Kwantumfysica, licht, tijd en ruimte

We denken allemaal te weten wat tijd is maar probeer het maar eens uit te leggen aan iemand die er nog nooit van gehoord heeft. We ervaren de tijd als verandering, maar de mate van verandering meten we dan weer met de tijd die daarvoor nodig is? Tijd lijkt voor ons altijd dezelfde richting op te gaan maar in de klassieke natuurkunde heeft de tijd geen richting. De tijd in bewegingsvergelijkingen kan namelijk zonder probleem omgekeerd worden. Wij ervaren verleden en toekomst echter als niet uitwisselbaar en we herkennen dus onmiddellijk wanneer een film in de omgekeerde richting wordt afgespeeld. Blijkbaar kennen wij aan de tijd wel een richting toe die in de klassieke natuurkunde niet bestaat. In de kwantumfysica blijkt de tijd echter niet omkeerbaar, zonder dat dat consequenties heeft voor de uitkomst.

Maar licht is ook raadselachtig als we er goed naar kijken. Newton dacht dat het kleine gekleurde balletjes waren maar zijn tijdgenoot Huygens dacht eerder aan golven en uiteindelijk hadden ze allebei zowel gelijk als ongelijk. Maxwell liet zien dat licht een elektromagnetisch verschijnsel is dat zich golfvormig voortplant. Einstein introduceerde het pakketje licht, het kwantum van licht, ofwel het foton, reden waarom we nog altijd met een onverenigbare voorstelling van zaken zitten. Einstein liet daarnaast ook zien dat de constante snelheid van het licht onze waarneming van tijd en ruimte ingrijpend verandert.

In dit boekje leggen we het verband tussen licht, tijd en ruimte nog eens onder het vergrootglas.