Courtesy of QuantaMagazine

Kebangkitan Teori Gravitasi Kuadratik dan Misteri Partikel Hantu

Artikel ini bertujuan menjelaskan kebangkitan teori gravitasi kuadratik dalam fisika teoretis yang menggunakan pendekatan teori medan kuantum untuk gravitasi, menunjukkan bahwa prediksi dan masalah teori ini bisa diatasi, sehingga membuka kemungkinan baru dalam memahami gravitasi dan alam semesta lebih dalam.

17 Nov 2025, 07.00 WIB

166 dibaca

Ikhtisar 15 Detik

Gravitasi kuadratik menunjukkan potensi untuk menjadi teori yang dapat menjelaskan gravitasi dengan cara yang lebih konsisten daripada teori sebelumnya.
Partikel hantu yang muncul dalam teori ini dapat diatasi dengan pendekatan baru, membuka kemungkinan pemahaman baru tentang gravitasi.
Teori ini dapat berkontribusi pada penjelasan inflasi kosmik, yang merupakan aspek penting dalam kosmologi modern.

Radboud, Belanda - Dalam fisika, gravitasi adalah gaya yang paling kita alami sehari-hari, namun tetap menjadi misteri besar karena sulit dimasukkan dalam teori partikel yang sudah sukses menjelaskan gaya-gaya lain. Fisikawan menggunakan teori medan kuantum untuk menjelaskan gaya elektromagnetik dan inti atom, tapi ketika mencoba menerapkannya pada gravitasi, muncul masalah serius karena pendekatan lama gagal menghilangkan tak hingga dalam perhitungan.

Pada tahun 1977, Kellogg Stelle mengajukan teori gravitasi kuadratik yang memodifikasi persamaan Einstein dengan menambahkan dua istilah kuadrat kelengkungan ruang-waktu, sehingga teori tersebut menjadi renormalisasi dan matematis konsisten. Sayangnya, teori ini menghasilkan partikel baru yang disebut hantu, karena memiliki energi negatif dan bisa melanggar aturan dasar fisika seperti kausalitas dan probabilitas.

Selama bertahun-tahun, teori ini kurang mendapat perhatian karena masalah partikel hantu ini. Namun sejak 2010-an, minat terhadap teori ini mulai bangkit kembali terutama karena teori string dan supergravitasi tidak menunjukkan hasil eksperimen yang diharapkan. Penelitian terbaru mengusulkan aturan kuantum baru yang mengatasi masalah hantu tanpa menimbulkan ketidakkonsistenan, sehingga teori ini mulai dipertimbangkan lebih serius.

Selain itu, teori gravitasi kuadratik juga relevan untuk menjelaskan inflasi kosmik, ledakan awal alam semesta yang membentuk struktur besar di langit. Teori ini memprediksi gelombang gravitasi yang sangat lemah yang saat ini belum dapat dideteksi tapi mungkin teramati dengan teleskop lebih canggih di masa depan. Jika berhasil, ini akan menjadi bukti kuat bagi teori tersebut.

Para fisikawan kini melihat teori gravitasi kuadratik sebagai kemungkinan lapisan realitas yang mandiri dan konsisten sampai skala terkecil. Jika gelombang gravitasi inflasi dan sifat matematika teori ini terbukti benar, maka kita bisa mengalami revolusi dalam memahami gravitasi dan bagaimana alam semesta bekerja, mengubah cara pandang dasar kita tentang ruang dan waktu.

Referensi:
[1] https://www.quantamagazine.org/old-ghost-theory-of-quantum-gravity-makes-a-comeback-20251117/

Analisis Ahli

John Donoghue

"Teori gravitasi kuadratik menunjukkan tanda-tanda konsistensi dalam skenario sederhana dan bisa menjadi lapisan realitas mandiri meskipun bukan teori akhir."

Damiano Anselmi

"Dengan menggunakan aturan kuantum yang dimodifikasi, masalah partikel hantu dapat dihindari dan teori ini masih sangat relevan untuk diteliti."

Alessia Platania

"Meski ada usaha memperbaiki teori, masih ada keraguan serius tentang dampak pelanggaran kausalitas dan unitaritas yang perlu diuji lebih lanjut."

Analisis Kami

"Pendekatan gravitasi kuadratik adalah terobosan penting yang mengajak kita untuk menerima konsep fisika yang selama ini dianggap tabu, seperti pelanggaran kausalitas sementara. Ini bisa menjadi kunci bagi para fisikawan untuk membuka pemahaman baru yang lebih dalam mengenai struktur ruang-waktu yang sebenarnya, meskipun masih banyak tantangan teoritis yang harus dipecahkan."

Prediksi Kami

Jika partikel hantu dapat sepenuhnya diatasi dan gelombang gravitasi inflasi dari teori ini terdeteksi oleh teleskop generasi berikutnya, teori gravitasi kuadratik bisa menjadi teori gravitasi fundamental yang lengkap dan menggantikan teori gravitasi kuantum lainnya.

Pertanyaan Terkait

Apa yang menjadi fokus utama dari artikel ini?

Artikel ini membahas perkembangan terbaru dalam penelitian tentang gravitasi kuantum, khususnya teori gravitasi kuadratik.

Siapa yang mengembangkan teori gravitasi kuadratik?

Teori gravitasi kuadratik dikembangkan oleh Kellogg Stelle pada tahun 1977.

Mengapa renormalisasi menjadi masalah saat menggabungkan gravitasi dengan teori medan kuantum?

Renormalisasi menjadi masalah karena partikel gravitasi berperilaku berbeda, di mana efek kecil dapat memiliki dampak besar, membuat perhitungan menjadi tak terhingga.

Apa yang dimaksud dengan 'partikel hantu' dalam konteks gravitasi kuadratik?

'Partikel hantu' merujuk pada partikel dengan energi negatif yang muncul dalam teori gravitasi kuadratik dan dapat menyebabkan masalah matematis.

Bagaimana gravitasi kuadratik dapat menjelaskan inflasi kosmik?

Gravitasi kuadratik dapat menjelaskan inflasi kosmik dengan memprediksi gelombang ruang-waktu yang mungkin tidak terdeteksi oleh teleskop saat ini.