Terug naar de dag waarop de mensheid “iets heel vreemds” waarnam (1). Als we een voorwerp lanceren met een snelheid van 10 km per uur, dan is dat na één uur 10 km ver weg. Lanceren we het vanaf een platform dat zelf beweegt tegen 15 km per uur in dezelfde richting, dan is ons voorwerp na een uur 25 kilometer ver weg. Vraag je op dit punt maar eens af waarom de VS hun satellieten lanceren vanuit het Zuiden van de VS; de Russen vanop Baikonour - een plaats die niet eens meer in Rusland ligt, maar wel ten zuiden ervan - en de Europeanen vanuit een ex kolonie. Zou het wel toeval zijn dat dat allemaal dicht bij de evenaar ligt, waar de snelheid van de draaiïng van de Aarde ook groter is?
Nee, natuurlijk is dat geen toeval, maar een manier om aan de raketten een extra snelheid mee te geven.
Als we nu een licht maken, dan is dat licht na één seconde 300,000 km ver weg. Maar als we dat licht maken op een platform dat zelf reist aan 250,000 km per seconde, dan is dat licht in dezelfde richting na één seconde nog steeds 300,000 km ver weg, en niet 550,000 km zoals je intuïtief had verwacht.
Dus er was met licht iets heel, heel vreemds aan de gang. Het is heus geen toeval dat de natuurkunde, in de decennia nadat dit aan het, jawel: licht was gekomen, revolutionaire krampen kende. Het was de eerste stap (als ik dat zo mag uitdrukken) op weg naar de relativiteitstheorie. Nu heb ik ooit eens gelezen dat die theorie een verwijt kreeg toegestuurd dat, naar ik aanneem, wetenschappelijk triviaal zal geweest zijn, maar filosofisch best nog interessant is.
Het verwijt was dat we nu wilden weten wat er aan de hand is met licht, zodat we begrijpen waarom het zich zo gedraagt. Terwijl de theorie “alleen maar” (nu, als het zo simpel was, doe het maar eens na...) aannam wat we waarnamen, en wat dus eigenlijk moest verklaard worden, en alle formules zo aanpaste, dat ze allemaal weer klopten. Een simpele kermistruc, zeg maar.
Nu lijkt mij dat “wetenschappelijk triviaal” omdat het op deze manier is, noem het gerust kermistrucs, dat we enorme vooruitgang hebben gemaakt in ons inzicht. Het bracht ons bij inzichten over sub-atomaire energie, bijvoorbeeld, of over astronomie, of over kosmologie, waar we anders nooit waren bijgekomen. Terwijl het best mogelijk is dat we naar best vermogen niets kunnen zeggen, omdat we het doodeenvoudig niet weten, over de vraag waarom de lichtsnelheid uitgerekend die snelheid heeft, laat staan waarom die constant blijft.
Maar filosofisch is het wel heel interessant. Om te beginnen omdat we mogen dromen. (“Metafysica”! “Science Fiction”!) Ik erken dat we er “wetenschappelijk gesproken” misschien niets zinnigs over kunnen zeggen, maar ik erken niet dat we het bijgevolg niet meer mogen vragen. Het boek van Lee Smolin waarover ik het laatst had (2) doet eigenlijk precies dat, voor een hoop “kenmerken” (hij noemt ze “parameters”) van het universum, waarvan we alleen maar waarnemen dat ze zijn zoals ze zijn, zonder dat we kunnen zeggen waarom ze zo zijn. Ik weet niet meer van buiten of de lichtsnelheid er ook bij was.
Daarnaast is het filosofisch interessant omdat, heel af en toe, filosofen de weg kunnen wijzen naar de volgende stap. Ik ben de eerste om te vermoeden: dat zal in verhouding echt maar “heel af en toe” zijn. Maar het kan belangrijk zijn: Smolin wijdt hele hoofdstukken aan de manier waarop Newton rond 1,700 een uiterst efficiënte natuurkunde op poten zette, terwijl Leibniz toen al op een aantal gaten en problemen wees, waarop eenvoudig geen antwoord bestond. Terwijl vanaf de late twintigste eeuw de natuurkunde de weg begon in te slaan van de “relationele filosofie” van Leibniz, toen de absolute ruimte en tijd van Newton al was losgelaten.
En tenslotte is het filosofisch interessant omdat het iets zegt over de groei van onze (wetenschappelijke) kennis. Zeg nu zelf, het klinkt toch als een geslaagde torpedo aanval, als je kan mopperen van “in plaats van te verklaren waarom het zo is neemt hij het doodeenvoudig aan en rekent er de consequenties van uit, hoe absurd ze ook zijn”? Ja, met klokken die trager lopen omdat de tijd zelf trager loopt... ko - maan - zeg.
Maar dat is dus wel hoe het werkt. Ik ben niet geleerd genoeg om een vlug lijstje van dingen op te stellen, die wij in 2,007 niet zouden kunnen als we nog werkten met een Newtoniaanse natuurkunde. Maar ik ben er behoorlijk zeker van: als we terug in een pré Einsteiniaanse wereld terechtkwamen zouden we grote ogen opzetten. Allemaal omdat hij met een “simpele kermistruc” aannam wat hij “eigenlijk” had moeten verklaren.
--------------------------------------------------
(1) http://speelsmaarserieus.blogspot.com/2007/07/en-toen-werd-het-ontzettend-vreemd.html
(2) http://speelsmaarserieus.blogspot.com/2007/07/vragen-allemaal-vragen.html
2 opmerkingen:
Een artikel dat ik vandaag tegenkwam. Maar vraag me er niet veel over want ik begrijp het zelf niet al te goed :)
http://discovermagazine.com/2007/jun/in-no-time
Ik zal niet beweren dat ik het wel begrijp, maar het zijn wel de onderwerpen waarover ik het hier recent heb gehad. Als die mensen zeggen "onze klokken meten geen tijd, tijd is gedefiniëerd als wat het resultaat van de klokken is" - wat is dan het verschil met "mijn" dt = dr/s?
Dus tijd is *niets anders dan* een verandering in de ruimte, en dat aan een bepaald tempo. Het is interessant dat hedendaagse fysici dat op een veel dieper niveau constateren, maar eigenlijk staat het al in deze formule, nietwaar?
Over de richting van de tijd ging mijn post "Entropie, een nieuw inzicht" van enkele weken geleden. Blogger gaat zeer slecht om met url's, maar wie het wil vinden zal dat wel kunnen, zeker?
En tenslotte hebben we de bijdragen van de filosofen. Leibniz, in de discusies waar ik het ook al net over had, vroeg wat het effect zou zijn als het hele universum, met alles er op en er aan en er in, "twintig minuten vroeger of later" was ontstaan".
Je voelt onmiddellijk dat er iets niet klopt. Er bestaat (zoals het artikel ook al zegt) geen klok die tikt buiten het universum. Tijd moet een relatie zijn tussen dingen die zich *binnen* het universum afspelen. De totaliteit van alle massa is zich onderling relatief aan het bewegen, en dat gebeurt aan een bepaald tempo. En tijd is dan een soort gemiddelde daarvan: dt = dr/S
Iets dergelijks...
Een reactie posten