Tiga Teori Sains dan Hukum Biometri yang Kerap Digunakan Agen Judi Online

Dunia sains dipercaya akan selalu berkembang. Tidak hanya itu saja, bidang matematika, biometri, dan lainnya akan terus diisi dengan banyak ilmuwan handal yang ahli di area masing masing. Acara seminar kelak juga akan diadakan bagi para peminat, termasuk agen situs judi online. Setidaknya ada tiga teori sains dan hukum biometri yang nantinya akan paling kerap dibahas.

Teori Big Bang

Teori sains dan hukum biometri pertama yang wajib diketahui oleh masyarakat luas adalah Teori Big Bang. Teori ini membahas tentang awal mula alam semesta tercipta. Melansir dari penelitian fenomenal yang dikendarai oleh Georges Lemaitre, Edwin Hubble, dan Albert Einstein, teori ini menyatakan bahwa belasan miliar tahun lalu adalah awal terciptanya alam semesta. Sebuah fakta mencengangkan bagi para pemain judi online yang buka 24 jam bahkan hingga akhir pekan.

Ternyata, teori ini pun dapat banyak dukungan dari komunitas ilmiah yang ada di berbagai belahan negara. Main slot online pun pasti akan bisa dapat banyak cuan kalau dapat dukungan dari teman, plus bisa dapat bonus referral. Robert Wilson dan Amo Penziasa adalah dua nama ilmuwan yang pada akhirnya turut mendukung fakta fakta yang dijabarkan dalam teori Big Bang. Tidak heran, teori ini terus berkembang bahkan hingga saat ini.

Teori Big Bang

Hukum Ekspansi Kosmik Hubble

Teori sains dan hukum biometri kedua yang wajib diketahui oleh masyarakat luas adalah Hukum Ekspansi Kosmik Hubble. Perlu diakui bahwa Edwin Hubble tidak pernah berpuas diri. Main judi online dan dapat cuan juga baiknya tidak berpuas diri karena ada jackpot utama yang bisa diraih. Setelah berhasil membawa teori Big Bang dikenal luas oleh dunia, Hubble terus lakukan penelitian. Kini, ia mengamati betapa inovatifnya dunia astronomi yang ada di dunia ini.

Melalui penelitiannya, ia berhasil memberi sebuah bukti bahwa Bima Sakti bukanlah satu satunya galaksi yang ada di semesta ini. Tidak hanya itu saja, Hubble juga beberkan sebuah rumus yang nantinya dikenal sebagai Hukum Ekspansi Kosmik Hubble, dimana untuk mengukur kecepatan pergerakan galaksi, konstanta Hubble dapat dikalikan dengan jarak antar galaksi. Sebuah penemuan baru untuk menikmati akhir pekan dengan main pragmatic 24 jam non stop.

Hukum Kepler tentang Gerak Planet

Hukum Kepler tentang Gerak Planet

Teori sains dan hukum biometri ketiga yang wajib diketahui oleh masyarakat luas adalah Hukum Kepler tentang Gerak Planet. Orbit planet telah menjadi sebuah topik kontroversial di kalangan ilmuwan sebab belum pernah ada yang menemukan fakta paling akurat. Hingga akhirnya pada abad ke-17, Johannes Kepler mengenalkan tiga hukum Kepler yang disambut positif oleh para ilmuwan yang menghabiskan waktu luangnya untuk main judi online lewat aplikasi di smart phone.

Tiga hukum Kepler tersebut antara lain hukum orbit, hukum luas, dan hukum periode. Ketiganya saling berhubungan dan menjelaskan bagaimana planet melakukan suatu orbit serta bagaimana pergerakan tersebut sedikit banyak memberi pengaruh terhadap benda benda yang ada di sekitarnya. Penemuan ini pastinya memberi motivasi bagi pemain judi agar terus giat cari trik terbaik berjudi karena kelak pasti akan cuan pada waktunya.

Kerap digunakan oleh agen judi online, tiga teori sains dan hukum biometri ini masih terus dikembangkan hingga hari ini. Mulai dari teori big bang, hukum ekspansi kosmik hubble, dan hukum kepler, ketiganya telah berkontribusi besar dalam pengembangan dunia sains modern.

Satu Abad Teori Mekanika Kuantum Mempertanyakan Sifat Dasar Realitas
Teori Sains

Satu Abad Teori Mekanika Kuantum Mempertanyakan Sifat Dasar Realitas

Satu Abad Teori Mekanika Kuantum Mempertanyakan Sifat Dasar Realitas, Ilmuwan seperti pencari, menggali alam mencari permata pengetahuan tentang realitas fisik. Dan di abad yang lalu, para ilmuwan telah menggali cukup dalam untuk menemukan bahwa fondasi realitas tidak mencerminkan dunia penampilan sehari-hari. Pada akarnya, realitas dijelaskan oleh seperangkat aturan matematika misterius yang dikenal sebagai mekanika kuantum.

Diciptakan pada pergantian abad ke-20 dan kemudian muncul dalam bentuk penuhnya pada pertengahan 1920-an, mekanika kuantum adalah matematika yang menjelaskan materi. Ini adalah teori untuk menggambarkan fisika dunia mikro, di mana atom dan molekul berinteraksi untuk menghasilkan dunia pengalaman manusia. Dan itu adalah inti dari segala sesuatu yang membuat abad ini berlalu begitu dramatis tidak seperti abad sebelumnya. Dari ponsel hingga superkomputer, DVD hingga pdf, fisika kuantum memicu ekonomi berbasis elektronik saat ini, mengubah perdagangan, komunikasi, dan hiburan.

Tapi teori kuantum mengajarkan para ilmuwan lebih dari bagaimana membuat chip komputer. Itu mengajarkan bahwa kenyataan tidak seperti yang terlihat.

“Sifat dasar realitas bisa sangat berbeda dari dunia benda-benda yang kita kenal bergerak di ruang angkasa dan berinteraksi satu sama lain,” fisikawan Sean Carroll menyarankan dalam tweet baru-baru ini. “Kita seharusnya tidak membodohi diri sendiri dengan salah mengira dunia seperti yang kita alami untuk dunia sebagaimana adanya.”

Dalam makalah teknis yang mendukung tweetnya , Carroll mencatat bahwa teori kuantum terdiri dari persamaan yang menggambarkan entitas matematika yang menjelajahi alam abstrak dari kemungkinan peristiwa alam. Masuk akal, menurut Carroll, bahwa ranah kuantum dari kemungkinan matematis ini mewakili sifat dasar realitas yang sebenarnya. Jika demikian, semua fenomena fisik yang kita rasakan hanyalah “deskripsi tingkat tinggi yang muncul” dari apa yang sebenarnya terjadi.

Peristiwa “muncul” di ruang biasa adalah nyata dengan caranya sendiri, hanya saja tidak mendasar, menurut Carroll. Keyakinan bahwa “arena spasial” adalah fundamental “lebih merupakan masalah kenyamanan dan konvensi daripada salah satu prinsip,” katanya.

Menurut thebigvantheory.com Perspektif Carroll bukan satu-satunya cara untuk melihat makna matematika kuantum, dia mengakui, dan itu tidak sepenuhnya dimiliki oleh sebagian besar fisikawan. Tetapi semua orang setuju bahwa fisika kuantum telah mengubah secara drastis pemahaman umat manusia tentang alam. Faktanya, pembacaan sejarah yang adil menunjukkan bahwa teori kuantum adalah perubahan paling dramatis dalam konsepsi sains tentang realitas sejak orang Yunani kuno mengesampingkan penjelasan mitologis tentang fenomena alam yang mendukung logika dan akal. Bagaimanapun, fisika kuantum itu sendiri tampaknya menentang logika dan alasan.

Tentu saja tidak. Teori kuantum mewakili hasil akhir dari penalaran logis yang unggul, sampai pada kebenaran yang tidak pernah dapat ditemukan hanya dengan mengamati dunia yang terlihat.

Ternyata di dunia mikro — di luar jangkauan indera — fenomena memainkan permainan dengan aturan fantastik. Partikel dasar materi bukanlah batu kecil, tetapi lebih seperti gelombang hantu yang mempertahankan beberapa kemungkinan masa depan sampai dipaksa untuk menganggap substansi yang setara subatomik. Akibatnya, matematika kuantum tidak menggambarkan urutan sebab-akibat tanpa henti dari peristiwa-peristiwa seperti yang ditekankan oleh ilmu pengetahuan Newton. Alih-alih, sains berubah dari diktator menjadi pembuat peluang; matematika kuantum hanya menceritakan probabilitas untuk kemungkinan hasil yang berbeda. Beberapa ketidakpastian selalu tetap ada.

Revolusi kuantum

Penemuan ketidakpastian kuantum adalah yang pertama kali membuat dunia terkesan dengan kedalaman revolusi kuantum. Fisikawan Jerman Werner Heisenberg, pada tahun 1927, mengejutkan komunitas ilmiah dengan pernyataan bahwa fisika sebab-akibat deterministik gagal ketika diterapkan pada atom. Heisenberg menyimpulkan, tidak mungkin mengukur baik lokasi dan kecepatan partikel subatomik pada saat yang bersamaan. Jika Anda mengukur satu dengan tepat, beberapa ketidakpastian tetap ada untuk yang lain.

”Sebuah partikel mungkin memiliki tempat yang tepat atau kecepatan yang tepat, tetapi tidak dapat memiliki keduanya,” seperti yang dilaporkan Science News Letter , pendahulu Science News , pada tahun 1929 . “Dinyatakan dengan kasar, teori baru menyatakan bahwa kebetulan menguasai dunia fisik.” Prinsip ketidakpastian Heisenberg “ditakdirkan untuk merevolusi ide-ide alam semesta yang dipegang oleh para ilmuwan dan orang awam ke tingkat yang lebih besar daripada relativitas Einstein.”

Terobosan Heisenberg adalah puncak dari serangkaian kejutan kuantum. Pertama kali datang penemuan fisikawan Jerman Max Planck, pada tahun 1900, bahwa cahaya dan bentuk lain dari radiasi dapat diserap atau dipancarkan hanya dalam paket diskrit, yang Planck disebut kuanta. Beberapa tahun kemudian Albert Einstein berpendapat bahwa cahaya juga berjalan melalui ruang sebagai paket, atau partikel, yang kemudian disebut foton. Banyak fisikawan menganggap petunjuk kuantum awal seperti itu tidak penting. Tetapi pada tahun 1913, fisikawan Denmark Niels Bohr menggunakan teori kuantum untuk menjelaskan struktur atom. Segera dunia menyadari bahwa realitas perlu diperiksa ulang.

Pada tahun 1921, kesadaran akan revolusi kuantum mulai berkembang melampaui batas-batas konferensi fisika. Pada tahun itu, Science News Bulletin , iterasi pertama Science News , mendistribusikan apa yang “diyakini sebagai penjelasan populer pertama” dari teori radiasi kuantum, yang diberikan oleh ahli kimia fisik Amerika William D. Harkins. Dia menyatakan bahwa teori kuantum “jauh lebih penting secara praktis” daripada teori relativitas.

“Karena itu menyangkut dirinya sendiri dengan hubungan antara materi dan radiasi,” tulis Harkins , teori kuantum “adalah signifikansi mendasar sehubungan dengan hampir semua proses yang kita ketahui.” Listrik, reaksi kimia, dan bagaimana materi merespons panas semuanya memerlukan penjelasan teori kuantum.

Mengenai atom, fisika tradisional menegaskan bahwa atom dan bagian-bagiannya dapat bergerak “dalam banyak cara yang berbeda,” kata Harkins. Tetapi teori kuantum menyatakan bahwa “dari semua keadaan gerak (atau cara bergerak) yang ditentukan oleh teori yang lebih tua, hanya sejumlah tertentu yang benar-benar terjadi.” Oleh karena itu, peristiwa yang sebelumnya diyakini “terjadi sebagai proses yang berkelanjutan, sebenarnya terjadi dalam langkah-langkah.”

Tetapi pada tahun 1921 fisika kuantum tetap embrionik. Beberapa implikasinya telah diketahui, tetapi bentuk lengkapnya tetap belum dikembangkan secara rinci. Adalah Heisenberg, pada tahun 1925, yang pertama kali mengubah petunjuk yang membingungkan menjadi gambar matematika yang koheren. Kemajuannya yang menentukan adalah mengembangkan cara untuk merepresentasikan energi elektron dalam atom menggunakan aljabar matriks. Dengan bantuan dari fisikawan Jerman Max Born dan Pascual Jordan, matematika Heisenberg dikenal sebagai mekanika matriks. Tak lama kemudian, fisikawan Austria Erwin Schrödinger mengembangkan persamaan bersaing untuk energi elektron, melihat partikel yang dianggap sebagai gelombang yang dijelaskan oleh fungsi gelombang matematika. “Mekanika gelombang” Schrödinger ternyata secara matematis setara dengan pendekatan berbasis partikel Heisenberg,

Namun, beberapa kebingungan tetap ada. Tidak jelas bagaimana pendekatan yang menggambarkan elektron sebagai partikel bisa setara dengan satu elektron yang mengandaikan gelombang. Bohr, yang saat itu dianggap sebagai fisikawan atom terkemuka di dunia, merenungkan pertanyaan itu secara mendalam dan pada tahun 1927 tiba pada sudut pandang baru yang disebutnya saling melengkapi.

Bohr berpendapat bahwa pandangan partikel dan gelombang saling melengkapi; keduanya diperlukan untuk deskripsi lengkap fenomena subatomik. Apakah sebuah “partikel” – katakanlah, elektron – menunjukkan sifat gelombang atau partikelnya tergantung pada pengaturan eksperimental yang mengamatinya. Alat yang dirancang untuk menemukan partikel akan menemukan partikel; alat yang diarahkan untuk mendeteksi perilaku gelombang akan menemukan gelombang.

Baca Juga : Teori Relativitas Umum Einstein Terbukti Kebenaranya

Pada waktu yang hampir bersamaan, Heisenberg menurunkan prinsip ketidakpastiannya. Sama seperti gelombang dan partikel tidak dapat diamati dalam eksperimen yang sama, posisi dan kecepatan tidak dapat keduanya diukur secara tepat pada waktu yang sama. Sebagai fisikawan Wolfgang Pauli berkomentar, “Sekarang menjadi hari dalam teori kuantum.”

Tapi petualangan kuantum benar-benar baru saja dimulai.

Debat hebat

Banyak fisikawan, termasuk Einstein, menyesalkan implikasi prinsip ketidakpastian Heisenberg. Pengenalannya pada tahun 1927 menghilangkan kemungkinan memprediksi secara tepat hasil pengamatan atom. Seperti yang telah ditunjukkan Born, Anda hanya dapat memprediksi probabilitas untuk berbagai kemungkinan hasil, menggunakan perhitungan yang diinformasikan oleh fungsi gelombang yang telah diperkenalkan Schrödinger. Einstein dengan terkenal membalas bahwa dia tidak percaya bahwa Tuhan akan bermain dadu dengan alam semesta. Lebih buruk lagi, dalam pandangan Einstein, dualitas gelombang-partikel yang dijelaskan oleh Bohr menyiratkan bahwa seorang fisikawan dapat mempengaruhi realitas dengan memutuskan jenis pengukuran yang akan dibuat. Tentunya, Einstein percaya, realitas ada secara independen dari pengamatan manusia.

Pada saat itu, Bohr melibatkan Einstein dalam serangkaian diskusi yang kemudian dikenal sebagai debat Bohr-Einstein, dialog berkelanjutan yang memuncak pada tahun 1935. Pada tahun itu, Einstein, dengan kolaborator Nathan Rosen dan Boris Podolsky, menjelaskan sebuah eksperimen pemikiran yang diduga menunjukkan bahwa mekanika kuantum tidak dapat menjadi teori realitas yang lengkap.

Dalam rangkuman singkat di Science News Letter pada Mei 1935, Podolsky menjelaskan bahwa teori yang lengkap harus menyertakan “rekanan matematis untuk setiap elemen dunia fisik”. Dengan kata lain, harus ada fungsi gelombang kuantum untuk sifat-sifat setiap sistem fisik. Namun jika dua sistem fisik, masing-masing dijelaskan oleh fungsi gelombang, berinteraksi dan kemudian terbang terpisah, “mekanika kuantum … tidak memungkinkan kita untuk menghitung fungsi gelombang dari setiap sistem fisik setelah pemisahan.” (Dalam istilah teknis, kedua sistem menjadi “terjerat,” istilah yang diciptakan oleh Schrödinger.) Jadi matematika kuantum tidak dapat menggambarkan semua elemen realitas dan karena itu tidak lengkap.

Bohr segera menjawab , seperti yang dilaporkan dalam Science News Letter pada Agustus 1935. Dia menyatakan bahwa kriteria Einstein dan rekan-rekannya untuk realitas fisik adalah ambigu dalam sistem kuantum. Einstein, Podolsky dan Rosen berasumsi bahwa suatu sistem (katakanlah sebuah elektron) memiliki nilai-nilai tertentu untuk sifat-sifat tertentu (seperti momentumnya) sebelum nilai-nilai itu diukur. Mekanika kuantum, Bohr menjelaskan, mempertahankan kemungkinan nilai yang berbeda untuk sifat partikel sampai salah satunya diukur. Anda tidak dapat mengasumsikan keberadaan “elemen realitas” tanpa menentukan eksperimen untuk mengukurnya.

Einstein tidak mengalah. Dia mengakui bahwa prinsip ketidakpastian benar sehubungan dengan apa yang dapat diamati di alam, tetapi bersikeras bahwa beberapa aspek realitas yang tidak terlihat menentukan jalannya peristiwa fisik. Pada awal 1950-an fisikawan David Bohm mengembangkan teori “variabel tersembunyi” yang mengembalikan determinisme ke fisika kuantum, tetapi tidak membuat prediksi yang berbeda dari matematika mekanika kuantum standar. Einstein tidak terkesan dengan usaha Bohm. “Cara itu tampaknya terlalu murah bagi saya,” tulis Einstein kepada Born, seorang teman seumur hidup.

Einstein meninggal pada tahun 1955, Bohr pada tahun 1962, tidak ada yang menyerah. Bagaimanapun, itu tampak seperti perselisihan yang tidak dapat diselesaikan, karena eksperimen akan memberikan hasil yang sama. Tetapi pada tahun 1964, fisikawan John Stewart Bell menyimpulkan teorema cerdas tentang partikel terjerat, memungkinkan eksperimen untuk menyelidiki kemungkinan variabel tersembunyi. Dimulai pada 1970-an, dan berlanjut hingga hari ini, eksperimen demi eksperimen mengkonfirmasi prediksi mekanika kuantum standar. Keberatan Einstein ditolak oleh pengadilan alam.

Namun, banyak fisikawan menyatakan ketidaknyamanan dengan pandangan Bohr (biasanya disebut sebagai interpretasi Kopenhagen mekanika kuantum). Salah satu tantangan yang sangat dramatis datang dari fisikawan Hugh Everett III pada tahun 1957. Dia bersikeras bahwa eksperimen tidak menciptakan satu realitas dari banyak kemungkinan kuantum, melainkan hanya mengidentifikasi satu cabang realitas. Semua kemungkinan eksperimental lainnya ada di cabang lain, semuanya sama nyatanya. Manusia hanya merasakan cabang khusus mereka sendiri, tidak menyadari yang lain sama seperti mereka tidak menyadari rotasi Bumi. “Penafsiran banyak dunia” ini pada awalnya diabaikan secara luas tetapi menjadi populer beberapa dekade kemudian, dengan banyak penganutnya saat ini.

Sejak karya Everett, banyak interpretasi lain dari teori kuantum telah ditawarkan. Beberapa menekankan “kenyataan” dari fungsi gelombang, ekspresi matematika yang digunakan untuk memprediksi peluang kemungkinan yang berbeda. Yang lain menekankan peran matematika sebagai penggambaran pengetahuan tentang realitas yang dapat diakses oleh para peneliti.

Beberapa interpretasi mencoba untuk mendamaikan pandangan banyak dunia dengan fakta bahwa manusia hanya melihat satu realitas. Pada 1980-an, fisikawan termasuk H. Dieter Zeh dan Wojciech Zurek mengidentifikasi pentingnya interaksi sistem kuantum dengan lingkungan eksternalnya, sebuah proses yang disebut dekoherensi kuantum. Beberapa dari banyak kemungkinan realitas partikel dengan cepat menguap saat bertemu materi dan radiasi di sekitarnya. Segera hanya satu dari kemungkinan realitas yang tetap konsisten dengan semua interaksi lingkungan, menjelaskan mengapa pada skala waktu dan ukuran manusia hanya satu realitas yang dirasakan.

Wawasan ini melahirkan interpretasi “sejarah yang konsisten”, yang dipelopori oleh Robert Griffiths dan dikembangkan dalam bentuk yang lebih rumit oleh Murray Gell-Mann dan James Hartle. Ini dikenal luas di kalangan fisikawan tetapi telah menerima sedikit popularitas yang lebih luas dan tidak menghalangi pencarian interpretasi lain. Para ilmuwan terus bergulat dengan apa arti matematika kuantum bagi hakikat realitas.

Itu dari bit kuantum

Pada 1990-an, pencarian kejelasan kuantum mengambil giliran baru dengan munculnya teori informasi kuantum. Fisikawan John Archibald Wheeler, murid Bohr, telah lama menekankan bahwa realitas spesifik muncul dari kabut kemungkinan kuantum dengan amplifikasi ireversibel — seperti elektron yang secara pasti menetapkan lokasinya dengan meninggalkan bekas setelah menabrak detektor. Wheeler menyarankan bahwa realitas secara keseluruhan dapat dibangun dari proses seperti itu, yang dia bandingkan dengan pertanyaan ya atau tidak — apakah elektron ada di sini? Jawaban sesuai dengan bit informasi, 1 dan 0 yang digunakan oleh komputer. Wheeler menciptakan slogan “dari bit” untuk menggambarkan hubungan antara keberadaan dan informasi.

Mengambil analogi lebih jauh, salah satu mantan siswa Wheeler, Benjamin Schumacher, menyusun gagasan tentang versi kuantum dari sedikit informasi klasik. Dia memperkenalkan bit kuantum, atau qubit, pada sebuah konferensi di Dallas pada tahun 1992 .

Qubit Schumacher memberikan dasar untuk membangun komputer yang dapat memproses informasi kuantum. “Komputer kuantum” seperti itu sebelumnya telah dibayangkan, dengan cara yang berbeda, oleh fisikawan Paul Benioff, Richard Feynman dan David Deutsch. Pada tahun 1994, matematikawan Peter Shor menunjukkan bagaimana komputer kuantum yang memanipulasi qubit dapat memecahkan kode rahasia terberat, meluncurkan pencarian untuk merancang dan membangun komputer kuantum yang mampu melakukan itu dan prestasi komputasi pintar lainnya. Pada awal abad ke-21, komputer kuantum yang belum sempurna telah dibangun; versi terbaru dapat melakukan beberapa tugas komputasi tetapi belum cukup kuat untuk membuat metode kriptografi saat ini menjadi usang. Namun, untuk jenis masalah tertentu, komputasi kuantum dapat segera mencapai keunggulan dibandingkan komputer standar .

Realisasi komputasi kuantum belum menyelesaikan perdebatan tentang interpretasi kuantum. Deutsch percaya bahwa komputer kuantum akan mendukung pandangan banyak dunia. Namun, hampir tidak ada orang lain yang setuju. Dan beberapa dekade eksperimen kuantum belum memberikan dukungan apa pun untuk interpretasi baru — semua hasil sesuai dengan harapan mekanika kuantum tradisional. Sistem kuantum mempertahankan nilai yang berbeda untuk sifat-sifat tertentu sampai salah satunya diukur, seperti yang ditekankan oleh Bohr. Tapi tidak ada yang benar-benar puas, mungkin karena pilar fisika fundamental abad ke-20 lainnya, teori gravitasi Einstein (relativitas umum), tidak sesuai dengan kerangka teori kuantum.

Selama beberapa dekade sekarang, pencarian teori gravitasi kuantum telah gagal, meskipun banyak ide yang menjanjikan. Baru-baru ini pendekatan baru menunjukkan bahwa geometri ruangwaktu, sumber gravitasi dalam teori Einstein, dalam beberapa cara dapat dibangun dari belitan entitas kuantum . Jika demikian, perilaku misterius dunia kuantum menentang pemahaman dalam hal peristiwa biasa dalam ruang dan waktu karena realitas kuantum menciptakan ruang-waktu, daripada menempatinya. Jika demikian, pengamat manusia menyaksikan realitas buatan dan muncul yang memberi kesan peristiwa yang terjadi dalam ruang dan waktu, sedangkan realitas sejati yang tidak dapat diakses tidak harus bermain menurut aturan ruang-waktu.

Secara kasar pandangan ini menggemakan pandangan Parmenides, filsuf Yunani kuno yang mengajarkan bahwa semua perubahan adalah ilusi. Indra kita menunjukkan kepada kita “cara melihat”, kata Parmenides; hanya logika dan akal yang dapat mengungkapkan “jalan kebenaran”. Parmenides tidak mencapai wawasan itu dengan melakukan matematika, tentu saja (dia mengatakan itu dijelaskan kepadanya oleh seorang dewi). Tapi dia adalah tokoh penting dalam sejarah sains, yang memprakarsai penggunaan penalaran deduktif yang ketat dan mengandalkannya bahkan ketika itu mengarah pada kesimpulan yang menentang pengalaman indrawi.

Namun seperti yang disadari oleh beberapa orang Yunani kuno lainnya, dunia indera memang menawarkan petunjuk tentang realitas yang tidak dapat kita lihat. “Fenomena adalah pemandangan yang tak terlihat,” kata Anaxagoras. Seperti yang dikatakan Carroll, dalam istilah modern, “dunia seperti yang kita alami” tentu saja terkait dengan “dunia sebagaimana adanya”.

“Tapi hubungannya rumit,” katanya, “dan itu pekerjaan nyata untuk mencari tahu.”

Faktanya, butuh dua milenium kerja keras bagi revolusi Yunani dalam menjelaskan alam untuk matang menjadi pemahaman mekanistik sains Newton tentang realitas. Tiga abad kemudian fisika kuantum merevolusi pemahaman sains tentang realitas ke tingkat yang sebanding. Namun kurangnya kesepakatan tentang apa artinya semua ini menunjukkan bahwa mungkin sains perlu menggali lebih dalam lagi.

Teori Relativitas Umum Einstein Terbukti Kebenaranya
Teori Sains

Teori Relativitas Umum Einstein Terbukti Kebenaranya

Teori Relativitas Umum Einstein Terbukti Kebenaranya, Lebih dari 100 tahun setelah Albert Einstein mempresentasikan teori gravitasinya, para ilmuwan di seluruh dunia melanjutkan upaya mereka untuk menemukan kekurangan dalam relativitas umum. Pengamatan setiap penyimpangan dari Relativitas Umum akan merupakan penemuan besar yang akan membuka jendela fisika baru di luar pemahaman teoretis kita saat ini tentang Semesta.

