18 augustus 2022

Zorgt de zwaartekracht er voor dat tijd een richting heeft?

Credit: Nile/Pixabay.

Tijd heeft een richting. Je ziet theekopjes wel op de grond vallen en in honderd stukjes breken, maar je zal nooit het omgekeerde zien gebeuren, huizen die eerst schoon zijn worden steeds viezer, ze worden nooit vanzelf schoner, mensen worden steeds ouder, je zal ze nooit jonger zien worden, cosmetische ingrepen ten spijt. De grote vraag is natuurlijk waarom tijd een richting heeft, waarom het als een soort stromende rivier gaat van nu naar straks. Met de Tweede Hoofdwet van de Thermodynamica heeft men al geprobeerd een verklaring te geven, maar daarmee kom je niet verder dan te constateren dat in een gesloten systeem de hoeveelheid orde afneemt en wanorde toeneemt – anders gezegd: dat met het verstrijken van de tijd de entropie of mate van complexiteit toeneemt, het aantal mogelijke configuraties van een systeem. Het theekopje heeft een lage entropie, het kent één staat als theekopje, zodra het valt neemt de entropie toe en kent het wel honderd verschillende staten als losse scherven.

Een voorbeeld van toenemende entropie. Credit: Lumen learning.

OK, als de orde afneemt en de wanorde of entropie toeneemt betekent dat dat het heelal helemaal in het begin, tijdens de oerknal waarmee het 13,8 miljard jaar geleden allemaal begon, de hoogste orde kende. Wat zorgt er nou precies voor dat er toen orde was en dat daarna de wanorde toenam? Flavio Mercati (Perimeter Institute for Theoretical Physics in Waterloo, Canada) en zijn collega’s denken dat zwaartekracht hierin een belangrijke rol speelt en daarover hebben ze in oktober een artikel gepubliceerd in het vakblad Physical Review Letters. De vraag waar ze mee beginnen is: waarom hebben systemen als het heelal, het theekopje, het huis, eerst een hoge orde en lage entropie? Op zichzelf lijkt zwaartekracht helemaal niets te maken hebben met een richting van tijd. Zwaartekracht zorgt er bijvoorbeeld voor dat de aarde om de zon draait, maar natuurkundig gezien zou er niets aan de hand zijn als de aarde de andere kant uit ging.

Credit: TerriC/Pixabay.

Zouden we scherven vanzelf een theekopje zien vormen dan zouden we vreemd opkijken, zou de aarde de andere kant opdraaien zou dat niet vreemd zijn. Mercati, Tim Kowlowski en Julian Barbour hebben een ’toy model’ gemaakt, een speelgoedmodel van het heelal, met daarin duizend deeltjes, willekeurig verdeeld in een virtuele ruimte. Uit hun berekeningen blijkt dat door de zwaartekracht de deeltjes op een gegeven moment onvermijdelijk in een compacte, aaneengeklitte toestand terecht komen, een systeem met lage complexiteit of entropie, daarna valt het uiteen en is er geen terugkeer meer naar die toestand mogelijk (zie afbeelding hieronder).

Credit: Mercati, Tim Kowlowski en Julian Barbour.

De richting van de tijd volgt uit deze toename van complexiteit als gevolg van de zwaartekracht, aldus het drietal. Eerst is er de oerknal met een lagere complexiteit, een plasma van heet gas, daarna ontstaan er sterrenstelsels, sterren, planeten, mensen met huizen vol theekopjes, allemaal vormen van hogere complexiteit. Hun ‘gravitational arrow of time’ zien Mercati, Kowlowski en Barbour niet als een vervanging van de Tweede Hoofdwet, meer als een aanvulling daarop. Dankzij de zwaartekracht kunnen dingen zoals sterren, planeten en theekopjes zich vormen, daarna vervallen deze telkens in systemen met hogere complexiteit en entropie. Bron: Cosmos Magazine.

Comments

  1. Voor mijn gevoel is licht(snelheid) altijd de universele klok geweest.

    Als je snelheid nul is, loopt je klok op volle snelheid, 100%. Zodra je gaat bewegen, lever je in op de snelheid waarmee tijd verloopt. En zodra je op het maximum zit en je met de snelheid van het licht verplaatst, is de snelheid waarmee tijd verloopt, nul…de tijd staat stil. Aangezien licht geen negatieve snelheid kan hebben, zal de tijd nooit sneller kunnen verlopen dan die 100% en kan je dus ook niet terug in de tijd reizen. Maar je kan wel naar de toekomst reizen…..als dat al zo is (ik weet het, alle tests bewijzen dat Einstein gelijk had, en dat GPS er ook rekening mee moet houden etc etc).

