Relativiteitstheorie

Science

• Na Einstein: de zoektocht naar de volgende theorie van de zwaartekracht Waarom kunnen Einsteins zwaartekracht en de quantumfysica niet allebei tot op het diepste niveau kloppen? Ontdek waar die twee botsen, welke rivaliserende ideeën ze zouden kunnen verenigen, van snaren en lussen tot ruimte die uit verstrengeling is geweven, of een zwart gat informatie vernietigt en een uitdaging voor Einstein op de schaal van sterrenstelsels. Het meeste hiervan is nog open, dus in plaats van een antwoord te krijgen dat nog niemand heeft, weeg je de kandidaten af tegen het bewijs, inclusief de experimenten die sommige ideeën al hebben uitgesloten.
• Zwaartekracht kromt ruimte en tijd: algemene relativiteitstheorie Waarom zweven astronauten terwijl de zwaartekracht daarboven bijna even sterk is als op de grond? Volg Einstein van een vallende lift naar zwaartekracht als gekromde ruimtetijd, waarin een appel vooral valt omdat de tijd dichter bij de grond langzamer loopt. Zie daarna hoe het idee is getest: sterrenlicht dat werd afgebogen tijdens de zonsverduistering van 1919, de klokcorrectie die gps laat werken, rimpelingen in de ruimtetijd en een ster die langs het zwarte gat in het centrum van ons sterrenstelsel raast.
• Ruimtetijd van dichtbij: de meetkunde achter relativiteit Als het niet de schok van het omkeren is, waarom komt de ruimtereizigster dan jonger thuis dan haar tweelinghelft? Teken ruimte en tijd op ruitjespapier en het antwoord volgt vanzelf uit de tekening, samen met schuine 'nu's' en de ene klokstand waarover alle waarnemers het eens zijn, met niets moeilijkers dan eenvoudig rekenwerk. Zie daarna waarom getijden, en niet het vallen, het ware kenmerk van gekromde ruimtetijd zijn, vat Einsteins vergelijking in gewone woorden samen en maak kennis met horizonnen zonder zwart gat in de buurt, van die achter een versnellende raket tot een horizon voor geluid in een bak met stromend water.
• De tijd rekt uit: speciale relativiteitstheorie en E = mc² Waarom komt een astronaut van het ruimtestation een paar duizendsten van een seconde jonger terug dan iedereen op de grond? Begin bij één verrassend feit, dat licht iedereen met dezelfde snelheid passeert, en ontdek waarom bewegende klokken achterlopen, waarom bewegende dingen krimpen, waarom niets tot de lichtsnelheid kan worden versneld en wat E = mc² zegt over zonlicht, kernenergie en het gewicht van je eigen lichaam. Vind relativiteit daarna waar je die het minst verwacht: in de aantrekkingskracht van een magneet en de kleur van goud.
• Tijdreizen, de pijl van de tijd en de grenzen van Einstein Zou iemand ooit het verleden kunnen bezoeken? Einsteins vergelijkingen staan op papier tijdlussen toe, dus weeg de grootvaderparadox, wormgaten en de voorgestelde uitwegen af, vraag je af waarom de tijd alleen vooruit loopt terwijl bijna elke natuurwet achteruit net zo goed werkt, en ontdek waar de theorie zelf tekortschiet, waarover nog altijd veel discussie is. Onderweg maak je kennis met de klerk van het octrooibureau die ruimte en tijd opnieuw opbouwde, en met drie voorspellingen van zijn eigen theorie waaraan hij zelf twijfelde.