Pemimpin tim peneliti, Michael Kramer dari Max Planck Institute for Radio Astronomy (MPIfR) di Bonn, Jerman, mengatakan: “Kami mempelajari sistem bintang kompak yang merupakan laboratorium tak tertandingi untuk menguji teori gravitasi di hadapan medan gravitasi yang sangat kuat. . Kami senang kami dapat menguji landasan teori Einstein, energi yang dibawa oleh gelombang gravitasi , dengan presisi yang 25 kali lebih baik daripada pulsar Hulse-Taylor pemenang Hadiah Nobel , dan 1000 kali lebih baik daripada yang mungkin dilakukan saat ini dengan gravitasi. detektor gelombang.” Dia menjelaskan bahwa pengamatan tidak hanya sesuai dengan teori, “tetapi kami juga dapat melihat efek yang tidak dapat dipelajari sebelumnya”.

Menurut thebigvantheory.com Ingrid Stairs dari University of British Columbia di Vancouver memberikan contoh: “Kami mengikuti propagasi foton radio yang dipancarkan dari mercusuar kosmik, pulsar, dan melacak gerakan mereka dalam medan gravitasi kuat dari pulsar pendamping.

Kami melihat untuk pertama kalinya bagaimana cahaya tidak hanya tertunda karena kelengkungan ruang-waktu yang kuat di sekitar pendamping, tetapi juga bahwa cahaya dibelokkan oleh sudut kecil 0,04 derajat yang dapat kami deteksi. Belum pernah eksperimen seperti itu dilakukan pada kelengkungan ruang-waktu yang begitu tinggi.”

Laboratorium kosmik yang dikenal sebagai “Double Pulsar” ini ditemukan oleh anggota tim pada tahun 2003. Laboratorium ini terdiri dari dua pulsar radio yang mengorbit satu sama lain hanya dalam 147 menit dengan kecepatan sekitar 1 juta km/jam. Satu pulsar berputar sangat cepat, sekitar 44 kali per detik. Pendamping masih muda dan memiliki periode rotasi 2,8 detik. Ini adalah gerakan mereka di sekitar satu sama lain yang dapat digunakan sebagai laboratorium gravitasi yang hampir sempurna.

Baca Juga : Teori, Hipotesis, dan Hukum Dalam Sains

Dick Manchester dari badan sains nasional Australia, CSIRO, mengilustrasikan: “Gerakan orbit yang begitu cepat dari objek-objek kompak seperti ini — mereka sekitar 30% lebih masif dari Matahari tetapi lebarnya hanya sekitar 24 km — memungkinkan kita untuk menguji berbagai prediksi relativitas umum. – total tujuh! Terlepas dari gelombang gravitasi, presisi kami memungkinkan kami untuk menyelidiki efek propagasi cahaya, seperti yang disebut “penundaan Shapiro” dan pembengkokan cahaya. Kami juga mengukur efek “pelebaran waktu” yang membuat jam berjalan lebih lambat di medan gravitasi.

Kita bahkan perlu memperhitungkan persamaan Einstein yang terkenal E = mc 2 ketika mempertimbangkan efek radiasi elektromagnetik yang dipancarkan oleh pulsar yang berputar cepat pada gerakan orbit. Radiasi ini sesuai dengan kehilangan massa 8 juta ton per detik! Meskipun ini tampak banyak, itu hanya sebagian kecil 3 bagian dalam seribu miliar dari massa pulsar per detik.”

Para peneliti juga mengukur dengan presisi 1 bagian dalam sejuta bahwa orbit mengubah orientasinya, efek relativistik yang juga dikenal dari orbit Merkurius, tetapi di sini 140.000 kali lebih kuat. Mereka menyadari bahwa pada tingkat presisi ini mereka juga perlu mempertimbangkan dampak dari rotasi pulsar pada ruangwaktu di sekitarnya, yang “diseret” dengan pulsar yang berputar. Norbert Wex dari MPIfR, penulis utama studi lainnya, menjelaskan: “Para fisikawan menyebutnya sebagai efek Lense-Thirring atau menyeret bingkai. Dalam percobaan kami, ini berarti bahwa kami perlu mempertimbangkan struktur internal pulsar sebagai bintang neutron. Oleh karena itu, pengukuran kami memungkinkan kami untuk pertama kalinya menggunakan pelacakan presisi rotasi bintang neutron, teknik yang kami sebut waktu pulsar untuk memberikan batasan pada perpanjangan bintang neutron.

Teknik waktu pulsar dikombinasikan dengan pengukuran interferometrik sistem yang cermat untuk menentukan jaraknya dengan pencitraan resolusi tinggi, menghasilkan nilai 2400 tahun cahaya dengan margin kesalahan hanya 8%. Anggota tim Adam fDeller, dari Swinburne University di Australia dan bertanggung jawab atas bagian percobaan ini, menyoroti: “Ini adalah kombinasi dari berbagai teknik pengamatan pelengkap yang menambah nilai ekstrim percobaan. Di masa lalu, studi serupa sering terhambat oleh terbatasnya pengetahuan tentang jarak sistem tersebut.” Ini tidak terjadi di sini, di mana selain waktu pulsar dan interferometri juga informasi yang diperoleh dari efek karena media antarbintang diperhitungkan dengan cermat. Bill Coles dari University of California San Diego setuju:fisika plasma dan banyak lagi. Ini sangat luar biasa.”

“Hasil kami sangat baik melengkapi studi eksperimental lain yang menguji gravitasi dalam kondisi lain atau melihat efek yang berbeda, seperti detektor gelombang gravitasi atau Event Horizon Telescope. Mereka juga melengkapi eksperimen pulsar lainnya, seperti eksperimen waktu kami dengan pulsar dalam sistem triple bintang, yang telah memberikan uji independen (dan luar biasa) tentang universalitas jatuh bebas”, kata Paulo Freire, juga dari MPIfR.

Michael Kramer menyimpulkan: “Kami telah mencapai tingkat presisi yang belum pernah terjadi sebelumnya. Eksperimen masa depan dengan teleskop yang lebih besar dapat dan akan lebih jauh lagi. Pekerjaan kami telah menunjukkan cara eksperimen semacam itu perlu dilakukan dan efek halus mana yang sekarang perlu diperhitungkan. Dan, mungkin, kita akan menemukan penyimpangan dari relativitas umum suatu hari nanti…”

13 Fakta Lucu tentang Matematika
Ilmuwan Teori Matematika

13 Fakta Lucu tentang Matematika

13 Fakta Lucu tentang Matematika – Suka atau tidak suka, matematika sangat menarik ketika Anda benar-benar memahaminya. Tidak semua orang memiliki kepala yang fantastis untuk angka, namun, itu tidak berarti Anda tidak dapat menghargai beberapa kebetulan dan momen yang lebih aneh yang muncul melalui persamaan dan jumlah sederhana!

13 Fakta Lucu tentang Matematika

 Baca Juga : 4 Fakta Aneh Tentang Matematika

thebigvantheory – Jangan khawatir – kami di sini bukan untuk memperdaya Anda sepenuhnya! Dalam file fakta khusus ini, kita akan melihat beberapa fakta paling menarik dan menarik tentang matematika yang dapat kita sumber. Lihatlah dan cobalah untuk tidak terlalu bingung! Matematika itu brilian – angka benar-benar menakjubkan!

  1. Percaya atau tidak, setiap angka ganjil memiliki ‘e’ dalam namanya. Lihatlah – satu, tiga, lima, tujuh, sembilan, sebelas… daftarnya terus berlanjut!
  2. Diperkirakan bahwa matematika telah menjadi bagian dari budaya kita selama puluhan ribu tahun. Kita tahu ini berkat tanda luar biasa yang ditemukan pada tulang hewan purba. Oleh karena itu, sepertinya kita sudah menghitung angka selama kita bisa berpikir!
  3. Sangat mungkin untuk membagi lingkaran – atau kue, jika Anda suka, menjadi delapan dengan tiga garis. Dua vertikal, satu horizontal – sederhana!
  4. Hanya ada satu angka antara 1 dan 1.000 yang memiliki ‘a’ di dalamnya. Nomor itu? Seribu. Dari sini, ‘a menjadi tebal dan cepat – seribu satu, seribu dua
  5. Hanya ada dua bilangan prima di seluruh matematika yang berakhiran 2 atau 5. Angka-angka itu? 2 dan 5, lucunya.
  6. Statistik dan probabilitas benar-benar menarik. Ingin bertemu seseorang dengan hari ulang tahun yang sama
    dengan Anda? Ada kemungkinan hampir pasti dua ulang tahun akan cocok di ruangan 75 orang. Faktanya, Anda hanya membutuhkan sekitar 23 di ruangan agar peluang menumpuk hingga tingkat genap – yang berarti pertarungan sangat mungkin terjadi.
  7. Fakta dan statistik seputar paket kartu dan kombinasi uniknya cenderung membuat kepala Anda berputar. Faktanya, jika Anda mengocok setumpuk kartu sederhana, kemungkinan kombinasi yang Anda dapatkan belum pernah dikocok sebelumnya. Meletakkannya dalam urutan yang sesuai tidak masuk hitungan!
  8. Berapa angka paling beruntung di Bumi? Itu cukup sulit untuk dibuktikan, tapi setidaknya kita bisa membuktikan angka mana yang dianggap paling beruntung oleh kebanyakan orang. Penelitian telah menunjukkan bahwa kebanyakan orang lebih suka nomor tujuh daripada yang lainnya. Tapi kenapa ini? Ini memiliki banyak tautan dan konotasi terkenal, tentu saja – dan jika Anda pernah bermain di mesin slot, simbol 7 yang beruntung adalah perlengkapan yang umum.
  9. Simetri adalah hal yang aneh dan menarik. Bahkan, diperkirakan hanya ada 17 kemungkinan kombinasi pola wallpaper. Aneh tapi nyata – jika Anda menghilangkan warna dan gaya, Anda hanya akan selalu mendapatkan 17 pola yang sama berulang-ulang. Saatnya mengecat dinding, mungkin?
  10. Pernah mencoba trik matematika dadu? Sebuah dadu, tentu saja, memiliki enam sisi, dengan angka satu sampai enam ditandai dengan jelas di setiap sisinya. Tidak peduli dua sisi berlawanan dari dadu yang Anda pilih, angka yang ditampilkan akan selalu berjumlah tujuh. Lihatlah – satu dan enam, dua dan lima, tiga dan empat. Aneh!
  11. Kata-kata yang dimiliki angka juga agak aneh. Salah satu yang paling menarik adalah kata ‘ratusan’. Tapi kenapa? Ini berasal dari kata kuno ‘hundrath’. Itu, percaya atau tidak, diterjemahkan menjadi 120, bukan 100! Tidak begitu jelas mengapa terjemahan ini terus berlanjut selama bertahun-tahun.
  12. Sebuah googolplex adalah angka yang sangat panjang. Ini, dalam penjelasan sesingkat mungkin, sepuluh pangkat sepuluh, pangkat 100. Diperkirakan hampir mustahil untuk ditulis.
  13. Namun, seseorang telah mencoba – Wolfgang H Nitsche telah menghasilkan halaman volume yang berisi semua nol di googolplex. Siap untuk bagian yang mengejutkan? Ada 10.000 ,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000 volume.
4 Fakta Aneh Tentang Matematika
Teori Matematika

4 Fakta Aneh Tentang Matematika

4 Fakta Aneh Tentang Matematika, Matematika adalah hal lama yang lucu, satu menit Anda pikir Anda akhirnya menguasai kalkulus dan kemudian konsep tak terhingga dan bilangan prima mengubah otak Anda menjadi bubur. Tetapi bagi remaja Agniijo Banerjee, yang IQ-nya pada usia 13 tahun sudah melebihi 162, pemboggler matematika semacam ini hanyalah air dari punggung bebek.

Menurut thebigvantheory.com Bersama dengan tutor dan penulis sains David Darling, mereka telah menulis buku baru, Weird Maths: At the Edge of Infinity and Beyond (£12,99, Oneworld) , menjelajahi beberapa teka-teki yang paling membingungkan, paradoks kompleks, dan solusi mengejutkan dalam matematika. Berikut adalah beberapa fakta matematika yang tidak biasa dari buku ini.

1. Teorema sandwich ham

Ada teorema yang mengatakan bahwa selalu mungkin untuk membuat potongan sandwich ham dan keju sehingga kedua bagian memiliki jumlah roti, ham, dan keju yang sama persis. Bahan-bahannya bisa dalam bentuk apa pun yang Anda suka, dan bahkan bisa di tempat yang berbeda – misalnya, roti di tempat roti, keju di lemari es, dan ham di atas meja. Mereka bahkan bisa tersebar di seluruh Galaxy.

Teorema Ham Sandwich berlaku setiap saat. Sebuah irisan dapat dibuat – atau sebuah bidang yang digambar – yang membagi roti, ham, dan keju secara merata. Teorema ini bahkan berlaku di dimensi yang lebih tinggi. Dalam lima dimensi, misalnya, lima objek, apa pun bentuk dan posisinya, selalu dapat dibagi dua dengan satu irisan.

Baca Juga : Teori Homologi Dalam Matematika

2. Jumlah terbesar dari semuanya

Gugatan terbesar yang pernah diajukan, oleh seorang pria New York yang mengklaim dia digigit anjing gila, adalah untuk dua triliun triliun triliun dolar – jauh lebih banyak uang daripada yang ada di Bumi.

Matematikawan terbiasa berurusan dengan angka yang jauh lebih besar. Beberapa sangat besar sehingga tidak ada cukup ruang di Alam Semesta yang diketahui untuk menuliskannya, bahkan jika setiap digit sekecil atom. Namun tak satu pun dari angka-angka yang tak terbayangkan ini lebih dekat ke tak terhingga daripada angka-angka yang pertama kali kita pelajari untuk menghitung.

3. Seorang Grand Master baru

Terakhir kali seseorang mengalahkan komputer catur terbaik di dunia adalah tahun 2005. Sejak itu komputer catur menjadi sangat kuat sehingga hampir pasti tidak ada yang akan mengalahkannya lagi.

Baca Juga : Hubungan Antara Matematika Dan Fisika

Peringkat tertinggi yang pernah diraih manusia adalah 2.882 oleh juara dunia saat ini Magnus Carlsen pada tahun 2014. Ini jauh di bawah peringkat mesin catur terkuat, yang lebih dari 3.400.

Sementara komputer mulai mengungguli manusia dalam permainan yang jauh lebih kompleks – Go. Pada tahun 2017 AlphaGo mengalahkan peringkat satu dunia saat ini, Ke Jie, dalam tiga dari tiga pertandingan .

4. Misteri Utama

Masalah terbesar yang belum terpecahkan dalam matematika adalah Hipotesis Riemann, yang berkaitan dengan distribusi bilangan prima.

Angka-angka ini – angka yang hanya akan membagi dirinya sendiri dan 1 – setara dengan atom dari mana matematika dibangun. Mereka sangat penting tetapi tidak dipahami dengan baik. Yang paling misterius, meskipun tampaknya muncul secara acak, secara kolektif, mereka mengikuti pola tertentu.

Hipotesis Riemann, jika terbukti benar, secara efektif mengatakan bahwa meskipun tidak pasti di mana bilangan prima akan muncul, ketidakpastian ini dikendalikan sebaik mungkin. Ini akan memberikan jawaban terbaik yang dapat diharapkan oleh matematikawan untuk pertanyaan: Diberikan nomor N, berapa banyak bilangan prima yang lebih kecil dari N?

Matematikawan besar Jerman David Hilbert mengatakan bahwa hal pertama yang akan dia tanyakan saat bangun dari tidur yang berlangsung selama seribu tahun adalah: “Apakah Hipotesis Riemann belum ditetapkan”? Hadiah $1 juta telah ditawarkan oleh Clay Mathematics Institute kepada orang pertama yang dapat memberikan bukti.

Teori, Hipotesis, dan Hukum Dalam Sains
Teori Sains

Teori, Hipotesis, dan Hukum Dalam Sains

Teori, Hipotesis, dan Hukum Dalam Sains – Bayangkan diri Anda berbelanja di toko bahan makanan dengan seorang teman baik yang kebetulan adalah seorang ahli kimia. Berjuang untuk memilih di antara banyak jenis tomat di depan Anda, Anda mengambil satu, menoleh ke teman Anda, dan bertanya apakah menurutnya tomat itu organik.

Teman Anda hanya terkekeh dan menjawab, “Tentu saja ini organik!” bahkan tanpa melihat bagaimana buah itu tumbuh. Mengapa reaksi geli? Teman Anda menyoroti perbedaan sederhana dalam kosakata. Bagi seorang ahli kimia, istilah organik mengacu pada senyawa apa pun di mana hidrogen terikat pada karbon. Tomat (seperti semua tanaman) kaya akan senyawa organik – demikian tawa teman Anda. Dalam pertanian modern, bagaimanapun, organik telah diartikan sebagai bahan makanan yang ditanam atau dibesarkan tanpa menggunakan pupuk kimia, pestisida, atau bahan tambahan lainnya.

Jadi siapa yang benar? Kalian berdua. Kedua penggunaan kata tersebut benar, meskipun artinya berbeda dalam konteks yang berbeda. Tentu saja ada banyak kata yang memiliki lebih dari satu arti (seperti kelelawar, misalnya), tetapi banyak arti bisa sangat membingungkan ketika dua arti menyampaikan gagasan yang sangat berbeda dan khusus untuk satu bidang studi.

Teori Sains

Istilah teori juga memiliki dua arti, dan pengertian ganda ini seringkali menimbulkan kebingungan. Dalam bahasa umum, istilah teori umumnya mengacu pada spekulasi atau firasat atau tebakan. Anda mungkin memiliki teori tentang mengapa tim olahraga favorit Anda tidak bermain bagus, atau siapa yang makan kue terakhir dari toples kue. Tetapi teori-teori ini tidak sesuai dengan penggunaan ilmiah istilah tersebut. Dalam sains, teori adalah sekumpulan ide yang didukung dengan baik dan komprehensif yang menjelaskan fenomena di alam. Teori ilmiah didasarkan pada sejumlah besar data dan pengamatan yang telah dikumpulkan dari waktu ke waktu. Teori ilmiah dapat diuji dan disempurnakan dengan penelitian tambahan, dan memungkinkan ilmuwan membuat prediksi. Meskipun Anda mungkin benar dalam firasat Anda, dugaan toples kue Anda tidak sesuai dengan definisi yang lebih ketat ini.

Baca Juga : 5 Hukum dan Teori Ilmiah Yang Harus Anda Ketahui

Semua disiplin ilmu memiliki teori fundamental yang mapan. Misalnya, teori atom menjelaskan sifat materi dan didukung oleh banyak bukti dari cara zat berperilaku dan bereaksi di dunia sekitar kita (lihat seri kami tentang Teori Atom). Teori lempeng tektonik menggambarkan pergerakan skala besar lapisan terluar Bumi dan didukung oleh bukti dari penelitian tentang gempa bumi, sifat magnetis batuan yang menyusun dasar laut, dan sebaran gunung berapi di Bumi (lihat seri kami di Lempeng Tektonik Teori). Teori evolusi melalui seleksi alam, yang menjelaskan mekanisme yang mewarisi sifat yang mempengaruhi kelangsungan hidup atau keberhasilan reproduksi dapat menyebabkan perubahan pada organisme hidup dari generasi ke generasi, didukung oleh penelitian ekstensif tentang DNA, fosil, dan jenis bukti ilmiah lainnya (lihat kami Seri Charles Darwin untuk informasi lebih lanjut). Masing-masing teori utama ini memandu dan menginformasikan penelitian modern di bidang tersebut, dengan mengintegrasikan serangkaian ide yang luas dan komprehensif.

Jadi bagaimana teori fundamental ini dikembangkan, dan mengapa mereka dianggap didukung dengan baik? Mari kita lihat lebih dekat beberapa data dan penelitian yang mendukung teori seleksi alam untuk melihat lebih dekat bagaimana sebuah teori berkembang.

Perkembangan teori sains: Evolusi dan seleksi alam

thebigvantheory evolusi melalui seleksi alam terkadang difitnah sebagai spekulasi Charles Darwin tentang asal mula bentuk kehidupan modern. Namun, teori evolusi bukanlah spekulasi. Walaupun Darwin dianggap sebagai yang pertama kali mengartikulasikan teori seleksi alam, gagasannya dibangun di atas lebih dari satu abad penelitian ilmiah yang muncul sebelumnya, dan didukung oleh lebih dari satu setengah abad penelitian sejak itu.

The Fixity Notion: Linnaeus

Penelitian tentang asal-usul dan keragaman kehidupan berkembang biak pada abad ke-18 dan ke-19. Carolus Linnaeus, seorang ahli botani Swedia dan bapak taksonomi modern (lihat modul kami Taksonomi I untuk informasi lebih lanjut), adalah seorang Kristen taat yang percaya pada konsep Fixity of Species, sebuah gagasan yang didasarkan pada kisah penciptaan dalam Alkitab. Konsep Fixity of Species menyatakan bahwa setiap spesies didasarkan pada bentuk ideal yang tidak berubah seiring waktu.

Pada tahap awal karirnya, Linnaeus melakukan perjalanan secara ekstensif dan mengumpulkan data tentang persamaan struktural dan perbedaan antara spesies tumbuhan yang berbeda. Memperhatikan bahwa beberapa tumbuhan yang sangat berbeda memiliki struktur yang mirip, ia mulai menyusun karya tengara miliknya, Systema Naturae, pada tahun 1735 (Gambar 1). Dalam Systema, Linnaeus mengklasifikasikan organisme ke dalam kelompok terkait berdasarkan kesamaan fitur fisiknya.

Dia mengembangkan sistem klasifikasi hierarkis, bahkan menggambar hubungan antara spesies yang tampaknya berbeda (misalnya, manusia, orangutan, dan simpanse) berdasarkan kesamaan fisik yang dia amati antara organisme ini. Linnaeus tidak secara eksplisit membahas perubahan dalam organisme atau mengusulkan alasan hierarkinya, tetapi dengan mengelompokkan organisme berdasarkan karakteristik fisik, ia menyarankan bahwa spesies terkait, secara tidak sengaja menantang gagasan Fixity bahwa setiap spesies diciptakan dalam bentuk yang unik dan ideal.

Zaman Bumi: Leclerc dan Hutton

Juga di awal 1700-an, Georges-Louis Leclerc, seorang naturalis Prancis, dan James Hutton, seorang ahli geologi Skotlandia, mulai mengembangkan ide-ide baru tentang usia Bumi. Pada saat itu, banyak orang mengira Bumi berusia 6.000 tahun, berdasarkan interpretasi ketat dari peristiwa yang dirinci dalam Perjanjian Lama Kristen oleh Uskup Agung Skotlandia Ussher yang berpengaruh. Dengan mengamati planet dan komet lain di tata surya, Leclerc berhipotesis bahwa Bumi bermula dari batuan cair yang panas dan berapi-api, sebagian besar terdiri dari besi. Dengan menggunakan laju pendinginan besi, Leclerc menghitung bahwa Bumi harus berusia setidaknya 70.000 tahun untuk mencapai suhu saat ini.

Hutton mendekati topik yang sama dari perspektif yang berbeda, mengumpulkan pengamatan tentang hubungan antara formasi batuan yang berbeda dan laju proses geologi modern di dekat rumahnya di Skotlandia. Dia menyadari bahwa proses erosi dan sedimentasi yang relatif lambat tidak dapat menciptakan semua lapisan batuan yang terbuka hanya dalam beberapa ribu tahun (lihat modul kami The Rock Cycle). Berdasarkan koleksi datanya yang ekstensif (hanya satu dari sekian banyak terbitannya yang mencapai 2.138 halaman), Hutton menyatakan bahwa Bumi jauh lebih tua dari sejarah manusia – berusia ratusan juta tahun.

Sementara kita sekarang tahu bahwa Leclerc dan Hutton secara signifikan meremehkan usia Bumi (sekitar 4 miliar tahun), pekerjaan mereka menghancurkan kepercayaan yang telah lama dipegang dan membuka jendela penelitian tentang bagaimana kehidupan dapat berubah dalam rentang waktu yang sangat lama ini.

Hipotesis dan hukum: Konsep ilmiah lainnya

Salah satu tantangan dalam memahami istilah ilmiah seperti teori adalah tidak adanya definisi yang tepat bahkan dalam komunitas ilmiah. Beberapa ilmuwan memperdebatkan apakah proposal tertentu pantas ditetapkan sebagai hipotesis atau teori, dan yang lain secara keliru menggunakan istilah tersebut secara bergantian. Tetapi ada perbedaan dalam istilah-istilah ini. Hipotesis adalah penjelasan yang diajukan untuk fenomena yang dapat diamati. Hipotesis, seperti halnya teori, didasarkan pada pengamatan dari penelitian. Misalnya, LeClerc tidak berhipotesis bahwa Bumi telah mendingin dari bola besi yang meleleh sebagai tebakan acak; sebaliknya, ia mengembangkan hipotesis ini berdasarkan pengamatannya terhadap informasi dari meteorit.

Seorang ilmuwan sering mengajukan hipotesis sebelum penelitian menegaskannya sebagai cara untuk memprediksi hasil penelitian untuk membantu menentukan parameter penelitian dengan lebih baik. Hipotesis LeClerc memungkinkannya menggunakan parameter yang diketahui (laju pendinginan besi) untuk melakukan pekerjaan tambahan. Komponen kunci dari hipotesis ilmiah formal adalah bahwa hipotesis tersebut dapat diuji dan dipalsukan. Misalnya, ketika Richard Lenski pertama kali mengisolasi 12 strain bakterinya, dia kemungkinan berhipotesis bahwa mutasi acak akan menyebabkan perbedaan muncul dalam jangka waktu tertentu pada strain bakteri yang berbeda. Namun ketika hipotesis muncul dalam sains, seorang ilmuwan juga akan membuat hipotesis alternatif, yaitu penjelasan yang menjelaskan suatu penelitian jika datanya tidak mendukung hipotesis asli. Jika strain bakteri yang berbeda dalam penelitian Lenski tidak menyimpang selama periode waktu yang ditentukan, mungkin tingkat mutasi lebih lambat dari yang diperkirakan.

Jadi Anda mungkin bertanya, jika teori didukung dengan baik, apakah akhirnya teori itu menjadi hukum? Jawabannya adalah tidak – bukan karena tidak didukung dengan baik, tetapi karena teori dan hukum adalah dua hal yang sangat berbeda. Hukum menggambarkan fenomena, seringkali secara matematis. Teori, bagaimanapun, menjelaskan fenomena. Misalnya, pada tahun 1687 Isaac Newton mengajukan Teori Gravitasi, yang menggambarkan gravitasi sebagai gaya tarik-menarik antara dua benda. Sebagai bagian dari teori ini, Newton mengembangkan Hukum Gravitasi Universal yang menjelaskan bagaimana gaya ini bekerja. Hukum ini menyatakan bahwa gaya gravitasi antara dua benda berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antar benda tersebut. Hukum Newton tidak menjelaskan mengapa ini benar, tetapi menjelaskan bagaimana gravitasi berfungsi (lihat modul Gravity: Newtonian Relationships kami untuk lebih detail).

Baca Juga : Mengulas Lebih Jauh Tentang Bintang Jenis VV Cephei

Pada tahun 1916, Albert Einstein mengembangkan teorinya tentang relativitas umum untuk menjelaskan mekanisme pengaruh gravitasi. Karya Einstein menantang teori Newton, dan telah ditemukan setelah pengujian dan penelitian ekstensif untuk mendeskripsikan fenomena gravitasi dengan lebih akurat. Sementara karya Einstein telah menggantikan Newton sebagai penjelasan dominan tentang gravitasi dalam sains modern, Hukum Gravitasi Universal Newton masih digunakan karena secara wajar (dan lebih sederhana) menggambarkan gaya gravitasi dalam banyak kondisi. Demikian pula, Hukum Suksesi Faunal yang dikembangkan oleh William Smith tidak menjelaskan mengapa organisme mengikuti satu sama lain dengan cara yang berbeda dan dapat diprediksi di lapisan batuan, tetapi secara akurat menggambarkan fenomena tersebut.

