De wekker gaat in de ochtend. Je neemt je ochtendtrein naar kantoor. Je neemt een lunchpauze. Je neemt je avondtrein terug. Je gaat een uurtje hardlopen. Middag eten. Ga naar bed. Herhalen. Verjaardagen worden gevierd, sterfgevallen worden herdacht. Nieuwe landen worden geboren, rijken komen op en vallen. Het hele menselijke bestaan ​​is gebonden aan het verstrijken van de tijd.

Maar we kunnen het niet zien en we kunnen het niet aanraken. Dus, hoe weten we dat het er echt is?

"In de natuurkunde hebben we wat we het idee van 'absolute tijd' noemen en het wordt gebruikt om verschillende veranderingen te beschrijven als een opeenvolging van gebeurtenissen," begint Koyama. "We gebruiken Newtoniaanse fysica om te beschrijven hoe dingen bewegen, en tijd is daar een essentieel onderdeel van."

Tot op de dag van vandaag is het klassieke Newtoniaanse denken over tijd - waar de tijd constant is in het hele universum - nog steeds een goede benadering van hoe mensen tijd ervaren in hun dagelijks leven. We ervaren de tijd allemaal op dezelfde manier en we synchroniseren allemaal onze klokken op dezelfde manier, waar ter wereld we ook zijn, of dat nu Londen, Tokio of Buenos Aires is.

Er is geen tijd zonder ruimte

Natuurkundigen hebben zich echter gerealiseerd dat tijd zich feitelijk anders kan gedragen en niet zo consistent is als Newton dacht. "Als we het over tijd hebben, moeten we ook aan ruimte denken - ze zitten samen in een pakket", zegt hij. "We kunnen de twee niet loskoppelen, en de manier waarop een object door de ruimte beweegt, bepaalt hoe het tijd ervaart."

Kortom, de tijd die je ervaart hangt af van je snelheid door de ruimte als waarnemer, zoals uiteengezet in Einsteins speciale relativiteitstheorie, een theorie over hoe snelheid invloed heeft op massa, tijd en ruimte.

Bovendien kan volgens Einsteins algemene relativiteitstheorie de zwaartekracht van een groot object van invloed zijn op hoe snel de tijd verstrijkt. Inmiddels zijn er veel experimenten uitgevoerd die dit hebben aangetoond. Natuurkundigen hebben zelfs ontdekt dat zwarte gaten de directe ruimte-tijd om hen heen vervormen vanwege hun immense zwaartekrachtsvelden. Koyama blijft deze theorie ondervragen.

"Een goed, solide voorbeeld om dit allemaal te begrijpen, is kijken naar hoe we GPS gebruiken", vervolgt Koyama. "GPS werkt dankzij een netwerk van satellieten die in een baan om de aarde draaien. Ze zijn op zeer grote hoogte geplaatst en dus is de zwaartekracht die ze ervaren zwakker. Daarom zou de tijd voor hen eigenlijk sneller moeten gaan dan voor ons op de grond, waar we ervaren hogere zwaartekracht. Maar omdat de satellieten met zeer hoge snelheden rond de planeet reizen, helpt dit in feite om de tijd te vertragen en het gebrek aan zwaartekracht te compenseren."

Begrijpen hoe deze twee effecten werken en elkaar beïnvloeden, is essentieel om ervoor te zorgen dat het wereldwijde GPS-netwerk correct functioneert. En een consistente theorie van de tijd die verklaart hoe objecten bewegen, is daarbij een cruciaal ingrediënt. Dus klokken vertellen ons geen leugens:tijd bestaat buiten onze eigen waarneming.

Kunnen we ooit terug in de tijd gaan?

Ten slotte moest de vraag of tijdreizen ooit mogelijk zou zijn, voorgelegd worden aan Koyama, een professor in de kosmologie aan de Universiteit van Portsmouth, en dus het best geplaatst om ons de waarheid te vertellen.

"Het spijt me dat ik je moet teleurstellen, maar om tijdreizen mogelijk te maken, moeten we een compleet nieuw type materie ontdekken dat de kracht heeft om de kromming van tijd en ruimte te veranderen", zegt Koyama. "Zulke materie zou eigenschappen vereisen die gewoon niet in de natuur voorkomen. Wij natuurkundigen zijn ervan overtuigd dat teruggaan naar het verleden gewoonweg onmogelijk is, maar het is leuk om erover te fantaseren." + Verder verkennen

Een stap in de richting van kwantumzwaartekracht