simultaneitet

Simultaneiteit is het begrip of twee ruimtelijk gescheiden gebeurtenissen op hetzelfde moment plaatsvinden. In Newtoniaanse, klassieke mechanica werd tijd als absoluut beschouwd: gelijktijdigheid is hetzelfde voor alle waarnemers. In de moderne natuurkunde is simultaneiteit echter relativistisch en afhankelijk van het referentiekader.

De relativiteit van gelijktijdigheid is een kernprincipe van de speciale relativiteit van Einstein (1905). Er bestaat geen universele tijd voor alle waarnemers; de volgorde van gebeurtenissen kan verschillen tussen waarnemers die zich ten opzichte van elkaar bewegen.

Een bekend gedachte-experiment toont dit: een lamp in het midden van een bewegende trein zendt tegelijk licht naar voor- en achterzijde. In het treinreferentiekader lijkt het licht gelijktijdig aan beide kanten aan te komen. In het perronreferentiekader komt het achterste uiteinde eerder aan dan het voorste, omdat de trein tegen het licht beweegt. Hiermee is dezelfde gebeurtenis niet gelijktijdig in beide referentiekaders.

Klok-synchronisatie gebeurt vaak via Einstein-synchronisatie: klokken verspreid over een ruimte worden met lichtsignalen gesynchroniseerd en men neemt aan dat de lichtsnelheid in alle richtingen gelijk is. Gelijktijdigheid is daarom in de praktijk een praktische conventie die afhangt van de gekozen synchronisatiemethode.

In bredere zin zorgt de ruimtelijke kromming van de ruimte-tijd in de algemene relativiteit ervoor dat simultaneiteit zelfs tussen nabijgelegen gebeurtenissen afhankelijk is van de aanwezigheid van zwaartekracht en de specifieke wereldlijn van een waarnemer. Daarom bestaat er geen absolute gelijktijdigheid; de notie is observer-afhankelijk.