- Время — это последовательность событий, происходящих в прошлом, настоящем и будущем.
- Время может двигаться только вперед, потому что беспорядок во Вселенной, или энтропия, никогда не уменьшается.
- Человеческий мозг отслеживает время с помощью воспоминаний; чем больше воспоминаний, тем медленнее кажется время.
Время знакомо каждому, но его трудно определить и понять. Наука, философия, религия и искусство предлагают разные определения времени, но система его измерения относительно последовательна.
Часы основаны на секундах, минутах и часах. Хотя основа этих единиц менялась на протяжении истории, их корни уходят в древнюю Шумерию (Шумер, территория, которая сейчас является южным Ираком). Современная международная единица времени, секунда, определяется электронным переходом атома цезия . Но что же такое время на самом деле?
Что же такое время? Физики определяют время как последовательность событий от прошлого к настоящему и будущему. В сущности, если система неизменна, она вне времени. Время можно рассматривать как четвертое измерение реальности, используемое для описания событий в трехмерном пространстве. Это нечто, чего мы не можем увидеть, потрогать или попробовать на вкус, но мы можем измерить его течение.
Уравнения физики одинаково хорошо работают как в направлении вперед в будущее (положительное время), так и в направлении назад в прошлое (отрицательное время). Однако в природе время имеет только одно направление, называемое стрелой времени. Вопрос о том, почему время необратимо, является одним из самых больших нерешенных вопросов в науке.
Одно из объяснений заключается в том, что природный мир подчиняется законам термодинамики. Второй закон термодинамики гласит, что в изолированной системе энтропия системы остается постоянной или увеличивается. Если Вселенная рассматривается как изолированная система, то ее энтропия (степень беспорядка) никогда не может уменьшиться. Другими словами, Вселенная не может вернуться в точно такое же состояние, в котором она находилась ранее. Время не может двигаться вспять.
В классической механике время везде одинаково. Синхронизированные часы показывают одинаковое время. Однако из специальной и общей теории относительности Эйнштейна мы знаем, что время относительно. Оно зависит от системы отсчета наблюдателя. Это может привести к замедлению времени , когда время между событиями увеличивается (растяжается) по мере приближения к скорости света. Движущиеся часы идут медленнее, чем стационарные, и этот эффект становится более выраженным по мере приближения движущихся часов к скорости света . Часы в реактивных самолетах или на орбите показывают время медленнее, чем на Земле, мюонные частицы распадаются медленнее при падении, а эксперимент Майкельсона-Морли подтвердил сокращение длины и замедление времени.
Путешествие во времени означает перемещение вперед или назад в разные моменты времени, подобно перемещению между различными точками пространства. Скачки во времени происходят в природе. Астронавты на Международной космической станции совершают скачок во времени вперед, когда возвращаются на Землю, из-за более медленного движения Земли относительно станции.
Однако идея путешествия во времени сопряжена с проблемами. Одна из проблем — причинно-следственная связь. Путешествие во времени может вызвать временной парадокс. Классический пример — «парадокс дедушки». Согласно этому парадоксу, если вы путешествуете во времени и убиваете своего дедушку до рождения матери или отца, вы можете предотвратить собственное рождение. Многие физики считают, что путешествие во времени в прошлое невозможно, но существуют решения временного парадокса, такие как путешествие между параллельными вселенными или точками ветвления.
Человеческий мозг способен отслеживать время. Супрахиазматические ядра мозга — это область, отвечающая за суточные или циркадные ритмы. Но нейромедиаторы и лекарства влияют на восприятие времени. Химические вещества, которые возбуждают нейроны, заставляя их работать быстрее обычного, ускоряют время, в то время как снижение активности нейронов замедляет восприятие времени. В сущности, когда время, кажется, ускоряется, мозг различает больше событий в течение интервала. В этом отношении время действительно летит незаметно, когда человек получает удовольствие.
В чрезвычайных ситуациях или при опасности время, кажется, замедляется. Ученые из Медицинского колледжа Бейлора в Хьюстоне говорят, что мозг на самом деле не ускоряется, но миндалевидное тело становится более активным. Миндалевидное тело — это область мозга, отвечающая за формирование воспоминаний. По мере формирования новых воспоминаний время, кажется, тянется бесконечно.
Тот же феномен объясняет, почему пожилые люди, кажется, воспринимают время как текущее быстрее, чем в молодости. Психологи считают, что мозг формирует больше воспоминаний о новых переживаниях, чем о знакомых. Поскольку в более позднем возрасте формируется меньше новых воспоминаний, время, кажется, проходит быстрее.
Что касается Вселенной, то у времени было начало. Отправной точкой стало событие Большого взрыва 13,799 миллиарда лет назад . Мы можем измерить космическое фоновое излучение в виде микроволн от Большого взрыва, но нет излучения, имеющего более раннее происхождение. Один из аргументов в пользу происхождения времени заключается в том, что если бы оно простиралось в прошлое бесконечно, ночное небо было бы заполнено светом от более древних звезд.
Закончится ли время? Ответ на этот вопрос неизвестен. Если Вселенная будет расширяться вечно, время будет продолжаться. Если произойдёт новый Большой взрыв, наша временная линия закончится, и начнётся новая. В экспериментах по физике элементарных частиц случайные частицы возникают из вакуума, поэтому маловероятно, что Вселенная станет статичной или вневременной. Только время покажет.
Часы основаны на секундах, минутах и часах. Хотя основа этих единиц менялась на протяжении истории, их корни уходят в древнюю Шумерию (Шумер, территория, которая сейчас является южным Ираком). Современная международная единица времени, секунда, определяется электронным переходом атома цезия . Но что же такое время на самом деле?
