Een begrip uit de Algemene Relativiteitstheorie impliceert, dat snel bewegende klokken, zoals in een satelliet, daar langzamer tikken, dan op aarde.

Hilaire , 72 jaar
27 april 2011

Mijn vraag is of dit begrip ook geldt voor de biologische klok van de mens.

Zo dit JA is, is mijn volgende vraag :

Stel dat een astronaut, een zeer lange tijd, in een snel vliegende satelliet
verbleven heeft (vb. ISS), en daarna later op aarde terugkeert.
Zijn wij die hier op aarde gebleven zijn, dan ouder geworden dan deze
astronaaut ?

Antwoord

Ja, dat geldt voor alle fyscische processen aan boord van die satelliet: bewegende veersystemen, chemische reacties,en ook uw biochemische processen. Met andere woorden, je merkt er niets van. Je hebt nog steeds elke 24 uur slaap, je eet even regelmatig als op aarde...

Maar, let wel op, er zijn twee effecten die de tijd in uw satelliet gaan beinvloeden:

eerst is er het effect van de snelheid, dat maakt dat de klok in de satelliet trager verloopt dan op aarde. Dit is enkel functie van de snelheid tegenover de stilstaande waarnemer op het aardoppervlak. Dit is een effect van de speciale relativitietstheorie.

Ten tweede is er het effect van de gravitatie. Bij verminderde gravitatie gaat de klok sneller lopen. Deze is functie van afstand tot het centrum van de aarde, en is een effect van de algemene relativiteitstheorie.

En die twee effecten zijn in dit geval ook aan elkaar gekoppeld, omdat voor een satellietbaan de hoogte boven het aardoppervlak (en dus de afstand tot het aardcentrum) onlosmakelijk vasthangt met de baansnelheid. Op elke hoogte ligt de snelheid vast en omgekeerd.

Je ziet ook dat de twee effecten elkaar tegenwerken, en wie overheerst hangt door de hierboven vermelde koppeling enkel af van de hoogte boven het aardoppervlak (in feite van de afstand tot het aardcentrum, maar het is makkelijker de hoogte te interpreteren).

Ik heb het eens opgezocht, en op een hoogte van 10 000 km zijn de twee effecten even groot, en loopt de tijd dus gelijk met die op aarde. Onder die grens is het effect van de snelheid groter en loopt de tijd trager. Boven die hoogte loopt de tijd sneller want daar is het effect van gravitatie groter. Deze twee effecten zijn zelfs experimenteel vastgesteld aan de hand van klokken in vliegtuigen, en kwamen binnen 1 procent overeen met de theoretische waarden volgens Einstein.

Om concreet op uw vraag te antwoorde, :
ISS zit op een hoogte van 350 a 380 km, dus onder die grens, zodat de tijd in ISS dus iets trager loopt dan op aarde.  Het effect is ongeveer 0.007 seconde per jaar. Frank De Winne heeft dus, dank zijn zijn verblijf van zes maanden in ISS, 3.5 milliseconden gewonnen.


Reacties op dit antwoord

Er zijn nog geen reacties op deze vraag.

Enkel de vraagsteller en de wetenschapper kunnen reageren op een antwoord.

Zoek andere vragen

© 2008-2021
Ik heb een vraag wordt gecoördineerd door het
Koninklijk Belgisch Instituut voor Natuurwetenschappen