BENARKAH ALAM SEMESTA INI SEBUAH HOLOGRA

BENARKAH ALAM SEMESTA INI SEBUAH
HOLOGRAM?
Mohd Hafizudin Kamal*
Universiti Kebangsaan Malaysia (UKM)
E-mail: einsteinhafis@gmail.com

Abstrak
Pengenalan prinsip holografik (Holographic Principle) ini merupakan salah satu idea yang
menghubungkan interaksi di antara alam semesta dengan graviti. Prinsip ini dapat dijelaskan
dengan menggunakan pendekatan Teori Medan Kuantum (Quantum Field Theory) di mana
teori ini telah lama digunakan sebagai alat untuk menjelaskan ruang lengkungan yang pelik.
Daripada ujikaji atau kajian sebelumnya mendapati prinsip hologram ini teritlak pada ruang
yang rata. Maka dengan itu, alam semesta yang memiliki ruang lengkungan yang rata bermatra
2 dapat dilihat dalam keadaan 3-matra yang dikenali sebagai Hologram. Oleh yang demikian,
apakah perkaitannya dengan Kuantum Graviti Tetali (String Quantum Gravity), AdS/CFT,
Tolok Kedualan (Gauge Duality). Adakah kesemua teori ini dapat mengukuhkan/menjelaskan
bukti dan hujah yang menyatakan bahawa alam semesta ini sebuah Hologram?

1

MUKADIMAH

Dalam hipotesis holografik, di mana hubungan di antara alam semesta dengan graviti dapat
dijelaskan menggunakan teori medan kuantum pada matra yang sedikit/kurang. Sebelum
melanjutkan perbincangan mengenai hipotesis ini, permulaan kepada idea holografik ini adalah
bermula dengan penjelasan mengenai paradoks maklumat yang berlaku disebabkan oleh
sinaran Hawking (Hawking radiation), situasi ini dikenali sebagai termodinamik lohong hitam
(Black Hole Thermodynamics).
Penerangan tersebut perlulah diambil kira bertujuan untuk menjelaskan apakah
sebenarnya yang dimaksudkan dengan hologram. Teori kuantum graviti tetali digunakan bagi
menjelaskan atau menyelesaikan permasalahan yang timbul dalam hipotesis holografik ini
dengan menggunakan pendekatan AdS/CFT. Pendekatan ini cuba menyatakan bahawa lohong
hitam yang mempunyai 5-D ruang AdS adalah sama dengan ruang rata 4-D bagi medan zarah
dan sinaran.
Sewaktu persidangan di Stockholm pada 28 Ogos 2015, Stephen Hawking telah
membuat pengumuman di mana beliau telah berjaya menyelesaikan paradoks maklumat ini
yang sudah kurun lamanya masalah besar ini menimpa di kalangan ahli fizik teori. Konflik ini
tercetus apabila teori kerelatifan Am cuba menjelaskan teori kuantum mekanik dan model

1

lohong hitam. Mengikut kajian Hawking, kesemua maklumat/bits dalam bentuk jirim dan
tenaga yang terdapat di dalam 3-D isipadu lohong hitam dikodkan sebagai hologram kepada
ruang 2-D ufuk acara, (Even Horizon). Maklumat ini nanti akan pulih sepenuhnya walaupun
berada dalam keadaan huru-hara (Chaotic) melalui sinaran yang dilepaskan semasa
pengewapan kuantum pada lohong hitam. Proses ini di ramalkan oleh Stephen Hawking sejak
40 tahun yang lalu.

2

TERMODINAMIK LOHONG HITAM

Dalam fizik, termodinamik lohong hitam ini merupakan salah satu bidang kajian yang
menjelaskan tentang peranan hukum termodinamik terhadap kewujudan ufuk acara bagi
lohong hitam. Seperti mana kita mempelajari dan mendalami bidang mekanik statistik untuk
menjelaskan sinaran jasad hitam, teori ini juga mampu untuk menjelaskan tentang peranan
mekanik statistik terhadap lohong hitam yang secara tak langsung tertumpu dengan
penggunaan mekanik kuantum untuk menjelaskan dan memahami teori kuantum graviti.
Daripada situlah, wujudnya pendekatan formulasi bagi menjelaskan prinsip Hologram.
Pada tahun 1970, merupakan tahun keemasan bagi teori kerelatifan Am klasik di mana
ahli fizik telah melakukan ujikaji terhadap penentuan keadaan akhir (Final State) bagi

