Time gets bendy in Disney Pixar's new film

Let op: dit artikel bevat een belangrijk plotpunt, maar we onthullen niets wat je niet al in de trailers hebt gezien.

Aan het begin van de nieuwe Disney Pixar-film, Lightyear, strandt Buzz Lightyear op een gevaarlijke verre planeet met zijn commandant en bemanning. Hun enige hoop om van de planeet te komen is het testen van een speciale brandstof. Om dat te doen, moet Buzz de ruimte in vliegen en herhaaldelijk proberen naar hypersnelheid te springen. Maar elke poging die hij onderneemt, brengt een verschrikkelijke prijs met zich mee.

Elke keer als Buzz opstijgt voor een vier minuten durende testvlucht naar de ruimte, landt hij terug op de planeet en ontdekt hij dat er vele jaren zijn verstreken. De mensen om wie Buzz het meest geeft, worden verliefd, krijgen kinderen en zelfs kleinkinderen. Tijd wordt zijn grootste vijand. Wat is er aan de hand? Is dit gewoon sciencefiction, of zou wat Buzz overkwam daadwerkelijk kunnen gebeuren?

Buzz ervaart een echt fenomeen dat bekend staat als tijdsdilatatie. Tijdsdilatatie is een voorspelling van een van de meest beroemde wetenschappelijke theorieën die ooit zijn ontwikkeld: Albert Einsteins relativiteitstheorie. Vóór de relativiteitstheorie was de beste theorie over beweging die we hadden, de mechanica van Isaac Newton. Newtons theorie was ongelooflijk krachtig en leverde verbluffende voorspellingen van de beweging van de planeten in ons zonnestelsel. In Newtons theorie is tijd als een enkele reusachtige klok die de seconden voor iedereen op dezelfde manier wegtikt. Waar je ook bent in het universum, de hoofdkloK zal dezelfde tijd aangeven.

Einsteins relativiteitstheorie sloeg de hoofdklok in stukken – één voor elke persoon en object in beweging. In Einsteins beeld van het universum draagt iedereen zijn eigen klok bij zich. Een gevolg hiervan is dat er geen garantie is dat de klokken in hetzelfde tempo tikken. In feite zullen veel klokken in verschillende tempo's tikken. Erger nog, hoe sneller je reist ten opzichte van iemand anders, hoe langzamer jouw klok zal tikken in vergelijking met die van hen. Dit betekent dat als je heel snel reist in een ruimteschip – zoals Buzz doet – er voor jou een paar minuten kunnen verstrijken, maar jaren kunnen verstrijken voor iemand op de planeet die je achterliet.

In zekere zin kan tijdsdilatatie worden beschouwd als een soort tijdreizen. Het biedt een manier om in de toekomst van iemand anders te springen. Dit is wat Buzz doet: hij springt in de toekomst van zijn vrienden die op de planeet beneden zijn achtergebleven.

Helaas is er geen manier om tijdsdilatatie te gebruiken om terug in de tijd te reizen, naar het verleden (zoals een belangrijk personage later in de film bespreekt). Het is ook niet mogelijk om tijdsdilatatie te gebruiken om naar je eigen toekomst te reizen. Dat betekent dat er geen bekende manier is waarop jij naar de toekomst kunt reizen en je oudere zelf kunt ontmoeten, simpelweg door heel snel te gaan.

Tijdsdilatatie lijkt misschien op sciencefiction, maar in feite is het een meetbaar fenomeen. Wetenschappers hebben inderdaad een aantal experimenten uitgevoerd om te bevestigen dat klokken met verschillende snelheden tikken, afhankelijk van hoe ze bewegen. Bijvoorbeeld, astronauten op het Internationaal Ruimtestation reizen met zeer hoge snelheden vergeleken met hun vrienden en familie op aarde. (Je kunt het ruimtestation voorbij zien komen als je weet wanneer je omhoog moet kijken.) Dit betekent dat die astronauten iets langzamer verouderen. Inderdaad, de Amerikaanse astronaut Buzz Aldrin, naar wie Buzz in Lightyear vernoemd is, zou een heel klein beetje tijdsdilatatie hebben ervaren tijdens zijn reis naar de maan in de jaren 1960.

Maak je echter geen zorgen, de astronauten op het Internationale Ruimtestation zullen geen tijdsdilatatie voelen of opmerken. Het lijkt in niets op de extreme tijdssprongen die in Lightyear te zien zijn. Aldrin kon veilig terugkeren naar zijn familie, en de astronauten die nu in de ruimte zijn, zullen dat ook kunnen.

Het is duidelijk dat tijdsdilatatie serieuze gevolgen kan hebben. Maar het is niet alleen maar slecht nieuws. Tijdsdilatatie zou ons ooit kunnen helpen naar de sterren te reizen. Het universum is een enorme plek. De dichtstbijzijnde ster is 40.208.000.000.000 km verwijderd. Daar komen is alsof je een miljard keer rond de wereld reist. Bij een gewone snelheid zou niemand lang genoeg overleven om de reis te maken.

Tijdsdilatatie gaat echter ook gepaard met een ander fenomeen: lengtecontractie. Wanneer men met zeer hoge snelheid naar een object reist, zal de afstand tussen jouw ruimteschip en dat object verkort lijken. Heel ruwweg gezegd, bij hoge snelheden lijkt alles dichter bij elkaar te zijn. Dit betekent dat iemand die met hoge snelheid reist, in enkele dagen bij de dichtstbijzijnde ster zou kunnen komen.

Maar tijdsdilatatie zou nog steeds van kracht zijn. Jouw klok zou langzamer lopen ten opzichte van de klok van iemand op Aarde. Dus, je zou een retourtje naar de dichtstbijzijnde ster in een paar dagen kunnen maken, maar tegen de tijd dat je thuis aankwam, zou iedereen die je kent verdwenen zijn. Dat is zowel de belofte als de tragedie van interstellaire reizen.

Door Sam Baron, universitair hoofddocent, Australian Catholic University. Dit artikel is opnieuw gepubliceerd van The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.