Albert Einstein
Over voetbal gesproken.........
(Dat had je niet verwacht met deze koptekst)
Ik ben nogal een liefhebber. Niet dat ik er nu uitgesproken veel verstand van heb.
Of dat ik zelfs maar pretenties heb er meer van af te weten dan mijn buurman. Ik heb het zelf ooit geprobeerd. Maar dat ik talent heb, heeft nooit iemand in mijn omgeving zonder angst voor hoongelach durven beweren. Ik was meer het type dat bij schoolvoetbal door de gangmakers van het team nog net niet als laatste werd gekozen om vervolgens op een plek te worden neergezet waarvan werd aangenomen dat ik bij een onvoorziene uitbraak op de linkerflank door de tegenstander minimale schade zou kunnen aanrichten. Wellicht zou ik dan wel in een uitzichtloze situatie met een enorme hijs over de zijlijn het gevaar kunnen bezweren. Maar voetbal is meer dan alleen een flinke trap of een venijnige tackle.
Ballen, net wel of niet, over de zij- of achterlijn, buitenspelposities en schijnbare bijna-doelpunten maken, zo heb ik in de loop der jaren wel geleerd, het spel aantrekkelijker en voor de gemiddelde kijker nog net de reden dat zij volhouden te blijven kijken. Toch spelen dat soort zij- en achterlijn onenigheden en andere twijfelgevallen inzake waarnemen en positie, wellicht bij toeval, een heel prominente rol in de materie waarmee ik mij het afgelopen jaar heb beziggehouden. De analogie met de voetballijnen klopt niet helemaal. Toch geven dit soort zaken wel aanleiding wat beter na te denken over timing van gebeurtenissen, de afstand tussen twee posities en vanuit welke hoek je de zaken bekijkt. Albert Einstein heeft daarover nagedacht en ons een uniek inzicht gegeven. Hij gaf ons met zijn brilliante geest een kijk op de werkelijkheid die radicaal anders was en tot op dit moment nog door geen enkel wetenschappelijk onderzoek werd ontkracht.
We hebben het er al eerder over gehad. Dat tijd eigenlijk niet bestaat. We gaan in de hier volgende passages ontdekken hoe dat precies zit. Hoe ik die, misschien nogal gedurfde bewering waarvan je je nog steeds afvraagt of het wel klopt, verder ga onderbouwen. Maar eerst gaan we even kijken hoe het allemaal zo gekomen is. In welke omgeving groeide deze man op. Wat dreef hem om de zaken te onderzoeken die later de wereld zouden veranderen.
Jonge jaren
Toen Albert Einstein in 1905 zijn speciale Relativiteitstheorie ontvouwde was hij in de jaren daaraan vooraf eigenlijk op zoek naar iets heel anders. Hij was bezeten van licht en hij wilde daar alles over weten. Licht was altijd al een fenomeen geweest dat het leven van de jongeman beheerste. Hij was nog maar net een jaar oud, toen zijn oom, Jacob Einstein, in 1880 zijn vader overreedde om met hem naar München te vertrekken om daar deel te nemen in zijn Elektrisch Ingenieursbureau Jacob Einstein & Ci. Een onderneming gespecialiseerd in het ontwikkelen en installeren van elektrische toepassingen en straatverlichting. In de jaren die daarop volgden verwierven de gebroeders zich grote naam en faam met elektrische installaties en toepassingen op allerlei gebied. En dat gold dan vooral elektrische verlichting van openbare ruimten, die langzamerhand de oude gaslantaarns in het straatbeeld begon te vervangen. Door heel Europa werden in die jaren de straten voorzien van elektrisch licht. In München en omgeving was dat natuurlijk niet anders. Dit zou een markt worden waar wat te halen viel! Bij aanbestedingen moesten zij vaak concurreren met bedrijven als A.E.G en Siemens en waren daarbij meer dan eens succesvol. Het technisch vernuft van Albert’s vader en de gezonde handelsgeest van Jacob zorgden er in de jaren die volgden voor dat het bedrijf groeide en floreerde. Maar, het succes mocht helaas niet lang duren.
In 1893, Albert was net veertien, dienden zich problemen aan toen opdrachten voor aanleg van straatverlichting voor de gemeente München stelselmatig uitbleven. De Einsteins waren Joods. Ook in die jaren al begonnen de donkere wolken van Jodenhaat zich in het Zuid-Duitse, nog lelijker dan voorheen, af te tekenen. Niet meer dan zes maanden later was het bedrijf bankroet. Het ouderlijk huis moest worden verkocht. Vader Einstein vertrok naar Milaan om daar zijn geluk te beproeven. Albert bleef in Duitsland om zijn middelbare school af te maken.
We dwalen af, maar het is wel een verantwoord ommetje. We hebben het hier tenslotte wel over iemand.
Albert Einstein zou later wereldwijd erkend worden als een van de grootste en meest gerespecteerde wetenschappers van begin twintigste eeuw. Zijn theorie klinkt wellicht voor niet ingewijden aanvankelijk wat vreemd. Maar wat hij zegt wordt wel unaniem door de voltallige wetenschap tot op de dag van vandaag erkend. Zijn inzichten zouden ons complete beeld van hoe de wereld eigenlijk in elkaar steekt radicaal veranderen.