keseimbangan lohong hitam yang hanya bergantung kepada kuantiti jisim, 𝑀, momentum
sudut, 𝐽 dan cas elektrik, 𝑄. Dinamikal interaksi lohong hitam ini dapat diringkaskan dengan
menggunakan pendekatan empat hukum termodinamik. Hukum termodinamik kedua
menyatakan bahawa luas bagi lohong hitam tidak pernah berkurang terhadap masa namun
ianya sangat terkait dengan satu lagi teori yang dikenali sebagai Entropi. Dalam Bahasa mudah,
entropi merupakan darjah kecelaruan (degree of disorder) terhadap sesuatu sistem.
Pada tahun 1973, seorang saintis yang terkenal iaitu Jacob Bekenstein telah
mencadangkan idea dan teorinya yang menyatakan bahawa entropi bagi lohong hitam adalah
setara dengan luas permukaan ufuk acara. Dalam pendekatan kerelatifan Am klasik, segala
zarah atau Sinaran tidak akan terlepas daripada penjara kosmik (cosmic prison) yang terdapat
pada lohong hitam. Secara hakikatnya, sebarang bentuk jasad atau bahan yang menghampiri
ufuk acara akan kehilangan banyak sifat dan ciri-cirinya dan yang tinggal hanyalah nilai 𝑀, 𝐽
dan 𝑄. Sebab itulah, lohong hitam sifatnya hanyalah menelan atau menghaibkan sebarang
bentuk maklumat yang mendekatinya tanpa menjejaskan kuantitinya lain. Oleh itu, fenomena
ini dapat dijelaskan dengan merujuk kepada persamaan Bekenstein-Hawking yang menyatakan
bahawa entropi terhadap sinaran Hawking atau merujuk kepada kehilangan maklumat dapat
ditulis seperti berikut:
𝑐3𝐴
𝑆=
4ℏ𝐺

Di mana 𝐴 merujuk kepada luas kawasan ufuk acara, 𝑐 merupakan halaju cahaya , ℏ merupakan
pernormalan pemalar Planck dan 𝐺 merujuk kepada nilai pemalar graviti Newton.
2

3

HUKUM-HUKUM TERMODINAMIK LOHONG HITAM

Berikut merupakan pengkelasan terhadap hukum-hukum termodinamik yang dijumpai oleh
Brandon Carter, Stephen Hawking dan James Bardeen iaitu “Zeroth”, “First”, “Second” dan
“Third”.
Hukum Termodinamik Sifar (HTS0) menyatakan bahawa ruang ufuk bagi lohong hitam
memiliki pemalar permukaan graviti, 𝜅 yang pegun. Dengan kata mudah, suhu akan kekal sama
pada permukaan itu mengikut keseimbangan terma. Keadaan ini mengandaikan bahawa,
permukaan graviti merujuk kepada suhu, 𝑇 di mana ianya suhu tetap bagi keadaan
keseimbangan terma yang merujuk kepada pemalar, 𝜅 ufuk lohong hitam yang pegun.
Hukum Termodinamik Pertama (HTP1) menyatakan bahawa sebarang usikan terhadap
lohong hitam yang pegun menyebabkan gangguan dan perubahan kepada nilai tenaga dan
secara tidak langsung merubah beberapa kuantiti yang telah saya sebutkan di atas. Perubahan

ini dapat ditlakkan sebagai suatu fungsi seperti berikut:
𝑑𝐸 =

𝜅
𝑑𝐴 + Ω𝑑𝐽 + Φ𝑑𝑄
8𝜋

Di mana 𝐸 ialah tenaga, 𝜅 merujuk kepada permukaan graviti, 𝐴 ialah luas kawasan ufuk, 𝛺
merupakan halaju sudut dan 𝛷 merujuk kepada keupayaan elektrostatik.

