Erfgoeddag 2013 Erfgoeddag 2013

““Stop de tijd”Stop de tijd”

- Hoe de tijd meten : Dag, Jaar, Seizoenen, … - Hoe de tijd meten : Dag, Jaar, Seizoenen, …

- Wat is Tijd? Tijdservaring?- Wat is Tijd? Tijdservaring?

- Hoe gaat de wetenschap om met de tijd? - Hoe gaat de wetenschap om met de tijd? ( Verloopt tijd overal op dezelfde manier? ) ( Verloopt tijd overal op dezelfde manier? )

AstronomieAstronomie

Relativiteitstheorie van Einstein (1905 en 1915) Relativiteitstheorie van Einstein (1905 en 1915)

Tijd - is niet wat wij aanvoelenTijd - is niet wat wij aanvoelen - is gebonden aan de ruimte - is gebonden aan de ruimte

Vooreerst : Situeren in de geschiedenis van de wetenschappenVooreerst : Situeren in de geschiedenis van de wetenschappen

Begin 20Begin 20steste eeuw : belangrijke mijlpaal in de eeuw : belangrijke mijlpaal in de geschiedenis van de wetenschap geschiedenis van de wetenschap

Vóór 1900 Vóór 1900 Klassieke fysicaKlassieke fysica

Na 1900 Na 1900 Moderne fysicaModerne fysica

Totale ommekeer Totale ommekeer in het denken in het denken over over

Ruimte en TijdRuimte en Tijd

Newton Newton 1643-17271643-1727

Einstein Einstein 1879-1955

Begin 20Begin 20steste eeuw : belangrijke mijlpaal in de eeuw : belangrijke mijlpaal in de geschiedenis van de wetenschap geschiedenis van de wetenschap

Newton Newton Einstein Einstein

Tijd en ruimte : Tijd en ruimte :

- Absoluut karakter - Absoluut karakter (altijd en overal (altijd en overal gelijk)gelijk)

- Los elkaar. - Los elkaar.

Tijd en ruimte :Tijd en ruimte :

- Relatieve begrippen Relatieve begrippen (kunnen (kunnen veranderen)veranderen)

- Gebonden begrippen - Gebonden begrippen

Totale ommekeer Totale ommekeer in het denken in het denken over over

Ruimte en TijdRuimte en Tijd

Klassiek wereldbeeld Klassiek wereldbeeld volgens Newton volgens Newton

““na Newton valt er in de fysica niets na Newton valt er in de fysica niets meer uit te vinden, ….behalve nog meer uit te vinden, ….behalve nog

hier en daar een cijfer na de komma hier en daar een cijfer na de komma van een of andere natuurconstante van een of andere natuurconstante nauwkeuriger te berekenen” nauwkeuriger te berekenen”

(Lord Kelvin) (Lord Kelvin)

- 1 meter = 1 meter: altijd en overal1 meter = 1 meter: altijd en overal

- 1 uur = 1 uur : altijd en overal1 uur = 1 uur : altijd en overal

Lijkt een evidentie te zijn. Lijkt een evidentie te zijn. Het gHet gezag van Newton is immers enormezag van Newton is immers enorm

"Nature, and nature's laws,"Nature, and nature's laws,Lay hid in night,Lay hid in night,

God said, let Newton be!God said, let Newton be!And all was lightAnd all was light

- 1 meter is niet steeds 1 meter - 1 meter is niet steeds 1 meter

- 1 uur is niet steeds 1 uur

Lengte en tijd zijn Lengte en tijd zijn veranderlijke grootheden en veranderlijke grootheden en

gebonden aan elkaar. gebonden aan elkaar.

Nieuw wereldbeeld volgens de nog Nieuw wereldbeeld volgens de nog jonge (25 jaar) bediende Einsteinjonge (25 jaar) bediende Einstein

Hoe is Einstein op dit “revolutionnair” idee gekomen? Hoe is Einstein op dit “revolutionnair” idee gekomen?