Teori, hipotesis, dan hukum mendorong kemajuan ilmiah

Teori, hipotesis, dan hukum bukan hanya komponen penting dari sains, tetapi juga mendorong kemajuan ilmiah. Misalnya, biologi evolusioner sekarang berdiri sebagai bidang sains tersendiri yang berfokus pada asal-usul dan keturunan spesies. Ahli geologi sekarang mengandalkan lempeng tektonik sebagai model konseptual dan teori pemandu ketika mereka mempelajari proses yang bekerja di kerak bumi.

Dan fisikawan mengacu pada teori atom ketika mereka memprediksi keberadaan partikel subatom yang belum ditemukan. Ini tidak berarti bahwa sains telah “selesai”, atau bahwa semua teori penting telah ditemukan. Seperti evolusi, kemajuan sains terjadi secara bertahap dan singkatnya, ledakan dramatis. Kedua jenis kemajuan tersebut sangat penting untuk menciptakan basis pengetahuan yang kuat dengan data sebagai fondasi dan teori ilmiah yang memberi struktur pada pengetahuan itu.

5 Hukum dan Teori Ilmiah Yang Harus Anda Ketahui
Teori Sains

5 Hukum dan Teori Ilmiah Yang Harus Anda Ketahui

5 Hukum dan Teori Ilmiah Yang Harus Anda Ketahui, Para ilmuwan memiliki banyak alat yang tersedia untuk mereka ketika mencoba menggambarkan bagaimana alam dan alam semesta bekerja secara luas. Seringkali mereka meraih hukum dan teori terlebih dahulu. Apa bedanya? Sebuah hukum ilmiah sering dapat dikurangi pernyataan matematika, seperti E = mc ²; itu adalah pernyataan spesifik berdasarkan data empiris, dan kebenarannya umumnya terbatas pada serangkaian kondisi tertentu. Misalnya, dalam kasus E = mc², c mengacu pada kecepatan cahaya dalam ruang hampa.

Sebuah teori ilmiah sering berusaha untuk mensintesis tubuh bukti atau pengamatan fenomena tertentu. Ini umumnya — meskipun tidak selalu — pernyataan yang lebih besar dan dapat diuji tentang bagaimana alam beroperasi. Anda tidak bisa serta merta mereduksi teori ilmiah menjadi pernyataan atau persamaan yang bernas, tetapi teori itu mewakili sesuatu yang mendasar tentang cara kerja alam.

Baik hukum maupun teori bergantung pada elemen dasar metode ilmiah, seperti menghasilkan hipotesis , menguji premis itu, menemukan (atau tidak menemukan) bukti empiris, dan menghasilkan kesimpulan. Akhirnya, ilmuwan lain harus mampu mereplikasi hasil jika eksperimen ditakdirkan untuk menjadi dasar hukum atau teori yang diterima secara luas.

Dalam artikel thebigvantheory.com, kita akan melihat 10 hukum dan teori ilmiah yang mungkin ingin Anda pelajari, bahkan jika Anda tidak menemukan diri Anda, katakanlah, sering mengoperasikan mikroskop elektron . Kita akan mulai dengan ledakan dan beralih ke hukum dasar alam semesta, sebelum mencapai evolusi . Terakhir, kita akan membahas beberapa materi utama, menyelidiki bidang fisika kuantum.

1. Teori Big Bang

Jika Anda ingin mengetahui satu teori ilmiah, buatlah teori itu yang menjelaskan bagaimana alam semesta sampai pada keadaannya saat ini. Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Edwin Hubble, Georges Lemaitre dan Albert Einstein, antara lain, teori big bang mendalilkan bahwa alam semesta dimulai hampir 14 miliar tahun yang lalu dengan peristiwa ekspansi besar-besaran. Pada saat itu, alam semesta terbatas pada satu titik, yang mencakup semua materi alam semesta. Gerakan asli itu berlanjut hari ini, karena alam semesta terus mengembang ke luar.

Teori big bang mendapat dukungan luas dalam komunitas ilmiah setelah Arno Penzias dan Robert Wilson menemukan radiasi latar gelombang mikro kosmik pada tahun 1965. Dengan menggunakan teleskop radio, kedua astronom tersebut mendeteksi kebisingan kosmik, atau statis, yang tidak menghilang seiring waktu. Berkolaborasi dengan peneliti Princeton Robert Dicke, pasangan ini mengkonfirmasi hipotesis Dicke bahwa big bang asli meninggalkan radiasi tingkat rendah yang dapat dideteksi di seluruh alam semesta.

2. Hukum Ekspansi Kosmik Hubble

Mari kita tetap bersama Edwin Hubble sebentar. Sementara tahun 1920-an menderu dan Depresi Hebat berlalu, Hubble melakukan penelitian astronomi yang inovatif. Hubble tidak hanya membuktikan bahwa ada galaksi lain selain Bima Sakti , ia juga menemukan bahwa galaksi-galaksi ini menjauh dari galaksi kita, sebuah gerakan yang disebutnya resesi .

Untuk mengukur kecepatan pergerakan galaksi ini, Hubble mengusulkan Hukum Ekspansi Kosmik Hubble, alias hukum Hubble, sebuah persamaan yang menyatakan: kecepatan = H × jarak . Velocity mewakili kecepatan resesi galaksi; H adalah konstanta Hubble, atau parameter yang menunjukkan tingkat di mana alam semesta mengembang; dan jarak adalah jarak galaksi dari galaksi yang dibandingkan.

Konstanta Hubble telah dihitung pada nilai yang berbeda dari waktu ke waktu, tetapi nilai yang diterima saat ini adalah 70 kilometer/detik per megaparsec, yang terakhir adalah satuan jarak di ruang intergalaksi [sumber: Putih ]. Untuk tujuan kita, itu tidak begitu penting. Yang paling penting adalah bahwa hukum Hubble menyediakan metode ringkas untuk mengukur kecepatan galaksi dalam kaitannya dengan kecepatan kita sendiri. Dan mungkin yang paling penting, hukum menetapkan bahwa alam semesta terdiri dari banyak galaksi, yang pergerakannya dapat ditelusuri kembali ke big bang.

Baca Juga : Teori Homologi Dalam Matematika

3. Hukum Kepler tentang Gerak Planet

Selama berabad-abad, para ilmuwan bertempur satu sama lain dan dengan para pemimpin agama tentang orbit planet, terutama tentang apakah mereka mengorbit matahari kita. Pada abad ke-16, Copernicus mengajukan konsep kontroversialnya tentang tata surya heliosentris, di mana planet-planet berputar mengelilingi matahari — bukan Bumi. Tetapi Johannes Kepler, yang membangun di atas pekerjaan yang dilakukan oleh Tyco Brahe dan yang lainnya, membutuhkan landasan ilmiah yang jelas untuk pergerakan planet-planet.

Tiga hukum gerak planet Kepler — terbentuk pada awal abad ke-17 — menggambarkan bagaimana planet mengorbit matahari. Hukum pertama, kadang-kadang disebut hukum orbit , menyatakan bahwa planet-planet mengorbit matahari secara elips. Hukum kedua, hukum luas , menyatakan bahwa garis yang menghubungkan planet ke matahari mencakup luas yang sama selama periode waktu yang sama. Dengan kata lain, jika Anda mengukur area yang dibuat dengan menggambar garis dari Bumi ke matahari dan melacak pergerakan Bumi selama 30 hari, area tersebut akan tetap sama di mana pun Bumi berada di orbitnya saat pengukuran dimulai.

Yang ketiga, hukum periode , memungkinkan kita untuk menetapkan hubungan yang jelas antara periode orbit planet dan jaraknya dari matahari. Berkat hukum ini, kita tahu bahwa planet yang relatif dekat dengan matahari, seperti Venus, memiliki periode orbit yang jauh lebih singkat daripada planet yang jauh, seperti Neptunus.

4. Hukum Gravitasi Universal

Kita mungkin menerimanya begitu saja sekarang, tetapi lebih dari 300 tahun yang lalu Sir Isaac Newton mengajukan gagasan revolusioner: bahwa dua benda apa pun, berapa pun massanya, mengerahkan gaya gravitasi terhadap satu sama lain. Hukum ini diwakili oleh persamaan yang banyak ditemui siswa sekolah menengah di kelas fisika. Ini berjalan sebagai berikut:

F = G × [(m 1 m 2 )/r 2 ]

F adalah gaya gravitasi antara dua benda, diukur dalam Newton. M 1 dan m 2 adalah massa kedua benda, sedangkan r adalah jarak antara keduanya. G adalah konstanta gravitasi , angka yang saat ini dihitung menjadi 6,672 × 10 -11 N m 2 kg -2 [sumber: Weisstein ].

Manfaat hukum gravitasi universal adalah memungkinkan kita menghitung tarikan gravitasi antara dua benda. Kemampuan ini sangat berguna ketika para ilmuwan, katakanlah, berencana untuk menempatkan satelit di orbit atau memetakan arah bulan .

5. Hukum Gerak Newton

Selama kita berbicara tentang salah satu ilmuwan terbesar yang pernah hidup, mari beralih ke hukum terkenal Newton lainnya. Tiga hukum geraknya membentuk komponen penting fisika modern. Dan seperti banyak hukum ilmiah, mereka agak elegan dalam kesederhanaannya.

Hukum pertama dari ketiga hukum tersebut menyatakan bahwa suatu benda yang bergerak akan tetap bergerak kecuali jika ada gaya luar yang bertindak. Untuk bola yang menggelinding di lantai, gaya luar itu bisa berupa gesekan antara bola dan lantai, atau bisa juga balita yang menendang bola ke arah lain.

Baca Juga : Titik Buta Sains Adalah Pengabaian Pengalaman Hidup

Hukum kedua menetapkan hubungan antara massa suatu benda ( m ) dan percepatannya ( a ), dalam bentuk persamaan F = m × a . F mewakili gaya, diukur dalam Newton. Ini juga merupakan vektor, artinya memiliki komponen arah. Karena percepatannya, bola yang menggelinding di lantai memiliki vektor tertentu , arah perjalanannya, dan diperhitungkan dalam menghitung gayanya.

Hukum ketiga agak bernas dan harus akrab bagi Anda: Untuk setiap tindakan ada reaksi yang sama dan berlawanan. Artinya, untuk setiap gaya yang diterapkan pada suatu benda atau permukaan, benda tersebut mendorong kembali dengan gaya yang sama.

Teori Matematika

Teori Homologi Dalam Matematika

Teori Homologi Dalam Matematika, homologi adalah cara umum untuk mengasosiasikan urutan objek aljabar, seperti grup atau modul abelian, dengan objek matematika lainnya seperti ruang topologi. Kelompok homologi awalnya didefinisikan dalam topologi aljabar. Konstruksi serupa tersedia dalam berbagai konteks lain, seperti aljabar abstrak, grup, aljabar Lie, teori Galois, dan geometri aljabar.

Motivasi awal untuk mendefinisikan kelompok homologi adalah pengamatan bahwa dua bentuk dapat dibedakan dengan memeriksa lubangnya. Misalnya, lingkaran bukan piringan karena lingkaran memiliki lubang di dalamnya sedangkan piringan padat, dan bola biasa bukan lingkaran karena bola menutupi lubang dua dimensi sedangkan lingkaran menutupi lubang satu dimensi. Namun, karena sebuah lubang itu “tidak ada”, tidak langsung jelas bagaimana mendefinisikan sebuah lubang atau bagaimana membedakan berbagai jenis lubang.

Homologi pada awalnya merupakan metode matematika yang ketat untuk mendefinisikan dan mengkategorikan lubang dalam manifold. Secara longgar, siklus adalah submanifold tertutup, batas adalah siklus yang juga merupakan batas submanifold, dankelas homologi adalah kelas ekivalensi dari batas-batas modulo siklus. Kelas homologi dengan demikian diwakili oleh sebuah siklus yang bukan merupakan batas dari setiap submanifold: siklus tersebut mewakili sebuah lubang, yaitu sebuah manifold hipotetis yang batasnya adalah siklus itu, tetapi yang “tidak ada”.

Ada banyak teori homologi yang berbeda. Jenis objek matematika tertentu, seperti ruang topologi atau grup, mungkin memiliki satu atau lebih teori homologi yang terkait. Ketika objek yang mendasari memiliki interpretasi geometris seperti ruang topologi, kelompok homologi ke- n mewakili perilaku dalam dimensi n. Sebagian besar kelompok homology atau modul dapat dirumuskan sebagai functors berasal dari tepat kategori abelian, mengukur kegagalan functor untuk menjadi tepat. Dari perspektif abstrak ini, kelompok homologi ditentukan oleh objek dari kategori turunan.

Latar Belakang

Asal 

Teori homologi dapat dikatakan berawal dari rumus polihedron Euler, atau karakteristik Euler. Ini diikuti oleh definisi Riemann tentang genus dan invarian numerik keterhubungan n- lipat pada tahun 1857 dan bukti Betti pada tahun 1871 tentang independensi “bilangan homologi” dari pilihan basis.

Homologi itu sendiri dikembangkan sebagai cara untuk menganalisis dan mengklasifikasikan manifold menurut siklusnya – loop tertutup (atau lebih umum lagi, submanifold) yang dapat digambar pada n dimensi manifold tertentu tetapi tidak terus menerus berubah bentuk satu sama lain. Siklus ini juga kadang-kadang dianggap sebagai potongan yang dapat direkatkan kembali, atau sebagai ritsleting yang dapat diikat dan dilepas. Siklus diklasifikasikan berdasarkan dimensi. Misalnya, garis yang ditarik pada permukaan mewakili 1-siklus, loop tertutup atau{\displaystyle S^{1}}S^{1} (1-manifold), sedangkan permukaan yang dipotong melalui manifold tiga dimensi adalah 2-siklus.

Baca Juga : Teori Relativitas Einstein Tentang Kosmos

Permukaan

Pada biasa lingkup {\displaystyle S^{2}}S^{2}, siklus b pada diagram dapat diperkecil hingga ke kutub, dan bahkan lingkaran besar ekuator a dapat diperkecil dengan cara yang sama. The Jordan Teorema melengkung menunjukkan bahwa setiap siklus sewenang-wenang seperti c dapat sama menyusut ke titik. Oleh karena itu, semua siklus pada bola dapat terus-menerus diubah menjadi satu sama lain dan termasuk dalam kelas homologi yang sama. Mereka dikatakan homolog dengan nol. Pemotongan manifold sepanjang siklus homolog ke nol memisahkan manifold menjadi dua atau lebih komponen. Misalnya, memotong bola sepanjang a menghasilkan dua belahan.

Ini umumnya tidak berlaku untuk siklus pada permukaan lain. The torus {\displaystyle T^{2}}T^{2}memiliki siklus yang tidak dapat terus menerus berubah bentuk satu sama lain, misalnya dalam diagram tidak ada siklus a , b atau c yang dapat dideformasi menjadi satu sama lain. Secara khusus, siklus a dan b tidak dapat diperkecil ke suatu titik sedangkan siklus c dapat, sehingga membuatnya homolog dengan nol.

Jika permukaan torus dipotong sepanjang a dan b , itu dapat dibuka dan diratakan menjadi persegi panjang atau, lebih nyaman, persegi. Sepasang sisi yang berhadapan mewakili potongan sepanjang a , dan pasangan sisi yang berlawanan mewakili potongan sepanjang b .

Tepi persegi kemudian dapat direkatkan kembali dengan cara yang berbeda. Persegi dapat dipelintir untuk memungkinkan ujung-ujungnya bertemu dalam arah yang berlawanan, seperti yang ditunjukkan oleh panah pada diagram. Hingga simetri, ada empat cara berbeda untuk merekatkan sisi-sisinya, masing-masing menciptakan permukaan yang berbeda:

K^{2}adalah botol Klein, yang merupakan torus dengan lilitan di dalamnya (Pintiran dapat dilihat pada diagram persegi sebagai kebalikan dari panah bawah). Ini adalah teorema bahwa permukaan yang direkatkan kembali harus berpotongan sendiri (ketika direndam dalam ruang Euclidean 3- ). Seperti torus, siklus a dan b tidak bisa dikecilkan sedangkan c bisa. Tetapi tidak seperti torus, mengikuti b ke depan berputar ke kanan dan ke belakang mundur ke kiri dan ke kanan, karena b kebetulan melewati lilitan yang diberikan pada satu join. Jika pemotongan dengan jarak yang sama di satu sisi b dibuat, ia kembali di sisi lain dan mengitari permukaan untuk kedua kalinya sebelum kembali ke titik awalnya, memotong bengkokPita Mobius. Karena kiri dan kanan lokal dapat diorientasikan ulang secara sewenang-wenang dengan cara ini, permukaan secara keseluruhan dikatakan tidak dapat diorientasikan.

Pesawat proyektif {\displaystyle P^{2}}P^{2}memiliki kedua bergabung memutar. Bentuk yang tidak dipotong, umumnya direpresentasikan sebagai permukaan Boy, secara visual kompleks, sehingga embedding hemispherical ditunjukkan dalam diagram, di mana titik antipodal di sekitar rim seperti A dan A′ diidentifikasi sebagai titik yang sama. Sekali lagi, a dan b tidak dapat disusutkan sementara c adalah. Tapi kali ini, baik a dan b mundur ke kiri dan ke kanan.

Baca Juga : Fenomenologi, Logika, dan Filsafat Matematika

Siklus dapat digabungkan atau ditambahkan bersama-sama, seperti a dan b pada torus ketika dipotong dan diratakan. Dalam diagram botol Klein, a berputar satu arah dan a berputar berlawanan arah. Jika a dianggap sebagai potongan, maka a dapat dianggap sebagai operasi perekatan. Pemotongan dan pengeleman ulang tidak mengubah permukaan, sehingga a + (− a ) = 0.

Tapi sekarang pertimbangkan dua a -siklus. Karena botol Klein tidak dapat diorientasikan, Anda dapat memindahkan salah satunya ke seluruh botol (sepanjang siklus b ), dan botol tersebut akan kembali sebagai a. Hal ini karena botol Klein terbuat dari silinder, yang merupakan ujung -siklus yang direkatkan dengan orientasi yang berlawanan. Oleh karena itu 2 a = a + a = a + (− a ) = 0. Fenomena ini disebut torsi. Demikian pula, dalam bidang proyektif, mengikuti putaran b yang tidak dapat disusutkan dua kali secara luar biasa menciptakan siklus yang tidak dapat disusutkan ke suatu titik; itu adalah,b + b = 0. Karena b harus diikuti dua kali untuk mencapai siklus nol, permukaan dikatakan memiliki koefisien torsi 2. Namun, mengikuti b -siklus sekitar dua kali dalam botol Klein memberikan b + b = 2 b, karena siklus ini hidup dalam kelas homologi bebas torsi. Ini sesuai dengan fakta bahwa dalam poligon dasar botol Klein, hanya satu pasang sisi yang direkatkan dengan lilitan, sedangkan pada bidang proyeksi kedua sisi dipelintir.

Persegi adalah ruang topologi yang dapat dikontrak, yang menyiratkan bahwa ia memiliki homologi sepele. Akibatnya, pemotongan tambahan memutuskannya. Persegi bukanlah satu-satunya bentuk pada bidang yang dapat direkatkan ke permukaan. Menempelkan sisi berlawanan dari segi delapan, misalnya, menghasilkan permukaan dengan dua lubang. Faktanya, semua permukaan tertutup dapat dibuat dengan menempelkan sisi dari beberapa poligon dan semua poligon bersisi genap (2 n -gon) dapat direkatkan untuk membuat manifold yang berbeda. Sebaliknya, permukaan tertutup dengan n kelas bukan nol dapat dipotong menjadi 2 n -gon. Variasi juga dimungkinkan, misalnya segi enam juga dapat direkatkan untuk membentuk torus.

Teori homologi pertama yang dapat dikenali diterbitkan oleh Henri Poincaré dalam makalahnya yang berjudul ” Analisis situs “, J. Ecole polytech. (2) 1. 1-121 (1895). Makalah ini memperkenalkan kelas dan hubungan homologi. Konfigurasi yang mungkin dari siklus yang dapat diorientasikan diklasifikasikan oleh nomor Betti dari manifold (nomor Betti adalah penyempurnaan dari karakteristik Euler). Mengklasifikasikan siklus yang tidak dapat diorientasikan memerlukan informasi tambahan tentang koefisien torsi.

Teori Relativitas Einstein Tentang Kosmos
Teori Sains

Teori Relativitas Einstein Tentang Kosmos

Teori Relativitas Einstein Tentang Kosmos, Pikiran Albert Einstein menemukan kembali ruang dan waktu, meramalkan alam semesta yang begitu aneh dan megah sehingga menantang batas imajinasi manusia. Ide yang lahir di kantor paten Swiss yang berkembang menjadi teori dewasa di Berlin menghasilkan gambaran baru yang radikal tentang kosmos, yang berakar pada pemahaman baru yang lebih dalam tentang gravitasi.

Di luar adalah gagasan Newton, yang telah berkuasa selama hampir dua abad, tentang massa yang tampaknya saling tarik-menarik. Sebaliknya, Einstein menyajikan ruang dan waktu sebagai kain terpadu yang terdistorsi oleh massa dan energi. Objek melengkungkan kain ruangwaktu seperti beban yang bertumpu pada trampolin, dan kelengkungan kain memandu gerakannya. Dengan wawasan ini, gravitasi dijelaskan.

Einstein mempresentasikan teori relativitas umumnya pada akhir tahun 1915 dalam serangkaian kuliah di Berlin. Tetapi baru setelah gerhana matahari pada tahun 1919 semua orang memperhatikan. Teorinya meramalkan bahwa objek masif – katakanlah, matahari – dapat mengubah ruangwaktu di dekatnya hingga membelokkan cahaya dari jalur garis lurusnya. Bintang-bintang yang jauh akan muncul tidak persis seperti yang diharapkan. Foto-foto yang diambil selama gerhana membuktikan bahwa pergeseran posisi sesuai dengan prediksi Einstein. “Semua lampu miring di langit; orang-orang sains kurang lebih agog, ”kata sebuah tajuk New York Times.

Bahkan satu dekade kemudian, sebuah cerita dalam Science News Letter, pendahulu Science News, menulis tentang “Kerusuhan untuk memahami teori Einstein” (SN: 2/1/30, hal. 79). Rupanya polisi tambahan harus dipanggil untuk mengendalikan kerumunan 4.500 orang yang “mendobrak gerbang besi dan menganiaya satu sama lain” di Museum Sejarah Alam Amerika di New York City untuk mendengar penjelasan tentang relativitas umum.

Pada tahun 1931, fisikawan Albert A. Michelson, orang Amerika pertama yang memenangkan Hadiah Nobel di bidang sains, menyebut teori tersebut sebagai “revolusi dalam pemikiran ilmiah yang belum pernah terjadi sebelumnya dalam sejarah sains”.

Tetapi untuk semua kekuatan ramalan yang kami puji pada Einstein hari ini, dia adalah seorang peramal yang enggan. Kita sekarang tahu bahwa relativitas umum menawarkan lebih dari yang diinginkan atau mampu dilihat Einstein. “Itu adalah cara yang sangat berbeda dalam memandang alam semesta,” kata astrofisikawan David Spergel dari Institut Flatiron Yayasan Simons di thebigvantheory New York City, “dan itu memiliki beberapa implikasi liar yang tidak ingin diterima oleh Einstein sendiri.” Terlebih lagi, kata Spergel (anggota Dewan Kehormatan Society for Science, penerbit Science News), “aspek paling liar dari relativitas umum ternyata benar.”

Apa yang selama ini menyamar sebagai tempat yang sunyi, statis, dan terbatas justru merupakan arena yang dinamis dan terus berkembang yang diisi dengan kerusuhannya sendiri dari hewan-hewan pembengkok ruang. Galaksi berkumpul dalam superkluster dengan skala yang jauh lebih besar dari apa pun yang dianggap para ahli sebelum abad ke-20. Di dalam galaksi-galaksi itu tidak hanya terdapat bintang dan planet, tetapi juga kebun binatang objek-objek eksotis yang menggambarkan kecenderungan relativitas umum untuk keanehan, termasuk bintang neutron, yang mengemas massa bintang gemuk ke dalam ukuran kota, dan lubang hitam, yang memutarbalikkan ruangwaktu sangat kuat sehingga tidak ada cahaya yang bisa lolos. Dan ketika raksasa ini bertabrakan, mereka mengguncang ruangwaktu, meledakkan energi dalam jumlah yang sangat besar. Kosmos kita penuh kekerasan, berkembang dan penuh dengan kemungkinan seperti fiksi ilmiah yang benar-benar muncul dari relativitas umum.

“Relativitas umum membuka panggung besar hal-hal untuk kita lihat dan coba dan mainkan,” kata astrofisikawan Saul Perlmutter dari University of California, Berkeley. Dia menunjuk pada gagasan bahwa alam semesta berubah secara dramatis selama masa hidupnya – “gagasan seumur hidup tentang alam semesta adalah konsep yang aneh” – dan gagasan bahwa kosmos mengembang, ditambah pemikiran bahwa ia bisa runtuh dan muncul. akhir, dan bahkan mungkin ada alam semesta lain. “Kamu akan menyadari bahwa dunia bisa jadi jauh lebih menarik bahkan dari yang kita pernah bayangkan sebelumnya.”

Gambaran yang meluas

Persamaan relativitas umum Einstein adalah mata air dari mana pandangan kita saat ini tentang kosmos mengalir. Bahwa teori terus memberikan begitu banyak pertanyaan kaya adalah bagian dari apa yang membuatnya “luar biasa,” kata David Spergel, astrofisikawan di Institut Flatiron Yayasan Simons di New York City. Selama abad terakhir, kami telah mendeteksi binatang kosmik yang tidak dapat dibayangkan.

Baca Juga : 10 Teori Sains Paling Revolusioner Selama Ini

Kami juga telah mempelajari beberapa fakta penting tentang kosmos kita: Alam semesta mengembang, dan dengan laju yang semakin cepat. Alam semesta dimulai dengan ledakan 13,8 miliar tahun yang lalu. Dan bentuk misterius dari materi dan energi sedang membentuk kosmos dengan cara yang tidak terduga dan sebagian besar tidak diketahui. Baca tentang beberapa pencapaian dalam gambaran kami yang berkembang, termasuk kontribusi Vera Rubin.

Relativitas umum telah menjadi dasar untuk pemahaman kosmos saat ini. Namun gambaran saat ini masih jauh dari lengkap. Masih banyak pertanyaan yang tersisa tentang materi dan gaya misterius, tentang awal dan akhir alam semesta, tentang bagaimana ilmu pengetahuan tentang benda-benda besar terhubung dengan mekanika kuantum, ilmu yang sangat kecil. Beberapa astronom percaya bahwa rute yang menjanjikan untuk menjawab beberapa dari hal-hal yang tidak diketahui itu adalah fitur relativitas umum lainnya yang awalnya kurang dihargai – kekuatan cahaya yang bengkok untuk memperbesar fitur-fitur kosmos.