Hukum Termodinamik Kedua (HTK2) menjelaskan tentang teori Hawking yang
menyatakan bahawa perubahan entropi dalam sistem yang tertutup (sistem di sini saya merujuk
kepada kawasan ufuk lohong hitam) adalah lebih besar daripada sifar. Teori ini pada
hakikatnya menyangkal dengan teori termodinamik yang menjelaskan bahawa kehilangan atau
kemusnahan jisim akan mengurangkan entropi. Keitlakkan HTK merujuk kepada jumlah
entropi keseluruhan yang disebabkan oleh gabungan entropi lohong hitam dengan entropi
luaran. Persamaan kepada fenomena ini dapat ditulis seperti berikut:
𝑑𝐴
≥0
𝑑𝑡

Hukum Termodinamik Ketiga (HTK3) menjelaskan tentang permasalahan dalam
menghasilkan lohong hitam dengan menghapuskan permukaan graviti atau dengan kata lain,
𝜅 = 0. Teorem ini menyatakan bahawa nilai entropi bagi sesuatu sistem adalah sifar mutlak.
Hal ini kerana, suhu pada keadaan 0K hanya wujud pada keadaan dasar.

3

4

MAKLUMAT PARADOKS

Pada tahun 1975, Hawking menyatakan bahawa The Final State of Black Hole dapat dicirikan
dengan beberapa parameter seperti 𝑀, 𝐽 dan 𝑄 tetapi kesemua kuantiti itu tidak seimbang
apabila kesan kuantum di ambil kira pada ufuk acara itu. Pada peringkat analisa separa klasik,
di mana pendekatan jirim diketengahkan berbanding dengan pengkuantuman medan graviti di
mana beliau mencadangkan/menteorikan bahawa lohong hitam akan beruwap apabila
memancarkan sinaran jasad hitam. Sinaran ini dapat dicirikan dengan mengambil kira suhu
spektra terma iaitu:
𝑇𝐻 =

𝜅
2𝜋

Sinaran ini membawa/mengangkut jisim, momentum sudut dan cas elektrik dan kesan
daripada itu akan menyebabkan pengurangan jumlah tenaga lohong hitam dan akhirnya ianya
akan mengewap (Evaporate). Daripada fenomena ini, Hawking membuat satu paradoks di
mana jika lohong hitam ini boleh mengewap, maka sebahagian maklumat yang terdapat pada
lohong hitam tersebut akan musnah. Maka dengan itu, hal ini telahpun menimbulkan konflik
dengan postulat asal yang di bina oleh Erwin Schrӧdinger dalam mekanik kuantum yang secara
fizikalnya beliau menyatakan bahawa perubahan dalam sesuatu sistem yang melibatkan masa
tidak boleh memusnahkan atau menghasilkan maklumat tersebut. Fenomena ini dikenali
sebagai Unitarity.
Oleh yang demikian, teorem kerelatian Am dan mekanik kuantum merupakan dua buah
teorem yang begitu bertentangan untuk menjelaskan tentang paradoks maklumat ini. Gambaran
pada Rajah di bawah menggambarkan bagaimana fenomena paradok maklumat ini berlaku di
antara kedua-dua teori yang dikatakan bertentangan antara satu dengan yang lain.

Rajah. 1: In any type of quantum theory, information that goes in must come back out,
scrambled but complete.

Sumber: Wikipedia

4

Rajah 2: In general relativity, what goes into a black hole never comes out. (1) Two shells of
matter are collapsing under their own weight. (2) A horizon forms when they become
sufficiently compact. The information about the two still-collapsing shells is locked behind
the horizon forever.
Sumber: Wikipedia

5

KUANTUM GRAVITI TETALI

Penemuan paradoks maklumat adalah bertentangan dengan pembangunan teori koheren dalam
kuantum graviti. Pengandaian separa klasik Hawking yang telah saya jelaskan sebelum ini
dikatakan sesuai digunakan di mana lohong hitam memiliki jejari lengkungan yang begitu kecil
pada ufuk acara yang menghampiri panjang Planck sekitar 10−33 𝑐𝑚. Pada keadaan ini
dikatakan bahawa segala kuantiti seperti jirim, tenaga dan medan graviti akan terkuantum.
Maka daripada itu, penjelasan mengenai proses berlakunya pengewapan lohong hitam dapat

dijelaskan menggunakan pendekatan kuantum graviti.
Beberapa pendekatan yang digunakan dalam menerangkan tentang bagaimana
pengewapan lohong hitam ini berlaku. Antaranya ialah:
I.