Geen ruimte EN tijdGeen ruimte EN tijd

Wel een ruimtetijdWel een ruimtetijd

Oorsprong van de speciale relativiteitstheorie Oorsprong van de speciale relativiteitstheorie

Hoe gedraagt het licht zich?Hoe gedraagt het licht zich?

Jeugdvraag van Einstein : Jeugdvraag van Einstein :

““Wat zou er gebeuren mocht ik even vlug reizen als de lichtsnelheid?” Wat zou er gebeuren mocht ik even vlug reizen als de lichtsnelheid?”

Snelheid meten van bewegende voorwerpen Snelheid meten van bewegende voorwerpen

Iemand werpt een bal in een rijdende trein. ( 20km/u ) Iemand werpt een bal in een rijdende trein. ( 20km/u )

Bal beweegt t.o.v. - de treinBal beweegt t.o.v. - de trein

- het station- het station

t’

tO’

treintrein

Ostationstation

v Vraag : mag men “zomaar” Vraag : mag men “zomaar” snelheden optellen/aftrekken? snelheden optellen/aftrekken?

Hoe ziet een passagier in de trein de bal bewegen ?Hoe ziet een passagier in de trein de bal bewegen ?

Hoe ziet de stationschef de bal bewegen ?Hoe ziet de stationschef de bal bewegen ?

100 km/u100 km/u

Proef van Michelson en Morley ( 1887 ) Proef van Michelson en Morley ( 1887 )

De lichtsnelheid blijkt De lichtsnelheid blijkt overaloveral en en altijd altijd gelijk te zijn aan gelijk te zijn aan c = +/-300.000 km/s.c = +/-300.000 km/s.

Hoe gedraagt het licht zich? Hoe gedraagt het licht zich?

Volgens de klassieke fysica zou het licht zich moeten gedragen Volgens de klassieke fysica zou het licht zich moeten gedragen als de bal in de treinals de bal in de trein

Die Die tweetwee punten liggen aan de basis van de relativiteitstheorie punten liggen aan de basis van de relativiteitstheorie

t’

tO’

treintrein

Ostationstation

v

Passagier en stationschef (en …) meten Passagier en stationschef (en …) meten voor de lichtsnelheid steeds voor de lichtsnelheid steeds 300.000 km/s300.000 km/s..

100 km/u100 km/u

Intermezzo :Intermezzo :

- c : de lichtsnelheid : 300.000 km/seconde- c : de lichtsnelheid : 300.000 km/seconde

- v : de snelheid van een voorwerp, een ref. stelsel - v : de snelheid van een voorwerp, een ref. stelsel

snelheid van : snelheid van : 260.000 km/ seconde260.000 km/ seconde

γ = 1

- trein : 200 km/uur- trein : 200 km/uur- raket : 40.000 km/ uur- raket : 40.000 km/ uur

γ = 1,006 (γ > 1)

Twee gevallen onderscheiden :

Impact van de relativiteitstheorieImpact van de relativiteitstheorie

Effect niet meetbaar Effect meetbaar

Toepassing speciale Toepassing speciale relativiteitstheorie relativiteitstheorie

op de tijd:op de tijd:

Volgens Newton :Volgens Newton :

1 uur = steeds 1 uur1 uur = steeds 1 uur

Volgens relativiteitstheorie : tijd waargenomen Volgens relativiteitstheorie : tijd waargenomen vanuit het station loopt trager vanuit het station loopt trager

t’

tO’O’

trein

OO stationstation

v

Wij veronderstellen steeds v zeer groot

Tijd meten in de trein Tijd meten in de trein Tijd meten vanuit het station Tijd meten vanuit het station

Het duurt vanuit het station langer voordat de lichtstraal heen en weer is

Voor de “stilstaande” waarnemer verloopt de tijd in Voor de “stilstaande” waarnemer verloopt de tijd in de trein dus trager de trein dus trager

de tijdsdilatatiede tijdsdilatatie

Raket met grote snelheid

Jan zit in de raket : Jan zit in de raket : neemt rode tijdsignalen waarneemt rode tijdsignalen waar

Piet zit thuis : neemt Piet zit thuis : neemt groene tijdsignalen waargroene tijdsignalen waar

JanJan JanJan

PietPiet

Zo de raket van Jan beweegt neemt Zo de raket van Jan beweegt neemt Piet langere groene pijlen waar. Piet langere groene pijlen waar.

