Licht & Tijd
Iedereen denkt intuïtief te weten wat tijd is maar probeer het eens uit te leggen aan iemand die dat begrip niet kent. Dat besefte Augustinus al in het jaar 430. Tijd meten we via verandering maar de mate van verandering meten we dan weer met de tijd die daarvoor nodig is. De Griekse filosoof Parmenides betoogde rond 500 v.Chr. juist dat verandering niet mogelijk en een illusie moet zijn is in zijn discussies met Heraclitus.
In het Newtoniaanse model van het universum heeft de tijd geen richting. De tijd in bewegingsvergelijkingen kan zonder probleem omgekeerd worden. Toch kennen wij verleden en toekomst als niet verwisselbaar. We herkennen onmiddellijk een in de omgekeerde richting afgespeelde film. Blijkbaar kennen wij aan de tijd een richting toe die er in de Newtoniaanse mechanica niet te vinden is.
Ook licht is bij nadere beschouwing raadselachtig. Pythagoras en Plato hielden er omstreeks 500 v.Chr. al verhandelingen over die we nu vaak onlogisch vinden. Newton hield het op kleine gekleurde balletjes en zijn tijdgenoot Huygens op golven. Eigenlijk hebben ze allebei gelijk en ongelijk gekregen. Maxwell liet zien dat licht een elektromagnetisch verschijnsel zou zijn en zich golfvormig voortplantte maar Einstein introduceerde het kwantum van licht – het foton – zodat we nog steeds met niet met elkaar overeenstemmende voorstellingen ervan zitten.
Bij nadere bestudering blijken Maxwell elektromagnetische golven met hun eeuwig constante snelheid in vacuüm niet meer op te gaan in het atomaire domein. Iets wat knaagt aan de basis van de relativiteit van Einstein. In de kwantumfysica blijken geavanceerde experimenten slechts verklaarbaar wanneer verondersteld wordt dat fotonen onderweg van bron A naar ontvanger B alleen bestaan op het moment van observatie, ze reizen dus niet tussen A en B. Hoe komt het dan dat we een snelheid aan die fotonen kunnen toekennen? Hoe komt het dat elke waarnemer een vaste verhouding tussen verplaatsing van het foton en de tijd die daarvoor nodig is ervaart? Wat heeft dat voor impact op onze ervaring van tijd?
Opsomming onderwerpen per college
College 1: Wat is licht? Licht door de eeuwen heen.
College 2: Filosofen over tijd. Van Parmenides tot Heidegger en Whitehead.
College 3: De pijl van de tijd. Entropie en de pijl van de tijd. Relativiteit. Gekromde ruimtetijd.
College 4: Het einde van de tijd. Hoe fundamenteel is de tijd?
College 5: De samenhang tussen tijd en licht. Een poging tot een synthese.
