Gelijktijdigheid

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken
Speciale relativiteitstheorie
{E}\,  = m\, c^2
(de massa-energierelatie)
Het licht op de trein in het referentiestelsel van een meereizende waarnemer
Het licht op de trein in het referentiestelsel van een stilstaande waarnemer

Men spreekt van gelijktijdigheid als twee gebeurtenissen op hetzelfde moment plaatsvinden. In het dagelijks leven is dat vanzelfsprekend, maar de relativiteitstheorie toont aan dat gelijktijdigheid tot op zekere hoogte ook relatief is: van twee verschillende ruimtetijdposities kan de ene ondubbelzinnig in tijd na de andere zijn, maar in de overige gevallen hangt hun gelijktijdigheid af van het inertiaalstelsel. Dit is het geval als het eventuele tijdsverschil in ieder geval te kort is voor een signaal van de ene naar de andere ruimtetijdpositie (of dit zo is hangt niet af van het inertiaalstelsel). Zie ook ruimte-, licht- en tijdachtige intervallen.

De relativiteit van gelijktijdigheid kunnen we laten zien in een gedachte-experiment van een rijdende trein met in het midden daarvan een lamp. We beschouwen daarnaast een meereizende waarnemer, eveneens in het midden van de trein, en een stilstaande waarnemer op het station. Wanneer de twee waarnemers elkaar passeren geeft de lamp een lichtflits af.

Voor de meereizende waarnemer is de afstand van de lichtbron tot de voorkant en de achterkant van de trein naar de lamp gelijk. Hij ziet het licht daarom tegelijkertijd beide kanten bereiken.

De stilstaande waarnemer ziet de achterkant van de trein daarentegen bewegen in de richting van het punt waar de lamp de lichtflits afgaf. Ook ziet hij de voorkant van de trein zich van dit punt verwijderen. Het licht plant zich voor beide waarnemers en in alle richtingen met een eindige, gelijke snelheid voort, namelijk de lichtsnelheid. Dat volgt uit de speciale relativiteitstheorie. De stilstaande waarnemer ziet daarom dat het licht eerst de achterkant van de trein bereikt en pas later de voorkant, dus niet gelijktijdig.