Tijd is een illusie?

Olaf van Duren

Men beleeft tijd als onderdeel van het bestaan, het is overal waar we kijken en zijn. Is het echter wat wij denken dat het is? De ‘arrow of time’ lijkt te wijzen van verleden naar toekomst. Zou deze ook andersom kunnen staan? Volgens van Dale is tijd een opeenvolging van ogenblikken. Maar kunnen ze ook tegelijk bestaan? Het is heden ten dage een van de meest uitdagende onderwerpen voor de theoretisch natuurkundigen. Hoe denken de wetenschappers eigenlijk over het fenomeen tijd?

Vroeger dacht je zeeën van tijd te hebben, naarmate je ouder wordt voelt het als een race tegen de klok. Waar ‘race’ je eigenlijk tegen? Zit tijd verwoven in ons universum? Of heeft de mensheid het bedacht om de maatschappij draaiende te houden?

Om te beginnen moet je eens proberen om de volgende, bedrieglijk makkelijke vraag te beantwoorden: “Wat is tijd?”. Probeer eens een definitie van tijd te geven. Men kan denken dat tijd hetgeen is wat weerhoudt dat alles tegelijk gebeurt, het rangschikt de gebeurtenissen zodat ze opeenvolgend zijn. Het blik bier raakt niet voller naarmate je meer drinkt. Waarom niet?

Neuroloog David Eagleman beweert dat tijd actief door onze eigen hersenen geconstrueerd wordt, en dat schizofrenie in werkelijkheid een andere manier van tijdservaring is. Wetenschapper Julian Barbour denkt dat tijd niet bestaat, en dat alles wat we zien een archeologische opgraafplaats is met een aantal ‘Nows’ van alles in de wereld. De basis van het idee van Isaac Newton was dat tijd ook absoluut kon worden beschouwd, zoals een metronoom die alsmaar doorgaat wat er ook gebeurt in de rest van het universum. In tegenstelling tot Einstein’s algemene Relativiteitstheorie die zegt dat tijd gecreeerd wordt door de relaties tussen de veranderingen van dingen die in het universum plaatsvinden. Einstein realiseerde zich dat tijd ook een dimensie is, wat samen met de drie ruimte-dimensies ‘ruimte-tijd’ genoemd wordt.

Is het dan niet aannemelijk om te zeggen: “Als alles om ons heen al bestaat, zou tijd, en daarmee verleden, heden en toekomst ook al bestaan?”. Einstein beweerde ook dat tijd an sich een illusie is. In de natuurkunde is elk ogenblik van tijd even echt, de verleiding is te zeggen dat elk ogenblik daarom tegelijk plaatsvindt. Maar zo ervaren wij het niet. Je kunt tijd zien als verschillende plaatsen in de ruimte. Ze bestaan, maar elders dan de plek waar je bent. We kunnen er niet omheen dat we vastzitten in tijd en alleen maar met de stroom meekunnen. Of niet?

Onderzoek heeft aangetoond dat de manier waarop men tijd ervaart, lijkt toe te nemen met de wortel van eentiende van de leeftijd. Ben je tien jaar dan is dat 1:1, echter bij 40 jaar is het 1:2. Dezelfde dag voelt voor de 40-jarige alsof deze twee keer zo snel voorbij is gegaan dan voor de tienjarige. Zou het kunnen dat onze hersenen in staat zijn de beleving van tijd te beïnvloeden? Bij het roken van een goede hoeveelheid marihuana ervaart men soms alsof ze een eeuwigheid op dezelfde plek zijn. Eagleman beweert dat dit niet komt door de trage ervaring en beleving van tijd, maar eerder door de onbekwaamheid om een herinnering vast te pinnen dat ze zijn aangekomen óp die plek. Bij een ongeluk ervaart met alles juist in slow motion, maar kun je elk moment tot in detail herinneren. Volgens Eagleman pinnen je hersenen bij een hoge-intensiteits gebeurtenis (auto ongeluk) veel meer herinneringen vast. Hierdoor voelt het auto ongeluk als slow motion. Zou het brein van de mens de ervaring van tijd kunnen beïnvloeden?

Merkwaardig is dat we allemaal een paar milljoenste seconde in het verleden leven. Dat is de tijd die de hersenen erover doen om informatie van je zintuigen gesynchroniseerd naar je bewustzijn te sturen, en zo het best mogelijke verhaal van de gebeurtenis te creëren. Mocht deze vertraging er niet zijn, dan verplaatst het je relatie van jouw persoonlijke tijd ten opzichte van anderen. Dat betekent dat je out-of-sync kan lopen met de persoonlijke tijd van anderen, wat ernstige geestelijke gevolgen heeft. Eagleman denkt dat schizofrenie (dubbele persoonlijkheid) een verwarring van tijdservaring is. Met een simpel experiment bevestigt hij de ervaring dat oorzaak en gevolg omgedraaid voelen. De testpersoon moet met de muis op een knop klikken waarna deze flitst. Vervolgens wordt de flits een fractie vertraagd, waardoor de hersenen hier aan wennen en de gebeurtenissen (muisklik en flits) simultaan beschouwen. De vertraging wordt er weer uitgehaald en de testpersoon ervaart de muisklik en flits omgedraaid. Precies wat mensen met schizofrenie ervaren, zij beweren niet de oorzaak van hun gevolgen te zijn.