Relativiteit
Hiermee legt hij ons uit dat ruimte en tijd niet onafhankelijk van elkaar bestaan, maar met elkaar vervlochten zijn. Om dit te begrijpen moeten we even afscheid nemen van de manier waarop we de dagelijkse zaken om ons heen zien en ervaren.
Voor de goede orde moeten we de uitspraak dat tijd niet bestaat een beetje nuanceren. De theorie zegt ons dat ons begrip van tijd relatief is en er van afhangt hoe we naar zaken kijken. Einstein bekijkt tijd niet, zoals wij intuïtief allemaal doen, als een vast voortschrijdend fenomeen waarbij al de gebeurtenissen keurig op rij plaatsvinden. Tijd, de pijl met een begin vanuit een duister voor ons onbekende oorsprong naar een toekomst die wij zouden willen kennen maar voor ons ongrijpbaar is. Die tijd bestaat niet.
Einstein leert ons dat de ruimte om ons heen en de tijd waarin wij leven in elkaar vervlochten zijn. Dat die één zijn. Die eenheid noemt hij de vier dimensionele ruimtetijd.
Tijd is relatief en is afhankelijk van de snelheid en positie van de waarnemer in de ruimte. Die snelheid wordt gerelateerd aan de snelheid van het licht. Dit alles betekent dat het tikken van je klok (=tijd) sneller of trager gaat afhankelijk van jouw snelheid. Simpel gezegd, wanneer je sneller beweegt, tikt je klok trager en word je minder snel oud! De astronaut in het ruimteschip dat de lichtsnelheid benadert (Is voorlopig niet mogelijk) wordt minder snel oud dan zijn gezin dat op aarde achterbleef. Diezelfde effecten gelden overigens ook voor materie in de buurt van een zwaar object zoals een planeet of een ster. Hoe dichter bij materie (aantrekking) hoe trager de klok tikt.
Algemene Relativiteit voegt vervolgens de zwaartekracht aan het verhaal toe. Dicht bij een planeet of ander zwaar voorwerp ondervindt een object (materie) veel zwaartekracht. De klok tikt langzaam. Hieruit volgt ook dat de klok van iemand die beneden aan zee woont, langzamer tikt dan van iemand die hoog in de bergen woont. Het leven van de bergbewoner voltrekt zich sneller! In de bergen wordt je sneller oud!
Het moet niet gekker worden. Ik hoor het je denken.
Wanneer dit alles zich afspeelt binnen ons referentiekader en binnen de grenzen van onze werkelijkheid bemerken wij die verschillen niet of nauwelijks. Het zijn seconden of delen van microseconden. De effecten worden pas merkbaar bij snelheden dicht bij de snelheid van het licht en over gigantische afstanden. Het tikken van de klok gaat dus trager wanneer de snelheid toeneemt. In onze direct waarneembare werkelijkheid zijn de gevolgen bijna niet zichtbaar. Omdat snelheid de klok vertraagt verloopt de tijd in een vliegtuig dat om de aarde cirkelt langzamer dan aan de grond. We kunnen dat tegenwoordig heel eenvoudig meten met een atoomklok die het tijdsverschil tot op fracties van seconden kan registreren.
Ook worden de passagiers in het vliegtuig minder snel oud dan hun familie die zij op de grond achterlaten!
Goed kans dat je dit alles een aantal keren moet lezen. Dat is niet vreemd. De meeste mensen doen er een tijdje over om het te begrijpen. Maar ik beloof je. Het is echt waar en wanneer je het ziet is het fenomenaal!
Lokaliteit
Het is vreemd en gaat regelrecht in tegen de manier waarop wij met onze zintuigen hebben geleerd de zaken om ons heen te bekijken. Maar die zintuigen zijn beperkt. We kijken, ondanks alle revolutionaire techniek van Huygen’s lenzen tot James Webb telescopen,nog steeds niet veel verder dan onze neus lang is. We komen daar later op terug. Wat is nu belangrijk in ons verhaal en wat heeft die relativiteitstheorie nu direct voor tastbare gevolgen voor onze werkelijkheid?
Einstein leert ons dat iedere positie een eigen tijd heeft. Ruimtetijd is een vierdimensionale eenheid waarin de ons vertrouwde dimensies samen met de tijd één structuur vormen. Bij iedere tijd hoort een eigen unieke positie en omgekeerd. We noemen dit ruimtepunten. Een reeks ruimtepunten is een aantal gebeurtenissen. Tijd is niet meer dan een aaneengeschakelde reeks gebeurtenissen. Tijd verloopt niet voor iedereen het zelfde en is afhankelijk van waar en met welke snelheid je je in de ruimte beweegt. Want bewegen doen we allemaal. Niets staat stil. Alles is constant in de weer met interacties en onderhouden van relaties.
Zware kost. Het volgende hoofdstukje beloof ik wat lichters. Ik neem aan dat je het de komende week nog een paar keer gaat nalezen. Misschien ga je op Internet op zoek naar iemand die het net wat beter uitlegt dan ik. Zoek en lees. Wees niet ontmoedigd wanneer een boek of artikel vlot en helder begint maar na verloop van tijd verzandt in onbegrijpelijkheden. Realiseer je wel dat de manier waarop Einstein het ons vertelt, met gedachtenexperimenten, uiteindelijk zonder wiskunde te begrijpen is. De wiskunde bewees door middel van de vergelijkingen uiteindelijk wel dat het verhaal klopt. En dat is een gerust idee wanneer we verder gaan zoeken in deze waanzinnig intrigerende materie.