Zo Piet een eigen uurwerk heeft met Zo Piet een eigen uurwerk heeft met zijn tijd dan zal dit vlugger lopen dan zijn tijd dan zal dit vlugger lopen dan

de tijd die hij meet voor Jande tijd die hij meet voor Jan

Zo de raket van Jan niet beweegt Zo de raket van Jan niet beweegt t.o.v. Piet dan zijn rode tijdsignalen t.o.v. Piet dan zijn rode tijdsignalen

voor beiden even lang. (Tijd is gelijk) voor beiden even lang. (Tijd is gelijk)

Toepassing speciale Toepassing speciale relativiteitstheorie relativiteitstheorie

op de tijd:op de tijd:

Volgens Newton :Volgens Newton :

1 uur = steeds 1 uur1 uur = steeds 1 uur

Volgens relativiteitstheorie : tijd gemeten in de Volgens relativiteitstheorie : tijd gemeten in de wagon verloopt trager wanneer men die meet wagon verloopt trager wanneer men die meet

vanuit het station vanuit het station

(tijd waargenomen in het station) = (tijd gemeten in trein) . γ (tijd waargenomen in het station) = (tijd gemeten in trein) . γ

t’

tO’O’

trein

OO stationstation

v

( met ( met γγ > 1) ) > 1) )

Belang : het meten van de levensduur van kosmische deeltjes

Wij veronderstellen steeds v zeer groot

Proeven met muonen in het CERN ( Genève) bevestigen de formules

de tijdsdilatatiede tijdsdilatatie

Het omgekeerde is evenzeer waar !Het omgekeerde is evenzeer waar !

(tijd waargenomen door Piet) = (tijd gemeten door Jan) . γ (tijd waargenomen door Piet) = (tijd gemeten door Jan) . γ

Als twee gebeurtenissen plaats vinden op hetzelfde momentAls twee gebeurtenissen plaats vinden op hetzelfde moment

GelijktijdigheidGelijktijdigheid

Gelijktijdigheid : Nieuwe betekenis in de relativiteitstheorieGelijktijdigheid : Nieuwe betekenis in de relativiteitstheorie

Gelijktijdigheid meten in de Gelijktijdigheid meten in de trein of voor stilstaande trein trein of voor stilstaande trein

Gelijktijdigheid meten vanuit Gelijktijdigheid meten vanuit het station bij rijdende trein het station bij rijdende trein

Lichtstraal vanuit midden trein

TweelingenparadoxTweelingenparadox : :

Paradox : men kan evengoed de redenering omkerenParadox : men kan evengoed de redenering omkeren

- - IngeInge vertrekt op ruimtereis, vertrekt op ruimtereis, met een snelheid die met een snelheid die deze van het licht benadert ( 240.000 km / seconde?) deze van het licht benadert ( 240.000 km / seconde?)

- - JanJan blijft thuis. blijft thuis.

Inge zal volgens haar Aardse broer Jan minder vlug oud geworden zijn Inge zal volgens haar Aardse broer Jan minder vlug oud geworden zijn

Jan stelt vast dat de tijd van Inge Jan stelt vast dat de tijd van Inge trager loopt dan zijn eigen kloktrager loopt dan zijn eigen klok

Als Inge naar haar uurwerk kijkt na 1 uurAls Inge naar haar uurwerk kijkt na 1 uur

……dan zal Jan het uurwerk van Inge trager zien lopen (1,36 uur ) dan zal Jan het uurwerk van Inge trager zien lopen (1,36 uur )

Er is geen paradox als men beseft dat er geen universele tijd is.Er is geen paradox als men beseft dat er geen universele tijd is.

