Klokken?

Tijd verloopt niet voor iedereen even snel. En nee: het gaat hier niet over subjectieve ‘ervaring-van-tijd’ (die is er óók), maar over de harde, objectief meetbare tijd: wat we aflezen op onze klokken. En die is óók al ingewikkeld!

Relativiteitstheorie

Volgens de theorieën van Einstein hangt de snelheid waarmee tijd verloopt (dus: de lengte van een seconde) af van twee factoren:

1. De snelheid waarmee je beweegt: hoe sneller je gaat, hoe langzamer de tijd verstrijkt.
2. De grootte van de zwaartekracht op het punt waar je je bevindt: hoe sterker het zwaartekrachtveld (of beter: hoe meer ruimtetijd is vervormd), hoe langzamer de tijd verstrijkt.

Beide factoren zijn op verschillende plekken op Aarde een beetje verschillend. De snelheid hangt bijvoorbeeld af van de breedtegraad waarop je jouw klok zet: op de evenaar is de omloopsnelheid het grootst, op de beide polen het kleinst.

De zwaartekracht op een plek op aarde wordt voor het overgrote deel bepaald door de massa van de planeet onder onze voeten, en door de vorm van de aarde (die is net niet helemaal bolvormig). Maar ook alle massa om ons heen trekt een beetje en heeft dus invloed. Heel weinig, jazeker, maar wel een beetje. Met óntzettend nauwkeurige klokken, zouden verschillen meetbaar kunnen zijn.

Meten!

Ah, als het in theorie gemeten kan worden, dan gaan we dat natuurlijk proberen.

Onderzoekers van een gespecialiseerd instituut in Colorado plaatsten twee hypermoderne atoomklokken in aangrenzende laboratoria op dezelfde verdieping van hun gebouw. Ze maten gedurende zes maanden de verschillen in tikfrequentie. De klokken stonden op dezelfde hoogte, zodat verschillen door rotatie van de Aarde of door verschillen in zwaartekracht van de Aarde waren uitgesloten. Maar lokale verschillen in zwaartekracht (of nauwkeuriger gezegd: vervorming van de ruimtetijd) door massa in hun directe omgeving waren er nog steeds. Dat zou invloed moeten hebben, maar of het ook meetbaar zou zijn….

Het verschil? De klokken liepen 10 tot de macht -21 (!!!) seconden per seconde uiteen. Gruwelijk weinig – maar door het gebruik van de nieuwste technologieën was het verschil over in totaal zes maanden wél meetbaar! Ze konden het verschil verklaren met de massa van wanden, apparatuur en de geologische ondergrond.

Het experiment bewijst dat Einsteins algemene relativiteitstheorie meetbaar werkt. Er is ook een nuttige toepassing: met deze aanpak kunnen we dichtheidsvariaties in de aardkorst meten zonder te hoeven boren.

En dan SF…

Verschillen in het verstrijken van tijd speelt een rol in veel SF-verhalen. In mijn korte verhaal ‘Levenstijd ‘ vindt een bedrijf een manier uit om ruimtetijd als een doos te vouwen, zodat daarbinnen de tijd langzamer verstrijkt. De eerste toepassing wordt medisch, dus wanneer Herman… Nee, dat moet u zelf lezen. Het verhaal is te vinden in de SF-verhalenbundel ‘Zwervers’ (voor info: zie hieronder).

Jos Lexmond schreef voor het NCSF een recensie over ‘Zwervers’, waarin hij over dit verhaal zegt: ‘Pracht van een verhaal! Herman krijgt een motorongeluk en ligt op de intensive care. Niets functioneert meer, maar hij wordt in leven gehouden door de apparatuur! Sofia, zijn vriendin, is amper in verwachting van zijn kind. Wat volgt is de mogelijkheid van een ontwikkeling en wat daarna volgt… geweldig verteld. De ontwikkelingen zijn logisch, voorstelbaar én… dramatisch!’

Info over ‘Zwervers‘. Ebook hier.

Bron: University of Colorado Boulder JILA Institute, US National Institute of Standards and Technology NIST, Science Journal, 2025