waarom kan een object nooit sneller dan het licht zich voorbewegen?
Het idee dat niets sneller kan gaan dan het licht komt uit de speciale
relativiteitstheorie van Einstein. Volgens deze theorie heeft elk object met massa
steeds meer energie nodig om sneller te gaan. Elke keer als je een duwtje geeft
aan massa wordt het zwaarder en zwaarder. Als je oneindig veel energie geeft
aan een object zou het lukken maar oneindig bestaat niet.
Stel je voor dat je een vliegtuig steeds sneller wilt laten gaan: je hebt steeds
grotere motoren en meer brandstof nodig. Dit werkt tot op zekere hoogte, maar
naarmate je dichter bij de lichtsnelheid komt, neemt de massa van het object in
feite toe. Het gevolg hiervan is dat je voor elke extra versnelling nóg meer
energie nodig hebt en zo gaat dit door en door tot het niet meer kan.
Ruimtetijd en zwaartekracht
Ruimtetijd is het concept waarin ruimte en tijd als één geheel worden gezien in
plaats van afzonderlijke dingen. Tijd en ruimte zijn hetzelfde= tijd is beweging
door de ruimte maar eigenlijk bestaat tijd niet. Als alles zou stoppen met
bewegen stopt de tijd.
Wanneer er een object met massa is, zoals een planeet of een ster, buigt deze
de ruimtetijd. Dit buigen is wat wij ervaren als zwaartekracht. Planeten "vallen"
niet op elkaar, maar ze volgen de kromming in de ruimtetijd die door de
zwaartekracht ontstaat. Het is alsof je een zware bal op een elastisch doek legt:
er ontstaat een kuil, en kleinere ballen rollen daar naartoe.
Omdat tijd onderdeel is van de ruimtetijd, wordt tijd ook beïnvloed door
zwaartekracht. In een sterk zwaartekrachtsveld (zoals dicht bij een planeet of een
zwart gat) verloopt de tijd langzamer dan in een zwakker zwaartekrachtsveld
(zoals ver weg van die planeet).
Zwarte gaten
Een zwart gat is een extreem voorbeeld van gebogen ruimtetijd. Voorbeelden
hiervan zijn dat als iemand dichtbij een zwart gat één jaar beleeft, er in diezelfde
tijd op aarde veel meer tijd is verstreken. Het heeft zoveel massa op één plek dat
het een zeer sterke kromming creëert, zelfs zo sterk dat licht niet kan
ontsnappen voorbij een bepaald punt, de zogeheten evenementhorizon. Dit punt
markeert de grens van het zwarte gat. Als je eenmaal voorbij de
evenementhorizon gaat, kun je er niet meer uit ontsnappen.
Binnenin het zwarte gat (op de “singulariteit”) wordt alles samengeperst tot een
oneindig klein punt met enorme zwaartekracht.
Het idee dat niets sneller kan gaan dan het licht komt uit de speciale
relativiteitstheorie van Einstein. Volgens deze theorie heeft elk object met massa
steeds meer energie nodig om sneller te gaan. Elke keer als je een duwtje geeft
aan massa wordt het zwaarder en zwaarder. Als je oneindig veel energie geeft
aan een object zou het lukken maar oneindig bestaat niet.
Stel je voor dat je een vliegtuig steeds sneller wilt laten gaan: je hebt steeds
grotere motoren en meer brandstof nodig. Dit werkt tot op zekere hoogte, maar
naarmate je dichter bij de lichtsnelheid komt, neemt de massa van het object in
feite toe. Het gevolg hiervan is dat je voor elke extra versnelling nóg meer
energie nodig hebt en zo gaat dit door en door tot het niet meer kan.
Ruimtetijd en zwaartekracht
Ruimtetijd is het concept waarin ruimte en tijd als één geheel worden gezien in
plaats van afzonderlijke dingen. Tijd en ruimte zijn hetzelfde= tijd is beweging
door de ruimte maar eigenlijk bestaat tijd niet. Als alles zou stoppen met
bewegen stopt de tijd.
Wanneer er een object met massa is, zoals een planeet of een ster, buigt deze
de ruimtetijd. Dit buigen is wat wij ervaren als zwaartekracht. Planeten "vallen"
niet op elkaar, maar ze volgen de kromming in de ruimtetijd die door de
zwaartekracht ontstaat. Het is alsof je een zware bal op een elastisch doek legt:
er ontstaat een kuil, en kleinere ballen rollen daar naartoe.
Omdat tijd onderdeel is van de ruimtetijd, wordt tijd ook beïnvloed door
zwaartekracht. In een sterk zwaartekrachtsveld (zoals dicht bij een planeet of een
zwart gat) verloopt de tijd langzamer dan in een zwakker zwaartekrachtsveld
(zoals ver weg van die planeet).
Zwarte gaten
Een zwart gat is een extreem voorbeeld van gebogen ruimtetijd. Voorbeelden
hiervan zijn dat als iemand dichtbij een zwart gat één jaar beleeft, er in diezelfde
tijd op aarde veel meer tijd is verstreken. Het heeft zoveel massa op één plek dat
het een zeer sterke kromming creëert, zelfs zo sterk dat licht niet kan
ontsnappen voorbij een bepaald punt, de zogeheten evenementhorizon. Dit punt
markeert de grens van het zwarte gat. Als je eenmaal voorbij de
evenementhorizon gaat, kun je er niet meer uit ontsnappen.
Binnenin het zwarte gat (op de “singulariteit”) wordt alles samengeperst tot een
oneindig klein punt met enorme zwaartekracht.