Ilmuwan saat ini terus mencari dan mendorong relativitas umum untuk menemukan petunjuk tentang apa yang mungkin mereka lewatkan. Relativitas umum sekarang sedang diuji ke tingkat presisi yang sebelumnya tidak mungkin, kata astrofisikawan Priyamvada Natarajan dari Universitas Yale. “Relativitas umum memperluas pandangan kosmik kita, kemudian memberi kita fokus yang lebih tajam pada kosmos, dan kemudian membalik tabel di atasnya dan berkata, ‘sekarang kita bisa mengujinya dengan lebih kuat.’” Pengujian inilah yang mungkin akan mengungkap masalah dengan teori yang mungkin menunjukkan jalan ke gambaran yang lebih lengkap.

Jadi, lebih dari satu abad setelah relativitas umum diluncurkan, ada banyak hal yang perlu diramalkan. Alam semesta mungkin menjadi lebih liar lagi.

Ravenous beasts

Lebih dari satu abad setelah Einstein meluncurkan relativitas umum, para ilmuwan memperoleh konfirmasi visual dari salah satu binatangnya yang paling mengesankan. Pada tahun 2019, jaringan teleskop global mengungkapkan ruangwaktu yang melengkung secara massal dengan semangat sedemikian rupa sehingga tidak ada, bahkan cahaya, yang dapat lolos dari jeratnya. Teleskop Event Horizon merilis gambar pertama lubang hitam, di pusat galaksi M87 (SN: 4/27/19, p. 6).

“Kekuatan sebuah gambar itu kuat,” kata Kazunori Akiyama, seorang astrofisikawan di MIT Haystack Observatory di Westford, Mass., Yang memimpin salah satu tim yang membuat gambar itu. “Saya agak berharap kita bisa melihat sesuatu yang eksotis,” kata Akiyama. Tapi setelah melihat gambar pertama, “Ya Tuhan,” kenangnya berpikir, “itu sangat cocok dengan harapan kita tentang relativitas umum.”

Untuk waktu yang lama, lubang hitam hanyalah keingintahuan matematis belaka. Bukti bahwa mereka benar-benar tinggal di luar angkasa tidak mulai masuk hingga paruh kedua abad ke-20. Itu adalah cerita umum dalam sejarah fisika. Keanehan dalam persamaan beberapa ahli teori menunjuk pada fenomena yang sebelumnya tidak diketahui, yang memulai pencarian bukti. Setelah datanya dapat diperoleh, dan jika fisikawan sedikit beruntung, pencarian memberikan jalan untuk penemuan.

Dalam kasus lubang hitam, fisikawan Jerman Karl Schwarzschild menemukan solusi persamaan Einstein di dekat satu massa bola, seperti planet atau bintang, pada tahun 1916, tak lama setelah Einstein mengusulkan relativitas umum. Matematika Schwarzschild mengungkapkan bagaimana kelengkungan ruang waktu akan berbeda di sekitar bintang dengan massa yang sama tetapi ukurannya semakin kecil – dengan kata lain, bintang yang semakin kompak. Dari matematika muncul batasan seberapa kecil sebuah massa dapat diremas. Kemudian pada tahun 1930-an, J. Robert Oppenheimer dan Hartland Snyder menggambarkan apa yang akan terjadi jika sebuah bintang masif runtuh karena berat gravitasinya sendiri menyusut melewati ukuran kritis itu – sekarang dikenal sebagai “jari-jari Schwarzschild” – mencapai titik dari mana cahayanya tidak pernah bisa menghubungi kami. Namun, Einstein – dan kebanyakan lainnya – meragukan bahwa apa yang sekarang kita sebut lubang hitam masuk akal dalam kenyataan.

Istilah “lubang hitam” pertama kali muncul di media cetak di Science News Letter. Itu dalam cerita tahun 1964 oleh Ann Ewing, yang meliput pertemuan di Cleveland dari Asosiasi Amerika untuk Kemajuan Ilmu Pengetahuan (SN: 1/18/64, hal. 39). Itu juga tentang waktu yang mengisyaratkan yang mendukung realitas lubang hitam mulai masuk.

Hanya beberapa bulan kemudian, Ewing melaporkan penemuan quasar – menggambarkannya dalam Science News Letter sebagai “sumber cahaya dan gelombang radio yang paling jauh, paling terang, paling ganas, terberat dan paling membingungkan” (SN: 8/15/64, hal.106). Meskipun tidak terkait dengan lubang hitam pada saat itu, quasar mengisyaratkan beberapa pembangkit tenaga kosmik yang dibutuhkan untuk menyediakan energi semacam itu. Penggunaan astronomi sinar-X pada tahun 1960-an mengungkapkan fitur-fitur baru kosmos, termasuk suar terang yang bisa datang dari lubang hitam yang membelah bintang pendamping. Dan gerakan bintang dan awan gas di dekat pusat galaksi menunjukkan sesuatu yang sangat padat yang bersembunyi di dalamnya.

Lubang hitam menonjol di antara makhluk kosmik lainnya karena betapa ekstremnya mereka. Yang terbesar adalah milyaran kali massa matahari, dan ketika mereka merobek sebuah bintang, mereka dapat memuntahkan partikel dengan energi 200 triliun elektron volt. Itu kira-kira 30 kali energi proton yang mengelilingi akselerator partikel terbesar dan terkuat di dunia, Large Hadron Collider.

Sebagai bukti yang dibangun pada tahun 1990-an dan hingga saat ini, para ilmuwan menyadari bahwa makhluk besar ini tidak hanya ada, tetapi juga membantu membentuk kosmos. “Objek-objek yang diprediksi relativitas umum ini, yaitu keingintahuan matematis, menjadi nyata, kemudian menjadi marginal. Sekarang mereka menjadi pusat, ”kata Natarajan.

Kita sekarang tahu lubang hitam supermasif berada di pusat sebagian besar, jika tidak semua galaksi, di mana mereka menghasilkan arus keluar energi yang memengaruhi bagaimana dan di mana bintang-bintang terbentuk. “Di pusat galaksi, mereka mendefinisikan segalanya,” katanya.

Baca Juga : Apakah filsafat Hanya Omong Kosong Belaka?

Meskipun konfirmasi visualnya baru-baru ini, rasanya lubang hitam telah lama dikenal. Mereka adalah metafora masuk untuk setiap ruang yang tidak diketahui, jurang yang dalam, usaha apa pun yang menghabiskan semua upaya kita sambil memberi sedikit sebagai imbalan.

Lubang hitam yang sebenarnya, tentu saja, telah memberikan banyak hal: jawaban tentang kosmos kita ditambah pertanyaan baru untuk direnungkan, keajaiban dan hiburan bagi para fanatik luar angkasa, album yang hilang dari Weezer, banyak episode Doctor Who, film blockbuster Hollywood, Interstellar.

Bagi fisikawan Nicolas Yunes dari University of Illinois di Urbana-Champaign, lubang hitam dan raksasa kosmik lainnya terus membuat takjub. “Hanya memikirkan dimensi benda-benda ini, seberapa besar, seberapa berat mereka, seberapa padat mereka,” katanya, “itu benar-benar menakjubkan.”

10 Teori Sains Paling Revolusioner Selama Ini
Teori Sains

10 Teori Sains Paling Revolusioner Selama Ini

10 Teori Sains Paling Revolusioner Selama Ini, Sebagian besar bidang ilmiah telah diubah dengan teori revolusioner setidaknya sekali dalam beberapa abad terakhir. Perubahan seperti itu, atau perubahan paradigma, menyusun ulang pengetahuan lama menjadi kerangka baru. Teori revolusioner berhasil ketika kerangka baru memungkinkan untuk memecahkan masalah yang menghalangi rezim intelektual sebelumnya. Inilah revolusi favorit saya.

1. Teori informasi: Claude Shannon, 1948

Ini bukan teori yang paling revolusioner, karena sebenarnya tidak ada teori pendahulu untuk merevolusi. Tapi Shannon jelas memberikan dasar matematika untuk banyak perkembangan revolusioner lainnya yang melibatkan komunikasi elektronik dan ilmu komputer. Tanpa teori informasi, bit akan tetap hanya untuk latihan.

2. Teori permainan: John von Neumann dan Oskar Morgenstern, 1944

thebigvantheory Dikembangkan untuk ilmu ekonomi, yang telah beberapa kali berhasil, teori permainan tidak sepenuhnya merevolusi bidang itu. Tapi itu telah diadopsi secara luas oleh banyak ilmu sosial lainnya. Dan teori permainan evolusi adalah cabang penting dari studi biologi evolusi.

Teori permainan bahkan berlaku untuk aktivitas sehari-hari seperti poker, sepak bola, dan negosiasi untuk mendapatkan bayaran yang lebih tinggi bagi blogger. Bahkan ada yang namanya teori permainan kuantum, yang pasti akan merevolusi sesuatu suatu hari nanti. John Nash memenangkan Hadiah Nobel atas kontribusinya pada teori permainan, dan kehidupannya yang bermasalah mengilhami buku bagus A Beautiful Mind. Tetapi jangan berharap untuk mempelajari apa pun tentang teori permainan dengan menonton versi filmnya.

3. Teori pembakaran oksigen: Antoine Lavoisier, 1770-an

Lavoisier tidak menemukan oksigen, tetapi dia menemukan bahwa itu adalah gas yang bergabung dengan zat saat mereka terbakar. Lavoisier dengan demikian menyingkirkan teori flogiston yang berlaku dan membuka jalan bagi perkembangan kimia modern. Itu adalah revolusi yang jauh lebih aman bagi Lavoisier daripada revolusi politik yang segera menyusul di Prancis, begitu revolusioner sehingga Lavoisier kehilangan akal sehatnya.

4. Lempeng tektonik: Alfred Wegener, 1912; J. Tuzo Wilson, 1960-an

Wegener menyadari bahwa benua-benua bergeser sejak tahun 1912. Tetapi baru pada tahun 1960-an para ilmuwan menyatukan potongan-potongan itu dalam teori tektonik lempeng yang komprehensif. Wilson, seorang ahli geofisika Kanada, adalah kontributor utama beberapa bagian utama, sementara banyak peneliti lain juga memainkan peran penting. (Ingatlah bahwa lempeng tektonik tidak sama dengan Lempeng Tektonik, nama yang bagus untuk restoran bertema sains revolusioner.)

Baca Juga : 10 Ilmuwan Terhebat Sepanjang Masa

5. Mekanika statistik: James Clerk Maxwell, Ludwig Boltzmann, J. Willard Gibbs, akhir abad ke-19

Dengan menjelaskan panas dalam kaitannya dengan perilaku statistik atom dan molekul, mekanika statistik memahami termodinamika dan juga memberikan bukti kuat untuk realitas atom. Selain itu, mekanika statistik menetapkan peran matematika probabilistik dalam ilmu fisika. Perpanjangan modern dari mekanika statistik (kadang-kadang sekarang disebut fisika statistik) telah diterapkan pada segala hal mulai dari ilmu material dan magnet hingga kemacetan lalu lintas dan perilaku pemungutan suara. Dan bahkan teori permainan.

6. Relativitas khusus: Albert Einstein, 1905

Dalam beberapa hal, relativitas khusus tidak begitu revolusioner, karena ia mempertahankan banyak fisika klasik. Tapi ayolah. Itu menggabungkan ruang dengan waktu, materi dengan energi, memungkinkan bom atom dan membuat Anda menua lebih lambat selama penerbangan luar angkasa. Seberapa revolusioner yang ingin Anda dapatkan?

7. Relativitas umum: Einstein, 1915

Relativitas umum jauh lebih revolusioner daripada relativitas khusus, karena relativitas itu meninggalkan hukum gravitasi Newton demi ruangwaktu yang melengkung. Dan membuka mata para ilmuwan terhadap seluruh sejarah alam semesta yang mengembang. Dan menyediakan lubang hitam bagi penulis fiksi ilmiah.

8. Teori kuantum: Max Planck, Einstein, Niels Bohr, Werner Heisenberg, Erwin Schrödinger, Max Born, Paul Dirac, 1900–1926

Teori kuantum mencabik-cabik seluruh struktur fisika klasik, menghancurkan gagasan biasa tentang sifat realitas, mengacaukan seluruh filosofi sebab dan akibat, dan mengungkapkan keanehan tentang alam yang tak seorang pun, betapapun imajinatifnya, pernah dapat membayangkannya. Sungguh, sulit dipercaya itu hanya Nomor 3.

9. Evolusi melalui seleksi alam: Charles Darwin, 1859

Darwin menunjukkan bahwa kompleksitas kehidupan yang rumit dan hubungan yang rumit di antara bentuk-bentuk kehidupan dapat muncul dan bertahan dari proses alam, tanpa memerlukan perancang atau bahtera. Dia membuka pikiran manusia untuk mengejar ilmu alam tanpa cacat prasangka supernatural. Teorinya sangat revolusioner sehingga beberapa orang masih meragukannya. Seharusnya tidak.

Baca Juga : Fenomenologi, Logika, dan Filsafat Matematika

10. Heliosentrisme: Copernicus, 1543

Salah satu wawasan terbesar yang pernah, dipahami oleh beberapa orang Yunani kuno tetapi didirikan hanya dua milenium kemudian: Bumi berputar mengelilingi matahari (seperti halnya planet lain). Itu Nomor 1 karena itu yang pertama. Menurut Anda, dari mana asal kata revolusioner? (Itu jarang digunakan untuk mengartikan apa yang dilakukannya hari ini sebelum Copernicus meletakkan revolusi dalam judul buku revolusionernya.)

10 Ilmuwan Terhebat Sepanjang Masa
Ilmuwan

10 Ilmuwan Terhebat Sepanjang Masa

10 Ilmuwan Terhebat Sepanjang Masa, Dapatkah Anda membayangkan dunia tanpa listrik? Ribuan ilmuwan telah bekerja tanpa lelah sepanjang hidup mereka dalam penelitian, eksperimen, filosofi, dan ide untuk memecahkan misteri yang kompleks, menyelamatkan nyawa, membuat hidup lebih mudah, dan membawa umat manusia ke depan. Di sini kita melihat 10 ilmuwan terhebat yang penemuannya mengubah dunia.

10 ilmuwan terhebat sepanjang masa

10. Louis Pasteur (1822-1895)

Ahli kimia dan biologi Prancis mendedikasikan hidupnya untuk kimia dan mikrobiologi. Penemuan Pasteur telah menyelamatkan puluhan juta orang dari penyakit menular. Dia adalah ilmuwan pertama yang mempelajari fermentasi mikroba dalam elemen makanan.

Menurut thebigvantheory.com Ia mengembangkan obat untuk demam nifas, antraks, rabies, dan penyakit lainnya. Pasteur juga menemukan proses pasteurisasi, di mana bakteri berbahaya dihancurkan dengan memanaskan susu dan minuman lain ke suhu tertentu dan membiarkannya mendingin. Dia mengembangkan proses ini setelah menemukan bahwa bakteri bertanggung jawab untuk membuat alkohol menjadi asam.

9. Michael Faraday (1791-1867)

Faraday adalah salah satu ilmuwan terbesar pada masanya, dan masih. Dia sebagian besar belajar sendiri karena dia harus meninggalkan sekolah di kelas empat. Faraday menemukan Karbon dan Klorin, dan berkontribusi pada bidang diamagnetisme, elektrolisis, elektrokimia, dan induksi elektromagnetik.

Perangkat elektromagnetik ilmuwan Inggris membentuk tulang punggung teknologi motor listrik. Dia juga menerbitkan makalah tentang isolasi benzena, kondensasi gas, dan penipuan optik.

8. Thomas Edison (1847-1931)

Thomas Edison tidak hanya salah satu ilmuwan terbesar tetapi juga seorang pengusaha sukses. Dia adalah pendiri konglomerat teknik General Electric, yang mempekerjakan lebih dari 300.000 orang saat ini. “Wizard of the Menlo Park” mengajukan lebih dari 1.000 paten sepanjang karirnya.

Dia sering bekerja lebih dari 20 jam sehari. Penemuannya termasuk bola lampu listrik, fonograf, kinetoskop, dan baterai penyimpanan.

Baca Juga : 5 Teori Sains Paling Menakjubkan yang Pernah Diciptakan

7. Charles Darwin

Naturalis dan ahli geologi Inggris muncul dengan teori evolusi di tengah skeptisisme dan ketidakpercayaan. Darwin mengumpulkan bukti selama lebih dari dua dekade dan mempublikasikan temuannya dalam bukunya On the Origin of Species . Dia menetapkan bahwa semua spesies berasal dari nenek moyang yang sama dan pola evolusi didasarkan pada proses “seleksi alam.”

6. Nikola Tesla (1856-1943)

Ilmuwan kelahiran Serbia ini menemukan medan magnet yang berputar dan sistem kelistrikan arus bolak-balik (AC). Itu bukan di mana penemuan jenius ini berakhir. Dia dikreditkan dengan pengembangan listrik modern, pembangkit listrik tenaga air pertama di Air Terjun Niagara, transistor, remote control, motor listrik modern, dan banyak mesin lainnya. Tesla tidak mengekspos sebagian besar penemuannya, yang kemudian ditemukan oleh ilmuwan lain. Tesla bisa membaca seluruh buku hanya dengan membacanya sekali, dan dia bisa berbicara delapan bahasa dengan lancar.

5. Aristoteles (382BC-322BC)

Aristoteles adalah guru bagi Alexander Agung. Filsuf dan ilmuwan Yunani ini memberikan kontribusi signifikan pada fisika, astronomi, geometri, botani, zoologi, dan kimia. Hanya sebagian kecil dari karyanya yang dilestarikan hari ini. Ahli biologi akrab dengan klasifikasi spesies tumbuhan dan hewan.

Lebih dari dua ribu tahun yang lalu, Aristoteles mengumpulkan spesimen tumbuhan dan hewan dan mengklasifikasikannya berdasarkan karakteristiknya.

4. Marie Curie (1867-1934)

Marie Curie adalah orang pertama di dunia yang memenangkan dua Hadiah Nobel terpisah dan wanita pertama yang memenangkan Nobel. Dia memenangkan Nobel pertamanya pada tahun 1903 untuk menemukan radioaktivitas dan membantu penerapannya di bidang sinar-X, dan mendapatkan Hadiah Nobel keduanya pada tahun 1911 untuk penemuan radium.

Dia menemukan mesin X-ray mobile pertama di dunia yang membantu tentara yang terluka di medan perang. Sayangnya, dia terbunuh oleh penemuannya sendiri pada tahun 1934.

3. Galileo Galilei (1564-1642)

Lahir di Pisa, Italia, Galileo dilatih sebagai dokter, tetapi hari ini ia digambarkan sebagai bapak ilmu pengetahuan modern. Dia membangun salah satu teleskop pertama di dunia dan mengarahkannya ke langit. Dia menemukan bahwa bulan memiliki permukaan pegunungan yang diadu.

Dia juga membuktikan bahwa Bumi berputar mengelilingi Matahari dan bukan sebaliknya, seperti yang diyakini saat itu. Penemuannya membuatnya mendapat masalah dengan gereja Katolik, yang memaksanya untuk menjatuhkan teori bahwa Bumi berputar mengelilingi Matahari. Galilei juga berkontribusi pada ilmu gerak. Karyanya Two New Sciences menjadi dasar bagi ilmu kekuatan material.

2. Sir Isaac Newton (1643-1727)

Sir Isaac Newton adalah salah satu ilmuwan terbesar yang pernah ada di dunia. Dia meletakkan hukum mekanika dan prinsip gravitasi, yang membuktikan bagaimana planet berputar mengelilingi matahari.

Dia menemukan kalkulus untuk menjelaskan teori gravitasi karena tidak ada prinsip lain yang bisa menjelaskannya. Newton juga menjelaskan tiga hukum gerak dan menemukan komposisi cahaya putih.

Baca Juga : Ilmu Komputer dan Filsafat Memiliki Lebih Banyak Kesamaan Daripada yang Anda Pikirkan

1. Albert Einstein (1879-1955)

Bisa dibilang ilmuwan paling berpengaruh di dunia yang pernah ada. Einstein memiliki reputasi untuk orisinalitas pemikiran terbesar. Teori relativitasnya meningkatkan pemahaman kita tentang alam semesta . Karyanya tentang teori medan terpadu menjelaskan gravitasi, fenomena subatom, dan elektromagnetisme. Einstein juga memberikan kontribusi besar bagi perkembangan teori kuantum. E=mc2 berasal dari teori relativitas Einstein. Dia memenangkan Hadiah Nobel dalam fisika pada tahun 1921 untuk penemuan efek fotolistrik, yang menjadi dasar teori kuantum.

Ada banyak orang lain yang karyanya telah memberikan dampak yang signifikan pada kehidupan kita dan termasuk di antara ilmuwan terbesar di dunia. Ahli kimia Jerman Otto Hahn menemukan fisi nuklir. Alexander Fleming menemukan penisilin, antibiotik pertama di dunia. Archimedes, sering digambarkan sebagai matematikawan terhebat di dunia, menemukan hukum kerapatan, pengungkit, daya apung, dan kesetimbangan fluida. Dan kemudian ada Alan Turing, yang karyanya meletakkan dasar bagi teori komputasi dan komputasi modern.

5 Teori Sains Paling Menakjubkan yang Pernah Diciptakan
Uncategorized

5 Teori Sains Paling Menakjubkan yang Pernah Diciptakan

5 Teori Sains Paling Menakjubkan yang Pernah Diciptakan, Meskipun kita mungkin ingin berpikir bahwa pengetahuan kolektif kita telah membuka sebagian besar misteri alam semesta, kita sebenarnya hanya menguasai sebagian kecil dari pengetahuan yang diperlukan untuk memahami semuanya—dan itu adalah pegangan yang lemah di terbaik. Tetapi sesekali muncul teori baru yang benar-benar membalikkan semua yang kita pikir kita ketahui dan membawa kita ke jalan baru yang mungkin saja memegang kunci untuk semua pertanyaan kita yang belum terjawab.

Teori-teori ini sering mengungkapkan ide-ide yang terlalu abstrak atau mengejutkan untuk diterima oleh komunitas ilmiah yang lebih besar pada saat itu, tetapi, selama bertahun-tahun, karena lebih banyak penemuan dibuat dan potongan-potongan tertentu jatuh pada tempatnya, kadang-kadang bahkan teori terliar telah terbukti. untuk menjadi benar selama ini.

Menurut thebigvantheory.com Meskipun tidak ada hipotesis yang kami sajikan kepada Anda di sini yang pernah diverifikasi secara meyakinkan, mereka juga belum sepenuhnya ditolak. Jadi, mengapa tidak memutuskan sendiri teori ilmiah menakjubkan mana yang menurut Anda paling berpotensi untuk dikembangkan.

1. Teori Alam Semesta Ekpyrotic

Memberikan alternatif untuk teori Big Bang yang diterima secara luas, teori alam semesta ekpyrotic menunjukkan bahwa, tidak seperti Big Bang yang konon dimulai dari singularitas, alam semesta kita sebenarnya adalah dua alam semesta yang saling bertabrakan. Diperkirakan bahwa tabrakan ini memiliki efek “mengatur ulang” alam semesta kita dan, setelah titik itu, ia mulai mengembang seperti pada Big Bang.

Namun, alih-alih mengembang tanpa batas selamanya, teori tersebut menegaskan bahwa suatu hari alam semesta akan mulai berkontraksi, tak terhindarkan mengarah ke apa yang oleh beberapa astrofisikawan disebut sebagai Big Crunch. Kemudian, semua kecepatan dan energi yang terlibat dalam Big Crunch kemudian menciptakan tabrakan monumental lainnya, yang mengakibatkan alam semesta diatur ulang lagi sehingga siklus tersebut dapat berulang untuk selama-lamanya.

2. Keberadaan White Hole

Semua orang tahu tentang lubang hitam dan bagaimana gravitasinya yang besar menyedot segala sesuatu di sekitarnya, termasuk cahaya. Tapi bagaimana dengan lubang putih? Secara teoritis, mereka adalah kebalikan dari lubang hitam dan bukannya mengisap materi, mereka meludahkannya. Tetapi para ilmuwan tidak pernah mengamatinya (kemungkinan karena mereka hanya akan ada dalam situasi yang sangat hipotetis), jadi tidak jelas apakah lubang putih akan berfungsi seperti ujung ekor lubang hitam, lubang cacing, atau sesuatu yang lain sama sekali.

Baca Juga : 5 Teori Sains Terkenal yang Terbukti Salah yang Masih Ada di Silabus

Jika lubang putih benar-benar memuntahkan materi yang tersedot ke dalam lubang hitam, materi itu harus menghindari penggabungan dengan singularitas dan entah bagaimana harus dipertahankan. Saat ini, kita tidak benar-benar tahu persis apa yang terjadi pada materi yang tersedot ke dalam lubang hitam karena semua lubang hitam yang telah kita amati memiliki cakrawala peristiwa yang mencegah kita untuk melihatnya secara langsung.

Satu-satunya alasan mengapa kita dapat menyimpulkan lokasi lubang hitam di alam semesta kita adalah karena kita memperhatikan efek gravitasi yang mereka miliki pada benda-benda di sekitarnya. Artinya, jika kita berharap untuk membuktikan keberadaan lubang putih di masa depan, kita mungkin perlu mengkonfigurasi ulang pemahaman kita tentang hukum fisika—yang tentunya akan sangat sulit.

3. Paradoks Fermi

Awalnya dikemukakan oleh fisikawan Enrico Fermi dan Michael H. Hart, Paradoks Fermi membantah bahwa jika benar dan sebenarnya ada jutaan kehidupan cerdas dapat ditemukan di galaksi Bima Sakti kita sendiri, maka masuk akal bahwa kita harus telah mengambil semacam sinyal dari setidaknya salah satu dari mereka sekarang. Argumen ini telah disebut sebagai Keheningan Besar.

Sejumlah teori menarik telah muncul selama bertahun-tahun yang memberikan penjelasan untuk Keheningan Hebat ini, di antaranya, mungkin yang paling menarik dan imajinatif menunjukkan bahwa kita semua menjalani hidup kita dalam simulasi komputer seperti Matrix.

4. Teori Simulasi

Teori ini mengandaikan bahwa kita semua mungkin hidup dalam simulasi komputer yang diciptakan oleh ras alien di galaksi yang jauh. Meskipun kedengarannya seperti ide yang diimpikan oleh seseorang yang telah menonton terlalu banyak film fiksi ilmiah, sebenarnya ada ilmuwan dan fisikawan terkemuka yang tidak hanya berpikir bahwa Teori Simulasi itu mungkin, mereka sedang mengerjakan eksperimen untuk membuktikannya. Secara khusus, tim fisikawan Jerman mencoba membuat simulasi terprogram mereka sendiri tentang alam semesta kita.

Anehnya, penemuan teori string baru-baru ini yang dibuat oleh fisikawan teoretis S. James Gate menambah kredibilitas teori ini. Pada dasarnya, Gate menemukan apa yang pada dasarnya adalah kode komputer yang terkubur jauh di dalam persamaan yang kita gunakan untuk menggambarkan alam semesta kita. Dan ini bukan sembarang kode, ini adalah kode blok koreksi kesalahan biner linier ganda yang sangat tidak biasa. Jadi tampaknya koreksi kesalahan 1s dan 0s tertanam di inti kuantum alam semesta kita. “Bangun Neo. . . Matrix memilikimu.”

