Een vijfdaagse cursus over een onvermoed verband
Inleiding
Wat hebben tijd en licht met elkaar te maken? Iets van dat verband is al opgedoken in de relativiteitstheorie van Einstein. Maar ook de kwantumfysica blijkt bij nadere beschouwing een belangrijke rol bij deze fenomenen te spelen. Wat voor rol spelen wij zelf? Het lijkt de moeite waard om dat verder te onderzoeken.
Inhoud
Iedereen denkt intuïtief te weten wat tijd is maar probeer het eens uit te leggen aan iemand die dat begrip niet kent. Dat besefte Augustinus al in het jaar 430. Tijd meten we via verandering maar de mate van verandering meten we dan weer met de tijd die daarvoor nodig is. De Griekse filosoof Parmenides betoogde rond 500 v.Chr. juist dat verandering niet mogelijk en een illusie moet zijn is in zijn discussies met Heraclitus.
In het Newtoniaanse model van het universum heeft de tijd geen richting. De tijd in bewegingsvergelijkingen kan zonder probleem omgekeerd worden. Toch kennen wij verleden en toekomst als niet verwisselbaar. We herkennen onmiddellijk een in de omgekeerde richting afgespeelde film. Blijkbaar kennen wij aan de tijd een richting toe die er in het Newtoniaanse model niet is.
Stefan Boltzmann, de man die het begrip entropie voor het eerst definieerde als de mate van wanorde in een systeem, onderstelde dat wij de richting van de tijd ervoeren als die waarin de entropie toeneemt. Maar in elk Newtoniaans systeem zullen altijd uiterst sporadisch spontaan momenten van afnemende entropie plaatsvinden. Zouden wij dan zeer kort een verwisseling ervaren van toekomst en verleden?
Ook licht is bij nadere beschouwing raadselachtig. Pythagoras en Plato hielden er omstreeks 500 v.C. al verhandelingen over die we nu vaak onlogisch vinden. Newton hield het op kleine gekleurde balletjes en zijn tijdgenoot Huygens op golven. Eigenlijk hebben ze allebei gelijk en ongelijk gekregen. Maxwell liet zien dat licht een elektromagnetisch verschijnsel zou zijn en zich golfvormig voortplantte maar Einstein introduceerde het kwantum van licht – het foton – zodat we nog steeds met niet met elkaar compatible voorstellingen ervan zitten.
Bij nadere bestudering blijken Maxwell elektromagnetische golven met hun eeuwig constante snelheid in vacuüm niet meer op te gaan in het atomaire domein. Iets wat knaagt aan de basis van de relativiteit van Einstein. In de kwantumfysica blijken geavanceerde experimenten slechts verklaarbaar wanneer verondersteld wordt dat fotonen onderweg van bron A naar ontvanger B alleen bestaan op het moment van observatie, ze reizen dus niet tussen A en B. Hoe komt het dan dat we een snelheid aan die fotonen kunnen toekennen? Hoe komt het dat elke waarnemer een vaste verhouding tussen verplaatsing van het foton en de tijd die daarvoor nodig is ervaart? Wat heeft dat voor impact op onze ervaring van tijd?
Boek
In de Gulden Ratio reeks van uitgeverij Obelisk is het boek ‘Kwantumfysica, licht, tijd en ruimte‘ uitgekomen. De inhoud loopt parallel met deze cursus.
Cursusprogramma
Dag 1 – Wat is licht?
Licht door de eeuwen heen. Maxwell’s wetten. Einsteins fotonen. De paradox. Wanneer bestaat het foton eigenlijk?
Dag 2 – Filosofen en fysici over tijd
Welke rol speelt de tijd in verhalen en poëzie? Filosofen, kerkvaders, fysici en mystici over tijd. Parmenides, Zeno, Plato, Augustinus, Spinoza, Kant, Husserl, Heidegger en Whitehead over tijd en ruimte.
Dag 3 – De pijl van de tijd
De tijd in de moderne fysica. Entropie en de pijl van de tijd. Einstein en de tijd. Relativiteit. Gekromde ruimtetijd.
Dag 4 – Het einde van de tijd
Bestaat er iets als een kosmische klok? Het einde van de tijd. Het universum van Barbour. Tijd in de kwantumgravitatie volgens Rovelli. De impliciete en expliciete orde van Bohm.
Dag 5 – Licht en tijd, de samenhang
Multiversa en de tijd. Tijdreizen is wellicht reizen door multiversa. Kwantumgravitatie. Retrocausaliteit. Experimenten over voorgevoelens. Licht en tijd: een poging tot synthese. Discussie.
Bij de cursus hoort een syllabus van ca. 50 pagina’s A4 in digitale vorm die de cursisten zelf kunnen downloaden.
Agenda
Voor de agenda van de cursus, kijkt u hier.