Medan Teori Kuantum- Teknik Usikan, teknik ini digunakan untuk menjelaskan
tentang bagaimana pendekatan “Standard Model of Elementary Particles” yang
melibatkan empat daya asas seperti yang terkesan dengan teori kuantum mekanik.
 Daya Elektromagnet,
 Daya Nuklear Kuat,
 Daya Nuklear Lemah
 Daya Graviti

II.

Rajah Feynman- Menjelaskan interaksi dan laluan zarah. Pengiraan terhadap interaksi
zarah diketengahkan dalam beberapa keadaan antaranya:
 Gabungan Lemah (Weakly Coupled)-Nilainya akan “Converges”

5







Gabungan Kuat (Strongly Coupled)-Gagal! Hal ini serupa dengan kehadiran
graviton di mana graviton ini merupakan zarah yang menjadi pengantara bagi
medan graviti.
Zarah ini menghasilkan jisim dan tenaga dan saling berinteraksi antara satu
dengan yang lain.
Interaksi inilah yang akan menghasilkan graviton yang baru.
Oleh itu, teknik usikan ini gagal digunakan untuk mengkuantumkan graviti.
Maka, ahli fizik mencari jalan lain untuk menerangkan fenomena ini.

III

Teori Tetali- pendekatan teori kuantum graviti gegelung (Loop Quantum Gravity) dan
geometri tak-kommutatif (Non-Commutative Geometry) digunakan bagi menjelaskan dan

melanjutkan penerangan mengenai kuantum graviti. Mengikut teori tetali:
 Jirim seperti quark, lepton dan boson merupakan zarah yang tidak ada unit
(Dimensionless).
 Ianya sentiasa memanjang seperti getaran objek satu matra ataupun tetali.
 Ianya boleh dikatakan memiliki gegelung yang terbuka dan tertutup seperti
Rajah 3 di bawah.
 Mod getaran dan putaran bagi tetali itu terkuantum dan digambarkan dalam
bentuk zarah yang memiliki jisim dan spin.
 Setiap tetali mewakili kepelbagaian zarah dan interaksi di antara zarah-zarah
dijelaskan dalam bentuk gabungan dan pembahagian tetali.
 Wujudlah apa yang dinamakan sebagai “Particle Zoo”

IIII

Ruang-Masa- Secara lazimnya ruang-masa memiliki 4-D (Matra) di mana 3 merujuk
kepada ruang dan 1 kepada masa. Untuk menjelaskan ruang-masa dalam teori tetali,
penambahan lagi 6 matra diperlukan bagi memastikan koheren matematik dalam teori tetali
termaktub.

IIIII

Supersimetri- Menggunakan pendekatan supersimetri dalam teori tetali dengan
melibatkan sebanyak lima teori supertetali di mana ada sebahagian daripada tetali akan
membentuk dirinya sebagai tetali tertutup dan sebahagiannya membentuk tetali terbuka.

Rajah 3: Bentuk tetali terbuka dan tetali tertutup

6

Pada awal tahun 1990, ahli fizik telah membuat satu perkaitan di antara lima supertetali
dengan teori tekaan (Conjectured) yang dikenali sebagai kedualan (Dualities) di mana setiap
satu daripada teori ini akan dijustifikasikan terhadap meta teori yang dikenali sebagai Mtheory. M-teori berfungsi dalam ruang-masa yang memiliki 11 matra (11-D). Penambahan
kepada dimensi ruang terhadap M-teori memberikan suatu gambaran baru yang dikenali
sebagai p-brane (lapisan)/membrane. Di sini, p merupakan bilangan dimensi ruang di mana
“The complete system of branes” membentuk ruang-masa yang multi-matra (Matrix). Tetali
dapat digambarkan dalam satu lapisan/brane dan ruangan tiga matra dapat digambarkan dalam
tiga lapisan/brane. Penghujung kepada tetali terbuka terletak pada tiga brane manakala bagi
tetali tertutup seperti graviton tinggal/berada pada dimensi/matra yang lain.
Teori tetali dan M-teori masih di bawah pembaikan (Construction). Ahli fizik telahpun
membuat beberapa persamaan anggaran untuk tetali dan brane dan daripada ini, mereka tahu
bagaimana untuk mengira sesuatu fizikal kuantiti yang terdapat dalam persamaan tetali ini.
Dan yang paling penting, di bawah gabungan kuat dan bengkokkan brane pada ruang-masa
sudah memadai untuk menghasilkan brane hitam (Black branes). Sebab itu pada tahun 1990,
paradoks maklumat ini perlu reconsidered dan kali ini dalam konteks kuantum graviti tetali.

