Archief
Artikelen

Rond deze tijd van het jaar is iedereen aan het terugblikken op de gebeurtenissen van 2013, maar de geschiedenis is langer dan een jaar. De geschiedenis van de wetenschap is daarvan een onderdeel. Van Newton was het nog een lange weg naar Albert Einstein. Iedereen kent weliswaar de formule E = mc², maar de betekenis is vrijwel niet te doorgronden. Newton (1642 – 1727) beoefende stiekem de alchemie, maar dat was nog lang geen scheikunde. Ook kende men wel de werking van magnetisme, maar elektriciteit kende men nog niet.

Een documentaire van PBS gaat over de ontwikkeling van de wetenschap van Newton tot Einstein. De formule van Einstein dient daarbij als leidraad. Deze begint met E, dat is energie. Michael Faraday (1791 – 1869) ontdekte dat elektriciteit en magnetisme twee keerzijden waren van dezelfde medaille. Hij werkte eigenlijk als scheikundige, maar tussen natuurkunde en scheikunde bestond toen nog geen duidelijke scheiding. De ontdekkingen van Faraday gaven een nieuwe betekenis aan het begrip “kracht”. Sindsdien spreek men van “energie”.

Al eerder had de Franse edelman Antoine Laurent Lavoisier (Parijs, 1743 – 1794) de wet van behoud van de massa geformuleerd. Hij ontdekte het element zuurstof en ontkrachtte de theorie dat bij verbranding een stof vrij zou komen, die men phlogiston noemde. Ook bracht hij een revolutie teweeg in de scheikundige nomenclatuur. Lavoisier wordt vaak gezien als de vader van de moderne scheikunde. Dank zij hem begonnen de alchemisten alle stoffen die ze gebruikten nauwkeurig te wegen. Op die manier ontdekte men het atoomgewicht van de verschillende elementen.

Faraday kreeg op latere leeftijd steun van de Schot James Clerk Maxwell, die de ideeën van Faraday verder uitwerkte. De vergelijkingen van Maxwell zijn nog altijd het uitgangspunt voor de klassieke elektrodynamica. Uit de vergelijkingen is wiskundig af te leiden dat bewegende ladingen elektromagnetische golven uitzenden door de ruimte met de snelheid van het licht. Op basis hiervan opperde Maxwell het idee dat licht een elektromagnetisch golfverschijnsel is. Uitgaande van zijn basisvergelijkingen, kon hij de lichtsnelheid theoretisch berekenen. Hij beschreef zijn bevindingen in zijn boek: A Treatise on electricity and magnetism (1873).

De rijke en excentrieke Franse gravin Émilie du Châtelet (1706 – 1749) kwam met de eerste correcte formulering E ∝ mv² voor de kinetische energie. Zij vertaalde de Principia van Newton in het Frans. Ook las ze het werk van de Duitse wiskundige Gottfried Wilhelm Leibniz (1646 – 1716), die onafhankelijk van Newton het differentiaal rekenen had ontdekt. Ook de experimenten van de Hollander Willem Jacob ’s Gravesande (1688 – 1742) droegen bij aan haar inzicht. Daaruit bleek dat de energie van een bewegend voorwerp niet recht evenredig is met zijn snelheid, zoals Newton en Voltaire nog dachten, maar evenredig met het kwadraat van zijn snelheid, dus E ∝ mv². Deze formule werd later bijgesteld in E = 1/2 mv².

Einstein was werkelijk bezeten van de aard van het licht. In zijn tijd was wel reeds bekend dat licht kon worden gezien als een golf, of als een deeltje. Ook was de lichtsnelheid reeds bekend (ongeveer 300.000 km/sec.). Deze snelheid kon niet worden overschreden. Einstein vroeg zich af wat men zou zien als men even snel zou gaan als het licht. Hij kwam tot het besef dat de tijd zich dan zou vervormen: snelheid en tijd zijn twee keerzijden van dezelfde medaille. We leven in een vierdimensionale tijd-ruimte!

Einstein was getrouwd met met Mileva Marić, beiden waren geschoold in de wiskunde. Hoewel Mileva zijn artikelen altijd als eerste narekende, is het onduidelijk wat haar bijdrage was aan de theorie van Einstein. In 1905 publiceerde Einstein kort na elkaar 5 artikelen die hem later wereldberoemd zouden maken. De enige die aanvankelijk met begrip reageerde, was de toen reeds beroemde natuurkundige Max Planck (1858 – 1947), de grondlegger van de kwantummechanica. Vanaf dat moment werd Einstein eerst professor en toen wereldberoemd! Helaas ging dit ten koste van zijn huwelijk met Mileva Marić.

Vanaf 1 uur 24 minuten vond ik het verhaal minder interessant worden. De Zweeds/Oostenrijkse en Joodse Lise Meitner werkte in Duitsland samen met Otto Hahn aan het onderzoek naar atoomkernen. Tijdens het Hitler regime vluchtte Lisa naar Zweden, maar ze bleef corresponderen met Hahn. Samen ontdekten ze het principe van kernsplitsing, maar Hahn trok alle eer aan zichzelf! Hoewel haar rol wellicht vrij marginaal was, werd ze na de oorlog beschouwd als de “Joodse moeder van de atoombom”, die het geheim van de atoombom onder de neus van Adolf Hitler had weggegrist. In 1942 begon in de VS het Manhattanproject om een atoombom te ontwikkelen. Lisa werd uitgenodigd om er aan mee te werken, maar ze weigerde, want ze was pacifist.

De resultaten van deze wetenschap kennen we: Hiroshima, Nagasaki, Tsjernobyl en Fukushima zijn onvergetelijke dieptepunten in de menselijke beschaving. De formule van Einstein wordt in de documentaire van PBS op een fraaie manier onderbouwd en historisch gedocumenteerd. Er is echter een element dat nooit is bewezen: de constante snelheid van het licht. De kwantummechanica van Max Planck blijkt in combinatie met de relativiteitstheorie van Einstein te leiden tot zulke dwaze resultaten! En dan bedoel ik niet de alles vernietigende atoomenergie, maar parallelle universa en reizen in de tijd. Deze uitkomsten ontstaan omdat men aanneemt dat de snelheid van het licht overal in het hele heelal gelijk is aan 300.000 km/sec., maar misschien is dat wel niet waar!


Einstein als jonge man

De eerste 4 minuten van de PBS documentaire bestaan uit reclame voor de sponsors en vanaf 1 uur en 24 minuten gaat het niet meer over Einstein, maar over het ontstaan van de atoombom. De rest van de documentaire is niet alleen verhelderend, maar ook een lust voor het oog.

Einstein’s Big Idea – Full Documentary duurt een uur en 51 minuten.

Share and Enjoy:
  • NuJIJ
  • Twitter
  • Facebook
  • Hyves
  • RSS
  • email

Gesloten voor reacties.

Recente reacties