Atoomtijd

Atoomtijd

Tijd meten we in seconden. Er gaan 86.400 seconden in een dag van 24 uur. Maar de tijd dat één seconde werd beschouwd als 1/86.400ste van een dag, is al lang vervlogen. Dat komt omdat we tegenwoordig weten dat de aarde steeds langzamer om haar as draait en dat niet alle dagen even lang duren. Een seconde is daarom gedefinieerd als 9.192.631.770 trillingen in een Cesium-atoom in een atoomklok, de atoomtijd. Niet je horloge of de systeemtijd van je computer, maar de atoomtijd vormt daarmee de basis voor de wereldwijde tijdstandaard (UTC). Ook de Nederlandse tijd is hiervan afgeleid.

GPS

Wat veel mensen niet weten is dat GPS systemen gebruik maken van de atoomtijd. In GPS satellieten zitten enkele atoomklokken die ervoor zorgen dat er een exact tijdstip met de locatie van de satelliet wordt meegestuurd. Daardoor ontstaat een zeer hoge nauwkeurigheid.

Tijd onderhevig aan de zwaartekracht

Atoomtijd verstrijkt  volgens de National Institute of Standards and Technology sneller als je op een bovenverdieping woont en zelfs wanneer je op een trapje staat. Dat hebben de Amerikaanse wetenschappers aangetoond door een experiment uit te voeren met atoomklokken.

Een hoogte van 33 centimeter heeft al invloed op het verstrijken van de tijd. Een atoomklok die is opgesteld op een dergelijke verhoging zal na 80 jaar ongeveer 90 miljardste van een seconde voor lopen.

Ook beweging beïnvloedt het verloop van tijd. Een atoomklok die in beweging is met een snelheid van 10 meter per seconde zal na honderden miljoenen jaren juist ongeveer een seconde langzamer tikken dan een klok die stil op de grond staat.

“Mensen denken misschien dat dit soort verschillen verwaarloosbaar zijn”, verklaart hoofdonderzoeker James Chin-Wen Chou in het Amerikaanse tijdschrift Scientific American. “Maar voor ons is dat niet zo. Wij kunnen deze verschillen duidelijk zien.”

De bevindingen tonen voor het eerst aan dat de relativiteitstheorie van Albert Einstein ook op kleine schaal geldt. Einstein stelde dat tijd langzamer verstrijkt op plaatsen waar de zwaartekracht groter is.

De wetenschappers kwamen tot hun conclusies door een experiment uit te voeren met atoomklokken die de atoomtijd registreren door de frequentie van trillingen van aluminium-atomen te registreren.

Om dat te bewijzen plaatsten de onderzoekers klokken op een kleine verhoging of in elektrische velden waardoor de apparaten in beweging kwamen. Vervolgens werden de tikken van die atoomklokken vergeleken met andere atoomklokken die op de grond waren geplaatst. Uit het onderzoek bleek dat er  minieme verschillen optraden, zoals door Einstein al was voorspeld.

Tot nu toe was invloed van zwaartekracht op tijd vooral gemeten op grote schaal. Zo stuurden wetenschappers van de Universiteit van Washington al in 1971 twee atoomklokken op een wereldreis in een vliegtuig. Na de reis bleek er een verschil in de atoomtijd van enkele tienden van nanoseconden te zijn opgetreden.

Een dag in de tijd van de prehistorie

In de tijd van de dinosauriërs draaide de aarde een stuk sneller dan nu. Een etmaal, een dag en een nacht duurde toen 23 uur. De middelpunt vliegende kracht, door het ronddraaien van de aarde, compenseerde de zwaartekracht zodat het zelfde effect ontstaat als als bij het meten van de tijd op hoogte.

Meer leuke weetjes over de tijd ? Bekijk dan de video.

(bronnen: nu.nl, wikipedia.org)

Tijdwolf

Grimmig lacht de
tijd in zijn vuistje
geen vadertje, geen vriend
maar een boef
een wolf verkleed
als schaap
-
Grimmig kruipt de tijd
langs mooie momenten
langs luie liefde
neemt een hapje
steeds wat meer
lacht in zijn vuistje
en komt dan weer.
-
Ameike van der Ven