https://ninkilim.com/articles/universal_censorship_the_planck_scale/id.html
Bayangkan memegang kaca pembesar di atas daun, mengungkapkan serangga-serangga kecil yang tak terlihat oleh mata telanjang. Lanjutkan dengan mikroskop optik, dan sel-sel hidup atau bakteri yang lebih besar menjadi fokus. Selami lebih dalam dengan mikroskop elektron, dan bakteri kecil atau bahkan virus muncul — dunia di dalam dunia, setiap skala yang lebih kecil mengungkapkan keajaiban baru. Ilmu pengetahuan selalu berkembang dengan memperbesar, memecah realitas menjadi detail yang lebih halus. Tetapi apa yang terjadi ketika kita mencapai skala terkecil yang mungkin, di mana ruang dan waktu sendiri menolak untuk dibagi? Selamat datang di skala Planck, batas akhir di mana alat pembesaran kita menabrak dinding kosmik, dan alam semesta seolah berkata: “Tidak lebih jauh.” Esai ini menjelajahi batas tersebut — bukan hanya sebagai kendala fisika, tetapi sebagai teka-teki mendalam tentang realitas itu sendiri.
Skala Planck mendefinisikan sebuah rezim di mana mekanika kuantum, gravitasi, dan relativitas bertemu, berpotensi mengungkapkan struktur dasar ruang-waktu. Diturunkan dari tiga konstanta — konstanta Planck (ℏ ≈ 1.054571817 × 10−34 J·s), konstanta gravitasi (G ≈ 6.67430 × 10−11 m3kg−1s−2), dan kecepatan cahaya (c ≈ 2.99792458 × 108 m/s) — skala Planck menghasilkan kuantitas karakteristik:
Panjang Planck: $$ l_p = \sqrt{\frac{\hbar G}{c^3}} \approx 1.616255 \times 10^{-35} \, \text{m} $$ Skala di mana efek gravitasi kuantum mendominasi, berpotensi menetapkan interval spasial terkecil yang bermakna.
Waktu Planck: $$ t_p = \sqrt{\frac{\hbar G}{c^5}} \approx 5.391247 \times 10^{-44} \, \text{s} $$ Waktu yang dibutuhkan cahaya untuk melintasi panjang Planck, kemungkinan unit waktu terkecil.
Energi Planck: $$ E_p = \sqrt{\frac{\hbar c^5}{G}} \approx 1.956 \times 10^9 \, \text{J} \approx 1.22 \times 10^{19} \, \text{GeV} $$ Energi partikel dengan panjang gelombang de Broglie ~lp, di mana efek kuantum dan gravitasi sebanding.
Kuantitas ini muncul secara alami dari kombinasi mekanika kuantum (ℏ), gravitasi (G), dan relativitas (c), menunjukkan batas dasar pada keterbagian ruang-waktu dan proses fisik. Pada era Planck (t ∼ 10−43 s), ketika alam semesta terkompresi hingga ~lp, semua gaya (gravitasi, elektromagnetik, kuat, lemah) kemungkinan besar terpadu, mengimplikasikan bahwa skala Planck, yang terkait dengan G, mungkin tidak sepenuhnya menggambarkan dinamika dasar. Teori Segala Hal (ToE), seperti teori string atau gravitasi kuantum loop (LQG), diperlukan untuk menjelaskan skala sebenarnya dan interaksi.
Skala Planck menunjukkan bahwa ruang-waktu mungkin dikuantisasi ke dalam unit-unit diskret, menantang manifold kontinu dari relativitas umum (GR). Beberapa kerangka teoretis mendukung hal ini:
Kuantisasi tersirat dari skala terbatas Planck. Menyelidiki panjang ∼ lp membutuhkan partikel dengan panjang gelombang λ ≈ lp, atau energi E ≈ hc/lp ≈ 1.956 × 109 J. Pada skala ini, gravitasi kuantum dapat memaksakan unit ruang-waktu diskret, mirip dengan piksel dalam gambar digital. Namun, pada era Planck, dengan gaya-gaya yang terpadu, relevansi skala Planck (berdasarkan G) tidak pasti, dan ToE dapat mendefinisikan skala dasar yang berbeda.
Hipotesis kuantisasi selaras dengan hipotesis simulasi, yang menyatakan bahwa alam semesta kita adalah simulasi komputer yang berjalan pada “supercomputer” tingkat lebih tinggi. Dalam perangkat lunak simulasi fisika seperti COMSOL, ruang dan waktu didiskretisasi ke dalam jaringan simpul (Δx, Δt), dengan interaksi fisik dihitung pada titik-titik ini. Demikian pula, skala Planck bisa menjadi ukuran kisi komputasi alam semesta (Δx ∼ lp, Δt ∼ tp).
