brandpunt+

Interview

Vijf hardnekkige misvattingen over tijd rechtgezet

Maarten van Gestel

Hannah Vischer

Nee, de tijd gaat in Almelo niet even snel als in de Alpen. Ja, we kunnen mogelijk binnenkort tijdreizen naar de toekomst. Nee, het universum kent geen overkoepelend 'nu'.

Wat is het grootste mysterie van onze tijd? Of Kanye West een filosofisch genie of een manische idioot is? Waarom we nog steeds niet massaal op hoverboards rondsjezen zoals in Back to the Future: Part II? Of Elon Musk gelijk heeft als-ie beweert dat de wereld zoals we die kennen een Matrix-achtige simulatie is? Nee, nee en nog eens nee, zegt natuurkundige Carlo Rovelli (62). Het grootste mysterie van onze tijd is, net zoals in elk ander tijdperk, de tijd zelf.

Rovelli’s nieuwsgierigheid naar tijd en ruimte begon in zijn studententijd in de jaren zeventig – op zijn kamer hing een zelfgemaakte poster met daarop het getal 10-33: het kortst mogelijke moment, uitgedrukt in secondes. Na decennia invloedrijk onderzoek en talloze prestigieuze wetenschapsprijzen zet de natuurkundige in zijn nieuwe boek The Order of Time het mysterie van tijd uiteen. Lang verhaal kort: volgens Rovelli klopt er geen moer van onze gangbare ideeën over tijd. Leven in het nu? Lazer toch op, zegt Rovelli; een universeel nu bestáát helemaal niet. En tijdreizen een utopie? Welnee, dat zou wel eens de normaalste zaak van de wereld kunnen worden.

Waarom moet ik mijn ideeën over tijd eigenlijk bijstellen, vraag ik Rovelli als hij de telefoon opneemt – het gaat immers hartstikke goed met me en ik kom zelden te laat. De wetenschapper reageert op kalme toon, vanuit zijn huis in Marseille. “Als het je niet interesseert of de aarde rond of plat is, en wel of niet rond de zon draait, staat het je vrij om dom en onwetend te blijven. Mocht je dat liever vermijden, dan nodig ik je uit om je opvattingen over tijd te corrigeren.”

Goed, daar gaan we.

Misvatting 1: De tijd gaat in Almelo even snel als in de Alpen.

“Omdat tijd langzamer gaat naarmate we dichter in de buurt komen van een zwaartekrachtbron, zoals de kern van de aarde, gaat de tijd in Almelo ietsje trager dan op het topje van de Alpen. Dat hebben we gemeten met tamelijk geavanceerde klokken. Stel je voor dat je twee vrienden hebt, en de ene gaat in de bergen wonen, terwijl de ander op zeeniveau blijft. Dan wordt degene in de berger ietsje sneller oud dan degene die beneden blijft.”

U zegt dat als een vriend van me op het hoogste punt van de Himalaya’s gaat wonen en ik in Nederland blijf, en we over 70 jaar allebei 93 zijn, hij tegen die tijd ouder is dan ik. Is dat verschil zintuigelijk waarneembaar?

“Nee, daarvoor is het verschil te verwaarloosbaar. Ik laat het mijn studenten berekenen als oefening, en het verschil is kleiner dan een seconde. Dus niet iets dat je in zijn gezicht terug zal zien, haha. Maar het verschil is er wel, daar gaat het om. Dus nogmaals: het klopt niet dat de tijd een vast, universeel stromend iets is dat overal hetzelfde tempo heeft. Enfin, daar raakt iedereen wel van doordrongen wanneer we onze planeet verlaten, wat ongetwijfeld gaat gebeuren in de toekomst.”

Misvatting 2: Tijdreizen is onmogelijk en kan alleen in films.

“Ken je de film Interstellar? Daarin komt de hoofdpersoon met zijn ruimteschip dichtbij een zwart gat – waar de zwaartekracht enorm is – om vervolgens terug te keren naar aarde. Eenmaal terug ontdekt-ie dat zijn dochter, die toen hij vertrok zo’n dertig jaar jonger was, nu dertig jaar ouder is dan haar nietsvermoedende vader. In de tijd dat voor de astronaut slechts een paar maanden voorbijgingen, ging op aarde namelijk zestig jaar voorbij. Dit is geen fictie: zo werkt tijd echt. We hebben alleen de technologie nog niet om dergelijke reizen te maken, maar tegen de tijd dat het wel kan – misschien over een paar eeuwen –  zullen we eraan gewend raken dat mensen op ruimtereis gaan, terugkomen en jonger zijn dan hun kinderen.”