Elk voorwerp heeft zijn “eigen tijd”Elk voorwerp heeft zijn “eigen tijd”

Invloed van de speciale relativiteitstheorie

op de lengte van een voorwerp

Iemand in de trein neemt Iemand in de trein neemt een passagier waar een passagier waar

Iemand neemt diezelfde persoon Iemand neemt diezelfde persoon waar vanuit het station waar vanuit het station

(lengte waargenomen vanuit het station) = (lengte gemeten in trein) / γ (lengte waargenomen vanuit het station) = (lengte gemeten in trein) / γ

t’

tO’O’

trein

OO stationstation

v

Wij veronderstellen steeds v zeer groot

de lengtecontractiede lengtecontractie

… … omgekeerd ook waar !omgekeerd ook waar !

Toepassing speciale relativiteitstheorie

op de lengte

Volgens Newton :Volgens Newton :

1 meter = steeds 1 meter1 meter = steeds 1 meter

Volgens relativiteitstheorie : lengte Volgens relativiteitstheorie : lengte

waargenomen vanuit het station is korter waargenomen vanuit het station is korter

Een passagier die langs de Aarde voorbij reist, in een raket die Een passagier die langs de Aarde voorbij reist, in een raket die de lichtsnelheid benadert, zou onze Aarde, als gevolg van de de lichtsnelheid benadert, zou onze Aarde, als gevolg van de lengtecontractie, zien als een ovalen voorwerp. lengtecontractie, zien als een ovalen voorwerp.

t’

tO’O’

trein

OO stationstation

v

Wij veronderstellen steeds v zeer groot

de lengtecontractiede lengtecontractie

Het omgekeerde is ook waarHet omgekeerde is ook waar

Ikzelf

Aarde

(Station) Zon

Fietser

Vliegtuig

Raket

Kosmisch deeltje

Melkweg

Trein

Elke waarnemer moet bij metingen rekening houden met Elke waarnemer moet bij metingen rekening houden met effecten van de relativiteitstheorie, effecten van de relativiteitstheorie,

Elke waarnemer is gelijkwaardigElke waarnemer is gelijkwaardig

Andromeda nevel

Jupiter

Elke waarnemer heeft een eigen tijd, een eigen klok Elke waarnemer heeft een eigen tijd, een eigen klok …. maar verschillen meestal niet meetbaar…. maar verschillen meestal niet meetbaar

De relativiteitstheorieDe relativiteitstheorie

- Geen versnellingen - Geen versnellingen

- Systemen bewegen - Systemen bewegen

““eenparig” t.o.v. elkaar eenparig” t.o.v. elkaar

- Wel versnellingen - Wel versnellingen

- Het sleutelwoord : - Het sleutelwoord : “zwaartekracht”“zwaartekracht”

Speciale relativiteitstheorie Speciale relativiteitstheorie (1905) (1905)

Algemene relativiteitstheorie Algemene relativiteitstheorie (1915) (1915)

Algemene relativiteitstheorie : Algemene relativiteitstheorie :

Zwaartekracht nauwkeurig beschreven door Zwaartekracht nauwkeurig beschreven door Newton in enkele eenvoudige formules. Newton in enkele eenvoudige formules.

Afwijkingen van de wetten van Newton Afwijkingen van de wetten van Newton (bvb. baan van Mercurius) (bvb. baan van Mercurius)

werden toegeschreven aan andere factoren werden toegeschreven aan andere factoren of aan foute waarnemingenof aan foute waarnemingen

In een “gedachten-experiment” tracht Einstein de In een “gedachten-experiment” tracht Einstein de zwaartekracht gewoon uit te schakelenzwaartekracht gewoon uit te schakelen

- Stap II :- Stap II : Aan die “zwaartekrachtloze” lift in de ruimte een Aan die “zwaartekrachtloze” lift in de ruimte een versnelling versnelling geven geven veroorzaakt in die lift op slag weer een veroorzaakt in die lift op slag weer een zwaartekrachtzwaartekracht . .

