|
Het logo van WYP2005 stelt de zogeheten 'lichtkegel' voor. De keuze voor dit symbool is geen willekeurige geweest, het plaatje heeft natuurlijk iets met Einstein te maken.
Als we ons een lichtflits voorstellen die vanuit één punt op één bepaald tijdstip vertrekt (bijvoorbeeld omdat iemand een foto met flitslicht neemt), dan kunnen we in een plaatje aangeven waar en wanneer je de flits kunt waarnemen. Als je op één tijdstip kijkt liggen deze punten
natuurlijk op een bol rondom het punt waar de flits zijn oorsprong had, omdat de flits zich in alle richtingen met dezelfde snelheid c (ongeveer 300.000
km/s) voortplant. Als we nu één richting (van de ruimte) weglaten en de flits
in het platte vlak beschrijven, met x- en y-coördinaten, kun je de uitdijende flits weergeven met almaar uitdijende cirkels.
Natuurkundigen gebruiken vaak de derde richting, de verticale as, om de tijdstippen aan te geven. Zo krijg je een driedimensionaal plaatje, alsof je de beeldjes van een speelfilm als het ware op elkaar hebt gestapeld. Voor een lichtflits geven de uitdijende cirkels de vorm van een kegel.
|   |
Het was Einstein die zich voor het eerst realiseerde, in 1905, dat de snelheid van licht voor elke waarnemer, ongeacht een mogelijke (gelijkmatige) beweging van de waarnemer,
even groot is, de eerder genoemde snelheid c. De lichtkegel ziet er hierdoor
voor elke waarnemer hetzelfde uit. Einsteins relativiteitstheorie houdt tevens in dat deeltjes niet sneller dan het licht bewegen. De punten die de positie van een deeltje op verschillende tijdstippen aangeven (bijvoorbeeld de locatie van de fotograaf die zich na de flits verplaatst) moeten daarom binnen de kegel liggen.
Voor natuurkundigen is de lichtkegel veel meer dan alleen een manier om een lichtpuls te beschrijven. In feite is zij een onderdeel van de relativiteitstheorie die precies weergeeft hoe ruimte en tijd met elkaar verweven zijn. En de kegel geeft bijvoorbeeld ook aan wat toekomstige tijd en wat verleden tijd is. Natuurkundigen en natuurkundestudenten kunnen zich zelfs de structuur van zwarte gaten voorstellen door op de juiste manier lichtkegels in de ruimte-tijd-diagrammen te tekenen.
(met dank aan Paul M. Visser, Leiden)
|