“Tijdreizen naar het verleden is moeilijker. Ik denk niet dat het theoretisch gezien onmogelijk is, maar in de praktijk is het extreem onwaarschijnlijk dat we het ooit mogelijk zullen maken. Een tochtje naar de toekomst ligt zoals ik al zei wel dichterbij dan je misschien denkt. Het is een technologisch probleem; een probleem van geld, dus. Wetenschappelijk gezien is het honderd procent zeker mogelijk om een ruimteschip te bouwen, op een reisje te gaan en drie eeuwen in de toekomst aan te komen.”

Wat moet een ruimteschip precies kunnen om drie eeuwen in de toekomst te raken?

“Er zijn twee mogelijkheden. Eentje is om gewoon heel snel te gaan – de tijd gaat namelijk langzamer voor je als je zo snel gaat. Het ruimteschip moet enorm acceleren – sneller, sneller, sneller – en vervolgens terugkomen, dan zou het in de verre toekomst aankomen. De tweede mogelijkheid is om dichtbij een heel massief object te komen – een heel massieve ster, mogelijk een zwart gat – en daar een poosje blijven. Omdat de zwaartekracht er sterker is, zal de tijd langzaam passeren. Ga er naartoe, blijf er een half uur hangen en als je terugkomt zullen op aarde drie eeuwen gepasseerd zijn. Dan kan je je achter- achter- achter- achter- achterkleinkinderen ontmoeten. Ja, echt.”

Misvatting 3: Er bestaat een universeel geldend ‘heden’ of ‘nu’.

“Nee, elke planeet heeft een eigen nu. Omdat de snelheid van tijd niet overal hetzelfde is – op planeet aarde is er al een verschil, laat staan in de ruimte – is er dus niet één tijd en ook niet één nu. Kan je dit bevatten? Ik weet dat het moeilijk is, maar ik ga je proberen te helpen met een voorbeeld.”

“Stel: je bent een beetje raar en dol op zandkorrels. De Sahara, de zandbak in de speeltuin om de hoek, niets is je te gek – je bent werkelijk geobserdeerd door zand. Je verveelt je, bent aan het dagdromen en vraagt je af hoe de rode zandkorrels van het Marslandschap er eigenlijk nu, op dit moment, bij zouden liggen. Dat is niet alleen een rare vraag, maar ook een onmogelijke om te beantwoorden. Het woordje ‘nu’ is buiten de nabijheid van de aarde namelijk betekenisloos: het is een relatief begrip, niet een absoluut begrip.”

“Klinkt het nog te vaag? Misschien begrijp je het beter als ik het met het woord ‘hier’ vergelijkt. Stel jezelf in Nederland de volgende vraag: ‘Hoe zou het er hier in Noorwegen aan toegaan?’ Die vraag is onmogelijk, want het woordje ‘hier’ heeft alleen betekenis binnen je eigen nabijheid. Datzelfde geldt voor ‘nu’: ons nu is volkomen betekenisloos op Mars of in de buurt van een zwart gat. Het is een lokaal begrip, geen globaal begrip.”

Stel dat mijn beste vriend over een paar jaar op Mars woont.

“Als dat over een paar jaar gebeurt – wat goed mogelijk is omdat mensen nu al reizen aan het voorbereiden zijn – kan je natuurlijk met hem communiceren. Maar als je een bericht naar hem stuurt, duurt het een uur, of op zijn minst een half uur voor het hem bereikt. En als hij iets terugstuurt, duurt dat weer dertig minuten. Dus kan je hem nooit ‘nu’ zien, ook niet als je door een telescoop zou kijken: dan zie jij hem in het verleden. Er is een gat: een tijdsvertraging tussen wat je vriend doet en wat je ziet dat hij doet. Elke planeet heeft een eigen ‘nu’, net zoals elke plek een eigen ‘hier’ heeft.”

Misvatting 4: Onze ervaring van tijd komt overeen met hoe tijd werkt. Met andere woorden: wij snappen tijd.

“Dit vinden mensen lastig om te horen: de manier waarop we tijd beleven komt door de manier waarop ons brein en onze herinneringen werken. Veel van wat we normaal gesproken tijd noemen, is geen aspect van de wereld, maar van hoe ons brein werkt.”

Waarom vinden we dit lastig om te horen?

“Omdat mensen dat wat in hun hoofd zit, altijd op de buitenwereld projecteren. Kijk, we hebben een gevoel van hoe snel tijd gaat. Bijvoorbeeld: tien minuten geleden is dichtbij, honderd jaar geleden is ver en een miljoen jaar geleden is heel ver. Maar een dier met een ander brein, zoals een vlinder die maar één dag leeft, heeft een heel ander gevoel van tijd. En dieren die langer leven dan wij hebben weer een ander gevoel van tijd. De snelheid waarmee de tijd vooruitgaat is een psychologische ervaring, geen eigenschap van de tijd zelf.”

Is het mogelijk dat een vlinder zijn leven van een dag als even lang ervaart als wij ons leven van 90 jaar?