5. Alam Semesta adalah Hologram

Daripada simulasi komputer yang rumit, teori ini menunjukkan bahwa alam semesta yang kita lihat tidak lebih dari hologram yang dihasilkan oleh alam semesta itu sendiri. Idenya adalah ketika kita melihat ke langit malam, bintang dan galaksi jauh yang kita lihat benar-benar lebih seperti gambar yang diproyeksikan di dinding.

Baca Juga : Ilmu Komputer dan Filsafat Memiliki Lebih Banyak Kesamaan Daripada yang Anda Pikirkan

Prinsip holografik ini dapat memberikan penjelasan mengapa alam semesta tampak rapuh ketika dipecah menjadi skala energi paling dasar. Perlu diingat bahwa gambar holografik dihasilkan ketika Anda menutupi objek dengan cahaya dari laser dan kemudian laser kedua melompat dari permukaan reflektif yang pertama nanti. Sumber cahaya lain kemudian menerangi gambar untuk menghasilkan hologram.

Diperkirakan bahwa jika variasi gelombang gravitasi disebabkan oleh pola cahaya yang berbeda, kemudian akan mensimulasikan proses pembuatan gambar holografik ini. Dan jika teori ini terbukti benar, itu berarti kita perlu mengubah banyak persepsi kita tentang apa yang kita pikir kita ketahui tentang alam semesta.

Seminar Bidang Biologi dan Matematika, Pemain Agen Judi Online Wajib Ikutan
Biometry

Seminar Bidang Biologi dan Matematika, Pemain Agen Judi Online Wajib Ikutan

Sepanjang tahun ini akan menjadi momen momen penting bagi para praktisi, ilmuwan, dan peminat di bidang biologi dan matematika. Hal ini lantaran akan diadakannya seminar internasional berkaitan dengan topik tersebut. Semua pihak yang berminat dan hendak terlibat, termasuk pemain agen judi online, dipersilahkan untuk segera mendaftar dan hadir pada saat harinya.
Seminar biologi dan matematika pertama yang wajib diikuti oleh peminat kedua bidang tersebut adalah seminar tanggal 2 Maret yang akan dibawakan oleh Jonathan Cannon. Beliau berasal dari MIT Postdoctoral Associate yang merupakan bagian dari Sinha Lab. Melalui seminar ini, beliau akan berbagi pengalaman tentang pelacakan ritme beserta faktor faktor yang mempengaruhi hal tersebut. Pemain judi pun juga perlu belajar faktor faktor yang beri pengaruh terhadap kesuksesannya dalam berjudi.

Seminar on Biology and Mathematics

Cannon juga akan menjabarkan tentang dua istilah utama yaitu Fase & Inferensi Tempo (PATIPPET) dan juga Inferensi Fase yang berasal dari Point Process Event Timing (PIPPET). Kedua hal ini menjadi bagian penting dari pelacakan ritme, sehingga nantinya para ilmuwan dan praktisi dapat menemukan cara yang lebih mudah, cepat, dan efektif dalam melakukan pelacakan ritme. Ini pula yang diusahakan tempat judi bagi pemain yaitu ciptakan tempat judi yang mudah dimainkan, efektif, namun tetap aman. Seminar biologi dan matematika kedua yang wajib diikuti oleh peminat kedua bidang tersebut adalah seminar yang akan diadakan pada tanggal 16 Maret oleh Cliff Kerr yang berasal dari Institute for Disease Modelling. Masih membahas tentang ritme, kini Kerr akan memaparkan tentang pendengaran ritmis manusia yang umumnya jauh lebih kompleks. Pemain judi yang ikutan seminar ini wajib perhatikan; berjudi bisa nanti karena ada fitur bermain 24 jam yang buat pemain bisa main kapan saja.

Kerr juga akan memaparkan tentang cara paling alami dalam melakukan pelacakan ritme. Menurutnya, pelacakan alami dianggap jauh lebih baik untuk jangka panjang lantaran ritme ini adalah proses berkelanjutan dan jangka panjang. Kerr turut kenalkan metode Bayesian tipe variasional yang akan mengolah data pelacakan ritme manusia, baik yang terselubung maupun yang terbuka. Pemain judi yang gemar berjudi pun pasti akan tertarik dengan topik ini. Seminar biologi dan matematika ketiga yang wajib diikuti oleh peminat kedua bidang tersebut adalah seminar tanggal 2 April yang akan dibawakan oleh Andrea Barreiro dari Southern Methodist University. Topik yang akan dibawakan oleh Barreiro adalah tentang prosedur terjadinya proses penciuman retronasal. Seperti yang diketahui reseptor rasa dan bau pegang peranan penting dalam identifikasi penyakit. Pemain judi yang kejar bonus juga perlu tahu info ini agar tidak ketinggalan berita.

Dijabarkan oleh Barreiro, ada dua jenis persepsi bau; retronas (lewat belakang rongga hidung) dan orthonasal (lewat hidung secara langsung). Keduanya tampak serupa, namun untuk retronas, selain untuk rasakan bau, juga berperan dalam menentukan rasa yang ada dari aroma yang dihirup. Nantinya, Barreiro akan jelaskan perbedaan dasar dari dua jenis persepsi bau ini. Untuk saat ini, pemain judi bisa tetap jaga kesehatan dengan olahraga di saat berjudi sedang santai agar persepsi bau tetap berfungsi. Tahun ini akan ada sejumlah seminar bidang biologi dan matematika yang wajib diikuti oleh para peminat bidang tersebut, termasuk ilmuwan, praktisi, dan juga pemain. Seminar yang akan diadakan tanggal 2 Maret, 16 Maret, dan 2 April adalah tiga terbaik yang wajib didatangi karena hadirkan sejumlah pembicara yang luar biasa.

5 Teori Sains Terkenal yang Terbukti Salah yang Masih Ada di Silabus
Teori Sains

5 Teori Sains Terkenal yang Terbukti Salah yang Masih Ada di Silabus

5 Teori Sains Terkenal yang Terbukti Salah yang Masih Ada di Silabus, Pada dasarnya artikel tersebut berisi daftar teori-teori ilmiah terkenal yang tidak sepenuhnya sesuai dengan dunia saat ini. Inilah keindahan ilmu yang selalu memiliki ruang untuk sesuatu yang baru, yang mengesankan, dan yang mengetuk pikiran seseorang.

Kami mencantumkan di sini beberapa teori medis yang terbukti salah. Beberapa teori sejarah terbukti salah. Beberapa konsep ilmiah dasar yang berubah dari waktu ke waktu. Salah Membuktikan Teori Sains Terkenal juga memiliki beberapa teori yang menolak banyak teori ilmiah dan karena itu ada sejumlah teori ilmiah yang pada awalnya tidak diterima.

1. Teori Evolusi Charles Darwin

Salah satu teori yang paling terkenal di pertengahan abad ke -19 adalah teori evolusi Darwin dan kadang juga ditulis sebagai teori seleksi alam Darwin. Pertama kita perlu memahami apa yang dikatakan teori psikologi evolusi. Ada pertanyaan untuk waktu yang lama tentang teori evolusi. Apakah evolusi itu nyata? Apa fakta evolusi? Apa itu evolusi vs kreasionisme? Kami mencoba mencari solusi untuk semua pertanyaan ini dalam Teori Sains Terkenal yang Terbukti Salah.

Menurut Charles Darwin dalam bukunya “ On the Origin of Species ” suatu organisme mengadopsi perubahan dan merumuskan dirinya sesuai dengan kebutuhan lingkungan dan sekitarnya. Itu membiarkannya bertahan untuk waktu yang lebih lama dan bereproduksi secara tiba-tiba. “ Survival of the fittest ” adalah semacam slogan yang sering digunakan dalam teori evolusi Darwin. Charles Darwin menyatakan bagaimana mamalia darat dapat berubah menjadi paus air. Untuk penjelasan Darwin mencontohkan beruang hitam Amerika Utara yang menangkap serangga dengan berenang, berubah menjadi paus seiring waktu.

Cara Terbukti Salah

Gagasan Darwin langsung ditolak oleh publik. Bahkan Darwin harus menulis ulang bagian terakhir dari bukunya “On the origin of Species” di mana ia akhirnya menghilangkan contoh beruang yang berenang. Ada ilmuwan yang percaya bahwa gagasan Darwin tidak seburuk itu tetapi dia tidak memilih contoh terbaik untuk dijelaskan. Mereka percaya jika dia dapat mempertimbangkan contoh sapi atau mamalia lain dari jenis itu, itu bisa lebih baik. Darwin juga menganggap manusia sebagai bentuk kera yang paling canggih. Itu sebabnya kadang-kadang juga dinyatakan sebagai teori evolusi manusia Charles Darwin.

Menurut thebigvantheory.com Ilmuwan modern menunjukkan area di mana Darwin salah dalam teori evolusinya. Menurut Pobiner, Darwin tidak tahu sama sekali tentang pengetahuan genetika? Pobiner menjelaskan bagaimana perubahan fisik dan perilaku terjadi pada gen. Dia menjelaskan seluruh proses mutasi. Dinyatakan pula peran DNA pada tingkat genetik. Ini semua adalah poin-poin penting yang sepenuhnya terlewatkan oleh Darwin dalam teori evolusinya.

2. Teori Phlogiston

Johan Joachim Becher mengusulkan gagasan teori Phlogiston pada tahun 1667. Di sini kami membuat daftar beberapa kemungkinan alasan yang menyatakan bagaimana teori Phlogiston dibantah. Mengapa teori flogiston terbukti salah? Mengapa teori flogiston ditolak? Menurut teori ini semua materi yang mudah terbakar mengandung bahan khusus yang disebut Phlogiston yang terlepas pada saat pembakaran. Phlogiston memungkinkan seluruh proses pembakaran. Teori juga menjelaskan sifat-sifat flogiston sebagai zat yang tidak berwarna, tidak berbau dan tidak berasa. Phlogiston menjadi terlihat hanya selama proses pembakaran.

Cara Terbukti Salah

Cerita Sains yang Terbukti Salah mengandung teori Phlogiston karena teori tersebut tidak dapat membuktikan dasarnya secara eksperimental. Ada serangkaian percobaan yang menghasilkan perbedaan dalam situasi yang berbeda. Ketika bahan seperti kayu dll dibakar, ia kehilangan berat selama proses pembakaran. Tetapi ketika eksperimen dilakukan pada logam tertentu yang dapat terbakar, beratnya bertambah bukannya berkurang. Eksperimen-eksperimen ini benar-benar terbukti melawan teori Phlogiston seolah-olah bahan seperti Phlogiston dilepaskan selama pembakaran, materi itu seharusnya kehilangan beratnya alih-alih bertambah. Belakangan, proses oksidasi juga sepenuhnya bertentangan dengan teori Phlogiston karena tidak memiliki akar untuk menjelaskan proses oksidasi.

Baca Juga : 6 Hukum dan Teori Sains Yang Harus Anda Ketahui

3. Bumi yang Berkembang

Teori bumi yang mengembang dianggap sebagai salah satu teori paling kontroversial dalam geologi. Apa yang diajarkan dari tingkat sekolah ke tingkat yang lebih tinggi geologi bahwa ukuran dan massa bumi adalah statis. Tapi teori bumi yang mengembang mendapat popularitas di abad ke -19. Teori ini kadang-kadang disebut sebagai teori pergeseran benua. Menurut teori ini ukuran dan massa bumi tidak tetap. Hipotesis tersebut memuat konsep pergeseran benua. Dengan berlalunya waktu ukuran planet tumbuh dan sebagai hasilnya gunung baru bisa berkembang. Hal ini menyebabkan peningkatan jarak antara benua di dunia. Awalnya Charles Darwin mengajukan konsep pemuaian bumi secara lateral; Nicola Tesla juga membenarkannya dengan membandingkan teori dengan proses perluasan bintang.

Cara Terbukti Salah

Kami mencantumkan teori bumi yang mengembang dalam Teori Sains Terkenal yang Terbukti Salah karena teori itu tidak pernah terbukti 100% akurat. Banyak orang mempertanyakan apa yang menyebabkan pergeseran benua? Apa bukti teori pergeseran benua? Tapi itu juga membawa kontroversi selama beberapa dekade untuk tidak terbukti sepenuhnya salah. Akhirnya teori tersebut dibantah oleh konsep lempeng tektonik. Lempeng tektonik mengkonfirmasi pergerakan lempeng geografis di litosfer bumi. Ia juga menyangkal konsep bahwa benua dan gunung adalah hasil dari pemuaian bumi dengan waktu.

4. Generasi Spontan

Generasi spontan atau kadang disebut sebagai generasi spontan Aristoteles adalah salah satu teori biologi klasik yang paling terkenal. Mungkin teori pertama kali dikemukakan oleh Aristoteles. Hipotesis teori menyatakan bahwa kehidupan baik tumbuhan atau hewan dapat berasal dari benda mati. Berarti benda tak hidup dapat menghasilkan makhluk hidup secara spontan . Aristoteles mengatakan bahwa kehidupan bisa muncul dari benda mati jika mengandung Pneuma yang berarti panas vital. Contoh generasi spontan Amon Aristoteles menganggap contoh belut ikan laut. Dia mengusulkan bahwa belut bisa menjadi hasil dari beberapa materi tak hidup di dalam air. Dia juga mengusulkan teori generasi spontan dengan contoh katak yang terkenal.

Cara Terbukti Salah

Aristoteles adalah salah satu filsuf Yunani paling terkenal pada masanya dan banyak teorinya terbukti benar bahkan dalam sains modern. Jadi merupakan tantangan besar untuk menyangkal teori generasi spontan. Francesco Redi seorang Dokter Italia pertama kali membantah teori generasi spontan pada abad ke-17. Redi melakukan dan eksperimen yang meneliti sistem reproduksi lalat di tiga toples yang berbeda. Satu dengan tutup terbuka. Kedua dengan tertutup dan ketiga dengan membran. Akhirnya ia membuktikan dengan eksperimennya bahwa belatung hanya bisa muncul di toples tanpa tutup.

5. Luminiferous Aether

Aether atau yang biasa disebut dengan eter dianggap sebagai zat tak kasat mata yang ditemukan di luar angkasa di sekitar planet-planet. Konsep Aether pertama kali diberikan oleh orang Yunani yang percaya; cahaya tidak dapat merambat tanpa medium. Ide luminiferous Aether tetap dominan bahkan sampai akhir abad ke -19. Isaac Newton, fisikawan terkenal yang percaya cahaya sebagai partikel tidak dapat menyangkal teori Aether. Beberapa Fisikawan klasik seperti Huygen dan Young yang membuktikan sifat gelombang cahaya; juga mendukung teori Aether.

Baca Juga : 6 Ilmuwan dan Penemu Terkenal yang Berjuang Dengan Matematika

Cara Terbukti Salah

Konsep Liminiferous Aether tetap hidup selama berabad-abad. Tetapi ketika era fisika modern dimulai, orang-orang mulai mengajukan pertanyaan. Apakah Aeter ada? Apa konsep eter dalam fisika klasik? Dengan dimulainya teori fisika modern Max Plank tentang sifat ganda cahaya pertama kali menyangkal konsep Aether. Dia menemukan gelombang elektromagnetik. Mereka tidak membutuhkan media untuk propagasi mereka. Belakangan, konsep Foton Einstein dan teori relativitas juga mendukung konsep Plank. Akhirnya, dinyatakan bahwa cahaya bersifat elektromagnetik dan tidak memerlukan media untuk merambat melalui ruang.

6 Hukum dan Teori Sains Yang Harus Anda Ketahui
Teori Sains

6 Hukum dan Teori Sains Yang Harus Anda Ketahui

6 Hukum dan Teori Sains Yang Harus Anda Ketahui, Para ilmuwan memiliki banyak alat yang tersedia untuk mereka ketika mencoba menggambarkan bagaimana alam dan alam semesta bekerja secara luas. Seringkali mereka meraih hukum dan teori terlebih dahulu. Apa bedanya? Sebuah hukum Sains sering dapat dikurangi pernyataan matematika, seperti E = mc ²; itu adalah pernyataan spesifik berdasarkan data empiris, dan kebenarannya umumnya terbatas pada serangkaian kondisi tertentu. Misalnya, dalam kasus E = mc², c mengacu pada kecepatan cahaya dalam ruang hampa.

Sebuah teori Sains sering berusaha untuk mensintesis tubuh bukti atau pengamatan fenomena tertentu. Ini umumnya — meskipun tidak selalu — pernyataan yang lebih besar dan dapat diuji tentang bagaimana alam beroperasi. Anda tidak bisa serta merta mereduksi teori Sains menjadi pernyataan atau persamaan yang bernas, tetapi teori itu mewakili sesuatu yang mendasar tentang cara kerja alam.

Menurut thebigvantheory.com Baik hukum maupun teori bergantung pada elemen dasar metode Sains, seperti menghasilkan hipotesis , menguji premis itu, menemukan (atau tidak menemukan) bukti empiris, dan menghasilkan kesimpulan. Akhirnya, ilmuwan lain harus mampu mereplikasi hasil jika eksperimen ditakdirkan untuk menjadi dasar hukum atau teori yang diterima secara luas.

Dalam artikel ini, kita akan melihat 6 hukum dan teori Sains yang mungkin ingin Anda pelajari, bahkan jika Anda tidak menemukan diri Anda, katakanlah, sering mengoperasikan mikroskop elektron . Kita akan mulai dengan ledakan dan beralih ke hukum dasar alam semesta, sebelum mencapai evolusi . Terakhir, kita akan membahas beberapa materi utama, menyelidiki bidang fisika kuantum.

1: Teori Big Bang

Jika Anda ingin mengetahui satu teori Sains, buatlah teori itu yang menjelaskan bagaimana alam semesta sampai pada keadaannya saat ini. Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Edwin Hubble, Georges Lemaitre dan Albert Einstein, antara lain, teori big bang mendalilkan bahwa alam semesta dimulai hampir 14 miliar tahun yang lalu dengan peristiwa ekspansi besar-besaran. Pada saat itu, alam semesta terbatas pada satu titik, meliputi semua materi alam semesta. Gerakan asli itu berlanjut hari ini, karena alam semesta terus mengembang ke luar.

Teori big bang mendapat dukungan luas dalam komunitas Sains setelah Arno Penzias dan Robert Wilson menemukan radiasi latar gelombang mikro kosmik pada tahun 1965. Dengan menggunakan teleskop radio, kedua astronom tersebut mendeteksi kebisingan kosmik, atau statis, yang tidak menghilang seiring waktu. Berkolaborasi dengan peneliti Princeton Robert Dicke, pasangan ini mengkonfirmasi hipotesis Dicke bahwa big bang asli meninggalkan radiasi tingkat rendah yang dapat dideteksi di seluruh alam semesta.

2: Hukum Ekspansi Kosmik Hubble

Mari kita tetap bersama Edwin Hubble sebentar. Sementara tahun 1920-an menderu dan Depresi Hebat berlalu, Hubble melakukan penelitian astronomi yang inovatif. Hubble tidak hanya membuktikan bahwa ada galaksi lain selain Bima Sakti , ia juga menemukan bahwa galaksi-galaksi ini menjauh dari galaksi kita sendiri, sebuah gerakan yang disebutnya resesi .

Baca Juga : Salahkah Teori Ruang dan Waktu Albert Einstein Selama Ini

Untuk mengukur kecepatan gerakan galaksi ini, Hubble mengusulkan Hukum Ekspansi Kosmik Hubble, alias hukum Hubble, sebuah persamaan yang menyatakan: kecepatan = H × jarak . Velocity mewakili kecepatan resesi galaksi; H adalah konstanta Hubble, atau parameter yang menunjukkan tingkat di mana alam semesta mengembang; dan jarak adalah jarak galaksi dari galaksi yang dibandingkan.

Konstanta Hubble telah dihitung pada nilai yang berbeda dari waktu ke waktu, tetapi nilai yang diterima saat ini adalah 70 kilometer/detik per megaparsec, yang terakhir adalah satuan jarak di ruang intergalaksi [sumber: White ]. Untuk tujuan kita, itu tidak begitu penting. Yang paling penting adalah bahwa hukum Hubble menyediakan metode ringkas untuk mengukur kecepatan galaksi dalam kaitannya dengan kecepatan kita sendiri. Dan mungkin yang paling penting, hukum menetapkan bahwa alam semesta terdiri dari banyak galaksi, yang pergerakannya dapat ditelusuri kembali ke big bang.

3: Hukum Kepler tentang Gerak Planet

Selama berabad-abad, para ilmuwan bertempur satu sama lain dan dengan para pemimpin agama tentang orbit planet, terutama tentang apakah mereka mengorbit matahari kita. Pada abad ke-16, Copernicus mengajukan konsep kontroversialnya tentang tata surya heliosentris, di mana planet-planet berputar mengelilingi matahari — bukan Bumi. Tetapi Johannes Kepler, yang membangun pekerjaan yang dilakukan oleh Tyco Brahe dan yang lainnya, perlu membangun landasan Sains yang jelas untuk pergerakan planet-planet.

Tiga hukum gerak planet Kepler — terbentuk pada awal abad ke-17 — menggambarkan bagaimana planet mengorbit matahari. Hukum pertama, kadang-kadang disebut hukum orbit , menyatakan bahwa planet-planet mengorbit matahari secara elips. Hukum kedua, hukum luas , menyatakan bahwa garis yang menghubungkan planet ke matahari mencakup luas yang sama selama periode waktu yang sama. Dengan kata lain, jika Anda mengukur area yang dibuat dengan menggambar garis dari Bumi ke matahari dan melacak pergerakan Bumi selama 30 hari, area tersebut akan tetap sama di mana pun Bumi berada di orbitnya saat pengukuran dimulai.

Yang ketiga, hukum periode , memungkinkan kita untuk menetapkan hubungan yang jelas antara periode orbit planet dan jaraknya dari matahari. Berkat hukum ini, kita tahu bahwa planet yang relatif dekat dengan matahari, seperti Venus, memiliki periode orbit yang jauh lebih singkat daripada planet yang jauh, seperti Neptunus.

4: Hukum Gravitasi Universal

Kita mungkin menerima begitu saja sekarang, tetapi lebih dari 300 tahun yang lalu Sir Isaac Newton mengajukan ide revolusioner: bahwa dua benda, berapa pun massanya, mengerahkan gaya gravitasi terhadap satu sama lain. Hukum ini diwakili oleh persamaan yang banyak ditemui siswa sekolah menengah di kelas fisika. Ini berjalan sebagai berikut:

F = G × [(m 1 m 2 )/r 2 ]

F adalah gaya gravitasi antara dua benda, diukur dalam Newton. M 1 dan m 2 adalah massa kedua benda, sedangkan r adalah jarak antara keduanya. G adalah konstanta gravitasi , angka yang saat ini dihitung menjadi 6,672 × 10 -11 N m 2 kg -2 [sumber: Weisstein ].

Manfaat dari hukum gravitasi universal adalah memungkinkan kita untuk menghitung tarikan gravitasi antara dua benda. Kemampuan ini sangat berguna ketika para ilmuwan, katakanlah, berencana untuk menempatkan satelit di orbit atau memetakan arah bulan .

5: Hukum Gerak Newton

Selama kita berbicara tentang salah satu ilmuwan terbesar yang pernah hidup, mari kita beralih ke hukum terkenal Newton lainnya. Tiga hukum geraknya membentuk komponen penting fisika modern. Dan seperti banyak hukum Sains, mereka agak elegan dalam kesederhanaannya.

Hukum pertama dari ketiga hukum tersebut menyatakan bahwa suatu benda yang bergerak akan tetap bergerak kecuali jika ada gaya luar yang bertindak. Untuk bola yang menggelinding di lantai, gaya luar itu bisa berupa gesekan antara bola dan lantai, atau bisa juga balita yang menendang bola ke arah lain.

Hukum kedua menetapkan hubungan antara massa benda ( m ) dan percepatannya ( a ), dalam bentuk persamaan F = m × a . F mewakili gaya, diukur dalam Newton. Ini juga merupakan vektor, artinya memiliki komponen arah. Karena percepatannya, bola yang menggelinding di lantai memiliki vektor tertentu , arah perjalanannya, dan diperhitungkan dalam menghitung gayanya.

Hukum ketiga agak bernas dan harus akrab bagi Anda: Untuk setiap tindakan ada reaksi yang sama dan berlawanan. Artinya, untuk setiap gaya yang diterapkan pada suatu benda atau permukaan, benda tersebut mendorong kembali dengan gaya yang sama.

6: Hukum Termodinamika

Fisikawan dan novelis Inggris CP Snow pernah berkata bahwa seorang non-ilmuwan yang tidak mengetahui hukum kedua termodinamika seperti seorang ilmuwan yang tidak pernah membaca Shakespeare [sumber: Lambert ]. Pernyataan Snow yang sekarang terkenal dimaksudkan untuk menekankan pentingnya termodinamika dan kebutuhan bagi non-ilmuwan untuk mempelajarinya.

Baca Juga : Pranksters Matematika di Belakang Nicolas Bourbaki

Termodinamika adalah studi tentang bagaimana energi bekerja dalam suatu sistem, apakah itu mesin atau inti bumi . Itu dapat direduksi menjadi beberapa hukum dasar, yang dengan cerdik diringkas oleh Snow sebagai berikut.

  • Anda tidak bisa menang.
  • Anda tidak bisa mencapai titik impas.
  • Anda tidak bisa keluar dari permainan.

Mari kita membongkar ini sedikit. Dengan mengatakan Anda tidak bisa menang, Snow berarti bahwa karena materi dan energi adalah kekal, Anda tidak bisa mendapatkan satu tanpa melepaskan beberapa yang lain (yaitu, E=mc²). Ini juga berarti bahwa agar mesin dapat menghasilkan kerja, Anda harus menyediakan panas, meskipun dalam apa pun selain sistem tertutup sempurna, sebagian panas pasti hilang ke dunia luar, yang kemudian mengarah ke hukum kedua.

Pernyataan kedua — Anda tidak dapat mencapai titik impas — berarti bahwa karena entropi yang terus meningkat , Anda tidak dapat kembali ke keadaan energi yang sama. Energi yang terkonsentrasi di satu tempat akan selalu mengalir ke tempat dengan konsentrasi yang lebih rendah.

Akhirnya, hukum ketiga — Anda tidak dapat keluar dari permainan — mengacu pada nol mutlak, suhu teoretis serendah mungkin, diukur pada nol Kelvin atau (minus 273,15 derajat Celcius dan minus 459,67 derajat Fahrenheit). Ketika suatu sistem mencapai nol mutlak, molekul menghentikan semua gerakan, artinya tidak ada energi kinetik, dan entropi mencapai nilai serendah mungkin. Tetapi di dunia nyata, bahkan di relung ruang, mencapai nol mutlak tidak mungkin — Anda hanya bisa sangat dekat dengannya.

Salahkah Teori Ruang dan Waktu Albert Einstein Selama Ini
Teori Sains

Salahkah Teori Ruang dan Waktu Albert Einstein Selama Ini

Salahkah Teori Ruang dan Waktu Albert Einstein Selama Ini, Untuk lebih memahami alam semesta, kita mungkin perlu mematikan salah satu teori terpenting sepanjang masa. Seperti dalam sejarah, revolusi adalah urat nadi ilmu pengetahuan. Kegelisahan yang meluap-luap mereda sampai sebuah rezim baru muncul untuk merebut kekuasaan. Kemudian perhatian semua orang beralih untuk menggulingkan penguasa baru mereka.

