Citaat:
Kennen jullie “Galileo's schip?”
Volgens mij las ik teksten die de relativiteitstheorie
ongeveer lieten beginnen met dat schip.
|
Ik heb alleen het eerste videoclipje bekeken, maar dat legt het toch allemaal glashelder uit ?
In de tijd van Galileo was er een conflict over het Copernisch of Ptolemaeisch model van het zonnestelsel. Staat de aarde stil of draait ze rond haar as en rond de zon ? Om dat op te lossen stelde men zich de vraag wat de zichtbare effecten waren van referentiekaders die bewogen ten opzichte van elkaar. Dit leidde tot de Galilietransformatie. Een waarnemer merkt geen verschil als hij zich in een kader bevindt dat stiltstaat of met een vaste snelheid beweegt. Men transformeert waarnemingen eenvoudig door de relatieve snelheid van twee kaders op te tellen bij de snelheid van een waargenomen object. Dit was effectief het begin van relativiteitstheorie, in de zin van, hoe transformeren waarnemingen zich tussen verschillende referentiestelsels.
In de 18de en 19de eeuw bestudeerde men electriciteit en magnetisme, wat leidde tot de wetten van Maxwell. Die wetten waren niet te transformeren via de Gallileiregels. Er zaten daar natuurconstanten in die de snelheid van electromagnetische golven bepaalden, en aangezien die constant moesten zijn kon er daar geen relatieve snelheid bijgeteld of afgetrokken worden. Men vond uiteindelijk wel de manier om electromagnetische observaties te transformeren tussen referentiestelsels. De zgn. Lorentztransformaties. Die hadden neveneffecten van tijdsdilatie en lengtecontractie. Dat was dus al geweten voor Einstein's speciale relativiteitstheorie.
Einstein wist de Lorentz transformatie te veralgemenen voor alle natuurwetten, en niet enkel als bizar artefact van electromagnetisme. Dit werd de speciale relativiteit, maar die was alleen geschikt voor referentiekaders die met een vaste snelheid tov elkaar bewogen. Dus, in afwezigheid van krachten en versnellingen.
De volgende 10 jaar zocht Einstein naar een algemene relativiteitstheorie om ook transformaties tussen versnelde referentiesystemen te vinden. Het verband tussen versnelling en zwaartekracht was hier een prominente factor. Het werd uiteindelijk met succes beloond. We weten nu dat energie en massa, tijd en ruimte gekoppeld zijn, en dat zwaartekracht als een ruimte-tijd geometrie gemodelleerd kan worden, en nog veel meer. En allemaal eigenlijk alleen maar als gevolg van de vraag : hoe moeten we waarnemingen transformeren van één referentiekader naar een ander.