Wat is ruimtetijd eigenlijk?

[MaartenV]

In de relativiteitstheorie wordt gesteld dat ruimtetijd een wiskundig samengaan is van de drie ruimtelijke dimensies en de dimensie tijd.
Ik las daarbij in verscheidene werken dat ruimtetijd een contunuüm is van verleden, heden én toekomst.
'Events' in het verleden, heden én de toekomst zouden tegelijk in in het nu bestaan. Die opsplitsing van verleden, heden en toekomst, is een ervaring die wij als 'waarnemers' hebben, aldus Brian Greene, maar het is een illusie volgens hem. Hij vertolkt daarmee het standpunt van wetenschappers.

Mijn stelling is dat fysici niet verder uitwijden over de filosofische en logische implicaties (ontologie van de werkelijkheid) van hun concept 'ruimtetijd'. Over wat dat precies betekent voor ons idee over hoe de werkelijkheid an sich is.

Zulk een idee van ruimtetijd impliceert dat alles reeds vastligt. De toekomst is al gebeurd. Onze ervaring van verleden, heden en toekomst is een illusie.

Of hoe moeten wij ons ruimtetijd anders voorstellen?

[doctorwho]

Beste Maarten,
Heb je het boekje "een korte geschiedenis van de tijd" van Stephen Hawking al gelezen?
zo niet dan in het kader van dit topic passend.
http://www.liberales.be/boeken/hawking" onclick="window.open(this.href);return false;

[MaartenV]

Ik heb het boek thuis liggen. Ik heb ook 'ontrafeling van de kosmos' van Brian Greene hier liggen.
Ik zou het precies moeten opzoeken, maar Brian Greene stelt dat verleden, heden en toekomst illusie zijn.
Dat in de ruimtetijd alle events reeds aanwezig zijn. Dat verleden, heden en toekomst tesamen voorkomen in de ruimtetijd. Ik zoek het precies op waar het staat.

[FransP]

Kan je een link geven waar de toekomst vermeld wordt ivm ruimtetijd.
Ik weet wel van een gedachteexperiment Hoe je jezelf terug kan zien in het verleden.
Dat gaat met spiegels.
Je neemt een spiegel in de hand en je ziet jezelf op hetzelfde moment.
Stel dat je de spiegel op een afstand van 1 ae ( afstand zon - aarde), dan heeft het beeld 8 minuten nodig om terug te zien.
En zo steeds verder. In theorie zou je dus als je, als baby voor de spiegel ligt en blijft liggen jezelf als je ouder wordt nog steeds als baby terug zien. Je kijkt immers naar het verleden.
Nogmaals het gaat om een gedachteexperiment. In hoeverre het aanvechtbaar is weet ik niet.

[doctorwho]

Een leuk filmpje
http://youtu.be/XBr4GkRnY04" onclick="window.open(this.href);return false;

[MaartenV]

Eigenlijk is dit filosofie. Het gaat over de ontologie van ruimte en tijd.
Wat dat betreft heb ik min of meer een antwoord gevonden, denk ik:
https://en.wikipedia.org/wiki/Eternalis ... of_time%29" onclick="window.open(this.href);return false;

Het gaat over 'presentism' tegenover 'eternalism'. Twee denkrichtingen in de filosofie over de ontologie van tijd.

[Peter van Velzen]

Veel artikelen en filmpjes over tijd worden verpest door de absurde bewering dat tijd een illusie is. Dat is ten ene male onzin. Wat een illusie is, is dat er gelijktijdigheid zou kunnen bestaan voor twee zaken die ruimtelijk gescheiden zijn. Dat is niet hetzelfde.

[Jan van Lennip]

Kan je een link geven waar de toekomst vermeld wordt ivm ruimtetijd.

Ik heb hier een filmpje dat heel duidelijk uitleg geeft over het Twinparadox. Dit paradox leert ons dat op het moment dat wij of reizen onder mate van hogere snelheid of ons bevinden in een zwaartekrachtveld dat groter is, tijd langzamer zal verstrijken. Als je al wat weet over dit paradox kun je vanaf 1.22 gaan kijken. Het twinparadox werkt aan de hand van tijddilatatie. Deze dilatatie maakt het mogelijk om in de toekomst te komen (zie filmpje vanaf 2:06).

[Maria]

Je ook naar de film de apenplaneet kijken om hiervan begrip te krijgen.

Als ik het goed begrepen heb.
Het zegt echter niet dat tijd samen met ruimte parallel kunnen lopen geldend voor één object.
Niet vooruit en ook niet achteruit.
Alleen dat op een andere plaatst in het heelal een andere tijdsmaat kan gelden, waardoor op de verschillende plaatsen alles ook vlg. die verschillende tijdsmaat verloopt.

Dit kan dus nooit gebeuren met één en dezelfde persoon.
Het zal altijd zijn: het één ten opzichte van het ander.