Menurut thebigvantheory.com Ini telah terjadi berkali-kali dalam sejarah fisika dan astronomi. Pertama, kami mengira Bumi berada di pusat tata surya — sebuah gagasan yang bertahan selama lebih dari 1.000 tahun. Kemudian Copernicus menjulurkan lehernya untuk mengatakan bahwa keseluruhan sistem akan jauh lebih sederhana jika kita hanyalah planet lain yang mengorbit matahari. Meskipun banyak pertentangan awal, gambar geosentris lama akhirnya tertekuk di bawah beban bukti dari teleskop yang baru ditemukan.

Kemudian Newton datang untuk menjelaskan bahwa gravitasi adalah alasan mengapa planet-planet mengorbit matahari. Dia mengatakan semua benda bermassa memiliki gaya tarik gravitasi terhadap satu sama lain. Menurut idenya, kita mengorbit matahari karena menarik kita, bulan mengorbit bumi karena kita menariknya. Newton memerintah selama dua setengah abad sebelum Albert Einstein muncul pada tahun 1915 untuk merebutnya dengan Teori Relativitas Umum . Gambar baru ini dengan rapi menjelaskan inkonsistensi dalam orbit Merkurius , dan dikonfirmasi dengan pengamatan gerhana matahari di lepas pantai Afrika pada tahun 1919.

Alih-alih tarikan, Einstein melihat gravitasi sebagai hasil dari ruang melengkung. Dia mengatakan bahwa semua objek di alam semesta berada dalam struktur empat dimensi yang halus yang disebut ruang-waktu. Benda-benda besar seperti matahari membengkokkan ruang-waktu di sekitarnya, sehingga orbit Bumi hanyalah hasil dari planet kita yang mengikuti kelengkungan ini. Bagi kami itu terlihat seperti tarikan gravitasi Newtonian.

Baca Juga : 4 Teori Ilmiah Meyakinkan Yang Membodohi Para Ilmuwan

Gambar ruang-waktu ini sekarang telah berada di atas takhta selama lebih dari 100 tahun, dan sejauh ini telah mengalahkan semua orang yang berpura-pura ke mahkotanya. Penemuan gelombang gravitasi pada tahun 2015 adalah kemenangan yang menentukan, tetapi, seperti pendahulunya, gelombang itu juga mungkin akan jatuh. Itu karena pada dasarnya tidak cocok dengan binatang besar lainnya di kebun binatang fisika: teori kuantum.

Dunia kuantum terkenal aneh. Partikel tunggal bisa berada di dua tempat sekaligus, misalnya. Hanya dengan melakukan pengamatan kita memaksanya untuk ‘memilih’. Sebelum observasi, kita hanya dapat menetapkan probabilitas untuk kemungkinan hasil. Pada tahun 1930-an, Erwin Schrödinger menemukan cara terkenal untuk mengungkap betapa sesatnya ide ini. Dia membayangkan seekor kucing dalam kotak tertutup disertai dengan botol racun yang ditempelkan pada palu.

Palu dihubungkan ke perangkat yang mengukur keadaan kuantum partikel. Apakah palu menghancurkan botol dan membunuh kucing bergantung pada pengukuran itu, tetapi fisika kuantum mengatakan bahwa sampai pengukuran seperti itu dilakukan, partikel secara bersamaan berada di kedua keadaan, yang berarti botolnya rusak dan tidak terputus dan kucingnya hidup dan mati.

Gambaran seperti itu tidak dapat didamaikan dengan struktur ruang-waktu yang mulus dan berkesinambungan. “Medan gravitasi tidak bisa berada di dua tempat sekaligus,” kata Sabine Hossenfelder, fisikawan teoretis di Institut Frankfurt untuk Studi Lanjutan . Menurut Einstein, ruang-waktu dibelokkan oleh materi dan energi, tetapi fisika kuantum mengatakan materi dan energi ada di beberapa keadaan secara bersamaan — mereka bisa berada di sini dan di sana. “Jadi di mana medan gravitasi?” tanya Hossenfelder. “Tidak ada yang punya jawaban untuk pertanyaan itu. Agak memalukan,” katanya.

Coba dan gunakan relativitas umum dan teori kuantum bersama-sama, dan itu tidak berhasil. “Di atas energi tertentu, Anda mendapatkan probabilitas yang lebih besar dari satu,” kata Hossenfelder. Salah satunya adalah kemungkinan tertinggi itu berarti suatu hasil pasti. Anda tidak bisa lebih yakin daripada pasti. Demikian pula, perhitungan terkadang memberi Anda jawaban tak terhingga, yang tidak memiliki makna fisik yang nyata.

Oleh karena itu, kedua teori tersebut secara matematis tidak konsisten. Jadi, seperti banyak raja sepanjang sejarah, fisikawan mencari perkawinan antara faksi-faksi yang bersaing untuk mengamankan perdamaian. Mereka sedang mencari teori gravitasi kuantum latihan diplomatik pamungkas untuk membuat kedua rival ini berbagi takhta. Ini telah melihat para ahli teori beralih ke beberapa kemungkinan aneh.

Bisa dibilang yang paling terkenal adalah teori string. Ini adalah gagasan bahwa partikel sub-atom seperti elektron dan quark terbuat dari string bergetar kecil. Sama seperti Anda dapat memainkan senar pada alat musik untuk membuat nada yang berbeda, ahli teori senar berpendapat bahwa kombinasi senar yang berbeda menciptakan partikel yang berbeda. Daya tarik dari teori ini adalah bahwa ia dapat mendamaikan relativitas umum dan fisika kuantum, setidaknya di atas kertas.

Namun, untuk menarik kelinci itu keluar dari topi, senar harus bergetar melintasi sebelas dimensi tujuh lebih banyak daripada empat di struktur ruang-waktu Einstein. Belum ada bukti eksperimental bahwa dimensi ekstra ini benar-benar ada. “Ini mungkin matematika yang menarik, tetapi apakah itu menggambarkan ruang-waktu di mana kita hidup, kita tidak benar-benar tahu sampai ada eksperimen,” kata Jorma Louko dari Universitas Nottingham .

Sebagian terinspirasi oleh kegagalan teori string yang dirasakan, fisikawan lain telah beralih ke alternatif yang disebut Loop quantum gravity (LQG) . Mereka bisa mendapatkan dua teori untuk bermain dengan baik jika mereka menghilangkan salah satu prinsip utama relativitas umum: Bahwa ruang-waktu adalah kain yang halus dan berkelanjutan.

Sebaliknya, mereka berpendapat, ruang-waktu terdiri dari serangkaian loop yang terjalin — yang memiliki struktur pada skala ukuran terkecil. Ini agak seperti panjang kain. Sepintas terlihat seperti satu kain halus. Namun, perhatikan baik-baik, dan Anda akan melihat bahwa itu benar-benar terbuat dari jaringan jahitan. Atau, anggap saja seperti foto di layar komputer: Perbesar, dan Anda akan melihat bahwa itu benar-benar terbuat dari piksel individu.

Masalahnya adalah ketika fisikawan LQG mengatakan kecil, artinya sangat kecil. Cacat dalam ruang-waktu ini hanya akan terlihat pada tingkat skala Planck—sekitar sepertriliun dari sepertriliun meter. Itu sangat kecil sehingga akan ada lebih banyak loop dalam satu sentimeter kubik ruang daripada sentimeter kubik di seluruh alam semesta yang dapat diamati. “Jika ruang-waktu hanya berbeda pada skala Planck, maka ini akan sulit untuk diuji di akselerator partikel mana pun,” kata Louko. Anda membutuhkan atom smasher yang 1.000 triliun kali lebih kuat daripada Large Hadron Collider (LHC) di CERN. Lalu, bagaimana Anda bisa mendeteksi cacat ruang-waktu sekecil itu? Jawabannya adalah dengan melihat melintasi area yang luas.

Cahaya yang tiba di sini dari jangkauan terjauh alam semesta telah melakukan perjalanan melalui ruang-waktu miliaran tahun cahaya di sepanjang jalan. Sementara efek dari setiap cacat ruang-waktu akan kecil, interaksi jarak jauh dengan banyak cacat mungkin menambah efek yang berpotensi diamati. Selama dekade terakhir, para astronom telah menggunakan cahaya dari Gamma Ray Burstsuntuk mencari bukti yang mendukung LQG.

Kilatan kosmik ini adalah hasil dari bintang masif yang runtuh di akhir hidupnya, dan ada sesuatu tentang ledakan jauh yang saat ini tidak dapat kami jelaskan. “Spektrum mereka memiliki distorsi sistematis,” kata Hossenfelder, tetapi tidak ada yang tahu apakah itu sesuatu yang terjadi dalam perjalanan ke sini atau apakah itu ada hubungannya dengan sumber ledakan itu sendiri. Juri masih keluar.

Untuk membuat kemajuan, kita mungkin harus melangkah lebih jauh daripada mengatakan ruang-waktu bukanlah hal yang mulus dan berkelanjutan yang disarankan Einstein. Menurut Einstein, ruang-waktu seperti panggung yang tetap di tempatnya, terlepas dari apakah para aktor menginjak papannya atau tidak —bahkan jika tidak ada bintang atau planet yang menari-nari, ruang-waktu akan tetap ada.

Namun, fisikawan Laurent Freidel, Robert Leigh, dan Djordje Minic berpikir bahwa gambaran ini menahan kita. Mereka percaya ruang-waktu tidak ada secara independen dari objek di dalamnya. Ruang-waktu ditentukan oleh cara objek berinteraksi. Itu akan membuat ruang-waktu menjadi artefak dari dunia kuantum itu sendiri, bukan sesuatu yang bisa digabungkan dengannya. “Ini mungkin terdengar aneh,” kata Minic, “tetapi ini adalah cara yang sangat tepat untuk mendekati masalah.”

Daya tarik teori ini — disebut ruang-waktu modular — adalah bahwa teori itu mungkin membantu memecahkan masalah lama lain dalam fisika teoretis mengenai sesuatu yang disebut lokalitas, dan fenomena terkenal dalam fisika kuantum yang disebut keterjeratan. Fisikawan dapat mengatur situasi di mana mereka menyatukan dua partikel dan menghubungkan sifat kuantumnya.

Mereka kemudian memisahkan mereka dengan jarak yang jauh dan menemukan bahwa mereka masih terhubung. Mengubah sifat satu dan yang lain akan berubah seketika, seolah-olah informasi telah berpindah dari satu ke yang lain lebih cepat dari kecepatan cahaya yang melanggar relativitas langsung. Einstein sangat terganggu oleh fenomena ini sehingga dia menyebutnya ‘aksi seram di kejauhan’.

Teori ruang-waktu modular dapat mengakomodasi perilaku seperti itu dengan mendefinisikan ulang apa artinya dipisahkan. Jika ruang-waktu muncul dari dunia kuantum, maka menjadi lebih dekat dalam arti kuantum lebih mendasar daripada dekat dalam arti fisik. “Pengamat yang berbeda akan memiliki pengertian yang berbeda tentang lokalitas,” kata Minic, “itu tergantung pada konteksnya.”

Ini sedikit seperti hubungan kita dengan orang lain. Kita bisa merasa lebih dekat dengan orang yang dicintai jauh dari pada orang asing yang tinggal di ujung jalan. “Anda dapat memiliki koneksi non-lokal ini selama mereka cukup kecil,” kata Hossenfelder.

Freidel, Leigh, dan Minic telah mengerjakan ide mereka selama lima tahun terakhir, dan mereka yakin mereka perlahan membuat kemajuan. “Kami ingin menjadi konservatif dan mengambil langkah demi langkah,” kata Minic, “tetapi ini menggiurkan dan menggairahkan”.

Baca Juga : Logika dan Filsafat Matematika

Ini tentu saja merupakan pendekatan baru, yang terlihat untuk “menggravitasi” dunia kuantum daripada mengkuantisasi gravitasi seperti di LQG. Namun seperti halnya teori ilmiah lainnya, teori itu perlu diuji. Saat ini ketiganya sedang mengerjakan bagaimana menyesuaikan waktu dengan model mereka.

Ini semua mungkin terdengar sangat esoterik, sesuatu yang hanya diperhatikan oleh akademisi, tetapi itu bisa memiliki efek yang lebih mendalam pada kehidupan kita sehari-hari. “Kita duduk di luar angkasa, kita melakukan perjalanan melalui waktu, dan jika sesuatu berubah dalam pemahaman kita tentang ruang-waktu, ini akan berdampak tidak hanya pada pemahaman kita tentang gravitasi, tetapi juga teori kuantum secara umum,” kata Hossenfelder. “Semua perangkat kita saat ini hanya berfungsi karena teori kuantum. Jika kita memahami struktur kuantum ruang-waktu dengan lebih baik, itu akan berdampak pada teknologi masa depan mungkin tidak dalam 50 atau 100 tahun, tetapi mungkin dalam 200 tahun,” katanya.

Raja saat ini semakin gigih, dan penipu baru sudah lama tertunda, tetapi kami tidak dapat memutuskan mana dari banyak opsi yang paling mungkin berhasil. Ketika kita melakukannya, revolusi yang dihasilkan dapat membuahkan hasil tidak hanya untuk fisika teoretis, tetapi untuk semua.

4 Teori Ilmiah Meyakinkan Yang Membodohi Para Ilmuwan
Teori Sains

4 Teori Ilmiah Meyakinkan Yang Membodohi Para Ilmuwan

4 Teori Ilmiah Meyakinkan Yang Membodohi Para Ilmuwan, Ada beberapa fakta yang terbukti secara mengejutkan dalam sains. Sebaliknya, para ilmuwan sering berbicara tentang berapa banyak bukti yang ada untuk teori mereka. Semakin banyak bukti, semakin kuat teori dan semakin diterima.

Para ilmuwan biasanya sangat berhati-hati untuk mengumpulkan banyak bukti dan menguji teori mereka secara menyeluruh. Tetapi sejarah sains memiliki beberapa contoh kunci, jika jarang, bukti yang cukup menyesatkan untuk membuat seluruh komunitas ilmiah mempercayai sesuatu yang kemudian dianggap salah secara radikal.

Cara umum para ilmuwan mengumpulkan bukti adalah membuat prediksi tentang sesuatu dan melihat apakah itu benar. Masalah terjadi ketika prediksi itu benar tetapi teori yang mereka gunakan untuk membuatnya salah.

Menurut thebigvantheory.com Prediksi yang tampaknya sangat berisiko tetapi ternyata benar terlihat seperti bukti yang sangat kuat, seperti yang sering ditekankan oleh Karl Popper dan filsuf sains lainnya. Tetapi sejarah menunjukkan kepada kita bahwa bahkan bukti yang sangat kuat pun bisa menyesatkan.

‘fish stage’ dari perkembangan manusia

Pada tahun 1811, Johann Friedrich Meckel berhasil meramalkan bahwa embrio manusia akan memiliki celah insang. Prediksi berisiko ini tampaknya memberikan bukti yang sangat kuat untuk teorinya bahwa manusia, sebagai organisme ‘paling sempurna’, berkembang melalui tahapan yang sesuai dengan masing-masing spesies ‘kurang sempurna’ (ikan, amfibi, reptil, dan sebagainya).

Seperti yang terjadi, embrio manusia purba memiliki celah di leher mereka yang terlihat seperti insang . Ini hampir pasti karena manusia dan ikan berbagi DNA dan nenek moyang yang sama , bukan karena kita melewati ‘tahap ikan’ di rahim ibu kita sebagai bagian dari perkembangan menuju kesempurnaan biologis.

Tetapi bukti yang ada setelah celah leher embrio ditemukan pada tahun 1827 tentu membuat teori Meckel tampak persuasif. Hanya ketika teori evolusi Charles Darwin berlaku pada paruh kedua abad ke-19, menjadi sangat jelas bahwa gagasan Meckel tentang rangkaian linear kesempurnaan biologis sama sekali tidak dapat dipertahankan.

Sebuah planet yang dibangun untuk manusia

Contoh lain adalah gagasan ahli geologi abad ke-18 James Hutton bahwa Bumi seperti tubuh organik yang terus-menerus mereproduksi dirinya sendiri untuk menyediakan dunia yang layak huni bagi manusia tanpa batas.

Baca Juga : Matematikawan Membuktikan Versi 2D Gravitasi Kuantum Benar Berfungsi

Berdasarkan teorinya, Hutton berhasil meramalkan bahwa urat – urat granit akan ditemukan melewati dan bercampur dengan lapisan batuan lainnya. Dia juga berhasil memprediksi sudut uncomformities , ketika lapisan batuan baru beristirahat pada sudut yang sangat berbeda dengan lapisan yang lebih tua segera di bawah mereka.

Teori Hutton salah dalam segala hal dibandingkan dengan pemikiran kontemporer. Yang paling jelas, Bumi tidak dirancang untuk manusia. Dan, tentu saja, Hutton tidak memiliki konsep tektonik lempeng.

Namun terlepas dari kesalahan teoretisnya, prediksi itu berhasil, dan sangat berpengaruh. Faktanya, teorinya masih merupakan kandidat serius untuk kebenaran 100 tahun kemudian. Itu akhirnya didorong keluar pada akhir abad ke-19 oleh teori Bumi yang berkontraksi , yang (secara keliru) menjelaskan formasi lembah dan gunung dalam hal Bumi yang secara bertahap berkontraksi saat mendingin.

Teori yang membodohi Einstein

Prediksi Meckel dan Hutton didasarkan pada argumen yang salah. Tetapi ada juga contoh dramatis dari bukti yang menyesatkan berdasarkan persamaan. Misalnya, ketika Niels Bohr meramalkan pada tahun 1913 frekuensi yang benar dari warna-warna spesifik cahaya yang diserap dan dipancarkan oleh helium terionisasi, Einstein dilaporkan berkomentar : “Teori Bohr pasti benar.”

Prediksi Bohr dapat langsung meyakinkan Einstein (dan banyak lainnya selain itu) karena mereka benar untuk beberapa tempat desimal. Tapi mereka keluar dari apa yang sekarang kita ketahui sebagai model atom yang sangat cacat , di mana elektron benar-benar mengorbit inti atom dalam lingkaran.

Bohr beruntung: meskipun modelnya salah secara fundamental, model itu juga mengandung beberapa inti kebenaran , cukup untuk prediksinya tentang helium terionisasi untuk bekerja.

Elektron seperti bola kecil

Tetapi mungkin contoh yang paling dramatis dari semua itu menyangkut pengembangan model Bohr oleh Arnold Sommerfeld. Sommerfeld memperbarui model dengan membuat orbit elektron berbentuk elips dan menyesuaikannya sesuai dengan teori relativitas Einstein. Ini semua tampak lebih realistis daripada model sederhana Bohr.

Hari ini kita tahu bahwa elektron tidak benar-benar mengorbit inti sama sekali . Tetapi para ilmuwan yang bekerja di awal abad ke-20 menganggap elektron sebagai bola yang sangat kecil, dan menganggap gerakan mereka akan sebanding dengan gerakan bola yang sebenarnya.

Ini ternyata kesalahan: mekanika kuantum modern memberi tahu kita bahwa elektron sangat misterius dan perilakunya bahkan tidak sejalan dengan konsep manusia sehari-hari. Elektron dalam atom bahkan tidak menempati posisi yang tepat pada waktu yang tepat. Pertimbangan seperti itulah yang ada di balik sindiran terkenal : “Jika Anda pikir Anda memahami mekanika kuantum, maka Anda tidak.”

Baca Juga : Optimisme Tentang Metafisika dan Filsafat Secara Umum

Jadi teori Sommerfeld memiliki kesalahpahaman radikal pada intinya. Namun, pada tahun 1916, Sommerfeld menggunakan modelnya sebagai dasar persamaan yang secara tepat menggambarkan pola detail warna cahaya yang diserap dan dipancarkan oleh hidrogen. Persamaan ini persis sama dengan yang diturunkan oleh Paul Dirac pada tahun 1928 menggunakan teori mekanika kuantum relativistik modern.

Hasil ini telah lama dianggap sebagai kebetulan yang mengejutkan dalam komunitas fisika, dan berbagai upaya berkelanjutan telah dilakukan untuk mencoba memahami bagaimana hal itu bisa terjadi. Tak perlu dikatakan lagi, keberhasilan prediksi Sommerfeld yang luar biasa meyakinkan banyak ilmuwan saat itu bahwa teorinya benar.

Terlepas dari kenyataan bahwa bukti kemudian membuktikan teori-teori ini salah, saya tidak berpikir kita harus mengatakan bahwa para ilmuwan yang terlibat membuat kesalahan. Mereka mengikuti bukti dan itulah yang seharusnya dilakukan oleh seorang ilmuwan yang baik. Mereka tidak tahu bahwa bukti itu menyesatkan mereka.

Beberapa contoh ini tentu tidak akan meyakinkan kita bahwa sains tidak dapat dipercaya. Jarang ada bukti yang sangat menyesatkan dan, biasanya, teori yang salah secara radikal tidak menghasilkan prediksi yang akurat dan berhasil (dan biasanya mereka menghasilkan prediksi yang salah secara radikal).

Sains adalah proses penyempurnaan terus-menerus, dengan kemampuan untuk mengatasi liku-liku yang tidak membantu dalam jangka panjang. Dan kita semua tahu bahwa bahkan orang yang paling dapat dipercaya pun terkadang bisa mengecewakan kita.

Matematikawan Membuktikan Versi 2D Gravitasi Kuantum Benar Berfungsi
Teori Matematika

Matematikawan Membuktikan Versi 2D Gravitasi Kuantum Benar Berfungsi

Matematikawan Membuktikan Versi 2D Gravitasi Kuantum Benar Berfungsi, Alexander Polyakov , seorang fisikawan teoretis sekarang di Universitas Princeton, melihat sekilas masa depan teori kuantum pada tahun 1981. Berbagai misteri, mulai dari goyangan string hingga pengikatan quark menjadi proton, menuntut alat matematika baru yang siluetnya dapat ia temukan. hanya membuat keluar.

“Ada metode dan formula dalam ilmu yang berfungsi sebagai kunci utama untuk banyak masalah ternyata berbeda,” tulisnya dalam pengantar untuk surat empat halaman yang kini terkenal di Physics Letters B . “Saat ini kita harus mengembangkan seni menangani jumlah di atas permukaan acak.”

Usulan Polyakov terbukti kuat. Dalam makalahnya, dia membuat sketsa formula yang secara kasar menggambarkan bagaimana menghitung rata-rata dari jenis permukaan yang sangat kacau, “bidang Liouville.” Karyanya membawa fisikawan ke arena matematika baru, yang penting untuk membuka kunci perilaku objek teoretis yang disebut string dan membangun model gravitasi kuantum yang disederhanakan.

Menurut thebigvantheory.com Kerja keras bertahun-tahun akan membawa Polyakov ke solusi terobosan untuk teori-teori lain dalam fisika, tetapi dia tidak pernah sepenuhnya memahami matematika di balik bidang Liouville.

Namun, selama tujuh tahun terakhir, sekelompok ahli matematika telah melakukan apa yang dianggap mustahil oleh banyak peneliti. Dalam trilogi publikasi tengara, mereka telah menyusun kembali rumus Polyakov menggunakan bahasa matematika yang sepenuhnya ketat dan membuktikan bahwa bidang Liouville dengan sempurna memodelkan fenomena yang Polyakov pikirkan.

“Kami membutuhkan 40 tahun dalam matematika untuk memahami empat halaman,” kata Vincent Vargas , seorang ahli matematika di Pusat Penelitian Ilmiah Nasional Prancis dan rekan penulis penelitian dengan Rémi Rhodes dari Universitas Aix-Marseille, Antti Kupiainen dari Universitas Helsinki, François David dari Pusat Penelitian Ilmiah Nasional Prancis, dan Colin Guillarmou dari Universitas Paris-Saclay.

Ketiga makalah tersebut menjembatani antara dunia matematika yang murni dan realitas fisika yang berantakan — dan mereka melakukannya dengan membuka landasan baru di bidang matematika teori probabilitas. Karya ini juga menyentuh pertanyaan filosofis mengenai objek yang menjadi pusat perhatian dalam teori fisika fundamental terkemuka: medan kuantum.

“Ini adalah mahakarya dalam fisika matematika,” kata Xin Sun , seorang ahli matematika di University of Pennsylvania.

Bidang Tak Terbatas

Dalam fisika saat ini, aktor utama dalam teori yang paling sukses adalah bidang — objek yang mengisi ruang, mengambil nilai yang berbeda dari satu tempat ke tempat lain.

Dalam fisika klasik, misalnya, satu bidang memberi tahu Anda segalanya tentang bagaimana gaya mendorong benda ke sekitarnya. Ambil medan magnet Bumi: Kedutan jarum kompas mengungkapkan pengaruh medan (kekuatan dan arahnya) di setiap titik di planet ini.

Medan juga merupakan pusat fisika kuantum. Namun, situasi di sini lebih rumit karena keacakan yang mendalam dari teori kuantum. Dari perspektif kuantum, Bumi tidak menghasilkan satu medan magnet, melainkan sejumlah medan magnet yang berbeda. Beberapa terlihat hampir seperti bidang yang kita amati dalam fisika klasik, tetapi yang lain sangat berbeda.

Tetapi fisikawan masih ingin membuat prediksi — prediksi yang idealnya cocok, dalam hal ini, apa yang dibaca pendaki gunung di kompas. Mengasimilasi bentuk tak terbatas dari medan kuantum ke dalam prediksi tunggal adalah tugas berat dari “teori medan kuantum,” atau QFT. Ini adalah model bagaimana satu atau lebih medan kuantum, masing-masing dengan variasi tak terbatasnya, bertindak dan berinteraksi.

Didorong oleh dukungan eksperimental yang sangat besar, QFT telah menjadi bahasa dasar fisika partikel. The Standard Model adalah salah satu QFT tersebut, yang menggambarkan partikel dasar seperti elektron sebagai benjolan fuzzy yang muncul dari sebuah ketidakterbatasan bidang elektron. Ini telah melewati setiap tes eksperimental hingga saat ini (walaupun berbagai kelompok mungkin hampir menemukan lubang pertama).

Fisikawan bermain dengan banyak QFT yang berbeda. Beberapa, seperti Model Standar, bercita-cita untuk memodelkan partikel nyata yang bergerak melalui empat dimensi alam semesta kita (tiga dimensi spasial ditambah satu dimensi waktu). Yang lain menggambarkan partikel eksotis di alam semesta yang aneh, dari dataran datar dua dimensi hingga dunia uber enam dimensi. Hubungan mereka dengan kenyataan sangat jauh, tetapi fisikawan mempelajarinya dengan harapan mendapatkan wawasan yang dapat mereka bawa kembali ke dunia kita sendiri.

Teori medan Liouville Polyakov adalah salah satu contohnya.

Medan Gravitasi

Bidang Liouville, yang didasarkan pada persamaan dari analisis kompleks yang dikembangkan pada tahun 1800-an oleh matematikawan Prancis Joseph Liouville, menggambarkan permukaan dua dimensi yang benar-benar acak — yaitu, permukaan, seperti kerak bumi, tetapi satu di mana ketinggian setiap titik dipilih secara acak. Planet seperti itu akan meletus dengan jajaran gunung dengan puncak yang sangat tinggi, masing-masing ditetapkan dengan menggulirkan dadu dengan wajah tak terbatas.

Objek seperti itu mungkin tidak tampak seperti model yang informatif untuk fisika, tetapi keacakan bukannya tanpa pola . Kurva lonceng, misalnya, memberi tahu Anda seberapa besar kemungkinan Anda secara acak melewati pemain bola basket setinggi tujuh kaki di jalan. Demikian pula, awan bulat dan garis pantai yang berkerut mengikuti pola acak, namun tetap memungkinkan untuk melihat hubungan yang konsisten antara fitur skala besar dan skala kecilnya.

