100 jaar relativiteitstheorie Albert Einsteins nieuwe kosmos

Revolutionair inzicht: Albert Einsteins theorie van de gekromde ruimte
Revolutionair inzicht: Albert Einsteins theorie van de gekromde ruimte | © NASA

In 1915 presenteerde Albert Einstein de relativiteitstheorie. Zijn formules en zijn indrukwekkende persoonlijkheid maakten hem wereldberoemd.

Op 25 november 1915 presenteerde Albert Einstein aan de Pruisische Academie van Wetenschappen in Berlijn de algemene relativiteitstheorie – een revolutionair concept van de zwaartekracht. De natuurkundige sprak geestdriftig over een theorie ‘van onvergelijkbare schoonheid’ die was gebaseerd op het inzicht dat de zwaartekracht geen kracht is, maar een verbluffende eigenschap van tijd en ruimte.

Al in 1905 had de tot dan toe in de natuurkunde vrijwel onbekende patentmedewerker Albert Einstein vijf geniale, baanbrekende werken gepubliceerd. In 1922 kreeg hij weliswaar de Nobelprijs voor de natuurkunde voor zijn onderzoek naar de aard van het licht, maar hij werd vooral beroemd om zijn speciale relativiteitstheorie, waarmee hij voor het eerst onze ideeën over tijd en ruimte radicaal veranderde. Albert Einstein ontdekte dat licht altijd met een constante snelheid van 300.000 kilometer per seconde beweegt en dat geen enkel lichaam en geen enkele informatie sneller dan het licht kan bewegen.

Een formule die de wereld verandert

Toen hij bezig was met de speciale relativiteitstheorie stuitte Albert Einstein overigens op de ongetwijfeld beroemdste formule uit de geschiedenis: E=mc2. Volgens deze formule kunnen energie, E, en massa, m, in elkaar worden omgezet. Op deze eigenschap berust niet alleen het principe van atoombommen en kernreactoren maar ook dat van de waterstofbom en het ontstaan van energie in de kern van dit zon en van de sterren. En dit alles ligt besloten in een korte formule die onze wereld heeft veranderd.

De basisgedachte van de algemene relativiteitstheorie draait om iets anders. Volgens deze theorie buigt materie de ruimte om zich heen. Andere lichamen en lichtstralen moeten deze buigingen volgen. De maan draait niet om de aarde omdat krachtlijnen beide lichamen met elkaar verbinden, maar omdat ze de omringende ruimte indeuken zoals ijzeren ballen tegen een gespannen zeil, en maan en aarde in deze kommen om elkaar heen bewegen. Dat geldt ook voor alle gebeurtenissen op aarde: een kopje dat op de grond valt, volgt de kromming van de ruimte. Daarnaast verloopt daar waar de zwaartekracht sterker is de tijd trager dan bijvoorbeeld in de vrije ruimte. Op aarde is dit effect extreem klein. Iemand die op de bovenste verdieping van het Empire State Building woont, is vanuit de relativiteitstheorie bezien na tachtig jaar ongeveer een tienduizendste seconde ouder dan zijn tweelingbroer, die dezelfde tijd op de begane grond heeft gewoond.

Ondanks het revolutionaire karakter van de algemene relativiteitstheorie braken de hoogtijdagen ervan pas in de jaren zestig aan, toen de astrofysica en kosmologie telkens nieuwe successen boekten: de bevestiging van de oerknaltheorie en de ontdekking van neutronensterren, pulsars en zwarte gaten – al deze verschijnselen kunnen zonder de algemene relativiteitstheorie niet worden verklaard. Albert Einstein schiep in de waarste zin van het woord een volledig nieuwe kosmos – enkel en alleen met potlood en papier. Sommige consequenties ervan waren zo revolutionair dat zelfs Einstrein ervoor terugschrok. Vandaag de dag is zijn relativiteitstheorie doorgedrongen in het gewone leven, namelijk in de op gps gebaseerde navigatieapparatuur in onze auto’s en smartphones.

Een indrukwekkende persoonlijkheid

Albert Einstein trok niet alleen zoveel aandacht vanwege zijn revolutionaire inzichten, maar ook vanwege zijn indrukwekkende persoonlijkheid. Hij werd op 14 maart 1879 in een Joodse koopmansfamilie geboren en droomde al vroeg van een universitaire carrière. Aanvankelijk lukte dit niet en daarom accepteerde hij in 1902 een baan bij het patentbureau in Zwitserland. In 1914 kreeg hij in Berlijn een benoeming aan de Pruisische Academie van Wetenschappen, maar vanaf het begin van de jaren twintig zag hij zich aan een steeds fellere antisemitische haatcampagne blootgesteld. Toen hij op 30 januari 1933 tijdens een verblijf in de Verenigde Staten over de machtsovername van Hitler hoorde, besloot hij niet meer naar Duitsland terug te keren. Hij vond een nieuw thuis in de Amerikaanse stad Princeton, waar hij tot zijn dood in 1955 onderzoek verrichtte.

Albert Einstein nam vaak stelling tegen politieke ontwikkelingen, zette zich in voor menselijkheid en pacifisme en streed tegen racisme – in die tijd iets ongehoords voor een fysicus. Geen enkele natuurkundige was zo populair als Albert Einstein. Charlie Chaplin zei eens tegen hem: ‚Voor mij applaudisseren de mensen omdat ze me allemaal begrijpen, voor u omdat niemand u begrijpt.‘