Mini Alam Semesta Kuantum: Waktu Entropi Tanpa Jam Eksternal
ORBITINDONESIA.COM – Mini alam semesta kuantum kembali memanaskan debat lama: apakah waktu itu nyata, atau hanya cara kita menamai perubahan. Eksperimen Giovanni Barontini di University of Birmingham menunjukkan waktu bisa didefinisikan dari pertukaran entropi, bukan dari “detik” yang berdetak di luar sistem.
Dalam fisika fundamental, banyak persamaan tidak memberi arah bawaan pada waktu. Dari mekanika Newton hingga relativitas, bahkan dalam bayangan gravitasi kuantum seperti persamaan Wheeler-DeWitt, waktu sering muncul sebagai parameter yang bisa “hilang” pada level terdalam.
Namun pengalaman manusia justru sebaliknya, karena kita hidup dalam aliran yang terasa satu arah. Hukum kedua termodinamika memberi panah waktu lewat entropi yang cenderung meningkat, dari keadaan lebih teratur menuju lebih acak.
Konflik ini bukan sekadar teka-teki filsafat, melainkan masalah teknis untuk menjelaskan alam semesta. Jika waktu tidak fundamental, maka dari mana “sekarang” dan “nanti” berasal, terutama ketika kita mencoba menyatukan mekanika kuantum dan gravitasi.
Barontini membangun “mini alam semesta” dari sekitar 24.000 atom rubidium yang didinginkan hingga sepersejuta derajat di atas nol mutlak. Kondisi ini membentuk kondensat Bose-Einstein, keadaan materi ketika partikel bertindak seperti satu super-partikel kolektif.
Sistem itu kemudian dikurung dalam perangkap optik dipol dan dipisah menjadi dua sektor oleh penghalang dari dua sinar laser berbeda frekuensi. Satu sektor dibuat “terang” dan teramati, sementara sektor lain “gelap” dan tidak teramati.
Di titik ini, eksperimen berubah menjadi metafora yang ketat, bukan sekadar analogi longgar. Barontini menyamakan sektor tak teramati dengan bagian alam semesta yang tak kita akses langsung, seperti materi gelap dan energi gelap, meski tentu bukan klaim bahwa keduanya identik.
Inti temuannya adalah pertukaran atom dan entropi antara sektor teramati dan tak teramati. “Dari pertukaran entropi ini, kita mendefinisikan waktu internal, ‘entropik’,” ujar Barontini sebagaimana dikutip ScienceAlert dan detikINET.
Waktu entropik itu meningkat ketika pertukaran entropi berlangsung, dan berhenti ketika pertukaran berhenti. Dengan kata lain, “jam”-nya bukan getaran kuarsa atau osilator atom konvensional, melainkan arah perubahan statistik yang tak simetris.
Osilasi atom melintasi penghalang terjadi ritmis, menyerupai siklus ekspansi-kontraksi dalam narasi kosmologi Big Bang–Big Crunch. Ini mengingatkan hipotesis alam semesta siklik, walau eksperimen ini bekerja pada skala laboratorium dan tidak membuktikan kosmologi tertentu.
Nilai pentingnya terletak pada kontrol eksperimental atas konsep yang biasanya hanya hidup di papan tulis. Hasil penelitian ini dilaporkan dalam jurnal Physical Review Research, sehingga dapat diuji ulang, diperdebatkan, dan dipertajam oleh komunitas fisika.
Eksperimen ini memaksa kita membedakan dua hal yang sering dicampur: waktu sebagai parameter matematika dan waktu sebagai pengalaman fisik. Jika persamaan bisa simetris terhadap pembalikan waktu, tetapi entropi tidak, maka “arah” mungkin bukan milik hukum mikroskopik, melainkan milik relasi antarsubsistem.
Di sini klaim Barontini terasa tajam: sistem tidak membutuhkan parameter eksternal untuk mengurutkan peristiwa. “Aliran entropi internalnya sendiri menunjukkan peristiwa mana yang akan terjadi selanjutnya,” kata Barontini, dan kalimat ini menantang intuisi kita tentang jam sebagai penguasa realitas.
Namun kita juga perlu kritis, karena “waktu entropik” tetap bergantung pada cara kita membagi sistem menjadi teramati dan tak teramati. Batas observasi bukan sekadar teknis, melainkan bagian dari definisi, sehingga waktu yang muncul bisa jadi bukan universal, melainkan kontekstual.
Meski begitu, justru di situlah relevansinya untuk gravitasi kuantum. Banyak pendekatan modern berusaha menjelaskan “waktu yang muncul” (emergent time), dan eksperimen terkontrol seperti ini memberi pijakan empiris, bukan hanya spekulasi.
Publik sering mencari jawaban sederhana: apakah waktu itu nyata atau ilusi. Eksperimen ini tidak menutup perdebatan, tetapi menggesernya: waktu bisa nyata sebagai efek kolektif, sama seperti suhu yang nyata meski tidak dimiliki satu atom tunggal.
Mini alam semesta kuantum Barontini menyodorkan ide yang mengganggu sekaligus mencerahkan: mungkin waktu bukan panggung, melainkan jejak yang ditinggalkan perubahan. Jika entropi berhenti mengalir, “waktu” di dalam sistem itu pun berhenti bermakna.
Kita lalu dihadapkan pada pertanyaan yang lebih sunyi daripada sekadar fisika: apakah hidup kita terasa bergerak maju karena semesta memang punya arah, atau karena kita berada di sisi entropi yang tak pernah mundur. Dan jika waktu bisa “muncul”, apa lagi yang selama ini kita anggap fundamental ternyata hanyalah akibat. (Orbit dari berbagai sumber, 2 Juli 2026)