Baca Juga : Teori Matematika Baru Menghubungkan Teori Bilangan Dan Geometri

Teori Liouville dapat digunakan untuk mengidentifikasi pola dalam lanskap tak berujung dari semua kemungkinan permukaan acak dan bergerigi. Polyakov menyadari topografi yang kacau ini sangat penting untuk memodelkan string, yang menelusuri permukaan saat mereka bergerak. Teori ini juga telah diterapkan untuk menggambarkan gravitasi kuantum di dunia dua dimensi. Einstein mendefinisikan gravitasi sebagai kelengkungan ruang-waktu, tetapi menerjemahkan deskripsinya ke dalam bahasa teori medan kuantum menciptakan jumlah ruang-waktu yang tak terbatas — sama seperti Bumi menghasilkan kumpulan medan magnet yang tak terbatas. Teori Liouville mengemas semua permukaan itu menjadi satu objek. Ini memberi fisikawan alat untuk mengukur kelengkungan — dan karenanya, gravitasi — di setiap lokasi pada permukaan 2D acak.

“Gravitasi kuantum pada dasarnya berarti geometri acak, karena kuantum berarti acak dan gravitasi berarti geometri,” kata Sun.

Langkah pertama Polyakov dalam menjelajahi dunia permukaan acak adalah menuliskan ekspresi yang mendefinisikan peluang menemukan planet runcing tertentu, sama seperti kurva lonceng mendefinisikan peluang bertemu seseorang dengan ketinggian tertentu. Tetapi formulanya tidak mengarah pada prediksi numerik yang berguna.

Untuk memecahkan teori medan kuantum adalah untuk dapat menggunakan medan untuk memprediksi pengamatan. Dalam praktiknya, ini berarti menghitung “fungsi korelasi” bidang, yang menangkap perilaku bidang dengan menjelaskan sejauh mana pengukuran bidang pada satu titik berhubungan, atau berkorelasi, dengan pengukuran di titik lain. Menghitung fungsi korelasi di bidang foton, misalnya, dapat memberi Anda hukum buku teks elektromagnetisme kuantum.

Polyakov mengejar sesuatu yang lebih abstrak: esensi permukaan acak, mirip dengan hubungan statistik yang membuat awan menjadi awan atau garis pantai menjadi garis pantai. Dia membutuhkan korelasi antara ketinggian sembarangan dari bidang Liouville. Selama beberapa dekade ia mencoba dua cara berbeda untuk menghitungnya. Dia mulai dengan teknik yang disebut integral jalur Feynman dan akhirnya mengembangkan solusi yang dikenal sebagai bootstrap. Kedua metode muncul dengan cara yang berbeda, sampai para ahli matematika di balik pekerjaan baru menyatukan mereka dalam formulasi yang lebih tepat.

Tambahkan ‘Em Up

Anda mungkin membayangkan bahwa menghitung banyak sekali bentuk yang dapat diambil oleh medan kuantum hampir tidak mungkin. Dan Anda akan benar. Pada tahun 1940-an Richard Feynman, seorang perintis fisika kuantum, mengembangkan satu resep untuk menghadapi situasi yang membingungkan ini, tetapi metode ini terbukti sangat terbatas.

Ambil, sekali lagi, medan magnet bumi. Tujuan Anda adalah menggunakan teori medan kuantum untuk memprediksi apa yang akan Anda amati ketika Anda melakukan pembacaan kompas di lokasi tertentu. Untuk melakukan ini, Feynman mengusulkan untuk menjumlahkan semua bentuk bidang bersama-sama. Dia berargumen bahwa bacaan Anda akan mewakili beberapa rata-rata dari semua bentuk bidang yang mungkin. Prosedur untuk menjumlahkan konfigurasi medan tak hingga ini dengan pembobotan yang tepat dikenal sebagai integral jalur Feynman.

Sekarang kita sudah selesai. Kedua objek itu sama.

Vincent Vargas, Pusat Penelitian Ilmiah Nasional Prancis

Ini adalah ide elegan yang menghasilkan jawaban konkret hanya untuk bidang kuantum tertentu. Tidak ada prosedur matematis yang diketahui yang dapat secara bermakna merata-ratakan jumlah objek yang tak terbatas yang mencakup hamparan ruang tak terbatas secara umum. Integral jalur lebih merupakan filosofi fisika daripada resep matematika yang tepat. Matematikawan mempertanyakan keberadaannya sebagai operasi yang valid dan terganggu oleh cara fisikawan mengandalkannya.

“Saya sebagai seorang matematikawan terganggu oleh sesuatu yang tidak terdefinisikan,” kata Eveliina Peltola , seorang matematikawan di Universitas Bonn di Jerman.

Fisikawan dapat memanfaatkan integral jalur Feynman untuk menghitung fungsi korelasi yang tepat hanya untuk bidang yang paling membosankan — bidang bebas, yang tidak berinteraksi dengan bidang lain atau bahkan dengan bidangnya sendiri. Jika tidak, mereka harus memalsukannya, berpura-pura ladang itu gratis dan menambahkan interaksi ringan, atau “gangguan.” Prosedur ini, yang dikenal sebagai teori gangguan, membuat mereka memiliki fungsi korelasi untuk sebagian besar bidang dalam Model Standar, karena gaya alam cukup lemah.

Tapi itu tidak berhasil untuk Polyakov. Meskipun awalnya ia berspekulasi bahwa bidang Liouville mungkin dapat menerima peretasan standar untuk menambahkan gangguan ringan, ia menemukan bahwa ia berinteraksi dengan dirinya sendiri terlalu kuat. Dibandingkan dengan bidang bebas, bidang Liouville tampaknya tidak dapat dipahami secara matematis, dan fungsi korelasinya tampaknya tidak dapat dicapai.

Naik oleh Bootstraps

Polyakov segera mulai mencari solusi. Pada tahun 1984, ia bekerja sama dengan Alexander Belavin dan Alexander Zamolodchikov untuk mengembangkan teknik yang disebut bootstrap – tangga matematika yang secara bertahap mengarah ke fungsi korelasi bidang.

Untuk mulai menaiki tangga, Anda memerlukan fungsi yang menyatakan korelasi antara pengukuran hanya pada tiga titik di lapangan. “Fungsi korelasi tiga titik” ini, ditambah beberapa informasi tambahan tentang energi yang dapat diambil oleh partikel medan, membentuk anak tangga terbawah dari tangga bootstrap.

Dari sana Anda naik satu titik pada satu waktu: Gunakan fungsi tiga titik untuk menyusun fungsi empat titik, gunakan fungsi empat titik untuk menyusun fungsi lima titik, dan seterusnya. Tetapi prosedur tersebut menghasilkan hasil yang bertentangan jika Anda memulai dengan fungsi korelasi tiga titik yang salah di anak tangga pertama.

Polyakov, Belavin dan Zamolodchikov menggunakan bootstrap untuk berhasil memecahkan berbagai teori QFT sederhana, tetapi seperti halnya integral jalur Feynman, mereka tidak dapat membuatnya bekerja untuk bidang Liouville.

Kemudian pada tahun 1990-an dua pasang fisikawan — Harald Dorn dan Hans-Jörg Otto , dan Zamolodchikov dan saudaranya Alexei — berhasil mencapai fungsi korelasi tiga titik yang memungkinkan untuk menskalakan tangga, sepenuhnya memecahkan medan Liouville (dan deskripsi sederhana gravitasi kuantum). Hasilnya, yang dikenal dengan inisialnya sebagai rumus DOZZ, memungkinkan fisikawan membuat prediksi apa pun yang melibatkan medan Liouville. Tetapi bahkan para penulis tahu bahwa mereka telah mencapainya sebagian secara kebetulan, bukan melalui matematika yang baik.

“Mereka adalah orang-orang jenius yang menebak rumus,” kata Vargas.

Tebakan terdidik berguna dalam fisika, tetapi mereka tidak memuaskan ahli matematika, yang kemudian ingin tahu dari mana rumus DOZZ berasal. Persamaan yang memecahkan bidang Liouville seharusnya berasal dari beberapa deskripsi bidang itu sendiri, bahkan jika tidak ada yang tahu cara mendapatkannya.

“Bagi saya itu seperti fiksi ilmiah,” kata Kupiainen. “Ini tidak akan pernah dibuktikan oleh siapa pun.”

Menjinakkan Permukaan Liar

Pada awal 2010-an, Vargas dan Kupiainen bergabung dengan ahli teori probabilitas Rémi Rhodes dan fisikawan François David. Tujuan mereka adalah untuk mengikat ujung longgar matematis dari bidang Liouville — untuk memformalkan integral jalur Feynman yang telah ditinggalkan Polyakov dan, mungkin saja, mengungkap rumus DOZZ.

Ketika mereka mulai, mereka menyadari bahwa seorang matematikawan Prancis bernama Jean-Pierre Kahane telah menemukan, beberapa dekade sebelumnya, apa yang akan menjadi kunci teori master Polyakov.

“Dalam beberapa hal itu benar-benar gila bahwa Liouville tidak didefinisikan sebelum kita,” kata Vargas. “Semua bahan ada di sana.”

Wawasan tersebut menghasilkan tiga makalah tonggak sejarah dalam fisika matematika yang diselesaikan antara 2014 dan 2020.

Mereka pertama kali memoles integral jalur, yang telah mengecewakan Polyakov karena medan Liouville berinteraksi kuat dengan dirinya sendiri, membuatnya tidak kompatibel dengan alat perturbatif Feynman. Jadi sebagai gantinya, para matematikawan menggunakan ide Kahane untuk menyusun kembali medan Liouville liar sebagai objek acak yang lebih ringan yang dikenal sebagai medan bebas Gaussian. Puncak di bidang bebas Gaussian tidak berfluktuasi ke ekstrem acak yang sama dengan puncak di bidang Liouville, sehingga memungkinkan para matematikawan untuk menghitung rata-rata dan ukuran statistik lainnya dengan cara yang masuk akal.

“Entah bagaimana itu semua hanya menggunakan medan bebas Gaussian,” kata Peltola. “Dari situ mereka dapat membangun segala sesuatu dalam teori.”

Pada tahun 2014, mereka meluncurkan hasilnya : versi baru dan lebih baik dari integral jalur yang telah ditulis Polyakov pada tahun 1981, tetapi sepenuhnya ditentukan dalam bidang bidang bebas Gaussian yang tepercaya. Ini adalah contoh langka di mana filosofi integral jalur Feynman telah menemukan eksekusi matematis yang solid.

“Integral jalur bisa eksis, memang ada,” kata Jörg Teschner , fisikawan di German Electron Synchrotron.

Dengan integral jalur yang ditentukan secara ketat, para peneliti kemudian mencoba untuk melihat apakah mereka dapat menggunakannya untuk mendapatkan jawaban dari bidang Liouville dan untuk mendapatkan fungsi korelasinya. Targetnya adalah formula DOZZ yang mistis — tetapi jurang pemisah antara itu dan integral jalur tampak luas.

“Kami akan menulis di koran kami, hanya untuk alasan propaganda, bahwa kami ingin memahami rumus DOZZ,” kata Kupiainen.

Tim menghabiskan waktu bertahun-tahun untuk mendorong integral jalur probabilistik mereka, memastikan bahwa ia benar-benar memiliki semua fitur yang diperlukan untuk membuat bootstrap berfungsi. Saat mereka melakukannya, mereka membangun pekerjaan sebelumnya oleh Teschner. Akhirnya, Vargas, Kupiainen dan Rhodes berhasil dengan makalah yang diposting pada 2017 dan satu lagi pada Oktober 2020 , dengan Colin Guillarmou. Mereka menurunkan DOZZ dan fungsi korelasi lainnya dari integral jalur dan menunjukkan bahwa rumus ini sangat cocok dengan persamaan yang telah dicapai oleh fisikawan menggunakan bootstrap.

“Sekarang kita sudah selesai,” kata Vargas. “Kedua objek itu sama.”

Karya tersebut menjelaskan asal usul rumus DOZZ dan menghubungkan prosedur bootstrap — yang dianggap samar oleh matematikawan — dengan objek matematika yang diverifikasi. Secara keseluruhan, itu memecahkan misteri terakhir dari bidang Liouville.

“Ini entah bagaimana akhir dari sebuah era,” kata Peltola. “Tapi saya harap ini juga awal dari beberapa hal baru yang menarik.”

Harapan Baru untuk QFT

Vargas dan kolaboratornya sekarang memiliki unicorn di tangan mereka, QFT yang berinteraksi kuat dengan sempurna dijelaskan dengan cara yang tidak mengganggu dengan rumus matematika singkat yang juga membuat prediksi numerik.

Sekarang pertanyaan sejuta dolar secara harfiah adalah: Seberapa jauh metode probabilistik ini dapat berjalan? Bisakah mereka menghasilkan formula yang rapi untuk semua QFT? Vargas dengan cepat menghancurkan harapan seperti itu, bersikeras bahwa alat mereka khusus untuk lingkungan dua dimensi teori Liouville. Dalam dimensi yang lebih tinggi, bahkan medan bebas pun terlalu tidak beraturan, jadi dia meragukan metode kelompok akan mampu menangani perilaku kuantum medan gravitasi di alam semesta kita.

Baca Juga : Logika dan Filsafat Matematika

Tetapi pencetakan baru “kunci utama” Polyakov akan membuka pintu lain. Efeknya sudah dirasakan dalam teori probabilitas, di mana matematikawan sekarang dapat menggunakan rumus fisika yang sebelumnya cerdik tanpa hukuman. Didorong oleh karya Liouville, Sun dan rekan-rekannya telah mengimpor persamaan dari fisika untuk memecahkan dua masalah mengenai kurva acak.

Fisikawan juga menunggu manfaat nyata, lebih jauh lagi. Konstruksi ketat bidang Liouville dapat menginspirasi para matematikawan untuk mencoba membuktikan fitur-fitur QFT lain yang tampaknya sulit dipecahkan — bukan hanya teori gravitasi mainan tetapi juga deskripsi partikel dan gaya nyata yang secara langsung mendukung rahasia fisik terdalam dari realitas.

“Matematikawan akan melakukan hal-hal yang bahkan tidak dapat kita bayangkan,” kata Davide Gaiotto , fisikawan teoretis di Perimeter Institute.

Matematikawan Telah Memperluas Teori Kategori Ke Dalam Dimensi Tak Terbatas
Rumus Matematika

Matematikawan Telah Memperluas Teori Kategori Ke Dalam Dimensi Tak Terbatas

Matematikawan Telah Memperluas Teori Kategori Ke Dalam Dimensi Tak Terbatas, Garis lurus dapat digunakan untuk memperpanjang segmen garis ke segala arah, dan kompas dapat digunakan untuk menggambar lingkaran dengan radius apa pun dari pusat yang dipilih. Tangkapan untuk teka-teki khusus ini adalah bahwa setiap titik atau panjang yang muncul dalam gambar akhir harus ada di awal atau dapat dibangun dari informasi yang diberikan sebelumnya.

Untuk menggandakan volume kubus, Anda mulai dengan panjang sisinya. Di sini nilai itu mungkin juga 1 karena itu adalah satu-satunya unit pengukuran yang diberikan. Untuk membangun kubus yang lebih besar, Anda harus mencari cara untuk menggambar salah satu sisinya dengan panjang baru yang dibutuhkan, yaitu 2 (akar pangkat dua dari dua), hanya dengan menggunakan penggaris dan kompas sebagai alat.

Ini adalah masalah yang sulit. Selama lebih dari 2.000 tahun tidak ada yang berhasil menyelesaikannya. Akhirnya, pada tahun 1837, Pierre Laurent Wantzel menjelaskan mengapa tidak ada yang berhasil dengan membuktikan bahwa itu tidak mungkin. Buktinya menggunakan matematika mutakhir pada waktu itu, yang fondasinya diletakkan oleh kontemporer Prancis Évariste Galois, yang meninggal pada usia 20 dalam duel yang mungkin melibatkan hubungan cinta yang tidak bahagia. Pada usia 20 tahun yang matang, saya telah mencapai prestasi matematika yang kurang mengesankan, tetapi saya setidaknya memahami bukti Wantzel.

Inilah idenya: Mengingat titik sebagai titik asal dan panjang jarak 1, relatif mudah menggunakan penggaris dan kompas untuk membangun semua titik pada garis bilangan yang koordinatnya adalah bilangan rasional (mengabaikan, seperti yang cenderung dilakukan oleh matematikawan, ketidakmungkinan untuk benar-benar merencanakan banyak titik hanya dalam waktu yang terbatas).

Wantzel menunjukkan bahwa jika seseorang hanya menggunakan alat-alat ini, setiap titik yang baru dibangun harus menjadi solusi untuk persamaan polinomial kuadrat ax 2 + bx + c = 0 yang koefisien a , b dan c adalah di antara titik-titik yang dibangun sebelumnya. Sebaliknya, titik 2 adalah solusi untuk polinomial kubik x 3 2 = 0, dan teori Galois tentang “perluasan medan” membuktikan dengan pasti bahwa Anda tidak akan pernah bisa mendapatkan solusi untuk polinomial kubik tak tereduksi dengan menyelesaikan persamaan kuadrat, pada dasarnya karena tidak ada kekuatan 2 yang membagi angka 3 secara merata.

Berbekal fakta-fakta ini, thebigvantheory  tidak dapat menahan diri untuk tidak terlibat dengan pria di jalan. Bisa ditebak, upaya saya untuk menjelaskan bagaimana saya tahu masalahnya tidak dapat diselesaikan tidak benar-benar berhasil. Sebaliknya, dia mengklaim bahwa pendidikan saya telah membuat saya berpikiran tertutup dan tidak dapat “berpikir di luar kotak.” Akhirnya pacar saya berhasil melepaskan saya dari pertengkaran, dan kami melanjutkan perjalanan.

Tapi tetap ada pertanyaan menarik: Bagaimana saya, seorang sarjana yang masih basah-basahan di tahun ketiga studi universitas saya, dapat belajar memanipulasi sistem bilangan abstrak dengan nyaman seperti bidang Galois hanya dalam beberapa minggu? Materi ini datang di akhir kursus yang diisi dengan kelompok simetri, cincin polinomial, dan harta karun terkait yang akan mengejutkan para raksasa matematika seperti Isaac Newton, Gottfried Leibniz, Leonhard Euler, dan Carl Friedrich Gauss. Bagaimana para ahli matematika dapat dengan cepat mengajarkan setiap generasi baru dari penemuan-penemuan sarjana yang mengejutkan para ahli generasi sebelumnya?

Sebagian dari jawabannya berkaitan dengan perkembangan terakhir dalam matematika yang memberikan “pandangan luas” dari bidang ini melalui tingkat abstraksi yang semakin meningkat. Teori kategori adalah cabang matematika yang menjelaskan bagaimana objek matematika yang berbeda dapat dianggap “sama”. Teorema fundamentalnya memberi tahu kita bahwa objek matematika apa pun, betapapun kompleksnya, sepenuhnya ditentukan oleh hubungannya dengan objek serupa. Melalui teori kategori, kami mengajari matematikawan muda ide-ide terbaru dengan menggunakan aturan umum yang berlaku secara luas untuk kategori di seluruh matematika daripada menelusuri hukum individu yang hanya berlaku di satu area.

Ketika matematika terus berkembang, perasaan matematikawan tentang dua hal yang “sama” telah berkembang. Dalam beberapa dekade terakhir, banyak peneliti lain dan saya telah mengerjakan perluasan teori kategori untuk memahami gagasan baru yang diperluas tentang keunikan ini. Kategori baru ini, yang disebut kategori tak terhingga (-kategori), memperluas teori kategori ke dimensi tak terbatas. Bahasa -kategori memberikan matematikawan alat yang kuat untuk mempelajari masalah di mana hubungan antara objek terlalu bernuansa untuk didefinisikan dalam kategori tradisional. Perspektif “memperkecil hingga tak terhingga” menawarkan cara baru untuk berpikir tentang konsep lama dan jalan menuju penemuan yang baru.

KATEGORI

Seperti banyak matematikawan lain yang saya kenal, saya tertarik pada subjek ini sebagian karena ingatan saya yang buruk. Ini membingungkan banyak orang yang mengingat matematika sekolah menengah penuh dengan rumus untuk dihafal—identitas trigonometri muncul di benak. Tetapi saya merasa nyaman dengan kenyataan bahwa rumus yang paling umum digunakan dapat diturunkan dari sin 2 + cos 2 = 1, yang dengan sendirinya memiliki penjelasan geometris yang elegan: ini adalah penerapan teorema Pythagoras pada segitiga siku-siku dengan sisi miring panjang 1 dan sudut lancip derajat.

Visi matematika utopis di mana segala sesuatu hanya “masuk akal” dan tidak ada yang perlu dihafalkan berantakan sampai batas tertentu di tingkat universitas. Pada saat itu siswa mengenal kebun binatang objek matematika yang telah disulap menjadi ada dalam beberapa abad terakhir. “Kelompok,” “cincin” dan “bidang” termasuk dalam bidang matematika yang dikenal sebagai aljabar, sebuah kata yang berasal dari buku abad kesembilan oleh ahli matematika dan astronom Persia Muhammad ibn Musa al-Khawarizmi, yang judulnya kadang-kadang diterjemahkan sebagai Ilmu Memulihkan dan Menyeimbangkan. Selama milenium berikutnya, aljabar berkembang dari studi tentang sifat solusi ke persamaan polinomial ke studi sistem bilangan abstrak. Karena tidak ada bilangan real x yang memenuhi persamaan x 2+ 1 = 0, matematikawan membangun sistem bilangan baru—sekarang dikenal sebagai bilangan kompleks—dengan menambahkan bilangan imajiner i dan menerapkan ketentuan bahwa i 2 + 1= 0.

Baca Juga : Teori Matematika Baru Menghubungkan Teori Bilangan Dan Geometri

Aljabar hanyalah salah satu mata pelajaran dalam kurikulum sarjana matematika. Landasan lainnya termasuk topologi—studi abstrak ruang—dan analisis, yang dimulai dengan perlakuan ketat terhadap kalkulus fungsi nyata sebelum bercabang ke medan ruang probabilitas dan variabel acak yang lebih eksotik serta manifold kompleks dan fungsi holomorfik. Bagaimana seharusnya seorang siswa memahami itu semua?

Sebuah ide paradoks dalam matematika adalah bahwa penyederhanaan melalui abstraksi. Seperti yang dikatakan Eugenia Cheng dalam The Art of Logic in an Illogical World, “aspek abstraksi yang kuat adalah bahwa banyak situasi berbeda menjadi sama ketika Anda melupakan beberapa detail.” Aljabar modern diciptakan pada awal abad ke-20 ketika matematikawan memutuskan untuk menyatukan studi mereka tentang banyak contoh struktur aljabar yang muncul dalam pertimbangan solusi untuk persamaan polinomial atau konfigurasi angka di pesawat. Untuk menghubungkan penyelidikan struktur ini, peneliti mengidentifikasi “aksioma” yang menggambarkan sifat umum mereka. Grup, cincin dan bidang diperkenalkan ke alam semesta matematika, bersama dengan gagasan bahwa objek matematika dapat dijelaskan dalam hal properti yang dimilikinya dan dieksplorasi “secara abstrak,” terlepas dari perancah contoh atau konstruksi tertentu.

John Horton Conway terkenal merenungkan ontologi aneh hal-hal matematika: “Tidak ada keraguan bahwa mereka memang ada tetapi Anda tidak dapat menyodok dan mendorong mereka kecuali dengan memikirkannya. Ini cukup mencengangkan dan saya masih tidak mengerti, meskipun telah menjadi ahli matematika sepanjang hidup saya. Bagaimana hal-hal bisa ada di sana tanpa benar-benar berada di sana? ”

Tapi dunia objek matematika yang bisa eksis tanpa benar-benar ada menciptakan masalah: Dunia seperti itu terlalu besar untuk dipahami oleh siapa pun. Bahkan dalam aljabar, ada terlalu banyak hal matematika untuk dipelajari sehingga tidak ada waktu untuk memahami semuanya. Sekitar pergantian abad ke-20, matematikawan mulai menyelidiki apa yang disebut aljabar universal, mengacu pada “set”, yang bisa menjadi kumpulan simetri, angka dalam beberapa sistem atau sesuatu yang lain seluruhnya, bersama-sama dengan berbagai operasi-misalnya , penjumlahan dan perkalian—memenuhi daftar aksioma yang relevan seperti asosiatif, komutatif, atau distribusi. Dengan membuat pilihan yang berbeda—Apakah operasi didefinisikan sebagian atau seluruhnya? Apakah dapat dibalik?—seseorang sampai pada struktur aljabar standar: grup, ring, dan field.

Menjamurnya objek-objek matematis abstrak baru membawa kompleksitas tersendiri. Salah satu cara untuk menyederhanakan adalah dengan memperkenalkan tingkat abstraksi lebih lanjut di mana, secara mengejutkan, kita dapat membuktikan teorema tentang berbagai macam objek matematika secara bersamaan tanpa menentukan dengan tepat jenis objek apa yang sedang kita bicarakan.

Teori kategori, yang diciptakan pada 1940-an oleh Samuel Eilenberg dan Saunders Mac Lane, melakukan hal ini. Meskipun awalnya diperkenalkan untuk memberikan definisi yang ketat dari istilah sehari-hari “kesetaraan alami,” juga menawarkan cara untuk berpikir secara universal tentang aljabar universal dan bidang matematika lainnya juga. Dengan bahasa Eilenberg dan Mac Lane, kita sekarang dapat memahami bahwa setiap variasi objek matematika termasuk dalam kategorinya sendiri ,yang merupakan kumpulan objek tertentu bersama-sama dengan satu set transformasi digambarkan sebagai panah antara objek. Misalnya, dalam aljabar linier seseorang mempelajari ruang vektor abstrak seperti ruang Euclidean tiga dimensi. Transformasi yang sesuai dalam kasus ini disebut transformasi linier, dan masing-masing harus memiliki sumber dan ruang vektor target yang ditentukan yang menunjukkan jenis vektor mana yang muncul sebagai input dan output. Seperti halnya fungsi, transformasi dalam suatu kategori dapat “dikomposisikan”, artinya Anda dapat menerapkan satu transformasi ke hasil transformasi lainnya. Untuk sembarang pasangan transformasi f: A → B (dibaca sebagai “ f adalah transformasi dari A ke B ”) dan g: B →C, kategori menentukan transformasi komposit yang unik, ditulis sebagai g ∘ f: A → C (dibaca sebagai “ g terdiri f adalah transformasi dari A ke C ”). Akhirnya, hukum komposisi ini adalah asosiatif, yang berarti h ∘ ( g ∘ f ) = ( h ∘ g ) ∘ f . Ini juga unital: setiap objek B memiliki “transformasi identitas” yang biasanya dilambangkan dengan 1 B dengan properti bahwa g 1 B = g dan 1 B∘ f = f untuk setiap transformasi g dan f yang sumber dan target, masing-masing, sama B.

Bagaimana kategori membantu sarjana yang malang dihadapkan dengan terlalu banyak objek matematika dan tidak cukup waktu untuk mempelajari semuanya? Setiap kelas struktur yang dapat Anda definisikan dalam aljabar universal mungkin berbeda dari semua yang lain, tetapi kategori yang ditempati objek-objek ini sangat mirip dalam cara yang dapat diekspresikan secara tepat melalui bahasa kategoris.