Tijdreizen in de zin van een object of een persoon, die heen en en ook weer teruggaan in de tijd (of andersom) bestaat niet.
Tijd kan sneller of minder snel gaan, maar altijd alleen maar vooruit.

[Waarom?]

In de relativiteitstheorie wordt gesteld dat ruimtetijd een wiskundig samengaan is van de drie ruimtelijke dimensies en de dimensie tijd.
Ik las daarbij in verscheidene werken dat ruimtetijd een contunuüm is van verleden, heden én toekomst.
'Events' in het verleden, heden én de toekomst zouden tegelijk in in het nu bestaan. Die opsplitsing van verleden, heden en toekomst, is een ervaring die wij als 'waarnemers' hebben, aldus Brian Greene, maar het is een illusie volgens hem. Hij vertolkt daarmee het standpunt van wetenschappers.

Mijn stelling is dat fysici niet verder uitwijden over de filosofische en logische implicaties (ontologie van de werkelijkheid) van hun concept 'ruimtetijd'. Over wat dat precies betekent voor ons idee over hoe de werkelijkheid an sich is.

Zulk een idee van ruimtetijd impliceert dat alles reeds vastligt. De toekomst is al gebeurd. Onze ervaring van verleden, heden en toekomst is een illusie.

Of hoe moeten wij ons ruimtetijd anders voorstellen?

Maarten,

Ruimte tijd is geen contunuüm is van verleden, heden én toekomst. Tijd gaat voorwaarts. Alleen binnen een zwart gat houdt EN de ruimte EN de tijd "op" en stroomt de tijd naar binnen. Vandaar dat er binnen de fysica veel belangstelling is wat er op dit grensvlak gebeurt.

Daarnaast kun je op quantum nivo kun je terug in de tijd en ook dat mag zich in de belangstelling van de fysica verheugen.
Ik raad je aan om deze uitgebreide film van Robert Dijkgraaf te bekijken. En dit is nog alleen de "basics" van een stukje van de begrippen van de huidige stand van de fysica.

https://www.youtube.com/watch?v=XDAJinQL2c0" onclick="window.open(this.href);return false;

[Jan van Lennip]

Je ook naar de film de apenplaneet kijken om hiervan begrip te krijgen.

In een bepaald principe wel.

Als ik het goed begrepen heb.
Het zegt echter niet dat tijd samen met ruimte parallel kunnen lopen geldend voor één object.
Niet vooruit en ook niet achteruit.
Alleen dat op een andere plaatst in het heelal een andere tijdsmaat kan gelden, waardoor op de verschillende plaatsen alles ook vlg. die verschillende tijdsmaat verloopt.

Dat is correct.

Dit kan dus nooit gebeuren met één en dezelfde persoon.
Het zal altijd zijn: het één ten opzichte van het ander.

De relativiteitstheorie is dan ook gebaseerd op dit specifieke principe. Er zal dus altijd een vergelijking worden gezocht met een ander punt. Daarom heet het ook RELATIVITEIT = betrekkelijkheid.

Tijdreizen in de zin van een object of een persoon, die heen en en ook weer teruggaan in de tijd (of andersom) bestaat niet.
Tijd kan sneller of minder snel gaan, maar altijd alleen maar vooruit.

Dat klopt. Voordat je aan zo'n ruimtereis begint moet je dus heel goed begrijpen dat het een enkele reis in de tijd is. Er bestaat geen terugweg.

[pallieter]

Je hebt de eenvoudige ruimtetijd, de minkowski ruimte. Deze is afkomstig van de speciale relativiteits theorie en bevat wel de lorentztransformatie maar gaat over een massaloos universum.

Massaloos omdat de kromming van de ruimte niet in rekening wordt gebracht.

Wanneer je naar de algemene relativiteitstheorie gaat, gaat de ruimtetijd krommen door massa.

https://nl.wikipedia.org/wiki/Algemene_ ... itstheorie

In zijn algemene relativiteitstheorie (1915) kwam Einstein met een nieuwe opvatting van de zwaartekracht. Hij stelde dat er geen verschil bestaat tussen een constante versnelling (trage massa) en een constante zwaartekracht (zware massa) (ga maar na: in een lift 9,8 m/s2 naar boven versnellen (ergens op een afgelegen plekje zonder zwaartekracht in de ruimte) geeft hetzelfde gevoel als op aarde te staan en met 9,8 N/kg (of ook m/s2) naar beneden te worden getrokken). Hij stelde ook dat materie (en elke andere vorm van energie) de ruimtetijd vervormt. We vallen dus naar de aarde toe vanwege een kromming van de ruimtetijd ten gevolge van de massa van de aarde. Dit is een grote wijziging ten opzichte van de ideeën van Newton. Deze theorie voorspelde afbuiging van sterrenlicht die tijdens een zonsverduistering in 1919 ook inderdaad waargenomen werden door Arthur Eddington. Ook biedt deze theorie een verklaring voor de precessie van de baan van Mercurius om de zon: dit is geen ellips zoals uit de Wetten van Kepler blijkt, maar wel een rozet.

