Pertanyaan apakah waktu tetap ada tanpa jam kini mendapat sorotan baru dari eksperimen fisikawan di University of Birmingham. Tim yang dipimpin Giovanni Barontini menciptakan “alam semesta mini” di laboratorium untuk menguji apakah waktu memang bergantung pada pengukuran dari luar atau justru muncul dari perubahan di dalam sistem itu sendiri.
Kajian ini penting karena dalam skala kuantum, waktu masih menjadi salah satu misteri terbesar fisika. Temuan yang dilaporkan Science Alert menunjukkan bahwa waktu tidak harus hadir sebagai parameter eksternal, melainkan bisa muncul secara alami dari dinamika internal sebuah sistem.
Alam semesta mini di laboratorium
Untuk menguji teori tersebut, para peneliti menggunakan sekitar 24.000 atom rubidium. Atom-atom itu didinginkan hingga suhu yang sangat ekstrem, hanya sepersejuta miliar derajat di atas nol mutlak.
Pada kondisi itu, atom berubah menjadi kondensat Bose-Einstein, yaitu keadaan materi kelima ketika seluruh partikel bergerak seperti satu kesatuan. Dalam keadaan ini, sistem bertingkah seperti “superpartikel” yang lebih mudah diamati untuk melihat perilaku dasar materi dan waktu.
Sistem kemudian ditempatkan di perangkap optik yang dibentuk oleh dua sinar laser. Pengaturan ini memisahkan sistem menjadi dua wilayah, yakni sektor yang dapat diamati atau bright sector dan sektor yang tidak dapat diamati atau dark sector.
Para ilmuwan lalu memantau pergerakan atom saat berpindah bolak-balik di antara dua wilayah itu. Dari perpindahan tersebut, mereka menilai ada perubahan keteraturan di dalam sistem yang bisa dibaca sebagai proses evolusi internal.
Waktu yang muncul dari perubahan
Hasil pengamatan menunjukkan bahwa setiap perpindahan atom ikut mengubah tingkat keteraturan sistem. Perubahan itulah yang menjadi dasar utama kesimpulan para peneliti.
Dalam eksperimen ini, evolusi sistem dapat berfungsi sebagai jam internal. Artinya, waktu tidak diambil dari alat ukur di luar sistem, tetapi muncul dari dinamika yang berlangsung di dalamnya.
Gagasan itu sejalan dengan teori bahwa waktu mungkin bukan unsur paling dasar dalam alam semesta. Waktu bisa jadi merupakan fenomena emergen, yaitu konsekuensi dari interaksi dan perubahan pada level kuantum.
Mengapa temuan ini penting
Jika waktu memang bisa muncul tanpa jam eksternal, maka cara fisika memandang realitas perlu dibaca ulang. Selama ini, waktu sering dianggap mengalir konstan dan menjadi latar bagi semua peristiwa, tetapi eksperimen ini menunjukkan bahwa kerangka itu tidak selalu berlaku di dunia kuantum.
Temuan tersebut juga memperlihatkan bahwa sistem fisik bisa “mencatat” perubahannya sendiri. Dengan kata lain, sebuah sistem tidak selalu memerlukan pengamat atau alat di luar dirinya untuk menunjukkan adanya urutan peristiwa.
Dalam konteks fisika modern, hasil ini membuka ruang baru untuk meneliti hubungan antara perubahan, keteraturan, dan waktu. Eksperimen Barontini dan timnya belum menutup perdebatan, tetapi memberikan bukti laboratorium yang mendukung pandangan bahwa waktu mungkin lahir dari proses internal, bukan dari sesuatu yang berdiri di luar sistem.