6

HIPOTESIS HOLOGRAFIK

Berpandukan semula teori paradoks maklumat yang pada awalnya merupakan jirim yang
memulihkan hukum termodinamik klasik lohong hitam. Nilai entropi dan suhu lohong hitam
perlulah dikira dengan menggunakan pendekatan kuantum mekanik statistik sebagai fungsi
luas kawasan dan permukaan graviti. Dalam termodinamik, entropi diukur bertujuan untuk
mengetahui jumlah keadaan mikroskopik dalaman yang setara dengan keadaan luaran yang
terdapat di lohong hitam di mana kesemua kuantiti yang diukurnya melibatkan parameter 𝑀, 𝐽
dan 𝑄
Dalam “Standard Model” fizik zarah, kesemua maklumat dikod oleh zarah quark dan
lepton. Tetapi, dalam teori tetali dan M-teori, quark dan lepton hanyalah merupakan suatu
keadaan yang teruja dalam supertetali.

Pada tahun 1993, Gerard t Hooft ahli fizik pertama yang melihat semula hasil kerja
Hawking berkaitan dengan termodinamik lohong hitam dalam konteks teori tetali. Hawking
telahpun mengira darjah kecelaruan dalam isipadu ruang-masa lohong hitam di mana beliau
mendapati nilai tersebut setara dengan nilai permukaan kawasan ufuk. Dua matra permukaan
lohong hitam boleh dibahagikan kepada asas unit kuantum yang dikenali sebagai kawasan
Planck, ≈ 10−66 𝑐𝑚2 .

7

Daripada pandangan sudut maklumat, setiap bit mewakili bentuk (0) or (1) yang
nilainya setara dengan kawasan Planck di mana memerlukan suatu persamaan formula entropi
Bekenstein-Hawking. Sebagai pemerhati luar, maklumat yang terdapat dalam entropi lohong
hitam hanyalah terdapat pada struktur tiga matra bagi objek yang melalui kawasan ufuk acara
itu seolah-olah telah musnah. Tetapi, pada pandangan lain, maklumat tersebut dikod ke struktur
dua dimensi pada permukaan lohong hitam seperti Hologram. Oleh itu, t Hooft membuat
kesimpulan di mana segala maklumat itu sebenarnya ditelan oleh lohong hitam itu sendiri yang
yang disimpan semasa proses pengewapan kuantum berlaku.
Dalam konteks M-teori, Andrew Strominger dan Cumrun Vafa berjaya mengira cas
entropi terhadap extremal lohong hitam pada lima matra/dimensi. Dengan mempertimbangkan
bahawa lohong hitam itu adalah gas tetali dan pengiraan keadaan kuantum yang berkaitan
dengan getaran tetali, daripada situ nilai entropi lohong hitam untuk Bekenstein-Hawking dapat
ditentukan sebagai sebuah fungsi kepada kawasan ufuk dan suhunya itu merupakan fungsi
untuk permukaan graviti dan sinaran Hawking itu sendiri.
Berikutan daripada keputusan tersebut, ramai dikalangan penyelidik berjaya
menjumpai entropi mikroskopik yang entah bagaimana mengitlakkannya sebagai lohong
hitam. Namun daripada kajian mereka, pengewapan lohong hitam boleh dilihat sebagai
pancaran tetali tertutup seperti graviton yang muncul daripada brane (mewakili sebagai lohong
hitam).
Akhirnya, teori tetali mampu menyelesaikan paradoks maklumat and cuba buktikan
bahawa sinaran Hawking mengandungi maklumat tentang sifat-sifat dan ciri-ciri dalaman
terhadap lohong hitam tersebut. Pembuktian ini begitu optimistik. Keadaan mikro
(Microstates) tidak boleh dikira seperti penyelesaian Schwarzshild dalam lohong hitam
ataupun penyelesaian Kerr dalam astrophysical lohong hitam.
Namun begitu, idea mengenai bilangan maklumat yang terdapat dalam lohong hitam
bergantung kepada kawasan ufuk acara dan bukan bergantung kepada isipadunya. Prof.
Leonard Susskind telah membangunkan satu teori yang dikenali sebagai prinsip Holografik di
mana beliau mengandaikan bahawa kewujudan teori ini mampu mengitlakkan untuk sebarang
bentuk sistem fizikal yang terdapat/terkongsi dalam isipadu ruang-masa ini.
Adakah permukaan ini berfungsi sebagai sempadan ruang-masa kita? Model piawai
kosmologi dapat dirujuk dengan menggunakan pendekatan kepada penyelesaian FriedmannLemaȋtre terhadap persamaan medan kerelatifan Am dengan kelengkungan ruang menghampiri
sifar dan pecutan pengembangan alam semesta ini. Hal ini bertentangan dengan lohong hitam,
di mana model ini tiada sempadan untuk meletakkan/mengandaikan kedudukan hologram.
Tambahan pula, had holografik terhadap entropi disimpulkan daripada lohong hitam akan
musnah sewaktu pengembangan, ruang homogen, alam semesta yang bersifat isotropik.
Entropi pada kawasan ruang-masa yang dipenuhi oleh jirim dan sinaran yang tidak akan
musnah/runtuh ke dalam lohong hitam adalah setara dengan isipadunya dan bukanlah merujuk
kepada sempadan kawasan tersebut.

