Als je nu een minimum aan filosofische geaardheid bezit zit je je op dit punt af te vragen of je werkelijk geen enkele manier kan bedenken om tijd te meten, dan via de omweg naar de ruimte. Op gevaar een uitstekende oefening te onderbreken verklap ik wat volgens mij het antwoord is: neen. Maar als we voor onze tijdmeting afhankelijk zijn van begrippen als "afstand", en begrippen als "afstand" hebben geen betekenis zonder referenties als "ten opzichte van wat?", dan dreigt deze kwestie ook het begrip "tijd" te besmetten.
Samengevat. Iedereen die probeert tijd te meten staat voor de uitdaging een afstand te kiezen - bijvoorbeeld: de omtrek van een wijzerplaat - en daar vervolgens zo nauwkeurig mogelijk een snelheid van een proces aan te verbinden - bijvoorbeeld de snelheid waarmee een wijzer daar omheen cirkelt. En elke onnauwkeurigheid van onze klok is te wijten aan de onnauwkeurigheid waarmee we die snelheid kunnen vastleggen. Dus eens te meer hebben we nog altijd geen tijd gemeten, maar alleen een omweg via de ruimte, gedeeld door een snelheid waarvan we maar aannemen dat die "goed" zit.
Sinds ergens in de twintigste eeuw is onze technologie goed genoeg om klokken te baseren op de snelheid van het licht, en daarvan zegt de relativiteitstheorie (onze beste relevante theorie) dat die absoluut is. Dus denk je misschien dat het volstaat een welbepaalde afstand te kiezen en een seconde te definiëren als "de tijd nodig voor het licht om een welbepaalde fractie van die welbepaalde afstand af te leggen". Maar zelfs als we voor het gemak aannemen dat we bepaalde problemen van logisch-filosofische aard kunnen overwinnen (om vast te stellen dat de lichtsnelheid constant is heb je al enkele assumpties over ruimte en tijd gemaakt) rijzen er problemen.
Precies zoals we in de eerdere relativiteitspost (1) vanuit onze trein tastten naar een extern referentiepunt, om te weten of nu onze trein dan wel die ernaast aan het rijden was, zo beelden we ons in dat onze klokken "zo nauwkeurig mogelijk" proberen een absolute, eenparig lopende tijd te meten, die voor iedereen hetzelfde is. Maar als we daarvoor beroep moeten doen op klokken die zich op hun beurt baseren op ruimtelijke metingen, met anderen woorden, op afstanden, dan smokkelt onze methode de problemen met die afstanden mee naar binnen in onze metingen van de tijd. En zoals nog een andere oude post hier (4) heeft laten zien, die problemen zijn er.
We hadden daar twee identieke klokken: gebaseerd op een bepaalde afstand, gedeeld door de snelheid van een foton, dus het licht. De ene stond naast een waarnemer in een station, de andere stond naast een waarnemer die per trein in razende vaart door dat station snelde. Een klok die een foton verticaal heen en weer laat stuiteren, en een seconde definiëert als "de tijd nodig om dat foton X aantal keer heen en weer te laten stuiteren" zal in de trein, maar door de ogen van de waarnemer in het station langzamer lopen dan de klok die naast de waarnemer staat. Immers, als het treinfoton (door de ogen van de waarnemer in het station) precies even snel even vaak is heen en weer gestuiterd als het perronfoton, dan heeft het treinfoton niet alleen (in dezelfde tijd) dezelfde verticale afstand afgelegd als het perronfoton, maar daarbovenop ook nog de horizontale afstand die de razende trein op die tijd heeft gemaakt. In dat geval zou de perronwaarnemer een treinfoton gezien hebben dat sneller dan het licht bewoog, en we weten, theoretisch zowel als experimenteel, dat dat niet is wat hij zal zien. Ergo, door de ogen van de perronwaarnemer zal het treinfoton meer tijd nodig hebben om verticaal even vaak heen en weer te stuiteren. Maar omdat een seconde nu juist gedefiniëerd was als de tijd nodig om dàt aantal keren heen en weer te stuiteren is de enige conclusie: de klok van de snelle beweger loopt in de ogen van de waarnemer in rust langzamer. Probeer desnoods nog eens de post van voetnoot (4).
In een wereld waarin we denken (wat intuïtief ook heel normaal is) dat de "waarnemer in rust" wel gelijk zal hebben is je conclusie dat de bewegende waarnemer correcties op zijn metingen moet uitvoeren, om uit zijn waarden af te leiden wat de "echte" tijd is. Maar weten nu juist uit de post onder voetnoot (1) dat er geen manier is om te weten wie er "in rust" is, en wie "in beweging". En als je niet kan zeggen wie de "juiste" afstanden ziet, en wie moet corrigeren, dan blijft er alleen maar over dat iedereen zichzelf als de "waarnemer in rust" kan zien, en dat de anderen "in beweging" zijn. En dat heeft op zijn beurt als consequentie dat er geen "juiste" tijdmeting is, die overeenkomt met de "echte" tijd waaraan (om maar iets te zeggen) het universum evolueert. Die absolute tijd die we zo graag eenparig en universeel in altijd dezelfde richting zien lopen verdampt en maakt plaats voor niets anders dan het feitelijke gedrag van klokken, zoals gezien door de ogen van verschillende waarnemers. Precies zoals we in die vorige post de absolute, oneindige, driedimensionale ruimte zagen vervluchtigen tot iets waarin "afstand" nooit een betekenis kan hebben tenzij als verschil tussen twee concrete objecten.
----------------------------------------------
(1) http://speelsmaarserieus.blogspot.com/2009/02/het-relativiteitsprincipe.html
(2) http://speelsmaarserieus.blogspot.com/2006/03/ruimte-en-tijd.html
(3) http://speelsmaarserieus.blogspot.com/2007/07/filosferen-over-ruimte-en-tijd.html
(4) http://speelsmaarserieus.blogspot.com/2007/07/en-toen-werd-het-ontzettend-vreemd.html
EN http://speelsmaarserieus.blogspot.com/2007/07/meer-over-de-constante-lichtsnelheid.html
Geen opmerkingen:
Een reactie posten