Je leest:

Tijdrek weer bevestigd

Tijdrek weer bevestigd

Auteur: | 12 november 2007

Duitse en Canadese natuurkundigen hebben de bizarre tijdrek uit Einstein’s speciale relativiteitstheorie bevestigd. Volgens de voorspelling loopt de interne klok van een snelle reiziger langzamer dan van iemand die stilstaat. Dat gaat ook op voor rondrazende atomen in een deeltjesversneller, schrijven natuurkundigen Sascha Reinhardt en Gerald Gwinner in Nature.

Hoe sneller, hoe trager. Dat is in een notendop het verschijnsel dat Einstein al in 1905 voorspelde: snelle reizigers voelen tijd langzamer verstrijken dan een stilstaande waarnemer. Kloppen Einstein’s gedachtenexperimenten met supersnelle, trager lopende klokken ook in de echte wereld? Om dat te testen onderzocht het team van Sascha Reinhardt van de Canadese Manitoba-universiteit de snelste reizigers op aarde: atomen in een deeltjesversneller. In hun Nature-publicatie, waar ook Nobelprijswinnaar Theodor Hänsch aan meewerkte, meten ze tijdrek nauwkeuriger dan ooit tevoren. Conclusie: Einstein had en heeft gelijk.

Door tijdrek loopt je horloge langzamer, hoe sneller je beweegt. Tenminste, dat ziet een buitenstaander. Zelf merkt niemand iets van de vertraagde tijd, want processen in het lichaam, de hersenen en alle gebeurtenissen in de omgeving worden even sterk verstraagd. Buitenstaanders zien juist dat in één seconde op hun eigen klok maar een fractie van een seconde op de bewegende klok verstrijkt.

Met normale aardse snelheden bedraagt dat effect maar biljoensten van seconden, maar toch hebben veel Nederlanders er dagelijks mee te maken. De GPS-satellieten waarmee een Tom-Tom zijn lokatie bepaalt, zoeven namelijk zo snel om de aarde, dat hun ultragevoelige atoomklokken iets langzamer lopen dan een stilstaande klok op de grond. GPS-metingen zijn compleet afhankelijk van gevoelige tijdmetingen. Daarom corrigeren de satellieten automatisch voor hun Einstein-vertraging en zijn ze omgekeerd een prima manier om tijdrek te meten.

Lithium in de bocht

Deeltjesversnellers zijn speciaal gebouwd om de kleinste brokjes materie op elkaar te laten klappen. Normaal gesproken zijn wetenschappers alleen geïnteresseerd in wat er tijdens de botsing gebeurt, maar Reinhardt bekeek juist wat er tijdens de vlucht gebeurde met versnelde Lithium-atomen. In een ringvormige deeltjesversneller joeg hij de atomen op naar 3 en 6,4 procent van de lichtsnelheid. Een laser controleerde hoe snel interne processen in de atomen bij die snelheid verliepen. Die truc leverde mede-auteur Hänsch in 2005 de Nobelprijs voor de Natuurkunde op.

Nauwelijks een verrassing: de snelle Lithiumatomen voelden de tijd in slow-motion verstrijken, precies zoals Einstein voorspelde. Volgens Reinhardt is de tijdrek-test van zijn team nog nauwkeuriger dan die van GPS-satellieten.

Hoewel hun resultaat geen zwakke plekken in de relativiteitstheorie laat zien – en dus ruimte voor verbetering – levert de meting van Reinhardt en Gwinner wel degelijk iets op. ‘Zo laten we zien welke nauwkeurigheid nieuwe natuurkunde die breekt met de relativiteitstheorie moet halen’, schrijven de natuurkundigen in hun Nature-publicatie.

Einstein en relativiteit

Nobelprijs voor de natuurkunde 2005

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 12 november 2007

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.