TEMPO.CO, Jakarta - Tiga matematikawan asal Cina yang bekerja di Amerika Serikat berhasil memecahkan salah satu permasalahan besar dalam mekanika fluida. Persoalan ini merupakan bagian dari masalah keenam yang diajukan oleh David Hilbert—pakar matematika Jerman yang sangat berpengaruh pada abad ke-19 dan awal abad ke-20. Teka-teki tersebut belum terpecahkan selama 125 tahun terakhir.
Yu Deng dari University of Chicago, bersama Zaher Hani dan Xiao Ma dari University of Michigan, mengklaim telah menyatukan tiga teori fisika tentang aliran fluida. Mereka mengunggah makalah baru di arXiv.org pada Maret 2025. Di dalamnya, mereka menjelaskan bahwa tiga tingkat analisis, yaitu mikroskopik, mesoskopik, dan makroskopik dapat terhubung secara matematis.
Baca berita dengan sedikit iklan, klik di sini
Tingkat mikroskopik menggambarkan gerakan partikel individual berdasarkan hukum gerak Newton. Tingkat mesoskopik menggunakan Persamaan Boltzmann untuk memperkirakan perilaku rata-rata partikel dalam jumlah besar. Sedangkan tingkat makroskopik menggunakan Persamaan Euler dan Navier-Stokes untuk menggambarkan fluida sebagai zat kontinu.
Mengutip ulasan Live Science, Senin, 28 April 2025, upaya untuk menyatukan ketiga teori ini telah lama menjadi tantangan. Penyatuan sebelumnya hanya berhasil dalam kondisi terbatas, seperti skala waktu pendek atau ruang hampa. Setelah sekian lama, Deng dan kedua rekannya memecahkan masalah yang belum terjawab selama lebih dari seabad. Solusi dari para ahli matematika modern ini lebih relevan dengan fenomena dunia nyata.
Penelitian mereka mengikuti tiga langkah utama, mulai dari menurunkan teori makroskopik dari mesoskopik, kemudian menurunkan teori mesoskopik dari mikroskopik. Studi itu akhirnya menggabungkan keduanya dalam satu derivasi menyeluruh dari tingkat mikroskopik ke makroskopik.
Perlu diketahui, mekanika fluida bukan bidang yang secara langsung diteliti oleh David Hilbert. Namun beberapa konsep yang dkembangkan Hilbert dalam bidang matematika bisa diaplikasikan dalam cabang mekanika terapan, seperti mekanika fluida.
Salah satu kunci pencapaian Deng, Hani, dan Ma adalah pembuktian soal partikel menuju tak terhingga dan ukuran partikel mendekati nol. Perilaku statistik sistem, dalam hasil penelitian tersebut, sesuai dengan solusi dari persamaan Boltzmann.
Hasil kerja ketiga matematikawan asal Cina ini dianggap menandai langkah besar. “Meletakkan dasar fisika dalam matematika dan mungkin membuka pintu bagi terobosan serupa di bidang fisika lainnya,” begitu bunyi ulasan Live Science.
Temuan ini juga menunjukkan sejumlah pendekatan berbeda dalam menganalisis fluida tetap mengarah pada satu realitas yang sama. Terobosan dari matematikawan baru ini menunjukkan penggunaan perspektif yang berbeda tentang fluida ettap berkonvergensi pada satu teori utama.
Apabila berhasil diverifikasi, para ahli berharap pembuktian baru ini dapat membantu memecahkan lebih banyak tantangan besar yang diajukan Hilbert. Pemecahan teka-teki lama itu tentunya akan mempercepat kemajuan dalam dunia fisika.