Tijd bestaat niet volgens Julian Barbour, een britse fysicus. Hij gelooft in een oneindig aantal tegelijk bestaande universa met een oneindig aantal veranderingen en daarbij een oneindig aantal mogelijkheden van gebeurtenissen. Als je beweegt van de ene plek van de kamer naar de andere ben je niet meer dezelfde persoon die begon te lopen. Je bent totaal veranderd en de herinnering van de beweging is louter het brein dat een verzameling kennisflarden van verschillende jij’s uit verschillende ‘Nows’ samenvoegt. Mocht je ooit gefaald hebben voor een tentamen, wees gerust, er is vast een bepaalde combinatie van jij’s die het wel heeft gehaald. Barbour zegt dat het verleden simpelweg een andere wereld, in een andere mogelijke configuratie van het universum, is. Het verleden is een andere ‘Now’. Deze radicale gedachte van Barbour vindt zijn oorsprong in de Wheeler-DeWitt (1) vergelijking, welke Einstein’s Relativiteitstheorie en Kwantumtheorie poogt te verbinden met elkaar tot een Theorie van Alles. Door dit mathematisch te doen, wat extreem ingewikkeld is, verdwijnt de grootheid tijd (2) uit de vergelijking – een openbaring voor Julian Barbour. Men zou de werkelijkheid moeten beschouwen als still foto’s van momenten die in ons brein achter elkaar worden afgespeeld met 24 fps, met ieder hun eigen unieke wereld.

In tegenstelling tot Julian Barbour, beweert Tim Maudlin (filosoof en fysicus) dat tijd juist hetgeen is wat fundamenteel is en dus moet bestaan. Men kan niet met ruimte beginnen en dan tijd verkrijgen. Fysici zijn het er redelijk over eens dat de Big Bang de ruimte creërde. Of tijd in datzelfde proces ontstaan is zijn velen huiverig over. Lee Smolin, theoretisch fysicus aan het Perimeter Institute for Theoretical Physics, gaat zelfs verder door af te vragen of de wetten van de fysica veranderen naarmate het universum ouder wordt. De Fermi ruimtetelescoop, gelanceerd in 2008, gaat dit onderzoeken door het meten van de afgelegde weg van fotonen met verschillende energie die op 10 miljard lichtjaar vrij zijn gekomen bij een uitbarsting van gammastraling. Als op den duur het foton met de grotere energie enkele seconden achterligt, redeneerd Smolin, kan men stellen dat het ‘nu’ anders is dan het ‘nu’ van dertien miljard jaar geleden, ergo tijd bestaat.

Als tijd bestaat, waarom is het er, en waar komt het dan vandaan? Als het niet is bedacht door de mensheid, waardoor dan? En waarom heeft tijd altijd een richting? Sean Carroll, California Institute of Technology, legt tijd uit in relatie met de tweede wet van de thermodynamica. Naarmate de tijd verstrijkt, neemt de entropie toe en bepaalt het de richting van tijd. Tijd als een product van entropie. Carroll gelooft dat er meerdere universa zijn (multiversum) met elk hun eigen Yang. In ons universum (Yin) loopt tijd van verleden naar toekomst met een toename in entropie. Men kan spreken van een zekere onbalans omdat de toekomst een grote wanorde (hogere entropie) zal hebben. Om balans te creëren moet er dus een ander exact gespiegeld universum zijn met een teruglopende tijd, aldus Carroll. Hij spreekt van een ‘moeder universum’ en de zogenaamde ‘evil twin’ die moeten verklaren waarom ons universum is zoals het is. Het is ook niet de bedoeling om universa onderling te vergelijken, dat heeft bovenal geen zin.

Ruimte heeft voor ons een driedimensionaal karakter, althans zoals wij dat waarnemen. Einstein zegt dat tijd ook als dimensie gezien kan worden om zo tot het welbekende ruimte-tijd continuüm te komen. Tijd wordt doorgaans ervaren van verleden naar toekomst, als ëëndimensionaal zijnde een lijn. Wat als we tijd tweedimensionaal voorstellen, dan kun je tijd zien als een vlak. Het idee komt van wetenschapper Steve Weinstein van het Perimeter Institute en vindt zijn oorsprong in de snaartheorie (ruimte heeft meer dan drie zichtbare dimensies). Zou dit hetzelfde zijn als de tuinslang die van een afstand bekeken wordt ëëndimensionaal is, terwijl van dichtbij een driedimensionale structuur te herkennen is? Onze wereld ziet er driedimensional uit, op dezelfde manier als de tuinslang die ëëndimensionaal is op afstand. Kwantumfysica zegt dat een deeltje zich op verschillende plaatsen in de ruimte bevindt zonder een vaste locatie te hebben, en we slechts kunnen raden waar het is. Weinstein denkt dat ze wel degelijk een vaste locatie hebben, echter uitgesmeerd over tijd en wij kunnen dat niet waarnemen. Maar dan, wat zou een extra tijd betekenen en hoe speelt zich dat uit in de fysieke wereld?

Alle theoriën die het mysterie van tijd proberen uit te leggen zijn uiteenlopend en vaak erg complex. Is tijd relatief of absoluut? Bestaat het als onderdeel van het universum of wordt het door onszelf gecreëerd? Tijd kan echt zijn, maar ook een illusie. Als elk moment al bestaat, volgens Julian Barbour, zouden we het dan zo kunnen tweaken dan we kunnen teruggaan naar het verleden? Misschien leven we wel in een groot computerspel, bedacht en ingevuld door een veel geavanceerder ras. Het zijn allemaal statements en veronderstellingen om na te denken over ons bestaan in relatie tot tijd. Op het moment van schrijven is het verleden voor altijd afgelopen, en is de toekomst een leeg document klaar om beschreven te worden.

Publicatie verschenen in Simon Ster 43.1