Sebuah eksperimen di University of Birmingham memberi petunjuk kuat bahwa waktu tidak selalu memerlukan jam eksternal untuk tetap “ada”. Tim yang dipimpin Giovanni Barontini menunjukkan bahwa perubahan di dalam sistem kuantum dapat berperan seperti jam internal.
Temuan itu lahir dari upaya membangun “alam semesta mini” di laboratorium untuk menguji apakah waktu bergantung pada pengukuran dari luar, atau justru muncul dari dinamika sistem itu sendiri. Dalam skala kuantum, pertanyaan ini masih menjadi salah satu persoalan paling mendasar dalam fisika modern.
Atom superdingin sebagai model sistem kecil
Untuk menjalankan uji 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, yakni keadaan materi kelima ketika partikel-partikelnya bergerak seperti satu kesatuan. Sistem semacam ini memudahkan ilmuwan mengamati perilaku dasar materi dan perubahan yang terjadi di dalamnya.
Setelah itu, sistem ditempatkan dalam perangkap optik yang dibentuk oleh dua sinar laser. Susunan ini memisahkan sistem ke dalam dua wilayah, yaitu sektor terang atau bright sector dan sektor gelap atau dark sector.
Perpindahan atom yang dibaca sebagai perubahan waktu
Para ilmuwan memantau pergerakan atom saat berpindah bolak-balik di antara dua wilayah tersebut. Dari perpindahan itu, mereka melihat adanya perubahan keteraturan di dalam sistem.
Perubahan keteraturan inilah yang menjadi dasar kesimpulan bahwa sistem tersebut dapat memiliki evolusi internal. Dalam kerangka eksperimen ini, evolusi itu berfungsi seperti jam internal yang tidak bergantung pada alat ukur dari luar.
Dengan kata lain, waktu dalam sistem kuantum tersebut tidak diperlakukan sebagai parameter eksternal yang berdiri sendiri. Waktu justru tampak muncul dari dinamika yang berlangsung di dalam sistem itu sendiri.
Makna ilmiah yang lebih besar
Hasil ini mendukung gagasan bahwa waktu mungkin bukan unsur paling dasar dalam alam semesta. Sejumlah fisikawan memandang waktu sebagai fenomena emergen, yakni sesuatu yang muncul dari interaksi dan perubahan pada level kuantum.
Jika pandangan itu benar, maka cara memahami realitas perlu dibaca ulang. Selama ini waktu kerap dianggap mengalir konstan sebagai latar bagi semua peristiwa, tetapi eksperimen ini menunjukkan bahwa kerangka tersebut tidak selalu berlaku di dunia kuantum.
Science Alert melaporkan bahwa temuan ini juga memperlihatkan bagaimana sebuah sistem fisik dapat “mencatat” perubahannya sendiri. Artinya, sistem tidak selalu memerlukan pengamat di luar dirinya untuk menunjukkan urutan peristiwa.
Meski belum menutup perdebatan panjang soal hakikat waktu, eksperimen Barontini dan timnya memberi bukti laboratorium yang penting. Kajian lanjutan tetap dibutuhkan untuk memahami sejauh mana waktu benar-benar lahir dari proses internal, bukan dari sesuatu yang berdiri di luar sistem.