Dengan pengalaman yang cukup, matematikawan dapat mengetahui apa yang diharapkan ketika mereka menemukan jenis struktur aljabar baru. Gagasan ini tercermin dalam buku-buku teks modern tentang subjek yang mengembangkan teori-teori grup, cincin dan ruang vektor secara seri, pada dasarnya karena teori-teori itu paralel. Ada analogi lain yang lebih longgar di antara kategori-kategori ini dan yang ditemui siswa dalam kursus topologi atau analisis, dan kesamaan ini memungkinkan mereka menyerap materi baru lebih cepat. Pola seperti itu memungkinkan siswa untuk menghabiskan lebih banyak waktu menjelajahi topik khusus yang membedakan subdisiplin matematika individu—walaupun kemajuan penelitian dalam matematika sering kali terinspirasi oleh analogi baru dan mengejutkan antara area yang sebelumnya tidak terhubung.

KATEGORI DIMENSI TAK TERBATAS

Kisah yang sering diceritakan tentang asal usul teorema dasar teori kategori adalah bahwa seorang matematikawan muda bernama Nobuo Yoneda menggambarkan sebuah “lemma,” atau teorema pembantu, ke Mac Lane di stasiun kereta Gare du Nord di Paris pada tahun 1954. Yoneda memulai menjelaskan lemma di peron dan melanjutkannya di kereta sebelum meninggalkan stasiun. Konsekuensi dari lemma ini adalah bahwa objek apa pun dalam kategori apa pun sepenuhnya ditentukan oleh hubungannya dengan objek lain dalam kategori yang dikodekan oleh transformasi ke atau dari objek ini. Jadi kita dapat mengkarakterisasi ruang topologi X dengan menyelidikinya dengan fungsi kontinu f: T → X memetakan ruang lain T. Misalnya, titik-titik ruang Xsesuai dengan fungsi kontinu x: * → X, yang domainnya adalah ruang dengan satu titik. Kita dapat menjawab pertanyaan apakah ruang X terhubung atau terputus dengan mempertimbangkan pemetaan p: I → X, yang domainnya adalah interval I = [0,1]. Setiap pemetaan tersebut mendefinisikan “jalur” berparameter dalam ruang X dari titik p (0) ke titik p (1), yang dapat dianggap sebagai lintasan yang mungkin diambil semut saat berjalan di sekitar ruang X.

Kita dapat menggunakan titik dan jalur ruang untuk menerjemahkan masalah topologi menjadi masalah aljabar: setiap ruang topologi X memiliki kategori terkait 1 X disebut “groupoid fundamental” dari X. Objek dari kategori ini adalah titik-titik dari ruang, dan transformasi adalah jalur. Jika satu jalur dapat dideformasi menjadi jalur lain dalam ruang sementara titik ujungnya tetap, kedua jalur tersebut mendefinisikan transformasi yang sama. Deformasi ini, yang secara teknis disebut homotopies , diperlukan untuk komposisi jalur untuk menentukan operasi asosiatif, seperti yang disyaratkan oleh kategori.

Keuntungan utama dari pembangunan groupoid mendasar adalah bahwa itu adalah “functorial,” yang berarti bahwa fungsi kontinu f: X → Y antara ruang topologi menimbulkan transformasi yang sesuai π f: π X → π Y antara groupoids mendasar . Ini komposisi dan identitas hal tugas, berarti π 1 ( g ∘ f ) = π g ∘π f dan π 1 (1 X ) = 1 π1 X, masing-masing. Kedua properti ini, yang secara kolektif disebut “fungsionalitas”, menunjukkan bahwa grup fundamental menangkap beberapa informasi penting tentang ruang topologi. Khususnya, jika dua ruang tidak ekuivalen homotopi, maka groupoid fundamentalnya tentu ekuivalen.

Namun, groupoid fundamental bukanlah invarian lengkap. Itu dapat dengan mudah membedakan antara lingkaran dan cakram padat yang membatasi lingkaran. Dalam groupoid dasar lingkaran, versi goyangan yang berbeda dari jalur antara dua titik dapat diberi label oleh bilangan bulat yang mencatat berapa kali lintasan berputar di sekitar lingkaran dan tanda + atau yang menunjukkan, masing-masing, arah searah jarum jam atau berlawanan arah jarum jam. transit. Sebaliknya, dalam groupoid dasar disk, hanya ada satu jalur hingga homotopi antara pasangan titik mana pun. Grupoid dasar ruang yang dibentuk oleh bagian luar bola pantai yang dapat ditiup, bola dalam istilah topologi, juga memiliki deskripsi ini: ada jalur unik hingga homotopi antara dua titik mana pun.

Masalah besar dengan groupoid fundamental adalah bahwa titik dan jalur tidak mendeteksi struktur dimensi ruang yang lebih tinggi, karena titik dan interval itu sendiri adalah nol dan satu dimensi, masing-masing. Solusinya adalah juga mempertimbangkan fungsi kontinu dari piringan dua dimensi, yang disebut homotopi, dan “homotopi yang lebih tinggi”, yang didefinisikan oleh fungsi kontinu dari bola padat tiga dimensi dan juga untuk bola lain dalam dimensi 4, 5, 6 atau lebih.

Baca Juga : Filsafat dan Sejarah Matematika

Itu wajar untuk bertanya apa jenis aljabar struktur poin, jalur, homotopies dan homotopies lebih tinggi dalam bentuk ruang X: struktur ini π ∞ X ( “pi tak terhingga X ”), disebut sebagai fundamental ∞-groupoid dari X, mendefinisikan contoh kategori , analog dimensi tak terbatas dari kategori yang pertama kali diperkenalkan oleh Eilenberg dan Mac Lane. Seperti kategori biasa, kategori- memiliki objek dan transformasi yang divisualisasikan sebagai panah satu dimensi, tetapi juga berisi “transformasi yang lebih tinggi” yang digambarkan oleh panah dua dimensi, panah tiga dimensi, dan seterusnya.

Misalnya, dalam π ∞ Xobjek dan panah adalah titik dan jalur—tidak lagi dianggap bergoyang—sementara transformasi dimensi yang lebih tinggi mengkodekan homotop yang lebih tinggi. Seperti di kategori biasa, panah dalam dimensi tetap dapat terdiri: jika Anda memiliki dua panah f: X → Y dan g: Y → Z, ada juga harus panah g ∘ f: X → Z. Tapi ada tangkapan: dalam upaya untuk menangkap contoh-contoh alami seperti grupoid dasar dari suatu ruang, hukum komposisi harus dilemahkan. Untuk setiap pasangan panah yang dapat dikomposisi, harus ada panah komposit, tetapi tidak ada lagi panah komposit khusus yang ditentukan.

Kegagalan keunikan ini membuatnya menantang untuk mendefinisikan -kategori dalam dasar matematika berbasis himpunan klasik karena kita tidak dapat lagi memikirkan komposisi sebagai operasi yang menyerupai operasi yang muncul dalam aljabar universal. Meskipun -kategori semakin penting untuk penelitian modern di banyak bidang matematika, dari teori medan kuantum hingga geometri aljabar hingga topologi aljabar, mereka sering dianggap “terlalu sulit” untuk semua kecuali spesialis dan tidak ditampilkan secara teratur dalam kurikulum, bahkan di tingkat pascasarjana. Namun demikian, banyak orang lain dan saya melihat -kategori sebagai arah baru yang revolusioner yang dapat memungkinkan matematikawan untuk memimpikan koneksi baru yang tidak mungkin untuk dinyatakan dan dibuktikan secara ketat.

Otentikasi Biometrik 3D Berdasarkan Urat Jari Hampir Mustahil Untuk Dibodohi
Biometry Ilmuwan Teori Sains

Otentikasi Biometrik 3D Berdasarkan Urat Jari Hampir Mustahil Untuk Dibodohi

Otentikasi Biometrik 3D Berdasarkan Urat Jari Hampir Mustahil Untuk Dibodohi – Otentikasi biometrik, yang menggunakan fitur anatomi unik seperti sidik jari atau fitur wajah untuk memverifikasi identitas seseorang, semakin menggantikan kata sandi tradisional untuk mengakses segala sesuatu mulai dari ponsel cerdas hingga sistem penegakan hukum. Pendekatan yang baru dikembangkan yang menggunakan gambar 3D urat jari dapat sangat meningkatkan keamanan jenis otentikasi ini.

Otentikasi Biometrik 3D Berdasarkan Urat Jari Hampir Mustahil Untuk Dibodohi

 Baca Juga : Teori Matematika Baru Menghubungkan Teori Bilangan Dan Geometri

thebigvantheory – “Metode otentikasi biometrik vena jari 3D yang kami kembangkan memungkinkan tingkat kekhususan dan anti-spoofing yang sebelumnya tidak mungkin,” kata Jun Xia, dari University at Buffalo, The State University of New York, pemimpin tim peneliti. “Karena tidak ada dua orang yang memiliki pola vena 3D yang persis sama, memalsukan otentikasi biometrik vena akan membutuhkan pembuatan replika 3D yang tepat dari vena jari seseorang, yang pada dasarnya tidak mungkin.”

Dalam jurnal Optical Society (OSA) Applied Optics , para peneliti menggambarkan pendekatan baru mereka, yang merupakan pertama kalinya tomografi fotoakustik digunakan untuk otentikasi biometrik vena jari 3D. Pengujian metode pada orang-orang menunjukkan bahwa metode ini dapat menerima atau menolak identitas 99 persen dengan benar.

“Karena pandemi COVID-19, banyak pekerjaan dan layanan sekarang dilakukan dari jarak jauh,” kata anggota tim peneliti Giovanni Milione, dari NEC Laboratories America, Inc. teknik otentikasi untuk melindungi data personel dan dokumen sensitif.”

Menambahkan informasi kedalaman

Meskipun pendekatan otentikasi biometrik lainnya berdasarkan urat jari telah dikembangkan, semuanya didasarkan pada gambar 2D. Kedalaman tambahan dari gambar 3D meningkatkan keamanan dengan mempersulit pemalsuan identitas dan kecil kemungkinannya bahwa teknik tersebut akan menerima orang yang salah atau menolak orang yang benar.

Untuk mencapai otentikasi biometrik 3D menggunakan pembuluh darah di jari seseorang, para peneliti beralih ke tomografi fotoakustik, teknik pencitraan yang menggabungkan cahaya dan suara. Pertama, cahaya dari laser digunakan untuk menerangi jari. Jika cahaya mengenai pembuluh darah, itu menciptakan suara dengan cara yang sama seperti panggangan menciptakan suara “poof” saat pertama kali dinyalakan. Sistem kemudian mendeteksi suara itu dengan detektor ultrasound dan menggunakannya untuk merekonstruksi gambar 3D pembuluh darah.

“Menggunakan tomografi fotoakustik untuk otentikasi biometrik vena jari 3D merupakan tantangan karena sistem pencitraan yang besar, bidang pandang yang kecil, dan posisi tangan yang tidak nyaman,” kata Xia. “Kami mengatasi masalah ini dalam desain sistem baru melalui kombinasi yang lebih baik dari sinar cahaya dan akustik dan transduser yang dibuat khusus untuk meningkatkan bidang pandang pencitraan.”

Merancang sistem praktis

Untuk mengintegrasikan pencahayaan cahaya dan deteksi akustik dengan lebih baik, peneliti membuat penggabung berkas cahaya dan akustik baru. Mereka juga merancang jendela pencitraan yang memungkinkan tangan ditempatkan secara alami pada platform, mirip dengan pemindai sidik jari ukuran penuh. Perkembangan penting lainnya adalah algoritma pencocokan baru, yang dikembangkan oleh Wenyao Xu dari departemen Ilmu dan Teknik Komputer yang memungkinkan identifikasi biometrik dan pencocokan fitur dalam ruang 3D.

Para peneliti menguji sistem baru mereka dengan 36 orang dengan mencitrakan empat jari kiri dan empat jari kanan mereka. Tes menunjukkan bahwa pendekatan itu tidak hanya layak tetapi juga akurat, terutama ketika banyak jari digunakan.

“Kami membayangkan teknik ini digunakan di fasilitas penting, seperti bank dan pangkalan militer, yang membutuhkan tingkat keamanan tinggi,” kata Milione. “Dengan miniaturisasi lebih lanjut, otentikasi vena 3D juga dapat digunakan dalam elektronik pribadi atau dikombinasikan dengan sidik jari 2D untuk otentikasi dua faktor.”

Para peneliti sekarang bekerja untuk membuat sistem lebih kecil dan mengurangi waktu pencitraan menjadi kurang dari satu detik. Mereka mencatat bahwa mungkin untuk menerapkan sistem fotoakustik di telepon pintar karena sistem ultrasound telah dikembangkan untuk digunakan di telepon pintar. Ini dapat mengaktifkan sistem portabel atau yang dapat dikenakan yang melakukan otentikasi biometrik secara real time.

Teori Matematika Baru Menghubungkan Teori Bilangan Dan Geometri
Rumus Matematika

Teori Matematika Baru Menghubungkan Teori Bilangan Dan Geometri

Teori Matematika Baru Menghubungkan Teori Bilangan Dan Geometri, Proyek termegah dalam matematika telah menerima hadiah langka, dalam bentuk kertas 350 halaman raksasa yang diposting pada bulan Februari yang akan mengubah cara para peneliti di seluruh dunia menyelidiki beberapa pertanyaan terdalam di bidang ini. Karya ini membentuk objek geometris baru yang memenuhi mimpi yang berani dan fantastis tentang hubungan antara geometri dan angka.

Menurut thebigvantheory.com “Ini benar-benar membuka sejumlah besar kemungkinan. Metode dan konstruksi mereka sangat baru sehingga mereka hanya menunggu untuk dieksplorasi,” kata Tasho Kaletha dari University of Michigan.

Karya tersebut merupakan kolaborasi antara Laurent Fargues dari Institut Matematika Jussieu di Paris dan Peter Scholze dari Universitas Bonn. Ini membuka front baru dalam “program Langlands” yang telah berjalan lama, yang berupaya menghubungkan cabang matematika yang berbeda – seperti kalkulus dan geometri – untuk menjawab beberapa pertanyaan paling mendasar tentang angka.

Makalah mereka menyadari visi itu, memberi matematikawan cara berpikir yang sama sekali baru tentang pertanyaan yang telah mengilhami dan membingungkan mereka selama berabad-abad.

Di tengah karya Fargues dan Scholze adalah objek geometris yang direvitalisasi yang disebut kurva Fargues-Fontaine. Ini pertama kali dikembangkan sekitar tahun 2010 oleh Fargues dan Jean-Marc Fontaine, yang adalah seorang profesor di Universitas Paris-Sud hingga dia meninggal karena kanker pada tahun 2019. Setelah satu dekade, kurva ini baru mencapai bentuk tertingginya.

“Saat itu mereka tahu kurva Fargues-Fontaine adalah sesuatu yang menarik dan penting, tetapi mereka tidak mengerti dengan cara apa,” kata Eva Viehmann dari Technical University of Munich.

Kurva mungkin tetap terbatas pada sudut teknis matematika di mana ia ditemukan, tetapi pada tahun 2014 peristiwa yang melibatkan Fargues dan Scholze mendorongnya ke tengah lapangan. Selama tujuh tahun berikutnya mereka mengerjakan detail dasar yang diperlukan untuk menyesuaikan kurva Fargues dengan teori Scholze. Hasil akhirnya tidak begitu banyak jembatan nomor dan geometri sebagai runtuhnya tanah di antara mereka.

“Ini semacam lubang cacing di antara dua dunia yang berbeda,” kata Scholze. “Mereka benar-benar menjadi hal yang sama entah bagaimana melalui lensa yang berbeda.”

Program Langlands adalah visi penelitian luas yang dimulai dengan perhatian sederhana: menemukan solusi untuk persamaan polinomial seperti x 2 2 = 0 dan x 4 10 x 2 + 22 = 0. Memecahkannya berarti menemukan “akar” polinomial — nilai x yang membuat polinomial sama dengan nol ( x =±2-√ untuk contoh pertama, dan x = ±5 ±3-√——√ untuk kedua).

Pada tahun 1500-an, matematikawan telah menemukan rumus rapi untuk menghitung akar polinomial yang pangkatnya tertinggi 2, 3 atau 4. Mereka kemudian mencari cara untuk mengidentifikasi akar polinomial dengan variabel yang dipangkatkan 5 dan seterusnya. Tetapi pada tahun 1832 matematikawan muda variste Galois menemukan bahwa pencarian itu tidak membuahkan hasil, membuktikan bahwa tidak ada metode umum untuk menghitung akar polinomial berkekuatan lebih tinggi.

Baca Juga : Matematikawan Membangun Algoritme Untuk Korelasi Foton Sinar-X

Galois tidak berhenti di situ. Pada bulan-bulan sebelum kematiannya dalam duel pada tahun 1832 pada usia 20, Galois menyusun teori baru solusi polinomial. Alih-alih menghitung akar dengan tepat — yang tidak dapat dilakukan dalam banyak kasus — ia mengusulkan mempelajari simetri antara akar, yang ia kodekan dalam objek matematika baru yang akhirnya disebut grup Galois.

Dalam contoh x 2 2, alih-alih membuat akarnya eksplisit, grup Galois menekankan bahwa dua akar (apa pun itu) adalah bayangan cermin satu sama lain sejauh menyangkut hukum aljabar.

“Para matematikawan harus menjauh dari rumus karena biasanya tidak ada rumus,” kata Brian Conrad dari Stanford University. “Menghitung grup Galois adalah beberapa ukuran menghitung hubungan di antara akar-akarnya.”

Sepanjang abad ke-20, matematikawan menemukan cara baru untuk mempelajari kelompok Galois. Salah satu strategi utama melibatkan pembuatan kamus yang menerjemahkan antara grup dan objek lain — sering kali fungsi berasal dari kalkulus — dan menyelidikinya sebagai proksi untuk bekerja dengan grup Galois secara langsung. Ini adalah premis dasar program Langlands, yang merupakan visi luas untuk menyelidiki kelompok Galois — dan benar-benar polinomial — melalui jenis terjemahan ini.

Program Langlands dimulai pada tahun 1967, ketika senama, Robert Langlands , menulis surat kepada seorang ahli matematika terkenal bernama André Weil. Langlands mengusulkan bahwa harus ada cara untuk mencocokkan setiap kelompok Galois dengan objek yang disebut bentuk automorfik. Sementara grup Galois muncul dalam aljabar (mencerminkan cara Anda menggunakan aljabar untuk menyelesaikan persamaan), bentuk automorfik berasal dari cabang matematika yang sangat berbeda yang disebut analisis, yang merupakan bentuk kalkulus yang disempurnakan. Kemajuan matematika dari paruh pertama abad ke-20 telah mengidentifikasi cukup banyak kesamaan antara keduanya untuk membuat Langlands mencurigai adanya hubungan yang lebih menyeluruh.

“Sungguh luar biasa bahwa benda-benda dengan sifat yang sangat berbeda ini berkomunikasi satu sama lain,” kata Ana Caraiani dari Imperial College London.

Jika matematikawan dapat membuktikan apa yang kemudian disebut korespondensi Langlands, mereka dapat dengan yakin menyelidiki semua polinomial menggunakan alat kalkulus yang kuat. Hubungan dugaan itu begitu mendasar sehingga solusinya mungkin juga menyentuh banyak masalah terbuka terbesar dalam teori bilangan, termasuk tiga dari masalah Hadiah Milenium jutaan dolar: hipotesis Riemann , dugaan BSD, dan dugaan Hodge.

Mengingat taruhannya, generasi matematikawan telah termotivasi untuk bergabung dalam upaya tersebut, mengembangkan dugaan awal Langlands menjadi apa yang hampir pasti merupakan proyek terbesar dan terluas di bidangnya saat ini.

“Program Langlands adalah jaringan dugaan yang menyentuh hampir setiap bidang matematika murni,” kata Caraiani.

Angka Dari Bentuk

Dimulai pada awal 1980-an Vladimir Drinfeld dan kemudian Alexander Beilinson mengusulkan bahwa harus ada cara untuk menafsirkan dugaan Langlands dalam istilah geometris. Penerjemahan antara angka dan geometri seringkali sulit, tetapi ketika berhasil, itu dapat memecahkan masalah terbuka lebar.

Untuk mengambil satu contoh saja, pertanyaan mendasar tentang suatu bilangan adalah apakah bilangan itu memiliki faktor prima yang berulang. Angka 12 tidak: Ini memfaktorkan menjadi 2 × 2 × 3, dengan 2 muncul dua kali. Angka 15 tidak (difaktorkan menjadi 3 × 5).

Secara umum, tidak ada cara cepat untuk mengetahui apakah suatu bilangan memiliki faktor berulang. Tapi ada masalah geometris analog yang jauh lebih mudah.

Polinomial memiliki banyak sifat yang sama dengan bilangan: Anda dapat menambah, mengurangi, mengalikan, dan membaginya. Bahkan ada gagasan tentang apa artinya polinomial menjadi “prima”. Tapi tidak seperti angka, polinomial memiliki kedok geometris yang jelas. Anda dapat membuat grafik solusi mereka dan mempelajari grafik untuk mendapatkan wawasan tentang mereka.

Misalnya, jika grafik bersinggungan dengan sumbu x di sembarang titik, Anda dapat menyimpulkan bahwa polinomial memiliki faktor berulang (ditunjukkan tepat pada titik singgung). Itu hanya salah satu contoh bagaimana pertanyaan aritmatika keruh memperoleh makna visual setelah diubah menjadi analognya untuk polinomial.

“Anda dapat membuat grafik polinomial. Anda tidak dapat membuat grafik angka. Dan ketika Anda membuat grafik [polinomial], itu memberi Anda ide, ”kata Conrad. “Dengan nomor, Anda hanya memiliki nomornya.”

Program Langlands “geometris”, demikian sebutannya, bertujuan untuk menemukan objek geometris dengan sifat yang dapat menggantikan kelompok Galois dan bentuk automorfik dalam dugaan Langlands. Membuktikan korespondensi analog dalam pengaturan baru ini dengan menggunakan alat-alat geometris dapat memberikan matematikawan lebih percaya diri dalam dugaan Langlands asli dan mungkin menyarankan cara berpikir yang berguna tentang mereka. Itu adalah visi yang bagus, tetapi juga agak lapang — agak seperti mengatakan Anda bisa melintasi alam semesta jika Anda hanya memiliki mesin waktu.

“Membuat objek geometris yang memiliki peran serupa dalam pengaturan angka adalah hal yang jauh lebih sulit untuk dilakukan,” kata Conrad.

Jadi selama beberapa dekade program geometris Langlands tetap jauh dari yang asli. Keduanya digerakkan oleh tujuan yang sama, tetapi mereka melibatkan objek yang sangat berbeda sehingga tidak ada cara nyata untuk membuat mereka berbicara satu sama lain.

“Orang-orang aritmatika tampak bingung dengan [program geometris Langlands]. Mereka mengatakan itu baik dan bagus, tetapi sama sekali tidak terkait dengan keprihatinan kami, ”kata Kaletha.

Karya baru dari Scholze dan Fargues, bagaimanapun, akhirnya memenuhi harapan yang disematkan pada program geometris Langlands — dengan menemukan bentuk pertama yang sifat-sifatnya berkomunikasi langsung dengan perhatian asli Langlands.

Scholze’s Tour de Force

Pada September 2014, Scholze mengajar mata kuliah khusus di University of California, Berkeley. Meski baru berusia 26 tahun, ia sudah menjadi legenda di dunia matematika. Dua tahun sebelumnya dia telah menyelesaikan disertasinya, di mana dia mengartikulasikan teori geometris baru berdasarkan objek yang dia temukan yang disebut ruang perfectoid. Dia kemudian menggunakan kerangka kerja ini untuk memecahkan bagian dari masalah dalam teori bilangan yang disebut dugaan monodrom berat.

Tetapi yang lebih penting daripada hasil tertentu adalah rasa kemungkinan yang mengelilinginya — tidak ada yang tahu berapa banyak pertanyaan lain dalam matematika yang mungkin dihasilkan untuk perspektif baru yang tajam ini.

Topik kursus Scholze adalah versi yang lebih luas dari teorinya tentang ruang perfectoid. Matematikawan memenuhi kursi di ruang seminar kecil, berbaris di sepanjang dinding dan tumpah ke lorong untuk mendengarkan dia berbicara.

“Semua orang ingin berada di sana karena kami tahu ini adalah hal yang revolusioner,” kata David Ben-Zvi dari University of Texas, Austin.

Teori Scholze didasarkan pada sistem bilangan khusus yang disebut p- adics . Huruf “p” dalam p -adic berarti “prima”, seperti pada bilangan prima. Untuk setiap bilangan prima, ada sistem bilangan p -adik yang unik : 2-adik, 3-adik, 5-adik, dan seterusnya. Angka P- adik telah menjadi alat utama dalam matematika selama lebih dari satu abad. Mereka berguna sebagai sistem bilangan yang lebih mudah dikelola untuk menyelidiki pertanyaan yang muncul kembali dalam bilangan rasional (bilangan yang dapat ditulis sebagai rasio bilangan bulat positif atau negatif), yang sulit untuk dibandingkan.

Keutamaan bilangan p -adic adalah bahwa mereka masing-masing didasarkan hanya pada satu bilangan prima tunggal. Ini membuat mereka lebih lugas, dengan struktur yang lebih jelas, daripada rasional, yang memiliki bilangan prima tak terhingga tanpa pola yang jelas di antara mereka. Matematikawan sering mencoba untuk memahami pertanyaan dasar tentang angka di p- adics terlebih dahulu, dan kemudian mengambil pelajaran itu kembali ke penyelidikan rasional mereka.

“ Bilangan p- adik adalah jendela kecil menuju bilangan rasional,” kata Kaletha.

Baca Juga : 5 Ahli Psikologi yang Menggagas Cara Pandang Baru Tentang Mental

Semua sistem bilangan memiliki bentuk geometris — bilangan real, misalnya, berbentuk garis. Ruang perfectoid Scholze memberikan bentuk geometris baru dan lebih berguna untuk bilangan p -adik. Geometri yang disempurnakan ini membuat p -adics, seperti yang terlihat melalui ruang perfectoidnya, cara yang lebih efektif untuk menyelidiki fenomena teori bilangan dasar, seperti pertanyaan tentang solusi persamaan polinomial.

“Dia membayangkan kembali dunia p- adik dan membuatnya menjadi geometri,” kata Ben-Zvi. “Karena mereka sangat mendasar, ini mengarah pada banyak dan banyak kesuksesan.”

Dalam kursus Berkeley-nya, Scholze mempresentasikan versi yang lebih umum dari teorinya tentang ruang perfectoid, yang dibangun di atas objek yang bahkan lebih baru yang dia ciptakan yang disebut berlian. Teori tersebut berjanji untuk lebih memperbesar penggunaan bilangan p -adik. Namun pada saat Scholze mulai mengajar, dia bahkan belum menyelesaikannya.

“Dia memberikan kursus saat dia mengembangkan teori. Dia datang dengan ide-ide di malam hari dan menyajikannya segar dari pikirannya di pagi hari, ”kata Kaletha.

Itu adalah pertunjukan yang luar biasa, dan salah satu orang di ruangan yang mendengarnya adalah Laurent Fargues.