Iedereen heeft er weleens van gehoord, de relativiteitstheorie van Einstein. Iedereen weet ook dat het iets te maken heeft met de lichtsnelheid en de tijd. Einstein beweerd dat de tijd in een ruimtevaartuig tijdens zijn vlucht vlugger of langzamer gaat dan die op aarde al naar gelang de snelheid van het ruimtevaartuig. Ook ik had dat gehoord en probeerde in gedachte vast te stellen of de tijd nu sneller of langzamer ging in het vaartuig dan op aarde. Omdat het mijn in gedachte niet lukte om het vast te stellen ben ik het gaan tekenen. Ik heb twee theoretische situaties uitgebeeld. In mijn eerste afbeelding ga ik van de theoretische situatie uit dat het ruimtevaartuig reist met een snelheid van 50% van de lichtsnelheid. In mijn tweede afbeelding ga ik van de theoretische situatie uit dat het ruimtevaartuig reist met een snelheid van 200% van de lichtsnelheid. (2X de lichtsnelheid).
Situatie 1, vaartuig reist met 50% van de lichtsnelheid.
Op het moment van vertrek staat de aardklok op 00 uur en de klok in het ruimtevaartuig op 00 uur. We gaan er van uit dat de aardklok dusdanig groot is en dusdanig veel licht uitstraalt dat hij in de ruimte waar te nemen is door de bemanning van het ruimtevaartuig. In de afbeelding zien we dat als het ruimteschip 2 uur onderweg is deze zich op 1 lichtuur afstand van de aarde bevind. Het op het moment van het ruimtevaartuig uitgezonden licht van de aardklok (00 uur) bevind zich dan al op 2 lichtuur afstand van de aarde. Het licht van de aardklok dat de ruimtevaarders op dat moment na 2 uur reizen op 1 lichtuur afstand waarnemen is het licht dat de aardklok om 1.00 uur uitzond. Na 10 uur vliegen bevindt het ruimtevaartuig zich op 5 lichtuur afstand van de aarde. Het op het moment van het vertrek van het ruimtevaartuig uitgezonden licht van de aardklok (00 uur) bevind zich dan al op 10 lichtuur afstand van de aarde. Het licht van de aardklok dat de ruimtevaarders op dat moment na 10 uur reizen op 5 lichtuur afstand waarnemen is het licht dat de aardklok om 5.00 uur uitzond. Als ze van de aarde afreizen zien ze dus de klok op aarde langzamer gaan dan in hun ruimtevaartuig. Dit is echter alleen de waarneming van de klok, de tijd zelf gaat gewoon even snel. Hier keert het ruimtevaartuig om en gaat weer richting aarde. Als de ruimtereizigers 2 uur stil zouden blijven staan op 5 lichtuur afstand zouden ze na 2 uur het licht dat de aardklok om 7.00 uur uitzond zien. Zij reizen echter zelf in die twee uur 1 lichtuur naar de aarde toe en zien dus na 2 uur reizen het licht dat de aardklok om 8.00 uur uitzond. Ieder twee uur dat ze dus naar de aarde terugreizen zien ze de aardklok 3 uur vooruit gaan. Tijdens de terugreis van 10 uur zien ze de aardklok dus 15 uur vooruitgaan en landen na totaal 20 uur vliegen om precies 20.00 uur weer op aarde.
Situatie 2, vaartuig reist met 200% van de lichtsnelheid.
Op het moment van vertrek staat de aardklok op 24.00 (00) uur en de klok in het ruimtevaartuig op 24.00 (00.00) uur. We gaan er van uit dat de aardklok dusdanig groot is en dusdanig veel licht uitstraalt dat hij in de ruimte waar te nemen is door de bemanning van het ruimtevaartuig. In de afbeelding zien we dat als het ruimteschip 1 uur onderweg is deze zich op 2 lichtuur afstand van de aarde bevind. Het op het moment van het ruimtevaartuig uitgezonden licht van de aardklok (24.00 uur) bevind zich dan pas op 1 lichtuur afstand van de aarde. Het licht van de aardklok dat de ruimtevaarders op dat moment na 1 uur reizen op 2 lichtuur afstand waarnemen is het licht dat de aardklok om 23 uur uitzond. Na 5 uur vliegen bevindt het ruimtevaartuig zich op 10 lichtuur afstand van de aarde. Het op het moment van het vertrek van het ruimtevaartuig uitgezonden licht van de aardklok (24.00 uur) bevind zich dan al op 5 lichtuur afstand van de aarde. Het licht van de aardklok dat de ruimtevaarders op dat moment na 5 uur reizen op 10 lichtuur afstand waarnemen is het licht dat de aardklok om 19.00 uur uitzond. Als ze van de aarde afreizen zien ze dus de klok op aarde achteruitgaan. Dit is echter alleen de waarneming van de klok, de tijd zelf gaat gewoon even snel. Hier keert het ruimtevaartuig om en gaat weer richting aarde. Als de ruimtereizigers 1 uur stil zouden blijven staan op 10 lichtuur afstand zouden ze na 1 uur het licht dat de aardklok om 20.00 uur uitzond zien. Zij reizen echter zelf in die 1 uur 2 lichtuur naar de aarde toe en zien dus na 1 uur reizen het licht dat de aardklok om 22 uur uitzond. Ieder uur dat ze dus naar de aarde terugreizen zien ze de aardklok 3 uur vooruit gaan. Tijdens de terugreis van 5 uur zien ze de aardklok dus 15 uur vooruitgaan en landen na totaal 10 uur vliegen om precies 10.00 uur weer op aarde.
Waarneming:
Als je in een ruimtevaartuig met 50% van de lichtsnelheid van de aarde wegvliegt lijkt het of de tijd in je ruimtevaartuig sneller gaat dan op aarde. Als je in een ruimtevaartuig met 200% van de lichtsnelheid van de aarde wegvliegt lijkt het of de tijd in je ruimtevaartuig langzamer gaat dan op aarde. In het eerste geval neem je waar dat de tijd op aarde langzamer gaat dan in je ruimtevaartuig. In het tweede geval zie je zelfs de tijd op aarde achteruitgaan en kun je dus het verleden zien vanuit je vaartuig. In beide gevallen zal vanaf het moment van omkeren het verschil in de tijd in het ruimtevaartuig en de waargenomen beeld van de aardklok steeds kleiner worden en op het moment van landen in beide gevallen weer exact gelijk zijn.
Conclusie:
Tijdreizen is dus alleen mogelijk als je in één richting vliegt. Zodra je omkeert wordt het tijdverschil weer opgeheven. Je kunt dus niet en door de tijd reizen en weer op dezelfde plek landen. Eerlijk gezegd had ik deze conclusie bij aanvang van het maken van mijn tekeningen niet verwacht.
