>Ik ben student interieurarchitectuur en heb een opdracht waarbij ik de theorie ben gaan onderzoeken

interieurarchitectuur ontmoet moderne natuurkunde. Spannende combinatie: kun je uitleggen hoe je deze in je opdracht wilt combineren?

Wikipedia of een paar populair-wetenschappelijke boeken/artikelen helpen je misschien wat op weg. Bijv.

http://nl.wikipedia.org/wiki/Speciale_relativiteitstheorie

en een door Google online te lezen boekje "Einstein voor Dummies"

http://books.google.nl/books?id=4o_JcIg4gVAC&pg=PA213&lpg=PA213&dq=relativiteit+dummy&source=bl&ots=RgIuTbODov&sig=MtgAUM61-5n4Or5B2EkUF9vgDHA&hl=nl&ei=-6qvTLSNJIKSOpCkpO8F&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=2&ved=0CB8Q6AEwAQ#v=onepage&q&f=false

Het is inderdaad geen simpel onderwerp. Maar misschien helpt het basis-concept je, waar al het andere van afhangt: de variatie (de relativiteit) in lengte- en tijdmetingen gedaan door waarnemers die een snelheid tov elkaar hebben.

Uit allerlei onderzoekingen in electromagnetisme aan het eind van de 19e eeuw kwam men er achter dat de snelheid van licht onveranderlijk is in vacuum. Of je nu stil staat of snel beweegt - in beide gevallen meet je dezelfde snelheid. Dat is wel gek want "normaal" meet je een snelheid die verschillend is: als ik in een trein door het gangpad loop zal iemand op een perron zien/meten dat ik met een snelheid loop gelijk aan die van de trein EN mijn loopsnelheid. Dat is de niet-relativistische mechanica en die heeft Newton ooit beschreven en die we door ervaring als "logisch" hebben aanvaard. Maar voor licht gaat dat niet op. Zowel op perron als in de trein wordt dezelfde, hoge, snelheid daarvoor gemeten: ca. 300,000 km/s.

Dat is gek - en deed Einstein nadenken waarom bij hele hoge snelheden dat optelprincipe niet meer geldt. Hij beredeneerde dat als snelheid als "afgelegde weg/tijdsinterval" (v=Δs/Δt) is gedefinieerd, dat een gemeten snelheid alleen dezelfde waarde kon blijven opleveren,als de deling weg/tijd hetzelfde quotiënt bleef geven.
En zo bedacht hij dat dat kon als de meetlat waarmee iemand een afstand meet te kleine afstanden aangaf. En tegelijk de stopwatch waarmee de verlopen tijd wordt gemeten, te langzaam loopt. En wel zoveel langzamer dat als je afstand en tijd op elkaar deelt er weer dezelfde lichtsnelheid uitkomt.

De waarnemer op het perron gebruikt de goede meetlat en stopwatch en meet de "echte" lichtsnelheid. Maar hij ziet dat de waarnemer in de trein een te korte lat en te trage stopwatch gebruikt. Omgekeerd denkt de waarnemer in de trein de goede spullen te gebruiken en dat de persoon op het perron te korte en te trage instrumenten heeft.

Aangezien er geen absoluut stilstaand punt in het heelal is, hebben beiden gelijk. Er is niet te bepalen (en daarmee niet interessant) wie van de twee personen nu beweegt met een bepaalde snelheid en "dus" de afwijkende meetinstrumenten gebruikt. Beweegt de trein vooruit of het perron achteruit? Of bewegen beiden? We kunnen alleen maar uitspraken doen relatief tov elkaar. De situatie is dus symmetrisch. Ze hebben beiden gelijk met de constatering dat ze niet dezelfde instrumenten gebruiken maar, wonder boven wonder, de meetuitkomst van de lichtsnelheid is wel hetzelfde.

Toen Einstein deze "lengte-contractie" (Lorentz-contractie)en "tijd-dilatatie" die optreedt in bewegende stelsels t.o.v. "stilstaande" stelsels, in formulevorm vastlegde, bleek dat voor snelheden veel kleiner dan het licht (zoals we in ons dagelijks leven meemaken) de contractie en dilatatie vrijwel nul zijn en "overgaan" in de simpeler niet-relativistische mechanica van Newton van gelijke meetlatten en synchroon lopende klokken.

Ergens in die formules zit een term v/c en voor kleine snelheid v tov de grote lichtsnelheid c wordt de breuk v/c bijna nul (0,000 000 3 als v=100 km/u). En krijgen we de (optel)formules voor lengte en tijd terug zoals we gewend zijn.  Maar de som van twee afstanden a₁ en a₂ in een bewegend stelsel is niet precies a₁+a₂ maar een heel klein beetje minder - onmerkbaar weinig. Als het stelsel snel beweegt, en v/c is niet meer bijna-nul, dan worden de contractie en dilitatie en hun gevolg ineens duidelijk zichtbaar.

De relativiteitswetten leiden tot enkele voorbeelden die tegen je "gezonde verstand" ingaan omdat we gewend zijn niet-relativistisch te denken als Newton:

• tweeling paradox: een snel bewegende persoon komt uiteindelijk terug op Aarde en is veel minder oud geworden dan de achterblijvers (doordat zijn klok tov de Aardse klok langzamer ging lopen). De paradox zit ‘m in het feit dat de reiziger een paar keer versnelt (bij het omdraaien in het verste punt) terwijl de thuisblijver dit niet doet. Je kunt beide personen niet verwisselen omdat de situatie niet symmetrisch is. Ze kunnen dus niet allebei beweren evenveel trager oud geworden te zijn.
• gelijktijdigheid en causaliteit: iemand die stil staat kan twee gebeurtenissen na elkaar zien (iemand schiet, een ander valt dood - zelfde plek, andere tijden) terwijl iemand die snel beweegt beide gebeurtenissen gelijktijdig ziet (zelfde tijd, andere plekken) of zelfs in omgekeerde volgorde. Of omgekeerd. Dit komt doordat gebeurtenissen op verschillende tijden worden gemeten doordat de klokken van elkaar afwijken (en ook op andere afstanden tot de waarnemer)
• massa en energie zijn equivalent en kunnen in elkaar worden omgezet volgens de meest bekende natuurkundeformule E = mc2 en reden waarom de Zon miljarden jaren kan stralen door steeds een beetje massa in licht-energie om te zetten. En waarom atoombommen zo heftig zijn.
• naarmate een voorwerp sneller gaat, neemt de (relativisitsche)massa toe. En uiteindelijk wel tot zo'n grote proportie dat er geen kracht is (in een aandrijfmotor) die het sneller dan het licht doet gaan. Dus hoe James T. Kirk dat met zijn USS Enterprise toch voor elkaar krijgt om met Warp 2 (=2x lichtsnelheid) te reizen,is meer fiction dan science. Of Scotty wordt de volgende Einstein...
  Lichtdeeltjes zelf zijn een vreemde eend in de bijt: zij hebben wel lichtsnelheid maar geen rustmassa. Ze kunnen ook niet afremmen: ze hebben altijd de lichtsnelheid.

Hopelijk helpen bovenstaande voorbeelden je bij inspiratie voor je interieurarchitectuur opdracht. Ik ben benieuwd naardie inspiratie. Wil je dat hieronder nog eens melden? Succes!