8

Persamaan Friedmann-Lemaȋtre-Robertson-Walker terhadap pengembangan alam semesta:
𝑃
𝑎̇
𝜌̇ = −3 (𝜌 + 2 )
𝑐
𝑎

𝑎̇
4𝜋𝐺
3𝜌
Ʌ𝑐 2
=−
(𝜌 + 2 ) +
𝑎
3
3
𝑐

Di mana 𝑎 merujuk kepada size yang merubah terhadap masa, 𝜌 merupakan ketumpatan
terhadap masa, 𝑃 ialah tekanan dan 𝐺, 𝑐 dan Ʌ merupakan parameter skala tabii.
7

KONJEKTUR JUAN MALDACENA

Demi menjelaskan kesemua ini, ahli fizik cuba untuk mempermudahkan bentuk model alam
semesta di mana prinsip holografik di ambil kira. Pada tahun 1997, Juan Maldacena
menawarkan satu penyelesaian yang menakjubkan terhadap permasalahan ini bersama dengan
konjektur matematiknya. Beliau merupakan ahli fizik yang begitu berpengaruh yang memiliki
petikan sebanyak lebih dari 10000.
Maldacena menganggap bahawa lohong hitam ini merupakan sebuah model ruangmasa yang memiliki lima matra makroskopik yang dikenali sebagai anti-de Sitter space. Seperti
alam semesta ini yang dijelaskan menggunakan pendekatan teori tetali dan graviti. Beliau
mengandaikan bahawa sebarang fenomena yang berlaku di alam semesta ini sebenarnya dikod
oleh kelakuan kuantum, non-gravitational field hanya berlaku pada sempadan alam semesta
berdimensi empat.
Bagaimana ianya berlaku? Ianya sudah diketahui sejak pada tahun 1917 di mana ruangmasa de Sitter memiliki penyelesaian yang tepat terhadap persamaan kerelatifan Am. Ianya
ruang yang tiada jirim tetapi ianya melibatkan daya tolakan yang positif yang dikenali sebagai
pemalar Kosmologi. Jika sign itu berubah terhadap pemalar kosmologi, maka daya tolakan
akan menjadi daya tarikan maka secara tak langsung model ini dikenali sebagai ruang-masa
anti-de Sitter.
Oleh itu, konsep ruang geometri hiperbola diketengahkan dengan memiliki nilai
kelengkungan negatif. Walaupun ianya merupakan ruang-masa yang takterhingga, namun
ianya masih lagi well defined edge. Untuk menggambarkan hujung ruang-masa ini, salah satu
cara adalah menggunakan pendekatan Henri Poincarè yang mewakili cakera hiperbolik di mana
ianya memerlukan tranformasi konformal untuk mengurangkan jarak ketakterhinggan kepada
jarak yang terhingga.
Untuk lima dimensi ruang-masa anti-de Sitter, ianya boleh ditulis sebagai 𝐴𝑑𝑆5 , di
pinggirnya merupakan empat dimensi yang menyerupai ruang Poincarè-Minskowski. Ianya

