala besar.” Para kosmolog menyatukan konsep-konsep eksotis seperti teori string, materi gelap, energi gelap dan apakah alam semesta itu tunggal ( universe ) atau multisemesta ( multiverse ). Sementara aspek astronomi lainnya berurusan secara individu dengan objek dan fenomena kosmik, kosmologi menjangkau seluruh alam semesta dari lahir sampai mati, dengan banyak misteri di setiap tahapannya. Sejarah Kosmologi dan Astronomi Pemahaman manusia
16 komentar
Baca selengkapnya

Berapa Lama Satu Tahun di Planet-Planet Lain?

Jawaban Singkat Berikut daftar berapa lama waktu yang dibutuhkan oleh setiap planet di tata surya kita untuk menyelesaikan satu kali orbit mengitari Matahari (dalam satuan hari di Bumi): Merkurius: 88 hari Venus: 225 hari Bumi: 365 hari Mars: 687 hari Jupiter: 4.333 hari Saturnus: 10.759 hari Uranus: 30.687 hari Neptunus: 60.190 hari   Satu tahun di Bumi berlalu sekitar 365 hari 6 jam, durasi waktu yang dibutuhkan oleh Bumi untuk menyelesaikan satu kali orbit mengitari Matahari. Pelajari lebih lanjut tentang hal itu di artikel: Apa Itu Tahun Kabisat? Satu tahun diukur dari seberapa lama waktu yang dibutuhkan oleh sebuah planet untuk mengorbit bintang induk. Kredit: NASA/Terry Virts Semua planet di tata surya kita juga mengorbit Matahari. Durasi waktu satu tahun sangat tergantung dengan tempat mereka mengorbit. Planet yang mengorbit Matahari dari jarak yang lebih dekat daripada Bumi, lama satu tahunnya lebih pendek daripada Bumi. Sebaliknya planet yang
Posting Komentar
Baca selengkapnya