En dan heeft men de Einstein vergelijkingen:

https://nl.wikipedia.org/wiki/Einstein-vergelijking

Hoewel de gravitatiewet van Newton eenvoudig is, en voor de meeste praktische doeleinden nauwkeurig genoeg, geven de Einstein-vergelijkingen een meer precieze beschrijving van zwaartekracht. In extreme situaties (bijvoorbeeld de gravitatie rond zeer massieve objecten zoals zwarte gaten, of voor precisieberekeningen van satelliet- en planeetbanen in ons zonnestelsel) geeft de wet van Newton niet meer het juiste antwoord, en komen de observaties veel beter overeen met de resultaten die men krijgt met de Einstein-vergelijkingen. De relativiteitstheorie geeft dus een betere en meer precieze beschrijving van zwaartekracht dan de theorie van Newton. Het is omdat de laatste veel eenvoudiger is, en in de meeste 'normale' situaties het juiste antwoord geeft, dat deze nog steeds veel gebruikt wordt. Voor dat soort situaties geven de gravitatiewetten van Einstein en van Newton ongeveer dezelfde voorspellingen, met als verschil dat de wet van Newton veel gemakkelijker rekenwerk vraagt.

En omdat die vergelijkingen nogal moeilijk zijn gaan we ze toch vereenvoudigen door van puntmassa's uit te gaan.

https://nl.wikipedia.org/wiki/Schwarzschildmetriek

De algemene relativiteitstheorie van Einstein volgde de gravitatietheorie van Newton op als een meer precieze beschrijving van zwaartekracht. Hoewel eleganter, is de theorie van Einstein wiskundig moeilijker. Ook de evolutie van gravitationele systemen is moeilijker te beschrijven. De relatief eenvoudige gravitatiewet van Newton wordt immers vervangen door de (veel ingewikkeldere) Einstein-vergelijkingen. Toen Einstein zijn theorie publiceerde, was het niet duidelijk of er wel exacte oplossingen van zijn vergelijkingen zouden bestaan. (Oorspronkelijk dacht hij zelf van niet.) Daarnaar werd echter wel gezocht, aangezien zo een oplossing veel inzicht zou verstrekken in de geometrie en gravitatie rondom een puntmassa in relativiteitstheorie. Het was dan ook een verrassing dat amper een jaar na het publiceren van zijn theorie (in 1916) een exacte oplossing verscheen. Deze werd gevonden door Karl Schwarzschild. De oplossing zegt hoe de metriek eruitziet rondom een puntmassa. Dat geeft meteen ook inzicht in de beweging van andere kleine massa's in de aanwezigheid van een grote centrale massa. Maar de oplossing die Schwarzschild vond, heeft een bijzondere eigenschap. Er is een punt waar de gravitationele aantrekking zo groot is, dat geen voorwerpen kunnen ontsnappen. Dit noemt men waarnemingshorizon. Hoewel men zou kunnen stellen dat dit de oplossing onrealistisch maakt, heeft dit een diepere betekenis. Vandaag de dag weten we dat, indien men de massa van een voorwerp samenperst in een punt, het object een zwart gat vormt. Omdat voor de oplossingen van Schwarzschild de massa in één punt wordt verondersteld, heeft de oplossing automatisch de structuur van een zwart gat. De straal (afstand tot centrale massa) op dewelke de horizon zich bevindt, noemt men nu de Schwarzschildstraal.

Werkt dus bij een zwart gat!!!

Dus conclusie:

Ruimtetijd wordt niet alleen beïnvloed door versnelling (twin paradox), zijnde lorentztransformaties: tijdsdillatatie en lengtecontractie, maar ook door massa. Massa kromt de ruimte rond zich, een massa verkleint de afstand, de ruimte.

Het extreme van deze kromming is de photon sphere: een bolschil rond een zwart gat waar de ruimte zo gekromd is dat een foton rondjes blijft draaien rond een zwart gat, terwijl dat foton toch rechtdoor gaat vanuit zijn eigen perspectief.

[Jan van Lennip]

Dus conclusie:

Ruimtetijd wordt niet alleen beïnvloed door versnelling (twin paradox), zijnde lorentztransformaties: tijdsdillatatie en lengtecontractie, maar ook door massa. Massa kromt de ruimte rond zich, een massa verkleint de afstand, de ruimte.

Als ik jou zo lees zeg ik het dan goed dat zwaartekracht identiek is aan lengtecontracties?

[pallieter]

En tijdsdillatatie.

De ruimte kromt en krimpt, de tijd wordt langer.

[Jan van Lennip]

En tijdsdillatatie.

De ruimte kromt en krimpt, de tijd wordt langer.

De tijd verstrijkt sneller in een zwaartekrachtveld.