- Stap I : - Stap I : Wat gebeurt er in een lift in vrije val?Wat gebeurt er in een lift in vrije val?

Alles en iedereen is bevrijd van de zwaartekrachtAlles en iedereen is bevrijd van de zwaartekracht

Zelfde effect als de lift “verweg” in de ruimte geplaatst Zelfde effect als de lift “verweg” in de ruimte geplaatst

Hieruit trekt Einstein 2 belangrijke conclusiesHieruit trekt Einstein 2 belangrijke conclusies

GedachtenexperimentGedachtenexperiment

De “ruimtetijd” die wordt vervormd door de aanwezigheid van een massa. De “ruimtetijd” die wordt vervormd door de aanwezigheid van een massa. In de omgeving van die massa zullen voorwerpen in deze vervormde In de omgeving van die massa zullen voorwerpen in deze vervormde ruimtetijd vrije banen volgen. ruimtetijd vrije banen volgen.

Conclusie IConclusie I : Het : Het equivalentie principeequivalentie principe : : de zwaartekracht en de versnelling mogen de zwaartekracht en de versnelling mogen aan elkaar gelijkgesteld worden. Ze zijn niet van elkaar te onderscheiden aan elkaar gelijkgesteld worden. Ze zijn niet van elkaar te onderscheiden

Conclusie IIConclusie II : De zwaartekracht is niet langer een kracht : De zwaartekracht is niet langer een kracht De aanwezige massa De aanwezige massa vervormt gewoonvervormt gewoon de ruimte de ruimte enen de tijd de tijd ..

Geen massa in de Geen massa in de omgeving aanwezigomgeving aanwezig

==

Geen vervorming Geen vervorming ruimtetijd. ruimtetijd.

De twee conclusies van EinsteinDe twee conclusies van Einstein

Proef van Michelson Proef van Michelson en Morley ( 1887 ) en Morley ( 1887 )

De lichtsnelheid blijkt overal en altijd gelijk te zijn aan De lichtsnelheid blijkt overal en altijd gelijk te zijn aan c =c = 300.000 km/s. 300.000 km/s.

: Hoe gedraagt het licht zich? : Hoe gedraagt het licht zich?

Volgens de klassieke fysica zou het licht zich moeten gedragen Volgens de klassieke fysica zou het licht zich moeten gedragen als de bal in de treinals de bal in de trein

c isc is eeneen ABSOLUTE CONSTANTEABSOLUTE CONSTANTE in de natuur in de natuur

Die Die tweetwee problemen liggen aan de basis van de problemen liggen aan de basis van de speciale relativiteitstheoriespeciale relativiteitstheorie

De twee postulaten van de speciale relativiteitstheorieDe twee postulaten van de speciale relativiteitstheorie

PUNT IIPUNT II

De algemene relativiteitstheorie geeft De algemene relativiteitstheorie geeft

een nieuwe visie op de ruimte en de tijd een nieuwe visie op de ruimte en de tijd

Ruimte en tijd

Vast onveranderlijk

- Ruimte en tijd vervormd door elke aanwezige massa

- Zwaartekracht volgt die vervorming (kromming)

Newton Einstein

Geen massa in de Geen massa in de omgeving aanwezigomgeving aanwezig

==

Geen vervorming Geen vervorming ruimte (2 dim.) ruimte (2 dim.)

