De exacte wetenschappen spreken
De exacte wetenschappen omvatten o.a. natuurkunde, scheikunde en wiskunde. Ook deze wetenschappen buigen zich over vragen als 'wat is energie?', 'hoe is het universum ontstaan?' of 'wat zijn de kleinte deeltjes van onze materie?'. Deze vragen gaan over het ontstaan van het leven, wat leven nu precies is en hoe wij ons verhouden tot het grotere geheel. Op deze pagina belicht ik enkele facetten van de exacte wetenschappen die stof tot nadenken en reflectie kunnen zijn.
De exacte wetenschappen aan het woord
Documentaire 'Inside Einstein's mind'
Tegen de achtergrond van het levensverhaal van de geniale Albert Einstein belicht de documentaire 'Inside Einstein's mind' (te vinden op Netflix en YouTube) de door hem ontwikkelde relativiteitstheorieën. Er zijn er twee, namelijk 'de speciale relativiteitstheorie' en 'de algemene relativiteitstheorie'. Deze twee natuurkundige theorieën hebben ons denken over tijd, ruimte, materie en energie fundamenteel veranderd. Je kunt gerust zeggen dat Einstein een natuurkundige revolutie heeft ontketend. Einstein ontwikkelde zijn theorieën aan de hand van briljante gedachtenexperimenten. Niets meer! Zonder zijn theorieën zouden bijvoorbeeld GPS-systemen nooit nauwkeurig kunnen functioneren.
De relaviteitstheorieën zijn complexe theorieën die bestaan uit ingewikkelde wiskundige formules. Ik zal proberen in woorden uit te leggen wat deze theorieën zeggen.
De speciale relativiteitstheorie leert ons dat tijd, ruimte en materie van elkaar afhankelijk zijn. Materie (zoals onze aarde) beïnvloedt hoe snel de tijd gaat. Hoe snel een klok dus gaat, hangt af waar de klok op de aarde staat. Deze documentaire illustreert dit als volgt. Neem twee atoomklokken die tot op 1 miljardste seconde aan elkaar gelijk lopen. Een atoomklok staat op zeeniveau (dus dichtbij de aarde) en de andere atoomklok wordt op een bergtop gezet. De relaviteitstheorie zegt dat tijd versnelt naarmate je verder van de aarde bent. Na deze vier dagen wordt de bergtopklok terug naar het laboratorium gebracht waar ook de andere atoomklok staat. De tijd op beide atoomklokken wordt vergeleken. En wat blijkt nu? De atoomklok, die vier dagen op de bergtop stond, loopt nu 20 miljardste van een seconde voor op de atoomklok op zeeniveau. Tijd is dus afhankelijk van de ruimte en materie. Einstein noemde dit ruimte-tijd.
Deze relativiteitstheorie is ook de basis van bekende formule die Einstein afleidde (zie figuur). Massa is energie en energie is massa. Materie ontstaat dus uit onzichtbare energie; onzichtbare energie kan dus massa worden. Een gedachte die mij fascineert.
De natuurfilosoof Isaac Newton beweerde dat de zwaartekracht voorwerpen naar elkaar toe trekt. Wat dan precies de zwaartekracht is, blijft een mysterie. Einstein ziet dit anders. Met een ander briljant gedachte-experiment ontdekt Einstein dat zwaartekracht en versnelling in essentie dezelfde dingen zijn. De zwaartekracht is niets anders dan materie die zich volgens ruimte-tijd banen beweegt. In slechts 1 formule legt Einstein het verband tussen materie en de ruimte-tijd vast. Deze formule laat zien dat ruimte-tijd materie laat bewegen en dat materie de ruimte-tijd vormt. Een wisselwerking tussen het onzichtbare en zichtbare.
