We waarderen hem niet, vaak verwaarlozen we hem, soms doden we hem. Het ontbreekt constant, het vliegt zo snel dat je het wilt stoppen, en soms geneest het zelfs wonden. Tijd is een fysieke grootheid, het verandert voortdurend, en het is geen stijlfiguur: het verloop ervan versnelt, vertraagt, stopt en gaat door. En ook een minuut is niet altijd 60 seconden, tijd heeft een begin en een einde, maar de eerste dingen eerst.
De tijd begon ongeveer 13,8 miljard jaar geleden. Theoretisch natuurkundigen, waaronder Albert Einstein, geloofden tenminste dat de tijd begon op het moment van de oerknal. Stephen Hawking zei in zijn lezingen over de oorsprong van tijd dat vóór de oerknal alle materie in het universum gecomprimeerd was en de dichtheid neigde tot oneindig. Dit ongelooflijk dichte punt wordt een singulariteit genoemd, waarvoor er helemaal niets was.
In 2018 verscheen echter een wetenschappelijk artikel "Through the Big Bang", waarin een team van auteurs betoogde dat er tijd was vóór de Big Bang. Als je een slimme theorie uitlegt met veel formules en vergelijkingen op je vingers, stel je dan voor dat het universum je sok is, en het terugspoelen van de tijd is het proces van binnenstebuiten keren. De oerknal is dus het moment waarop de sok zich in een toestand van een knobbel bevindt, een singulariteit. Als je het in één richting draait, krijg je de voorkant: onze tijdstroom en het moderne universum, en als je het binnenstebuiten keert, krijg je het universum dat er was vóór de oerknal.
Overigens worden de oerknal en de lancering van alle processen van de vorming van het universum gescheiden door de zogenaamde Planck-tijd - een kwantum van tijd, de kleinste waarde. Het is gelijk aan de tijd die een golf of deeltje zonder massa, bewegend met de snelheid van het licht, nodig heeft om de Planck-lengte (ongeveer 1,6 x 10-35 meter) te overwinnen. Planck-tijd bepaalt de schaal waarop moderne natuurkundige theorieën niet meer werken, en de algemene relativiteitstheorie verliest haar betekenis helemaal. En dat allemaal vanwege 5,39x10-44 seconden.
In de klassieke natuurkunde wordt tijd als absoluut beschouwd. Alle processen in de wereld, ongeacht hun complexiteit, hebben geen invloed op het tijdsverloop. Newton voerde aan dat alle bewegingen kunnen versnellen of vertragen, terwijl het verloop van de absolute tijd niet kan veranderen. Enerzijds is alles zo. Maar de relativiteitstheorie stelt dat het verstrijken van de tijd afhangt van de bewegingssnelheid. Met andere woorden, in een uur in de metro word je minder oud dan thuis in een stoel.
Een ander grappig feit dat bevestigt dat tijd plastic is, werd bevestigd door praktische natuurkundigen. De bron van de zwaartekracht werkt in op deze fundamentele grootheid: diep onder de grond gaat het verstrijken van de tijd langzamer dan op de top van een berg. Einstein sprak over dit effect van zwaartekrachtvertraging in 1907, maar zijn theorie werd pas bevestigd met de komst van ultraprecieze apparatuur. Je voelt het nooit, maar de bewoner van de 17e verdieping veroudert sneller dan de onderburen. En dit is geen grap: correcties voor de tijdkromming worden altijd geïntroduceerd in het werk van bijna-aarde-apparatuur.
De meest nauwkeurige atoomklok van vandaag is aan de Universiteit van Colorado. Ze definiëren één seconde als 9 192 631 770 perioden van elektromagnetische straling die voortkomen uit de overgang tussen twee hyperfijnniveaus van de grondtoestand van het cesium-133-atoom. De klok is zo nauwkeurig dat hij in vijf miljard jaar slechts één seconde achterloopt. En ze zijn in staat om het effect van de zwaartekrachtvertraging vast te leggen wanneer de hoogte enkele tientallen centimeters verandert.
Promotie video:
Atoomklok aan de Universiteit van Colorado, VS.
Een andere verandering in de huidige tijd houdt verband met de zwaartekracht. Terwijl het roteert, werkt de maan op de aarde en vertraagt het. In het verre verleden was de rotatie van onze planeet zo snel dat de dag niet langer duurde dan 2-3 uur, en de maan slaagde erin om in slechts vijf uur rond de aarde te vliegen. Het vertragingsproces gaat door tot op de dag van vandaag: 0,002 seconden worden in honderd jaar aan de dag toegevoegd. Theoretisch zal er een moment komen waarop de tijd op onze planeet stopt, maar onze nakomelingen zullen het niet opvangen, aangezien de uitdijende zon de aarde veel sneller zal verzwelgen.
Trouwens, als je denkt dat er altijd precies 60 seconden in een minuut zitten, dan haasten we ons om je teleur te stellen. Er is een zogenaamde schrikkelseconde, deze wordt ook wel "springende" en "schrikkelseconden" genoemd. Het wordt periodiek aan het einde van 30 juni of 31 december toegevoegd aan de Coordinated Universal Time (UTC) om het te matchen met de gemiddelde zonnetijd (UT1). Dit wordt gedaan zodat de UTC-tijd niet meer dan ± 0,9 seconden verschilt van UT1. Aangenomen wordt dat op zulke dagen na 23:59:59 de tijd 23:59:60 is. Vanwege de toename van de lengte van de dag als gevolg van de verzwakkende invloed van de zwaartekracht van de maan op de aarde, zullen in de toekomst steeds vaker extra seconden moeten worden ingevoerd, in elke volgende eeuw zal het nodig zijn om ongeveer 64 seconden meer in te voeren dan in de vorige. Dus in de 22e eeuw zal het nodig zijn om al twee seconden per jaar in te voeren,en doe na 2000 jaar hetzelfde ongeveer eens per maand. Over 200.000.000 jaar duurt een dag 25 uur.
En tot slot nog een interessant feit. Iedereen kent de stelling dat het onmogelijk is om de toekomst in te halen, het zal je altijd een stap voor zijn, het is alsof je over je hoofd springt - onrealistisch. Maar je zult het feit moeten accepteren dat je op dit moment, tweede van het huidige moment in de tijd, in het verleden bent. Dit komt door het feit dat onze hersenen gebeurtenissen met vertraging verwerken. Neurowetenschapper David Eagleman ontdekte dat het 80 milliseconden duurt voordat onze hersenen synchroon blijven met de realiteit. En in extreme situaties en onder stress vertraagt de tijd voor ons brein: het legt vele malen meer informatie vast dan in een rustige toestand. Dit is een soort slow motion-modus, zoals je smartphonecamera, waarin video wordt opgenomen met twee keer de framesnelheid.
Sasha Epstein