Door de massa wordt de Door de massa wordt de ruimtetijd vervormdruimtetijd vervormd

De ruimte-tijd volgens EinsteinDe ruimte-tijd volgens Einstein

(ruimte is als (ruimte is als een strak een strak

gespannen gespannen elastisch zeil)elastisch zeil)

Het bewijs van de juistheid van de algemene Het bewijs van de juistheid van de algemene relativiteitstheorie komt in 1919relativiteitstheorie komt in 1919

Afwijking veroorzaakt door de Zon : Afwijking veroorzaakt door de Zon : +/- 1,75 bg.sec+/- 1,75 bg.sec

Eddington neemt Eddington neemt gedurende een eclips gedurende een eclips

sterren waar achter de Zon sterren waar achter de Zon

Einstein wordt op slag beroemdEinstein wordt op slag beroemd

3. De zwarte gaten3. De zwarte gaten

Massa vervormt de ruimtetijdMassa vervormt de ruimtetijd Zeer grote massa betekent…Zeer grote massa betekent…

… … onherroepelijke aantrekkingonherroepelijke aantrekking

in een zwart gat in een zwart gat

Intermezzo :Intermezzo :

waarin - c : de lichtsnelheid : 300.000 km/secondewaarin - c : de lichtsnelheid : 300.000 km/seconde

- v : de snelheid van een voorwerp, een ref. stelsel - v : de snelheid van een voorwerp, een ref. stelsel

snelheid van : snelheid van : 260.000 km/ seconde260.000 km/ seconde

γ = 1

- trein : 200 km/uur- trein : 200 km/uur- raket : 40.000 km/ uur- raket : 40.000 km/ uur

γ = 1,006 (γ > 1)

Twee gevallen onderscheiden :

Men kan raden waar - de relativiteitstheorie van toepassing zal zijnMen kan raden waar - de relativiteitstheorie van toepassing zal zijn

- de klassieke theorie van Newton nog kan gebruikt worden - de klassieke theorie van Newton nog kan gebruikt worden

Meten van de verandering van lengte en tijdsduur

Effect niet meetbaar Effect meetbaar

Algemene relativiteitstheorie : Algemene relativiteitstheorie :

Newton had de zwaartekracht op een nauwkeurige manier beschreven in enkele zeer eenvoudige formules, die in de loop der jaren waren uitgegroeid tot een monument van de fysica.

Einstein breekt ook dit monument af.

Afwijkingen van de fysica van Newton werden gewoon toegeschreven Afwijkingen van de fysica van Newton werden gewoon toegeschreven aan andere factoren of foute waarnemingen aan andere factoren of foute waarnemingen

( Baan Mercurius)( Baan Mercurius)

In een “gedachten-experiment” trachtte Einstein de In een “gedachten-experiment” trachtte Einstein de zwaartekracht gewoon uit te schakelenzwaartekracht gewoon uit te schakelen

Intermezzo :Intermezzo :

waarin - c : de lichtsnelheid : 300.000 km/secondewaarin - c : de lichtsnelheid : 300.000 km/seconde

- v : de snelheid van een voorwerp, een ref. stelsel - v : de snelheid van een voorwerp, een ref. stelsel

snelheid van : snelheid van : 260.000 km/ seconde260.000 km/ seconde

γγ = 1 = 1

- trein : 200 km/uur- trein : 200 km/uur- raket : 40.000 km/ uur- raket : 40.000 km/ uur

γγ = 1,006 ( = 1,006 (γγ > 1) > 1)

Twee gevallen onderscheiden : Twee gevallen onderscheiden :

Men kan raden waar - de relativiteitstheorie van toepassing zal zijnMen kan raden waar - de relativiteitstheorie van toepassing zal zijn

- de klassieke theorie van Newton nog kan gebruikt worden - de klassieke theorie van Newton nog kan gebruikt worden

Meten van de verandering van lengte en Meten van de verandering van lengte en tijdsduurtijdsduur

Effect niet meetbaarEffect niet meetbaar Effect meetbaarEffect meetbaar

- - Vóór de relativiteitstheorieVóór de relativiteitstheorie : krachten zijn de oorzaak van de beweging van : krachten zijn de oorzaak van de beweging van voorwerpen en dit in een absolute ruimte. voorwerpen en dit in een absolute ruimte.

