Relativiteitstheorie Einstein viert 100ste verjaardag
17 april 2015 door CGDe meeste wetenschappers zijn het erover eens dat de theorie een van de meest geniale en elegante beschrijvingen is die de natuurkunde ooit heeft gekend.
Alles is relatief. Of toch volgens Einstein, want zijn geesteskind, de geroemde algemene relativiteitstheorie, blaast deze maand honderd kaarsjes uit. Een eeuw geleden presenteerde de toen 36 jaar oude Albert Einstein zijn algemene relativiteitstheorie aan de wereld, als aanvulling op zijn eerder gepubliceerde speciale relativiteitstheorie (bekend van de formule E=mc2).
De natuurkundige wereld was licht gechoqueerd, want de theorie betekende een grondige hertekening van het universum en haar wetten zoals Newton ze in de 17e eeuw beschreven had in zijn gravitatiewetten. Die wetten krijgen we nog steeds op school, omdat ze de beweging van gewone objecten op aarde perfect beschrijven. Maar als objecten enorm massief en snel zijn, zoals planeten en zonnen in het universum, blijken ze niet meer te kloppen. De wetten beschreven overigens ook niet hoe de zwaartekracht precies wordt veroorzaakt. Newton was zich van dat alles bewust, maar er was een ander genie nodig om het probleem op te lossen.
Einstein gooide twee eeuwen later het zwaartekrachtconcept van Newton helemaal om met zijn relativiteitstheorie. Zo introduceerde hij het concept ‘ruimtetijd’, dat stelt dat ruimte en tijd vervlochten zijn in één groot kosmisch deken, waar de hemellichamen op rusten. De verschillende objecten duwen het kosmische deken naar beneden met hun massa, zoals wanneer je op een trampoline staat en je met je voeten het oppervlak naar beneden drukt. Dat effect veroorzaakt de zwaartekracht. Zwaartekracht is dus geen echte ‘kracht’, zoals Newton dacht, maar een gevolg van de kromming van de ruimtetijd. Einsteins theorie bleek erg nauwkeurig en voorspelde daarbovenop het bestaan van de big bang en zwarte gaten.
Maar hoe elegant en nauwkeurig Einsteins relativiteitstheorie ook is, de wetenschap staat niet stil en toonde aan dat er zelfs aan zijn verstand limieten zijn. Zo gehoorzaamt materie op subatomair niveau (dat zijn alle deeltjes kleiner dan een atoom) niet aan de wetten van de relativiteit, maar aan de kwantummechanica. Relativiteit en kwantummechanica spreken elkaar fundamenteel tegen. De volgende uitdaging in de wetenschap is dan ook het verenigen van die twee theorieën. Elk jaar boeken we vorderingen, kijk maar naar de experimenten in de deeltjesversneller van het CERN, die het bestaan van het Higgs-boson bevestigden. Toch is het wachten op een nieuw genie om de wetenschapswereld nog eens grondig door elkaar te schudden.