9

merupakan sebuah model yang tepat untuk menggambarkan ruang-masa yang rata di mana
biasanya digunakan dalam non-gravitational physics. Hal ini menyatakan bahawa lohong
hitam yang memiliki lima dimensi ruang-masa anti-de Sitter adalah setara dengan medan zarah
dan sinaran yang wujud dalam sempadan empat dimensi ruang-masa. Maka dengan itu,
penjelasan dan segala sumber yang dinyatakan ini sudah memadai untuk menjelaskan tentang
teori medan kuantum yang di analogkan kepada medan Yang-Mills. Teori ini digunakan dalam
kuantum kromodinamik (Quantum Chromodynamics) yang menjelaskan tentang interaksi
kuat.
Apa yang menarik tentang konsep kesetaraan ini di mana graviti fizik dalam 𝐴𝑑𝑆5
merupakan suatu medan yang mempunyai interaksi gabungan kuat dan tidak memerlukan
sebarang teori usikan manakala dalam non-gravitational physics, sempadan empat dimensi
merupakan penjelasan kepada teori tolok (Gauge Theory) dengan daya gabungan yang lemah.
Semenjak teori tolok ini diperkenalkan, Maldacena konjektur digunakan dalam pendekatan ini
dengan membuat ringkasan konjekturnya seperti berikut:
𝑆𝑡𝑟𝑖𝑛𝑔 𝑡ℎ𝑒𝑜𝑟𝑦 𝑜𝑛 𝐴𝑑𝑆5 × 𝑆 5 ~𝐺𝑎𝑢𝑔𝑒 𝑡ℎ𝑒𝑜𝑟𝑦 𝑜𝑛 𝑡ℎ𝑒 4𝐷 𝑏𝑜𝑟𝑑𝑒𝑟

di mana simbol ~ merujuk kepada kedualan (Duality).

Empat dimensi teori tolok merupakan medan teori konformal (CFT) di mana
Maldacena konjektur menamakannya sebagai AdS/CFT atau dikenali juga sebagai kedualan
graviti (Gravity duality). Bagi menyerlahkan fakta tersebut, teori graviti dalam konteks teori
tetali perlulah muncul daripada teori tolok atau sebaliknya.
Teori kuantum graviti diformulasikan dalam sebutan M-teori di mana teori ini
digunakan untuk menjelaskan lima dimensi ruang-masa manakala teori medan konformal
digunakan pada sempadan empat dimensi dan masing-masing menjelaskan tentang unsurunsur zarah. Teori AdS/CFT ini dapat menjelaskan prinsip kedualan holografik (Holographic
Duality Principle) kerana alam semesta yang bermatra lima ini dapat dirakamkan seperti
hologram yang bertindak kepada kesempadanan empat dimensi.
Jika segalanya dikodkan oleh hologram, beberapa korelasi di antara zarah akan
terhalang. Namun begitu, holografik ini telahpun mengenakan had ke atas entropi zarah. Salah
satu kepentingan dan faedah hasil kerja Maldacena ini, di mana beliau telahpun menyelesaikan
paradoks maklumat dalam kes lohong hitam 𝐴𝑑𝑆5. Hal ini seolah-olah setara dengan kajian
Hawking dalam menentukan suhu panas Hawking, 𝑇𝐻 bagi plasma dan dijelaskan oleh teori
tolok. Plasma dan lohong hitam memiliki nilai entropi yang sama. Oleh itu, plasma tertakluk
kepada hukum mekanik kuantum dan terkait juga dengan unitarity di mana ianya sama dengan
pendekatan dalam lohong hitam yang terlibat secara khusus dalam unitarity dan tertakluk
kepada prinsip mekanik kuantum.
Oleh yang demikian, Hawking telah pun mengumumkan bahawa paradoks maklumat
ini telah pun diselesaikan pada tahun 2005 dan teori AdS/CFT ini pun telah berjaya juga
diselesaikan bagi menjelaskan tentang keabadian maklumat (Conservation of Information).

10

8

KESIMPULAN

Jadi kesimpulannya, jika kita masih terfikir dan masih hidup di dalam alam semesta
yang normal ini, kemungkinan besar semua itu adalah salah. Kerana dunia ini sebenarnya fana,
tidak nyata, dimana segala bukti itu tidak boleh dilihat pada fenomena alam yang tidak boleh
dijelaskan secara ilmiah. Pengiraan demi pengiraan telah dibuat, maka ini membuktikan
bahawa alam semesta ini merupakan hasil proses yang terjadi dalam dimensi yang lebih rendah,
atau dikenali sebagai hologram. Oleh itu, adakah eviden atau hujah yang telah saya nyatakan
di atas sudah cukup dan memadai untuk menyatakan bahawa alam semesta ini adalah sebuah
hologram?