    Het vervelende is (voor mij) dat zwaartekracht een vergelijkbaar effect heeft op de tijd :-). Ik heb er vertrouwen in dat ze ooit die noot kunnen kraken.

  2. Als Zwaarte Kracht en Tijd ongeveer hetzelfde zijn, dat bestaat tijd slechts daar waar massa is.
    [ Tijd als resultante van het Higgs-boson? ]

    Fotonen en neutrino’s van vlak na de BigBang hadden al vrij snel geen massadeeltjes mee in hun omgeving.
    Toch gaan we er van uit dat zij niet stopten…
    Dat zou dan echter wel moeten, want zonder tijd geen beweging ( en dus geen lichtsnelheid) 🙂

    —-

    Vergeet mijn kritiek hier boven.
    Einstein wist de zwaartekracht niet in theorie te passen. Was het soms omdat tijd ‘absuluut’ is, i.p.v. relatief zoals de rest van zijn werk. 😕

    Groet, Paul

  3. 1
    In de hypothese van prof Erik Verlinde is de zwaartekracht een emergent verschijnsel van een soort aether berekend met de snaarwiskunde. De zwaartekracht is dan het effect op massa’s van de uitwisseling van informatie van bit’s op plancklengte, als ik het goed begrepen heb. De theoretische bestudering van de waarnemingshorizon van zwarte gaten op kwantummechanisch niveau ligt ten grondslag aan deze hypothese. Het ligt dicht bij het holografisch principe van Prof v.h. Hoofd.
    2
    De tweede hoofdwet van de thermodynamica is van toepassing op de materie, maar niet op zichzelforganiserende (levende) eenheden. Dus wel op de materiële atomen binnen het wetenschappelijk paradigma van de huidige wetenschap. Maar niet op de “monaden” van o.a. Leibnitz (monadelogie). Volgens deze theorie zijn er geen zuiver materiële atomen, maar zijn er materieel/geestelijke deeltje’s die leven en (in mijn woorden) naar juist een meer geordend (lagere entropie) kunnen sturen. Er zijn volgens Leibnitz verschillende monaden. Er zou dan bijvoorbeeld een mens-monade zijn als puntvormig organiserende centrum die de “lagere” monaden organiseert tot een hogere mate van organisatie: het lichaam van een mens. Kortom, het “leven” gaat in tegen de tweede hoofdwet van de thermodynamica.

    3
    Nu kan men voorstellen dat zo’n monade het raakpunt is met een mini-universum ( een soort klein zwart gat om de gedachte te bepalen ) en daarin zijn de natuurkundige wetmatigheden invers. Er is dan een informatiebron die “leert” en tot hoger “inzicht” komt: de effecten van de omgekeerde tweede hoofdwet van de thermodynamica. Deze monade ontleent daaraan zijn intelligente organiserende leven gevende eigenschappen van zijn “lichaam”.

    4
    In ons universum is de tijd positief en ontstaat steeds grotere wanorde. Achter de grenzen van de monaden is de tijd negatief en ontstaat steeds groter wordende orde.

    vergelijkbare ideeën staan in het boek: “Hebben wij een ziel, zo ja, waar dan?”
    http://www.elektromagnetischekracht.nl/

    • Genoemde site is van de St. Teilhard de Chardin. Hij was een Franse jezuïet / theoloog / paleontoloog.

      Kreten zoals :
      Quote 1 : ” De tweede hoofdwet van de thermodynamica is van toepassing op de materie, maar niet op zichzelf organiserende (levende) eenheden. ” en
      Quote 2 : ” Kortom, het “leven” gaat in tegen de tweede hoofdwet van de thermodynamica. ”
      komen ongetwijfeld rechtstreeks van het Vaticaan, niet van normale wetenschappelijke inzichten.

      Prettige Urbi en Orbi alvast voor morgen.

      Groet, Paul

Speak Your Mind

*

Deze site gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.

%d bloggers liken dit: