Tijdsvertraging

De primaire kosmische straling bestaat uit subatomaire deeltjes afkomstig van de zon en uit het heelal. Op ongeveer 15 km hoogte komen deze deeltjes in botsing met de atomen van de atmosfeer. Die botsingen veroorzaken een lawine van nieuwe deeltjes, hoofdzakelijk p-mesonen. Deze leven slechts heel kort (2,6 10-8 s) en vervallen dan in m-muonen. Ook de muonen zijn slechts een kort (2,2 10-6 s) leven beschoren, zodat ze de aarde niet zouden kunnen bereiken. Als we zouden aannemen dat deze deeltjes zich aan de lichtsnelheid voortbewegen kunnen ze respectievelijk ongeveer 8 en 660 m afleggen, veel te weinig dus om die 15 km te overbruggen. In werkelijkheid gebeurt er iets anders : de deeltjes bewegen zich voort met een snelheid die iets kleiner is dan de lichtsnelheid, en de relativiteitstheorie geeft dan dat die deeltes 27,4x langer leven. En je kan zelf narekenen dat 660 m maal 27,4 wel groter is dan 15 km : de muonen kunnen dus wel de aarde bereiken.

De levensduur van een deeltje neemt dus toe met de snelheid van het deeltje

K1 en K2 zijn atoomklokken die de tijd extreem nauwkeurig meten. Op de grond zijn ze gesynchroniseerd zodat ze exact dezelfde tijd aangeven. Dan wordt K2 naar een hoogte van 100 m verplaatst. Omdat de sterkte van de zwaartekracht tussen 2 lichamen afhankelijk is van de afstand tussen die lichamen zal K2 de zwaartekracht minder voelen dan K1 . Door dat verschil in zwaartekracht zal K1 na 24 uur een beetje achterlopen op K2 .

De snelheid waarmee de tijd verloopt wordt dus beïnvloed door de sterkte van het zwaartekrachtveld.

Een extremer voorbeeld hiervan is de tijdvertraging in de buurt van een zwart gat. De Schwarzschildstraal R geeft S  een gebied aan rond het zwart gat waarbinnen alle materie onherroepelijk naar het zwart gat toe getrokken wordt. Buiten die straal is het nog mogelijk een baan rond het zwart gat te beschrijven. Hoe dichter je als waarnemer bij het zwart gat komt hoe trager de tijd verloopt, en uiteindelijk staat de tijd stil als de Schwarzschildstraal bereikt wordt.

Sneller dan het licht ?

 

Volgens Einstein heeft ons heelal vier dimensies, de ruimte-tijd structuur. Deze kunnen we voor de eenvoud voorstellen door een plat vlak. De aanwezigheid van materie zal het vlak doen samentrekken, kronkelen, vervormen. Hoe meer materie, hoe sterker de vervorming. De aanwezigheid van een zwart gat, waar de zwaartekracht dus extreem sterk is, kan de ruimte zelfs doen omkrullen. Een ruimteschip dat van A naar B moet zal een jarenlange tocht door onze normale ruimte moeten maken. Als er nu in B een tweede zwart gat is kan dit met het andere zwarte gat een wormgat vormen, zeg maar een kortsluiting in de ruimte-tijd structuur. Een ruimteschip kan dan de afstand tussen A en B in enkele dagen overbruggen …

We zien dus dat niet enkel de tijd maar ook de ruimte door de materie beïnvloed wordt.

 

 

Tunnels door de tijd : Wormgaten

Zwarte gaten kunnen fungeren als wormgaten, waardoor het mogelijk is naar een andere tijd en plaats te reizen binnen ons heelal. En als er buiten ons heelal nog andere zouden bestaan zou het via die wormgaten mogelijk zijn naar een ander heelal te reizen.

 

Bestanden: 
BijlageGrootte
PDF icon Poster vertraging.pdf256.04 KB

Is er iets onduidelijk? Heb je een fout gevonden? Mail ons!