“Op een bepaalde manier: ja. De ervaring hangt ervan af wat we herinneren en waar we ons op anticiperen, samen met de capaciteit van het brein.”

Misvatting 5: De wereld bestaat uit dingen, een steen is een ding, de telefoon of computer waarop je dit leest is een ding. Je moeder is een ding.

“Nee, dat is lariekoek, de wereld bestaat uit gebeurtenissen. Als je de meubels in je huis als ‘dingen’ ziet, ben je niet op een handige manier naar de wereld aan het kijken. Want objecten hebben een eindige duur: stenen en meubels ontstaan of zijn geproduceerd en later gaan ze kapot of lossen ze op. Wij gaan dood, bergen eroderen, stenen veranderen in stof. Het is beter om de wereld te begrijpen in gebeurtenissen. Snap je? Iets dat gebeurt, in plaats van dingen die zijn. Objecten wekken de illusie van permanentie. Een object – steen, telefoon, wat of wie dan ook – is in werkelijkheid een proces dat een lange tijd duurt.”

Oké: laten we aannemen dat een steen een proces is. Wat is dan het probleem als we het toch als een ding blijven zien?

“Als je een steen ziet als een proces, pas dan kan je begrijpen hoe het van een grote rots is afgebroken en hoe het later stof zal worden. Terwijl als je het gewoon als een steen ziet, als het vaststaande object dat we kennen als steen, ga je je afvragen waar die steen straks is. Probeer jezelf maar eens meer als proces of gebeurtenis dan als ding te begrijpen. Dan is het opeens heel logisch dat je continu verandert, dat je ooit geboren bent en ooit net zo goed zal sterven.”

Mijn iPhone is geen ding, onze beleving van tijd is een hersenspinsel, ‘nu’ bestaat alleen op onze aardkloot en Zwitsers in de bergen worden sneller oud dan Twentenaren. Ha, en over een paar generaties kan je een enkeltje kopen naar het jaar 3051. Hoewel de 62-jarige professor uit Italië de schaarse natuurkundige hersencellen die ik heb in een half uur meer heeft geprikkeld dan de serie Cosmos, mijn middelbare-schoolheld meneer Van Aarle en de fidget spinner van mijn buurjongen bij elkaar, blijf ik een lichtelijk onbevredigd gevoel overhouden. Leuk voor de wetenschappers bij elkaar hebben ontdekt, maar zolang ik op vakantie moet naar een zwart gat om een beetje tijd te kunnen reizen, heb ik er bar weinig aan.

In uw boek heeft u het bij de grootste mysteries over tijd vooral over intergalactische toestanden, zoals lichtsnelheid, sterren en zwarte gaten. Is de tijd ook mysterieus op planeet aarde, of alleen wanneer we gaan ruimte cruisen?

“Zolang we op aarde blijven en niet kijken naar mili- of nanoseconden, is het hier niet zo’n enorm mysterie. Maar als we wat inzoomen schiet ons alledaagse begrip van tijd ook op aarde tekort. Neem GPS: het systeem dat we in onze auto’s hebben. Toen dat werd gebouwd, werkte het met behulp van een satelliet. In het begin werkte GPS niet zonder rekening te houden met het feit dat tijd wat sneller gaat ter hoogte van die satelliet dan hier. Dat zit zo: tijd is geen vast, universeel stromend iets dat overal op dezelfde snelheid gaat, zoals we vaak denken. Hoe dichter je bij een zwaartekrachtbron komt, hoe langzamer tijd gaat. Dus zodra we voor onze technologie wél naar die milliseconden moeten kijken, wordt het belangrijk om te beseffen dat tijd anders werkt dan we dachten.”

Hoe heeft uw jarenlange onderzoek naar tijd uw visie op uw plek in de wereld en het universum eigenlijk aangetast?

“Hmmm. Ik voel me heel sereen over het voorbijgaan van de tijd. Ik weet dat ik sterfelijk ben, dat mijn tijd kort en eindig is en daar ben ik eerlijk gezegd ook blij mee. Ik accepteer simpelweg het gebrek aan de permanentie van dingen. Dat is voor mij een goede manier van omgaan met tijd."

The Order of Time verscheen bij uitgeverij Allen Lane. Carlo Rovelli deed onderzoek in zijn geboorteland Italië, de Verenigde Staten en nu aan de universiteit van Marseille. In 2014 brak hij bij het grote publiek door met zijn boek Seven Brief Lessons on Physics, dat in 42 talen werd vertaald. Nog niet overtuigd over de swag van de Italiaanse hoogleraar? Benedict Cumberbatch – die zegt Seven Brief Lessons on Physics als een kleine Bijbel over filmsets te hebben meegesleurd – sprak de audioversie van The Order of Time in.