18 mei 2024

De speciale relativiteitstheorie

In het jaar 1905 publiceerde de Duitse Albert Einstein twee postulaten:
1. De natuurwetten zijn identiek voor alle waarnemers die met een constante snelheid bewegen.
2. De lichtsnelheid in het vacuüm is identiek voor alle waarnemers.
Daarmee loste hij een fundamenteel probleem op, namelijk hoe het kon dat er geen medium leek te bestaan dat voortplanting van licht mogelijk maakt. Zonder dat medium, ook wel ether genaamd, was het niet te verklaren hoe lichtgolven van de zon en sterren de aarde konden bereiken.

Men wist destijds dat licht zich voortplant als een golf. De overtuiging was dat golven een medium nodig hebben, net zoals geluid lucht nodig heeft. Maar in de ruimte is geen lucht. Toch zien wij het licht van de sterren en planeten aan de hemel. Dan zal de ruimte wel gevuld zijn met een medium dat we nog niet ontdekt hebben, zo was de logische gedachtegang. Vreemd genoeg bleek geen enkel experiment in staat te zijn om dit medium te meten.

Opeens was daar Einstein met zijn speciale relativiteitstheorie gebaseerd op de twee eerder genoemde postulaten. Lichtgolven blijken geen medium nodig te hebben. Licht is een golf die kan bestaan in een vacuüm. De noodzaak voor het bestaan van de ether was daarmee in een klap verdwenen. (Het verlangen naar het bestaan van de ether zou echter nog vele jaren doorleven. Wetenschappers kunnen bijzonder koppig zijn.)

Zijn postulaten waren niet zonder gevolgen. Want hoe kan de lichtsnelheid nou hetzelfde zijn voor alle waarnemers? Als een waarnemer van een lichtbron af beweegt en een andere waarnemer naar de lichtbron toe beweegt, dan zouden ze toch een verschillende snelheid moeten meten voor die lichtgolven? Dat lijkt niet meer dan logisch. En dat is precies het probleem. Onze manier van denken is gebaseerd op onze dagelijkse ervaring van de wereld. We hebben vaak niet eens door dat het ook anders kan. Om relativiteit te begrijpen moet je gaan denken in termen van experimenten en waarnemingen.

In mijn nieuwe video laat ik zien hoe die relativiteitstheorie breekt met onze intuïtie van tijd en ruimte.

Share

Speak Your Mind

*