Relativiteitstheorie in een notendop
Licht heeft een snelheid van 300.000 km per seconde. Dat is best veel. Dat is 7 keer om de aarde in een seconde. Waarom die haast zou je denken. Nou is er iets opmerkelijks met licht aan de hand. Als jij in een auto zit met een snelheid van 50 km per uur en er nadert een tegenligger met een snelheid van 60 km per uur, dan naderen jullie elkaar met een snelheid van 50 + 60 = 110 km per uur. So far so good.
Nu komt het vreemde: uit laboratorium experimenten blijkt dat licht zich zo niet gedraagt. Als iemand een zaklamp op jou richt, raakt het licht je met 300.000 km per seconde. Loop je vervolgens naar die zaklamp toe met een snelheid van 6 km per uur, dan zou je denken dat het licht jou raakt met een hogere snelheid dan eerst. Maar die snelheid blijkt gelijk te blijven, hoe snel je ook naar die zaklamp toe rent, rijdt of vliegt. Degene die de zaklamp vasthoudt, ziet het licht ook met dezelfde snelheid uit de lamp komen.
Okee, een geinig weetje. Maar uit dit kleine feitje volgt zoveel, dat ruimte, tijd, materie en zwaartekracht nooit meer hetzelfde zullen zijn.
Want stel je nou eens de ideale klok voor. We weten imiddels dat licht altijd dezelfde snelheid heeft, dus een ideale klok zou twee spiegels kunnen zijn waartussen een lichtstraal heen en weer kaatst. Door het aantal kaatsingen te tellen, kun je weten hoeveel tijd er verstrijkt (het licht kaatst bijvoorbeeld 300 miljoen x per seconde heen en weer).
Nu ga je met die ideale klok in een trein zitten. De trein gaat rijden, het licht blijft heen en weer kaatsen en jij blijft op de hoogte van het verstreken aantal seconden. Iemand die buiten de trein staat, ziet jou passeren met die klok in je handen. Hij ziet de lichtstraal ook heen en weer gaan, maar voor hem legt de lichtstraal in dezelfde tijd een langere weg af. Want behalve op en neer gaat de lichtstraal door de beweging van de trein ook steeds een stukje opzij. De lichtstraal legt voor de buitenstaander deze weg af:\/\/\/\/\/\. Omdat we hebben geleerd dat licht altijd dezelfde snelheid heeft, volgt uit deze langere afstand dat het licht er, gezien door de buitenstaander, langer over doet om van de ene spiegel naar de andere te kaatsen. De buitenstaander hoort dus als het ware de klok in de trein langzamer tikken. De tijd in de trein verloopt gezien door de buitenstaander langzamer. En dat blijkt ook zo te zijn. Sterker nog: tijdens intercontinentale vluchten worden klokken van boordcomputers op dit effect gecorrigeerd.
De ruimte krimpt ook in als je je beweegt: om van a naar b te gaan heb je een bepaalde tijd nodig. Omdat de tijd aan boord langzamer verloopt, ben je in jouw tijdsbeleving eerder bij b, dus was blijkbaar de afstand korter.
Echt spectaculaire effecten merk je pas wanneer je je met bijna de lichtsnelheid beweegt (laten we zeggen 99,5% ervan). Je kunt dan als een ware Superman een rondje melkwegstelsel doen, een knoop in een komeetstaart leggen, maar eenmaal terug op aarde is Lois Lane dood en begraven. Sterker nog, de mensheid is geëvolueerd in een andere soort en mannen in rode capes worden niet langer gezien als helden.
Gelukkig zal Einstein als iemand die, relatief gesproken, zijn tijd ver vooruit was, wel altijd een held blijven.
Nu komt het vreemde: uit laboratorium experimenten blijkt dat licht zich zo niet gedraagt. Als iemand een zaklamp op jou richt, raakt het licht je met 300.000 km per seconde. Loop je vervolgens naar die zaklamp toe met een snelheid van 6 km per uur, dan zou je denken dat het licht jou raakt met een hogere snelheid dan eerst. Maar die snelheid blijkt gelijk te blijven, hoe snel je ook naar die zaklamp toe rent, rijdt of vliegt. Degene die de zaklamp vasthoudt, ziet het licht ook met dezelfde snelheid uit de lamp komen.
Okee, een geinig weetje. Maar uit dit kleine feitje volgt zoveel, dat ruimte, tijd, materie en zwaartekracht nooit meer hetzelfde zullen zijn.
Want stel je nou eens de ideale klok voor. We weten imiddels dat licht altijd dezelfde snelheid heeft, dus een ideale klok zou twee spiegels kunnen zijn waartussen een lichtstraal heen en weer kaatst. Door het aantal kaatsingen te tellen, kun je weten hoeveel tijd er verstrijkt (het licht kaatst bijvoorbeeld 300 miljoen x per seconde heen en weer).
Nu ga je met die ideale klok in een trein zitten. De trein gaat rijden, het licht blijft heen en weer kaatsen en jij blijft op de hoogte van het verstreken aantal seconden. Iemand die buiten de trein staat, ziet jou passeren met die klok in je handen. Hij ziet de lichtstraal ook heen en weer gaan, maar voor hem legt de lichtstraal in dezelfde tijd een langere weg af. Want behalve op en neer gaat de lichtstraal door de beweging van de trein ook steeds een stukje opzij. De lichtstraal legt voor de buitenstaander deze weg af:
De ruimte krimpt ook in als je je beweegt: om van a naar b te gaan heb je een bepaalde tijd nodig. Omdat de tijd aan boord langzamer verloopt, ben je in jouw tijdsbeleving eerder bij b, dus was blijkbaar de afstand korter.
Echt spectaculaire effecten merk je pas wanneer je je met bijna de lichtsnelheid beweegt (laten we zeggen 99,5% ervan). Je kunt dan als een ware Superman een rondje melkwegstelsel doen, een knoop in een komeetstaart leggen, maar eenmaal terug op aarde is Lois Lane dood en begraven. Sterker nog, de mensheid is geëvolueerd in een andere soort en mannen in rode capes worden niet langer gezien als helden.Gelukkig zal Einstein als iemand die, relatief gesproken, zijn tijd ver vooruit was, wel altijd een held blijven.
gepost door Felix om 12:35 a.m.
4 Reacties:
Mooie poging, deze "relativiteitstheorie voor dummies". Maar Franz vreest dat het voor heel veel mensen toch iets blijft van ja, zal wel. En hoe kom je hemelsnaam vanuit de constante lichtsnelheid tot E=mc2? Een volgende beschouwing is welkom.
Ik kan me herinneren dat Einstein erg worstelde met deze formule. Hij begon met E = ma2, werkte deze verder uit tot E = mb2, voordat hij zijn aha-erlebnis kreeg en E= mc2 opschreef.
Ik kan niet meer uit m'n geheugen putten hoe deze formule tot stand kwam, dus een nieuwe post volgt later!
Felix,
Dat staat in het boekje Einstein Voor Beginners! ;)
Groet,
Wanda
Ik vind vooral dat gedoe met superman heel mooi omdat dat natuurlijk de deur opent naar ruimtreizen, de menselijke droom.Maar ik vraag me af of Lois Lane hier op aarde haar superman niet samen met haar ziet verouderen terwijl het voor superman lijkt alsof hij nog maar een kwartiertje kometenstaarten aan het verbuigen is. We zien hetzelfde fenomeen trouwens hier op aarde al. Laat ons zeggen dat een mens een goeie 80 jaar wordt, een hond 15 en in die periode doorgaat hij ook zijn puberteit, volwassenheid en aftakeling, alhoewel zijn cellen uit dezelfde atomen zijn opgebouwd als de onze. En ongetwijfeld heeft zijn leven net zolang geduurd als dat van ons, tenminste vanuit zijn standpunt. Misschien moeten we eens vliegen mee in de ruimte nemen om te zien of ze statistisch aantoonbaar langer leven daar dan hier op aarde. Indien niet dan zullen we eerst moeten zorgen voor een mensenras dat het enkele duizenden jaren volhoudt.
Een reactie posten
<< Home