9

RUJUKAN
1. Stephen Hawking, “The
arXiv:1509.01147.

Information

Paradox

for Black Holes,” (2015),

2. A hologram is a photograph of a particular type which generates a three-dimensional
image when it is suitably illuminated; all the information describing a three dimensional
scene is encoded in the pattern of light and dark areas inscribed on a two dimensional
film.
3. For example, Samir Mathur has proposed that, instead of being destroyed by the tidal
forces of gravitation or by a quantum firewall, an astronaut falling into a black hole
would simply be converted into a hologram, without noticing anything. Samir Mathur,
“A Model with no Firewall,” (2015), arXiv:1506.04342.
4. For an educational introduction, see, for example: Jean-Pierre Luminet, Black Holes
(Cambridge, UK: Cambridge University Press, 1992), chs. 11–14.
5. Jacob Bekenstein, “Black holes and entropy,” Physical Review D 7, no. 8 (1973): 2,333.
The author, the origin of all discussions of the information paradox, died August 16,
2015, to nearly total media indifference, while any public statement by Stephen
Hawking regularly makes headlines around the world.
6. In what follows I posit that c = G = ℏ = 1, as is common usage in quantum gravity.
7. Stephen Hawking, “Particle Creation by Black Holes,” Communications in
Mathematical Physics 43, no. 3 (1975): 199–220.
8. At least this should be the case with mini-black holes of low mass that might have been
formed by the big bang; the phenomenon is utterly negligible for astrophysical black
holes.

11

9. Michael Peskin and Daniel Schroeder, An Introduction to Quantum Field Theory
(Boulder, CO: Westview Press, 1995).
10. For string theory, see Michael Green, John Schwarz, and Edward Witten, Superstring
Theory I (Cambridge, UK: Cambridge University Press, 1987). For a rather pedestrian
approach, see Brian Greene, The Elegant Universe: Superstrings, Hidden Dimensions
and the Quest for the Ultimate Theory (London: Random House, 2000). For loop
quantum gravity, see Carlo Rovelli, “Loop Quantum Gravity: the First Twenty Five
Years,” Classical and Quantum Gravity 28 (2011): 153,002. For noncommutative
geometry, see Alain Connes, Noncommutative Geometry (Boston: Academic Press,
1994).
11. Stephen Martin, “A Supersymmetry Primer,” (1997), arXiv:hep-ph/9709356.
12. Barton Zwiebach, A First Course in String Theory (Cambridge, UK: Cambridge
University Press, 2009).
13. This is the reason string theory is sometimes called “brane theory.” See, for example,
Philippe Brax and Carsten van de Bruck, “Cosmology and Brane Worlds: A Review,”
Classical and Quantum Gravity 20, no. 9 (2003).
14. Andrew Strominger and Cumrun Vafa, “Microscopic origin of the Bekenstein–
Hawking entropy,” Physics Letters B 379 (1996): 99–104.
15. For a review, see Atish Dabholkar and Suresh Nampuri, “Quantum black holes,”
Lecture Notes in Physics 851 (2012): 165–232.
16. Leonard Susskind, “The World as a Hologram,” Journal of Mathematical Physics 36,
no. 11 (1995): 6,377–96.
17. Maldacena’s original article did not use the word “holographic.” It was Edward Witten
who first emphasized the connection. Edward Witten, “Anti De Sitter Space and
Holography,” Advances in Theoretical and Mathematical Physics 2 (1998): 253–91.
18. For a semi-popular article, see Juan Maldacena, “The Illusion of Gravity,” Scientific
American 293, no. 5 (2005): 56–63.
19. Gerard ’t Hooft, “A Planar Diagram Theory for Strong Interactions,” Nuclear Physics
B 72, no. 3 (1974): 461–73.
20. Alejandro Perez, “No firewalls in quantum gravity: the role of discreteness of quantum
geometry in resolving the information loss paradox,” Classical and Quantum Gravity
32 (2015): 084001.

12