Menyelidiki skala Planck untuk mengungkapkan “pikselnya” membutuhkan akselerator partikel yang menghasilkan partikel dengan panjang gelombang ~lp, atau energi ~1.22 × 1019 GeV. Ini secara fundamental dibatasi oleh penghalang lubang hitam, yang bukan hanya kendala teknik, tetapi prinsip fisika:
Kolaps Gravitasi: Energi sebesar 1.956 × 109 J (massa M ≈ E/c2 ≈ 2.176 × 10−8 kg) yang terkonsentrasi di wilayah ~lp memiliki jari-jari Schwarzschild: $$ r_s = \frac{2GM}{c^2} \approx \frac{2 \cdot (6.67430 \times 10^{-11}) \cdot (2.176 \times 10^{-8})}{(2.99792458 \times 10^8)^2} \approx 3.23 \times 10^{-35} \, \text{m} \sim l_p $$ Horizon peristiwa lubang hitam yang dihasilkan menyembunyikan struktur, karena tidak ada informasi yang lolos. Ini adalah mekanisme sensor diri: ruang-waktu melengkung untuk menyembunyikan sifat dasarnya sendiri.
Ketidakpastian Heisenberg: Menyelesaikan Δx ∼ lp membutuhkan Δp ≳ ℏ/lp, yang menyiratkan energi skala Planck yang memicu kolaps.
Gravitasi Kuantum: Pada lp, ruang-waktu mungkin berupa busa kuantum, menentang penyelidikan klasik. Gaya terpadu pada era Planck menunjukkan bahwa ToE diperlukan untuk mendefinisikan skala dan interaksi yang sebenarnya.
Dalam simulasi, penghalang ini bisa menjadi tindakan perlindungan yang disengaja, memastikan bahwa kisi tetap tersembunyi, mirip dengan mesin permainan yang mencegah zoom ke tingkat piksel.
Lensa super dan hiper lensa mengatasi batas difraksi optik (~200 nm untuk cahaya tampak) dengan memanfaatkan gelombang evanescent medan dekat, mencapai resolusi ~10-60 nm. Bisakah pendekatan serupa lensa super untuk partikel berenergi tinggi dalam akselerator menyelidiki skala Planck?
Meskipun penyelidikan langsung kemungkinan tidak mungkin, tanda-tanda tidak langsung dari diskretisasi skala Planck dapat memberikan petunjuk: - Pelanggaran Invarians Lorentz: Diskretisasi dapat menyebabkan dispersi foton yang bergantung pada energi dalam ledakan sinar gamma, terdeteksi dalam penundaan waktu. Tidak ada pelanggaran yang diamati hingga ~1011 GeV. - Anomali Latar Belakang Mikro Kosmik (CMB): Efek skala Planck dapat mencetak pola halus pada CMB, seperti spektrum daya yang dimodifikasi, tetapi data saat ini tidak menunjukkan sinyal semacam itu. - Kebisingan Interferometer: Busa ruang-waktu dapat memperkenalkan kebisingan pada detektor gelombang gravitasi (misalnya, LIGO), tetapi sensitivitasnya jauh dari skala Planck. Jalur-jalur ini, meskipun menjanjikan, dibatasi oleh skala energi dan pengenceran kosmik, hanya menawarkan petunjuk tidak langsung tentang diskretisasi.
Jika diskretisasi terdeteksi, apakah itu mengkonfirmasi simulasi? Tidak selalu. Alam semesta yang terkuantisasi bisa menjadi realitas fisik dengan struktur diskret, bukan artefak komputasi. Hipotesis simulasi membutuhkan asumsi tambahan (misalnya, realitas tingkat lebih tinggi, intensi komputasi), yang tidak dapat diuji oleh fisika. Mendeteksi piksel pada skala Planck akan merevolusi fisika, tetapi meninggalkan pertanyaan simulasi sebagai metafisik, karena kita terbatas pada aturan internal sistem. Batas holografik (10122 bit vs. 10183 simpul) menyarankan kerangka komputasi terbatas, tetapi ini bisa mencerminkan batas fisik, bukan simulasi.
Skala Planck menunjukkan bahwa ruang-waktu mungkin terkuantisasi, mendukung hipotesis simulasi di mana alam semesta adalah kisi komputasi dengan resolusi skala Planck. Batas holografik (10122 bit) menyoroti efisiensi simulasi seperti itu dibandingkan dengan kisi 3D naif (10183 simpul). Menyelidiki skala ini digagalkan oleh penghalang lubang hitam, mekanisme sensor diri di mana ruang-waktu melengkung untuk menyembunyikan strukturnya. Lensa super berbasis partikel, terinspirasi dari teknik optik, secara teoretis menarik tetapi tidak layak karena batasan energi, ketiadaan material, dan gravitasi kuantum. Tanda-tanda tidak langsung (misalnya, pelanggaran Lorentz, anomali CMB) menawarkan harapan, tetapi tidak konklusif. Bahkan jika diskretisasi ditemukan, membedakan antara alam semesta yang disimulasikan dan terkuantisasi tetap bersifat filosofis. Piksel skala Planck, jika ada, kemungkinan berada di luar jangkauan kita, mungkin dirancang demikian.