This post is also available in Engels.
Wat is Tijd?
De kern van Einsteins algemene relativiteitstheorie vertelt ons dat ruimte en tijd fundamenteel met elkaar verweven zijn en samen een enkele entiteit vormen: de ruimte-tijd. Volgens deze theorie beïnvloeden objecten de kromming van de ruimte-tijd met hun massa, waardoor ook de voortgang van de tijd wordt beïnvloed. Dit moeten tot ons laten doordringen: tijd beweegt anders, afhankelijk van waar je bent en hoe snel je beweegt. Verder suggereert de theorie dat we bestaan in een ‘blok universum‘ waarin de drie dimensies van ruimte en de vierde dimensie van tijd een kubus creëren waarin verleden, heden en toekomst allemaal even ‘echt’ bestaan zonder enige stroom van tijd, zoals afgebeeld in Figuur 1.
De moderne natuurkunde daagt ons conventionele begrip van tijd uit, aangezien de wiskundige wetten van de natuur (algemene relativiteit, klassieke mechanica, kwantummechanica, enz.) ook geen voorkeur voor de richting van tijd hebben.
Dus: waar komt onze perceptie van de stroming van tijd vandaan?
De Pijl van de Tijd
Een aanwijzing komt van entropie. Dit beschrijft simpel gezegd dat een systeem altijd zal neigen naar grotere chaos naarmate de tijd verstrijkt, zoals de tweede wet van de thermodynamica aangeeft. Dit zou dus in theorie een objectieve tijdlijn geven waarin een systeem evolueert van een meer geordende toestand naar wanorde. Echter, Boltzmann (1872) erkende dat entropie geen fundamentele eigenschap is, maar eerder een probabilistische beschrijving. Neem bijvoorbeeld een ijsklontje in water: het systeem bestaat uit een eindig aantal moleculen in het glas. Hoewel er een beperkt aantal configuraties van deze moleculen zijn die tot de oorspronkelijke toestand leidt (ijs en water), zijn er véél meer configuraties waar het ijs is gesmolten en de watermoleculen gemengd zijn. Deze kijk op entropie suggereert dat het vinden van het ijsklontje in het water een jaar later niet onmogelijk is, maar zeer onwaarschijnlijk. Entropie beschrijft dus de waarschijnlijkheid van de toestand van een systeem, in plaats van dat het dient als een objectieve pijl van de tijd.
Jouw Brein is een Tijdmachine
Een wereld zonder objectieve tijd lijkt tegenstrijdig. Is er niet een universele klok die gestaag de seconden vooruit telt? Sint Augustinus, theoloog en filosoof (354 – 430 na Christus), mijmerde ook over de aard van de tijd en kwam tot deze conclusie:
“Het is in mijn geest dat ik de tijd meet. Ik mag mijn geest niet toestaan te beweren dat tijd iets objectiefs is. Wanneer ik tijd meet, meet ik iets in het heden van mijn geest. Óf dit is tijd, óf ik heb geen idee wat tijd is.” (Sint Augustinus, Belijdenissen) – vertaling redactie
Dit is ook waar de huidige neurowetenschap ons naartoe leidt: het is in onze hersenen waar de perceptie van het verstrijken van tijd wordt gecreëerd; we zijn tijdmachines.
Onze hersenen ontwikkelen zich binnen de macroscopische (dagelijkse) wereld waar een duidelijke tijdsoriëntatie richting een hogere entropie ontstaat. Gevormd door evolutie pikken onze hersenen deze sporen van het verleden op om herinneringen te vormen. Deze herinneringen vervullen een onmisbare rol in ons voortbestaan: ze helpen bij het voorspellen van toekomstige gebeurtenissen en sturen zo ons gedrag. Er wordt verondersteld dat deze voorspellingen gemaakt worden op basis van een waarschijnlijkheidsverdeling. In de hersenen wordt die verdeling gebaseerd op eerdere ervaringen, die de waarschijnlijkheid van toekomstige gebeurtenissen weerspiegelen. De verdeling wordt dan vergeleken met binnenkomende informatie in het nu. Via dit proces ervaren we de illusie van een objectieve stroom van tijd.
(Als je meer wilt weten over de details van hoe je hersenen de tijd bijhouden, bekijk dan ons eerdere artikel.)
Dus nadat de moderne natuurkunde ons begrip van tijd heeft uitgedaagd, keren we terug naar onze subjectieve ervaring van tijd. Maar we kunnen nu wel de verborgen complexiteiten herkennen, zoals het observeren van een sneeuwvlok van dichtbij. Desalniettemin zal tijd een blijvend mysterie zijn. Het verdiepen in zijn complexiteiten geeft mij een diep gevoel van ontzag en nederigheid in het aangezicht van het uitgestrekte onbekende. Ik hoop dat voor jou hetzelfde geldt.
Dit artikel is geïnspireerd door de boeken “Your Brain is a Time Machine” (Buonomano) en “The Order of Time” (Rovelli).
Credits
Auteur: Swantje
Buddy: Siddharth
Redactie: Vivek
Vertaling: Lucas
Redactie vertaling: Maartje
