tijddilatatie

Tijddilatatie is een relativistisch verschijnsel waarbij tijd niet voor alle waarnemers gelijk verloopt. Het treedt op wanneer waarnemers ten opzichte van elkaar bewegen (tijdens speciale relativiteit) of wanneer ze zich in verschillende zwaartekrachtsvelden bevinden (in algemene relativiteit).

Bij beweging met snelheid v ten opzichte van een waarnemer verloopt een klok in het bewegende systeem langzamer volgens de factor γ = 1 / sqrt(1 - v^2/c^2). Het tijdsinterval voor een gebeurtenis gemeten door een stilstaande waarnemer (Δt) is dan Δt = γ Δτ, waarbij Δτ de zogenaamde 'proper time' is, de tijd gemeten langs de wereldlijn van het bewegende klok. De dilatatie is symmetrisch: elk referentiekader ziet de klok van de ander langzamer tikken.

Zwaartekrachtsdilatatie komt uit de algemene relativiteit en houdt in dat klokken sterker in een zwaartekrachtsveld langzamer lopen dan klokken hoger in het veld. Het effect is onmisbaar bij precisie-tijdmetingen in satellietnavigatiesystemen en experimenten rondom de aarde, en kan worden uitgedrukt met relatieve tijdsvertraging die afhankelijk is van het potentiaalverschil.

Praktische bevestigingen bestaan uit onder meer muonreacties in de atmosfeer die langer lijken te bestaan op hogere snelheden, en technische toepassingen zoals de klokcorrecties in GPS-satellieten, waarbij zowel snelheid (speciale) als zwaartekracht (algemene) dilatatie worden meegerekend.

Begrippen verwant aan tijddilatatie zijn de twin paradox en het relatieve tijdsverloop, die illustreren hoe tijd kan verschillen tussen trajecten en referentiekaders bij wisselingen van inertiële toestand.