- - VoortaanVoortaan : De “ruimtetijd” wordt bepaald door de aanwezigheid van een : De “ruimtetijd” wordt bepaald door de aanwezigheid van een massa. In de omgeving van die massa zullen voorwerpen in deze vervormde massa. In de omgeving van die massa zullen voorwerpen in deze vervormde ruimtetijd vrije banen volgen. ruimtetijd vrije banen volgen.

Conclusie IConclusie I : Het : Het equivalentie principeequivalentie principe : : de zwaartekracht en de versnelling zijn de zwaartekracht en de versnelling zijn niet van elkaar te onderscheiden niet van elkaar te onderscheiden

Conclusie IIConclusie II : De zwaartekracht is niet langer een kracht, strictu sensu, : De zwaartekracht is niet langer een kracht, strictu sensu, maar een maar een vervorming van de ruimte vervorming van de ruimte enen de tijd de tijd. .

Geen massa in de omgeving aanwezig

=

Geen vervorming ruimtetijd.

De twee conclusies van EinsteinDe twee conclusies van Einstein

We leven in een “ruimtetijd”

Geen massa in de omgeving betekent dus Geen massa in de omgeving betekent dus geen vervorming van de ruimtetijd. geen vervorming van de ruimtetijd.

Voor Newton : Voor Newton :

- ruimte absoluut karakter- ruimte absoluut karakter

- tijd staat los van de ruimte- tijd staat los van de ruimte

Voor Einstein :Voor Einstein :

- is er een “ruimtetijd”- is er een “ruimtetijd”

- en deze ruimtetijd wordt vervormd door - en deze ruimtetijd wordt vervormd door de aanwezigheid van een massade aanwezigheid van een massa

Vervorming van de ruimtetijdVervorming van de ruimtetijd

S M A

Enkele toepassingen in de sterrenkunde Enkele toepassingen in de sterrenkunde van de algemene relativiteitstheorievan de algemene relativiteitstheorie

1. Kruis van Einstein

- Er is geen “nog niet ontdekte planeet” Volcanus- Er is geen “nog niet ontdekte planeet” Volcanus

- Er is gewoon een vervorming van de ruimte door de Zonnemassa : - Er is gewoon een vervorming van de ruimte door de Zonnemassa :

Mercurius komt te dicht bij de zonMercurius komt te dicht bij de zon

Zijn wetten van Kepler en Newton niet volledig Zijn wetten van Kepler en Newton niet volledig juist? : het periheliumpunt van Mercurius juist? : het periheliumpunt van Mercurius vertoont een rotatie van +/- 43 bgsec. / eeuwvertoont een rotatie van +/- 43 bgsec. / eeuw

2. De afwijkingen in de baan van Mercurius 2. De afwijkingen in de baan van Mercurius

Laat uw intuïtief aanvoelen van ruimte en tijd losLaat uw intuïtief aanvoelen van ruimte en tijd los

Laat, zoals Einstein, je verbeelding werkenLaat, zoals Einstein, je verbeelding werken

Volgens de Relativiteitstheorie :Volgens de Relativiteitstheorie :

Einstein (Einstein (1879 – 1955) maakt van tijd een “relatief” begrip1879 – 1955) maakt van tijd een “relatief” begrip

Tijd en ruimte Tijd en ruimte

- zijn niet wat wij aanvoelen- zijn niet wat wij aanvoelen

- zijn “relatieve” begrippen- zijn “relatieve” begrippen

Situeren in de geschiedenis van de wetenschappenSitueren in de geschiedenis van de wetenschappen

3. De zwarte gaten3. De zwarte gaten

Elke massa vervormt Elke massa vervormt de ruimtetijdde ruimtetijd

Zeer grote massa betekent…Zeer grote massa betekent…

… … onherroepelijke aantrekkingonherroepelijke aantrekking

in een zwart gat in een zwart gat

Is door de speciale relativiteitstheorie de klassieke Is door de speciale relativiteitstheorie de klassieke fysica van Newton dan waardeloos ??? fysica van Newton dan waardeloos ???

