Время знакомо всем, но его трудно определить и понять. Наука, философия, религия и искусство имеют разные определения времени, но система его измерения относительно непротиворечива.
Часы основаны на секундах, минутах и часах. Хотя основа для этих единиц менялась на протяжении всей истории, они уходят корнями в древнюю Шумерию. Современная международная единица времени, вторая, определяется электронным переходом атом цезия. Но что именно такое время?
Физики определяют время как прогрессию событий из прошлого в настоящее в будущее. По сути, если система неизменна, она вне времени. Время можно считать четвертым измерением реальности, используемым для описания событий в трехмерном пространстве. Это не то, что мы можем увидеть, потрогать или попробовать, но мы можем измерить его прохождение.
Физические уравнения одинаково хорошо работают независимо от того, движется ли время в будущее (положительное время) или назад в прошлое (отрицательное время.) Однако время в естественном мире имеет одно направление, называемое
стрела времени. Вопрос о том, почему время необратимо, является одним из самых больших нерешенных вопросов в науке.Одно из объяснений состоит в том, что мир природы следует законам термодинамики. второй закон термодинамики утверждает, что в замкнутой системе энтропия системы остается постоянным или увеличивается. Если вселенную считают замкнутой системой, ее энтропия (степень беспорядка) никогда не может уменьшаться. Другими словами, вселенная не может вернуться точно в то же состояние, в котором она находилась в более ранней точке. Время не может двигаться назад.
В классической механике время везде одинаково. Синхронизированные часы остаются в согласии. Тем не менее, мы знаем из специальной и общей теории относительности Эйнштейна, что время относительно. Это зависит от системы отсчета наблюдателя. Это может привести к замедление временигде время между событиями становится длиннее (расширеннее), чем ближе человек движется к скорости света. Движущиеся часы работают медленнее чем стационарные часы, причем эффект становится более выраженным по мере приближения движущихся часов скорость света. Часы в джетах или на орбите записывают время медленнее, чем на Земле, мюонные частицы распадаются медленнее при падении, и Эксперимент Майкельсона-Морли подтвержденное сокращение длины и замедление времени.
Путешествие во времени означает движение вперед или назад к разным точкам во времени, так же, как вы можете перемещаться между разными точками пространства. Прыжок вперед во времени происходит в природе. Астронавты на Международной космической станции прыгают вперед во времени, когда возвращаются на Землю из-за ее более медленного движения относительно станции.
Идея путешествие назад во времениОднако создает проблемы. Одна проблема - причинность или причина и следствие. Возвращение во времени может вызвать временный парадокс. «Дедушкин парадокс» - классический пример. Согласно парадоксу, если вы путешествуете во времени и убиваете своего деда до рождения матери или отца, вы можете предотвратить собственное рождение. Многие физики считают, что путешествие во времени в прошлое невозможно, но есть решение временного парадокса, такого как путешествие между параллельные вселенные или точки ветвления.
Человеческий мозг оборудован для отслеживания времени. Супрахиазматические ядра головного мозга являются областью, ответственной за суточные или циркадные ритмы. Но нейротрансмиттеры и наркотики влияют на восприятие времени. Химические вещества, которые возбуждают нейроны, так что они запускаются быстрее, чем обычно, ускоряют время, в то время как уменьшенное срабатывание нейронов замедляет восприятие времени. В основном, когда время кажется ускоренным, мозг различает больше событий в течение интервала. В этом отношении время действительно летит, когда веселишься.
Время кажется замедленным во время чрезвычайных ситуаций или опасности. Ученые из Медицинского колледжа Бейлора в Хьюстоне говорят, что мозг на самом деле не ускоряется, но миндалина становится более активной. Миндалина - это область мозга, которая создает воспоминания. Поскольку больше воспоминаний формируется, время кажется затянутым.
Это же явление объясняет, почему пожилые люди, кажется, воспринимают время как движущееся быстрее, чем когда они были моложе. Психологи считают, что мозг формирует больше воспоминаний о новых переживаниях, чем о знакомых. Поскольку позже в жизни создается меньше новых воспоминаний, кажется, что время течет быстрее.
Что касается вселенной, у времени было начало. Отправной точкой было 13.799 миллиардов лет назад, когда Большой взрыв произошло. Мы можем измерить космическое фоновое излучение как микроволны от Большого взрыва, но нет никакого излучения с более ранним происхождением. Одним из аргументов в пользу происхождения времени является то, что если бы оно простиралось бесконечно назад, ночное небо было бы наполнено светом более старых звезд.
Закончится ли время? Ответ на этот вопрос неизвестен. Если вселенная расширяется вечно, время будет продолжаться. Если произойдет новый Большой Взрыв, наша временная шкала закончится и начнется новый. В экспериментах по физике элементарных частиц случайные частицы возникают из вакуума, поэтому маловероятно, что Вселенная станет статичной или вневременной. Время покажет.