Tijd blijkt kneedbaar te zijn.

Wetenschap

De tijd blijkt toch niet zo’n stabiele factor als we altijd dachten

Tijd blijkt kneedbaar te zijn.Beeld Patrick Post

Juist nu we de tijd exact kunnen meten, blijkt die kneedbaar te zijn. Guido Tonelli legt helder uit wat er met de goede oude tijd is gebeurd.

Joep Engels

Duizenden generaties lang leefde de mens op het ritme van de natuur. Hij stond op als de zon aan de horizon verscheen en ging slapen zodra de duisternis was ingetreden. De cyclus was zo stabiel dat die in eenieders lijf was ingebakken. Deze biologische klok wist ook in een duistere grot hoe laat het was en gaf aan wanneer het tijd werd om wat te eten – al was er lang niet altijd wat voorhanden.

Ooit moet een voorouder op het idee zijn gekomen een stok in de grond te steken zodat hij of zij aan de schaduw kon aflezen hoe lang het nog licht zou blijven. Die eerste zonnewijzer maakte in de loop der tijden plaats voor secuurdere uurwerken zoals de waterklok, het slingeruurwerk en de atoomklok. Die laatste heeft een onvoorstelbare precisie: als hij zou zijn gelijkgezet met de oerknal, liep hij nu, bijna veertien miljard jaar later, nog geen seconde uit de pas. Intussen heeft de klok ons dagelijks ritme overgenomen. We staan op als de wekker klinkt en gaan aan tafel omdat het etenstijd is.

Zwarte gaten en supernova’s veranderen de tijd

Juist nu we de meting van de tijd zo goed in de vingers hebben gekregen, komen we tot de ontdekking dat de tijd zelf helemaal niet de stabiele factor is waarvoor we die altijd hebben gehouden. Ja, hier in het zonnestelsel en op de menselijke schaal van enkele duizenden jaren is de tijd een toonbeeld van regelmaat, schrijft Guido Tonelli in ‘Tijd’. Maar in de grote kosmos zijn we een uitzondering op de regel. Zwarte gaten of supernova’s rekken de tijd op of zetten die stil. En zelfs hier op aarde kunnen we wel zeggen dat we de klokken gelijkzetten, maar Albert Einstein heeft ons al een eeuw geleden geleerd dat gelijktijdigheid een illusie is.

Met zijn prettige schrijfstijl leidt Tonelli, een fysicus die werkt op het versnellerinstituut in Genève, de lezer langs de moderne inzichten over de aard van de tijd. Het zijn de bekende natuurkundige verhalen over de ruimtetijd of over de entropie die de tijd richting geeft, maar Tonelli legt het allemaal niet alleen rustig en goed uit, hij maakt ook regelmatig uitstapjes naar mythologische verhalen over de tijd of historische schetsen, waardoor de toch niet eenvoudige kost goed behapbaar is.

Het ligt aan de relativiteitstheorie, schoonheid

Ook zijn eigen fantasieën mogen er wezen. Neem het beeld dat hij gebruikt om te beschrijven wat er gebeurt als objecten de lichtsnelheid benaderen. “Laten we eens veronderstellen dat protonen die in een deeltjesversneller ronddraaien, net als in tekenfilms, een stem hebben en een horloge, en met de centrale controlehal kunnen communiceren. Laten we ons de bizarre communicatie voorstellen die daar zou plaatsvinden. ‘Hier de controlehal. Protonen, het moment is gekomen om uit de molen te stappen.’ ‘Hoezo, nu al? We hadden het net zo leuk, weten jullie het zeker? We zitten er nog maar net in.’ ‘Nee, het feest is voorbij, jullie zijn al meer dan 24 uur aan het draaien, jullie moeten ook anderen laten genieten. Het spijt ons.’ ‘Nee, hier klopt iets niet, ik kijk op mijn chronometer. Er zijn nog maar dertien seconden verlopen sinds we de versneller zijn binnengegaan. Controleer jullie klok, hij zal wel kapot zijn.’ ‘Dat hebben we al gedaan, hier is alles oké. Het ligt aan de relativiteitstheorie, schoonheid.’”

Als de tijd zo kneedbaar is, kunnen we hem dan ook stilzetten? Of zelfs de andere kant op laten gaan? In een film kan het, vertelt Tonelli. De gebroeders Lumière verbaasden hun publiek meer dan honderd jaar geleden al toen ze de film vertoonden waarin arbeiders met een pikhouweel een muur sloopten. In een wolk van stof en puin stortte de muur neer waarna hij onder begeleiding van diezelfde arbeiders weer langzaam herrees. De fysica verbiedt deze ommekeer niet eens, het is de entropie – de hang naar wanorde in de natuur – die het onwaarschijnlijk maakt dat chaos weer overgaat naar orde.

Omkering van de tijd

Maar de wereld van elementaire deeltjes kent geen entropie. Een elektron dat op ons afkomt, is in die microkosmos hetzelfde als een anti-elektron (een positron) dat uit beeld verdwijnt. Onder leiding van de Weense fysicus Bruno Touschek werd in de jaren zestig een versneller gebouwd waarin elektronen en positronen tegen elkaar ronddraaiden en op elkaar botsten. Touschek hoopte uit kleine asymmetrieën bij die botsingen iets te leren over de omkering van de tijd.

Tonelli kan het niet laten een anekdote over Touschek te vertellen die hij niet heeft kunnen (of willen) controleren. Het verhaal gaat dat Touschek op een dag betrokken raakt bij een auto-ongeluk terwijl hij op weg is naar zijn versneller, ergens in de bergen buiten Frascati. Hij wordt naar de spoedeisende hulp gebracht waar een arts hem volgens protocol enkele vragen stelt om een eventuele hersenbeschadiging uit te sluiten. Naam en beroep?, vraagt de arts. Touschek antwoordt: “Ik ben fysicus en houd me bezig met tijdomkeer”. De arts aarzelt geen ogenblik: spoedopname met als diagnose ernstig hersenletsel.

Voor de meeste mensen is de tijd nog altijd die stabiele factor die onveranderlijk de secondes wegtikt.

Guido Tonelli: Tijd. Een reis van vroeger naar later. De Bezige Bij. Amsterdam. 208 pag. €21,99

Lees ook:

Waar is de tijd gebleven?

Een gesprek over de aard van de tijd. Wat is er met de absolute klok van Isaac Newton gebeurd?

Wilt u iets delen met Trouw?

Tip hier onze journalisten

Op alle verhalen van Trouw rust uiteraard copyright.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright@trouw.nl.
© 2023 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden