Ruimtetijd 1:Op zoek naar een uniek coördinatenstelsel
|
v Inleiding |
v Over plaats en ruimte |
v Over tijd: het dag- en nachtritme |
v Over tijd: de seizoenen |
v Projecteren en relateren in de ruimte |
v Datum en zonnetijd op aarde |
v Een cirkel als kaart van ruimte en tijd |
v Het begrip ruimtetijd |
v Zoeken: begrippen betreffende STRUCTUUR |
^ ![]() |
InleidingEen paar jaar geleden, toen ik het boekje van Albert Einstein over zijn
relativiteitstheorie, de verschillende ruimtetijdcontinua vanwege verschillende
coördinatenstelsels (stelsels als treinen, de aarde, raketten, etc.) las en herlas, vroeg
ik me af in hoeverre zijn bevindingen op mensen betrekking hadden [ noot ]. |
^ ![]() |
Over plaats en ruimteAls we dan op zoek gaan, kunnen we het best beginnen bij het ons vertrouwde, bij de
drie coördinaten, die de plaats en de ruimte van een voorwerp aangeven. |
![]() ![]() |
![]() ![]() Het vlak van het papiertje kan worden beschreven met behulp van twee coördinaten: x en y. X staat voor breedte en Y voor lengte. Wanneer het een ruimtelijk voorwerp betreft wordt y soms diepte genoemd. |
![]() ![]() Op het getekende papier staat een mens. Door
een punt recht boven het kruispunt van de coördinaten X en Y te nemen,
vinden we de coördinaat Z voor hoogte. |
Het zou allemaal gemakkelijk zijn als we nu de tijd konden bepalen door even op de klok te kijken. Maar zo eenvoudig gaat dat niet. De tijd die onze klokken aangeven is namelijk gestandaardiseerd. Sinds ca. 1945 is de aarde ingedeeld in tijdzones waardoor voor grote gebieden dezelfde tijd geldt. De werkelijke tijd is afhankelijk van de precieze plaats op de aarde, daar waar het voorwerp (de mens) zich bevindt (eigenlijk van de situatie in de ruimte, maar dat komt later). We zullen het voorwerp eerst in relatie moeten brengen met zijn plaats op de aarde. Daar kunnen we niet omheen. |
![]() ![]() Het stukje papier ligt ergens
op het oppervlak van de aarde en we gebruiken nu de lengte- en breedtelijnen om de plaats
daarop te bepalen. |
![]() ![]() We hebben het
papiertje nu, met behulp van twee coördinaten, concreet in relatie met een plaats op het
oppervlak van de aarde gebracht. |
![]() ![]() Verbinden we het hoogste punt,
het zenit midden boven het voorwerp, met het middelpunt van de aarde, dan brengen we het
voorwerp ruimtelijk in relatie met de aarde. |
Voorlopig is dit voldoende over plaats en ruimte. Laten we met tijd bezig gaan. |
^ ![]() |
|
Over tijd: het dag- en nachtritmeWe gaan nu op zoek naar de vierde coördinaat, de tijd. Tijd op aarde hangt in de eerste plaats af van de draaiing van de aarde om haar as. In 24 uur draait de aarde om haar eigen as en is het afwisselend dag en nacht. Klik op onderstaand plaatje om de draaiing te volgen. Z = zenit A = aardas E = evenaar of equator |
|
![]() Als deze animatie niet werkt... |
|
Met behulp van de plaatjes hebben we van buitenaf naar de aarde gekeken terwijl zij draaide. De aardas is steeds in dezelfde hoek ten opzichte van de zon gebleven. De tijd op aarde wordt blijkbaar afgemeten aan de hand van de stand van de aarde en van onze plaats op de aarde ten opzichte van de zon. Het lijkt erop dat we na dit alles buiten de aarde moeten zoeken om de plaats van het figuurtje ten opzichte van de zon te vinden. In feite moeten we ook nog meer over de drie ruimtelijke coördinaten te weten zien te komen. |
^ ![]() |
Over tijd: de seizoenenDe aarde draait, behalve om haar eigen as, ook in een baan om de zon. Dat wist u al
lang, en U zult ook opgemerkt hebben dat de verhoudingen op de volgende plaatjes nog
minder kloppen dan die op de plaatjes hierboven. (We maken van de nood een deugd). De
schuine stand van de aardas blijkt van bijzondere betekenis bij het draaien om de zon. De
richting van de schuine stand is namelijk, gezien vanuit een bepaald standpunt, altijd
dezelfde. Hierdoor ontstaan de seizoenen. Daar wil ik nu eerst op ingaan. |
1. de voorjaarsequinox![]() ![]() Omstreeks 21 maart: de zon kruist de evenaar in noordelijke richting (voorjaarsequinox). Op aarde zijn de dag en de nacht overal even lang. Vanuit het lage gezichtspunt
bekeken, is de aarde verscholen achter de zon. |
2. zomerzonnewende op de Kreeftskeerkring![]() ![]() Bij deze plaats van de aarde op haar baan,
is de dag op het noordelijk halfrond het langst. |
3. de herfstequinox![]() ![]() Omstreeks 23 september: de zon kruist de evenaar in zuidelijke richting (herfstequinox). De dag en de nacht zijn weer overal even lang. |
4. winterzonnewende op de Steenbokskeerkring![]() ![]() De winter begint op het noordelijk
halfrond met de kortste dag, terwijl op het zuidelijk halfrond de dag op zijn langst is. |
Hoewel het duidelijk is dat de draaiing van de aarde om haar as en haar schuine stand ten opzichte van de baan om de zon zowel het dag- en nachtritme als de seizoenen op aarde bepalen, hebben we nog steeds niet de coördinaat gevonden die we zochten. Maar we zijn er wel dichter bij (terwijl we alsmaar verder de ruimte ingaan). Van een persoonlijke ruimtetijd relatie is nog steeds geen sprake. We hebben inmiddels de aarde in relatie gebracht met de zon. Echter, de tijd is de tijd van de plaats op de aarde: de breedtegraad en de lengtegraad samen geven de tijd van het jaar en de tijd van de dag aan. We hebben seizoenen maar nog geen kalender. We weten nog niet op welk punt van de baan van de aarde we zitten, we weten niet precies welke dag het is. We hebben geen vast punt in de tijd op basis waarvan we met andere mensen afspraken zouden kunnen maken. Wat is het nut van een klok als je geen afspraken kunt maken omdat de klokken verschillende tijden aangeven en er geen afspraken over de datum kunnen worden gemaakt? |
^ ![]() |
|
Projecteren en relateren in de ruimteWe kunnen ons de ruimte die de aarde en de zon omgeeft, de hemel, voorstellen als een
bol. Bijgevolg zitten we zelf binnen in die bol. Op de binnenzijde van die bol of sfeer
zijn overal sterren en andere hemellichamen te zien die ten opzichte van elkaar nauwelijks
lijken te bewegen. Er lijkt ook geen verschil in diepte te zijn. De zon, de maan en de
planeten daarentegen bewegen wel duidelijk ten opzichte van die achtergrond van sterren.
We denken ons nu een grote cirkel die in hetzelfde vlak ligt als de baan van de aarde om
de zon. Die cirkel wordt de ecliptica genoemd. |
|
![]() Klik hier. |
Een cirkel heeft een beginpunt nodig om te kunnen bepalen waar iets zich op die cirkel
bevindt. Vanuit het middelpunt van de aarde trekken we een lijn naar een plaats op die cirkel, zo dat die lijn precies door het middelpunt van de zon gaat. Dat kunnen we elke dag wel doen, dan gaan we langzaam de cirkel rond, maar we kiezen het moment dat de zon precies boven de evenaar staat op zijn weg van de Steenbokskeerkring in het zuiden naar de Kreeftskeerkring in het noorden. Dit punt wordt algemeen aangenomen als de nulde graad van de cirkel. Het referentiepunt in ruimte en tijd wordt al duizenden jaren 0° Ram genoemd [zeker sinds de tijd dat het niet langer samenviel met het begin van het sterrebeeld Ram, zo'n 2200 jaar geleden, en het onderscheid als sterreteken Ram nodig werd]. Om voorkomende verschuivingen te kunnen corrigeren, bij voorbeeld ten behoeve van de ruimtevaart, wordt dit punt regelmatig geverifieerd en wordt de universele tijd (UT) vastgesteld. |
de voorjaarsequinox ![]() Het kleine rode
puntje op de drie aardbollen wijst recht naar de zon die U zich er tegenover kunt
voorstellen. De rechtse bol geeft het begin van de winter aan, als de zon op het meest
zuidelijke punt, de Steenbokskeerkring, staat. De middelste bol geeft het beeld van het
moment dat het midden van de zon van zuid naar noord over de evenaar gaat, op het snijpunt
van de aardas en de ecliptica staat. Dit moment, dat dag en nacht op aarde overal even
lang zijn en de lente op het noordelijk halfrond begint, wordt de voorjaarsequinox
genoemd. De linkse bol geeft het begin van de zomer aan. De zon is op het meest
noordelijke punt aangekomen en bevindt zich op de Kreeftskeerkring. |
^ ![]() |
datum en zonnetijd op aarde |
![]() ![]() We gaan nu echt verbindingen leggen tussen de aarde en het referentiekader in de ruimte, de cirkel van de ecliptica. We hebben de aarde in het midden van de cirkel (op het vlak van de ecliptica) gezet om te kunnen meten. We kunnen moeilijk de zon als centraal punt nemen, zijn rol bij datum- en tijdmetingen voor aards gebruik is immers die van hulpmiddel. Vanuit deze hoek gezien, bevindt de zon zich op circa 142 graden afstand van 0° Ram op de ecliptica. Het is op de aardse kalender dan ongeveer 14 augustus. Per dag verschuift de zon gemiddeld met ruim een graad. |
Nu we de gezochte tijdcoördinaat (t) hebben gevonden kunnen we ruimte en tijd combineren en de vier coördinaten van verschillende plaatsen op aarde proberen te tekenen. |
^ ![]() |
|
Een cirkel als kaart van ruimte en tijd.De volgende voorbeelden geven een aantal mogelijke locaties weer. Ik heb gekozen voor
vijf plaatsen op de meridiaan van Greenwich, namelijk: Greenwich, de meest noordelijke
plaats, een plaats op de Kreeftskeerkring, een op de evenaar, een op de Steenbokskeerkring
en, de meest zuidelijke van de vijf, op dezelfde breedte als Greenwich, maar dan op het
zuidelijk halfrond. Als U op het plaatje klikt ziet U achtereenvolgens de coördinaten van
de vijf plaatsen. |
|
![]() Klik hier. |
Gegevens van de 5 kaarten links:S = 270°42', 22 december 2000;
|
S = datum en zonnetijd, de t-coördinaat Mc = de Midhemel die naar het zuiden wijst, de zonnetijd op de plaatselijke meridiaan, de Y-coördinaat Asc = Ascendant, de oostelijke horizon van een bepaalde plaats op de meridiaan, de X-coördinaat Z = Zenit van die plaats, altijd 90° van de Ascendant, de Z-coördinaat. |
|
![]() Klik hier. |
Gegevens van deze 5 kaarten:S = 270°26', 22 december 2000;
|
Op andere tijden dan om 6 uur, zoals in de eerste reeks, zijn de verschillen soms nog groter. Op bepaalde tijden echter, te weten rond 12 en 0 uur, zijn de verschillen zo minimaal dat de relevantie ervan niet zo duidelijk is (zie de tweede reeks). Desalniettemin, het is mogelijk gebleken de 4 coördinaten van een voorwerp op een bepaalde plaats en een bepaalde tijd op aarde vast te stellen. Door onze plaats zowel ruimtelijk als in de tijd te verbinden met de ecliptica hebben we het individuele coördinatenstelsel en de persoonlijke ruimtetijd relatie gevonden die we zochten. Bovendien blijkt hieruit dat geen van de vier coördinaten alleen tijd of alleen ruimte aangeeft. |
^ ![]() |
Het begrip ruimtetijdOmdat ruimtetijd een continuüm is, er geen stilstand is, moeten we noodzakelijk vaststellen dat we alleen kunnen praten over schijnbare breukmomenten in dat continuüm. Wat moeten we ons daarbij voorstellen en welke breukmomenten zijn zinvol? Voorbeelden kunnen beginmomenten zijn zoals: een geboorte, de proclamatie van iets of de bevestiging van een huwelijk, het afvuren van een raket. Of het kunnen eindemomenten zijn zoals: sterven, het neerstorten van een vliegtuig, de uitspraak van een faillissement, het moment van een aankomst. In ieder geval momenten en gebeurtenissen die aan een tijd en een plaats zijn te koppelen. Wat voor nut heeft het om vast te stellen dat ieder voorwerp op het oppervlak van de aarde op zijn eigen manier in relatie staat met de zon en de ruimte? De oude astrologen hebben sinds mensenheugenis deze materie en de tijdrekening bestudeerd. Sinds de tijd van de Verlichting zijn wetenschappers die zich met de mechanica van objecten buiten de aarde bezighouden zich astronomen gaan noemen. Kijkend naar de laatste plaatjes moet ik denken aan de werkwijze van econometristen, die hun vele gegevensbronnen wiskundig behandelen als waren het even zovele coördinaten ofwel dimensies. Een mensenbestaan kent ook meer dan vier dimensies, er zijn meer dan vier aspecten van belang. Onze innerlijke ruimtetijd, onze eigenheid, bevat immers informatie in de vorm van onze voorwaarden en capaciteiten. Om een kaart van een mensenbestaan samen te stellen zouden we informatie over meer dimensies moeten kunnen hanteren. Koppeling naar |