Wetenschap

Van ruimtetijd naar een multidimensionale faseruimte

Help anderen door dit met iedereen op je socials te delen!
Er is helaas geen gesproken versie van dit artikel beschikbaar

Tot voor kort dacht men dat ruimte en tijd beide een absoluut gegeven waren en niet aan verandering onderhevig.

Albert Einstein toonde vervolgens aan dat verschillende waarnemers het oneens kunnen zijn over de lengte van objecten en de duur van gebeurtenissen. Onderzoekers gaan nu zelfs nog een stap verder.

---Lees verder na dit advertentieblokje---
https://www.ninefornews.nl/wp-content/uploads/2024/04/uwonvrede.nl_-1.png

Einstein’s relativiteitstheorie verenigde ruimte en tijd in een enkele entiteit, te weten ruimtetijd. Natuurkundige Lee Smolin van het Perimeter Instituut voor Theoretische Natuurkunde in het Canadese Waterloo en zijn collega’s stellen dat we niet leven in ruimtetijd, maar in de multidimensionale faseruimte.

Een faseruimte is een eigenaardige achtdimensionale wereld waarin onze vier bekende dimensies van tijd en ruimte en een vierde dimensie, de impulsruimte, met elkaar worden versmolten. Impulsruimte is niet zo vreemd als het klinkt. Wanneer je naar de wereld om je heen kijkt observeer je nooit ruimte of tijd, maar zie je energie en impuls, aldus Smolin.

Wanneer je bijvoorbeeld naar je horloge kijkt botsen fotonen op een oppervlak die vervolgens op je netvlies terechtkomen. Door de energie en impuls van de fotonen te detecteren construeert je brein gebeurtenissen in ruimte en tijd.

Hetzelfde gaat op bij natuurkundige experimenten. In deeltjesversnellers meten natuurkundigen energie en impuls van deeltjes wanneer ze op elkaar afstevenen en met elkaar botsen. Op dezelfde manier meten telescopen energie en impuls van fotonen die door de ruimte reizen. “Wanneer je afgaat op wat je observeert leven we niet in ruimtetijd,” legt Smolin uit. “We leven in een impulsruimte.”

Ruimtetijd kan worden gevisualiseerd in een grafiek waarbij tijd en ruimte (drie dimensies zijn samengevoegd tot één) tegen elkaar worden afgezet. Impulstijd kan op dezelfde manier worden weergegeven met op de ene as energie en op de andere impuls (evenals ruimte drie verschillende componenten). Zie onderstaande grafiek.

fabricsofreality

Samen met Laurent Freidel van het Perimeter Instituut, Jerzy Kowalski-Glikman van de Universiteit van Wroclaw in Polen en Giovanni Amelino-Camelia van de Sapienza Universiteit in Rome onderzocht Smolin de effecten van de kromming van een impulsruimte.

Het viertal kwam tot de schokkende ontdekking dat waarnemers het in een gekromde impulsruimte niet langer eens zijn over metingen die in een verenigde ruimtetijd worden gedaan. Dat gaat in tegen Einstein’s relativiteitstheorie. Hij toonde aan dat ruimtetijd hetzelfde was voor iedereen, waar ruimte en tijd relatief waren. Voor waarnemers in een gekromde impulsruimte is ruimtetijd echter relatief. Zie onderstaande visualisatie.

waarisdesupernova

Hoe verder je waarneemt, hoe groter het verschil in waarneming wordt. Terwijl ruimtetijd in je directe omgeving scherp gedefinieerd is, worden objecten en gebeurtenissen op grote afstand onscherp. “Hoe verder je waarneemt en hoe meer energie erbij vrijkomt, hoe verder de gebeurtenis zich lijkt uit te strekken in ruimtetijd,” zegt Smolin.

Wanneer je bijvoorbeeld 10 miljard lichtjaar van een supernova bent verwijderd en de energie van het licht bedraagt ongeveer 10 gigaelektronvolt (GeV), zou je meting van de locatie in ruimtetijd één lichtseconde verschillen van de meting van een lokale waarnemer. Dat lijkt weinig, maar het gaat hier om 300.000 kilometer of meer. Locaties in ruimtetijd zijn namelijk relatief en dit slaat een groot gat in ons huidige beeld van realiteit.

Als ruimtetijd niet langer kan worden gezien als een onveranderbaar gegeven in het universum waar alle waarnemers het over eens kunnen zijn, hoe is de realiteit dan opgebouwd?

Smolin denkt dat we ons bevinden in een wereld waar ruimtetijd en impulsruimte elkaar ontmoeten: een achtdimensionale faseruimte die alle mogelijke waarden van positie, tijd, energie en impuls vertegenwoordigt.

Wat de ene waarnemer ziet als ruimte, ziet een ander als tijd en andersom, omdat het uiteindelijk gaat om dezelfde kant van de medaille, een verenigde ruimtetijd. En wat de ene waarnemer ziet als ruimtetijd ziet een ander als impulsruimte, waarbij beide zijn verenigd in een hogerdimensionale faseruimte die absoluut en invariant is.

Wanneer we de puzzelstukken van ruimtetijd en impulsruimte in elkaar weten te passen wordt onthuld hoe realiteit werkelijk in elkaar zit.

Bron: Newscientist.com

0 0 stemmen
Beoordeel dit artikel

Interessant

Vind je dit artikel belangrijk?
Deel het met vrienden op je Socials!
+
Meld je aan op onze gratis PUSH meldingen
Aanmelden
?
+
Volg ons op ons gratis Telegram kanaal
Volg Ons
?
+
Steun ons met een vrijwillige bijdrage
Doneer
?

Robin de Boer

Robin de Boer (1983) heeft Economische Geografie gestudeerd aan de Rijksuniversiteit Groningen. Hij is sinds juni 2014 werkzaam als hoofdredacteur van NineForNews.
guest

0 Reacties
Inline Reacties
Alle reacties zien
Back to top button
0
We lezen graag je reactie!x