🔷 Научное определение времени
 |
Сальвадор Дали, «Постоянство памяти» (1931) |
Что же такое время? Физики определяют время как последовательность событий от прошлого к настоящему и будущему. В сущности, если система неизменна, она вне времени. Время можно рассматривать как четвертое измерение реальности, используемое для описания событий в трехмерном пространстве. Это нечто, чего мы не можем увидеть, потрогать или попробовать на вкус, но мы можем измерить его течение.
🔷 Стрела Времени
 |
Стрела Времени |
Уравнения физики одинаково хорошо работают как в направлении вперед в будущее (положительное время), так и в направлении назад в прошлое (отрицательное время). Однако в природе время имеет только одно направление, называемое стрелой времени. Вопрос о том, почему время необратимо, является одним из самых больших нерешенных вопросов в науке.
Одно из объяснений заключается в том, что природный мир подчиняется законам термодинамики. Второй закон термодинамики гласит, что в изолированной системе энтропия системы остается постоянной или увеличивается. Если Вселенная рассматривается как изолированная система, то ее энтропия (степень беспорядка) никогда не может уменьшиться. Другими словами, Вселенная не может вернуться в точно такое же состояние, в котором она находилась ранее. Время не может двигаться вспять.
🔷 Замедление времени
 |
Замедление времени |
В классической механике время везде одинаково. Синхронизированные часы показывают одинаковое время. Однако из специальной и общей теории относительности Эйнштейна мы знаем, что время относительно. Оно зависит от системы отсчета наблюдателя. Это может привести к замедлению времени , когда время между событиями увеличивается (растяжается) по мере приближения к скорости света. Движущиеся часы идут медленнее, чем стационарные, и этот эффект становится более выраженным по мере приближения движущихся часов к скорости света . Часы в реактивных самолетах или на орбите показывают время медленнее, чем на Земле, мюонные частицы распадаются медленнее при падении, а эксперимент Майкельсона-Морли подтвердил сокращение длины и замедление времени.
🔷 Путешествие во времени
 |
Путешествие во времени |
Путешествие во времени означает перемещение вперед или назад в разные моменты времени, подобно перемещению между различными точками пространства. Скачки во времени происходят в природе. Астронавты на Международной космической станции совершают скачок во времени вперед, когда возвращаются на Землю, из-за более медленного движения Земли относительно станции.
Однако идея путешествия во времени сопряжена с проблемами. Одна из проблем — причинно-следственная связь. Путешествие во времени может вызвать временной парадокс. Классический пример — «парадокс дедушки». Согласно этому парадоксу, если вы путешествуете во времени и убиваете своего дедушку до рождения матери или отца, вы можете предотвратить собственное рождение. Многие физики считают, что путешествие во времени в прошлое невозможно, но существуют решения временного парадокса, такие как путешествие между параллельными вселенными или точками ветвления.
🔷 Восприятие времени
 |
Восприятие времени |
Человеческий мозг способен отслеживать время. Супрахиазматические ядра мозга — это область, отвечающая за суточные или циркадные ритмы. Но нейромедиаторы и лекарства влияют на восприятие времени. Химические вещества, которые возбуждают нейроны, заставляя их работать быстрее обычного, ускоряют время, в то время как снижение активности нейронов замедляет восприятие времени. В сущности, когда время, кажется, ускоряется, мозг различает больше событий в течение интервала. В этом отношении время действительно летит незаметно, когда человек получает удовольствие.
В чрезвычайных ситуациях или при опасности время, кажется, замедляется. Ученые из Медицинского колледжа Бейлора в Хьюстоне говорят, что мозг на самом деле не ускоряется, но миндалевидное тело становится более активным. Миндалевидное тело — это область мозга, отвечающая за формирование воспоминаний. По мере формирования новых воспоминаний время, кажется, тянется бесконечно.
Тот же феномен объясняет, почему пожилые люди, кажется, воспринимают время как текущее быстрее, чем в молодости. Психологи считают, что мозг формирует больше воспоминаний о новых переживаниях, чем о знакомых. Поскольку в более позднем возрасте формируется меньше новых воспоминаний, время, кажется, проходит быстрее.
🔷 Начало и конец времён
 |
Начало и конец времён |
Что касается Вселенной, то у времени было начало. Отправной точкой стало событие Большого взрыва 13,799 миллиарда лет назад . Мы можем измерить космическое фоновое излучение в виде микроволн от Большого взрыва, но нет излучения, имеющего более раннее происхождение. Один из аргументов в пользу происхождения времени заключается в том, что если бы оно простиралось в прошлое бесконечно, ночное небо было бы заполнено светом от более древних звезд.
Закончится ли время? Ответ на этот вопрос неизвестен. Если Вселенная будет расширяться вечно, время будет продолжаться. Если произойдёт новый Большой взрыв, наша временная линия закончится, и начнётся новая. В экспериментах по физике элементарных частиц случайные частицы возникают из вакуума, поэтому маловероятно, что Вселенная станет статичной или вневременной. Только время покажет.
🔷 Основные положения
- Время — это последовательность событий, происходящих в прошлом и продолжающихся в будущем.
- Время — это последовательность событий, происходящих в прошлом и продолжающихся в будущем.
- Время движется только в одном направлении. Можно двигаться вперед во времени, но не назад.
- Ученые считают, что формирование памяти лежит в основе человеческого восприятия времени.
(Copyrighted © Перевод с англ. Louiza Smith)
Источник:
By Anne Marie Helmenstine, Ph.D,
«What Is Time? A Simple Explanation»