We tellen toch dagelijks snelheden op We tellen toch dagelijks snelheden op

t’

tO’

treintrein

O stationstation

v

Effecten van de relativiteitstheorie enkel voelbaar bij zeer grote snelheden

Bvb kosmische deeltjes uit de

ruimte

c = 300.000 km/secondec = 300.000 km/secondeSnelheid trein : 200 km/uurSnelheid trein : 200 km/uur

Raketten : 40.000 km/uurRaketten : 40.000 km/uur

Doorslaggevend belang van de Solvay conferenties Doorslaggevend belang van de Solvay conferenties

in het Metropole hotel te Brusselin het Metropole hotel te Brussel

Lorentz Einstein Lorentz Einstein

Aarde

(Station)Zon

Fietser

Vliegtuig Raket

Melkweg

Trein

Jupiter

Relativiteit van een bewegingRelativiteit van een beweging

Bestaat er een ether? Bestaat er een ether? Bestaat er een “absolute beweging?Bestaat er een “absolute beweging?

Beweegt men altijd ten opzichte van iets? Beweegt men altijd ten opzichte van iets?

Het bewijs van de algemene relativiteitstheorie komt in 1919Het bewijs van de algemene relativiteitstheorie komt in 1919

Zonsverduistering van 29/05/1919 Zonsverduistering van 29/05/1919 ( Eiland Principe ) ( Eiland Principe )

- Berekende afwijking : 1,72 bg.sec- Berekende afwijking : 1,72 bg.sec

- Waargenomen afwijking : 1.75 bg.sec.- Waargenomen afwijking : 1.75 bg.sec.

Eddington neemt sterren Eddington neemt sterren waar achter de Zon waar achter de Zon

Niet iedereen aanvaardt de visie Niet iedereen aanvaardt de visie van Einstein van Einstein

De zwaartekracht krijgt een ander betekenisDe zwaartekracht krijgt een ander betekenis

Een voorwerp “valt” niet op een andere massa Een voorwerp “valt” niet op een andere massa

maar “volgt zijn weg” in de vervormde ruimtemaar “volgt zijn weg” in de vervormde ruimte

De relativiteitstheorieDe relativiteitstheorie

- Geen versnellingen- Geen versnellingen

- Wel versnellingen- Wel versnellingen

Speciale relativiteitstheorie (1905) Speciale relativiteitstheorie (1905)

Algemene relativiteitstheorie (1915) Algemene relativiteitstheorie (1915)

Laat uw intuïtief aanvoelen van ruimte en tijd losLaat uw intuïtief aanvoelen van ruimte en tijd los

Laat, zoals Einstein, je verbeelding werkenLaat, zoals Einstein, je verbeelding werken

Sleutelwoord :“zwaartekracht”Sleutelwoord :“zwaartekracht”

Vooreerst : Situeren in de geschiedenis van de wetenschappenVooreerst : Situeren in de geschiedenis van de wetenschappen

-1. Trein of station ( of ergens anders) : zijn gelijkwaardige plaatsen.

De wetten van de natuur hangen dus niet af van de plaats waaruit je ze meet.

Lengte en tijd Lengte en tijd worden veranderlijkworden veranderlijk

c heeft een c heeft een absolute waardeabsolute waarde

Twee postulaten van Einstein :Twee postulaten van Einstein :

t’

tO’

treintrein

O stationstation

v

-2. De gemeten lichtsnelheid c is altijd dezelfde en overal

(c = een absolute constante)

Einde

Gemaakt door Emiel Beyens, april 2013, in opdracht van Volkssterrenwacht MIRA vzw