Timpul este familiar tuturor, dar este greu de definit și de înțeles. Știința, filozofia, religia și artele au definiții diferite ale timpului, dar sistemul de măsurare este relativ consistent.
Ceasurile se bazează pe secunde, minute și ore. În timp ce baza acestor unități s-a schimbat de-a lungul istoriei, își urmăresc rădăcinile înapoi în Sumeria antică. Unitatea modernă de timp modernă, a doua, este definită de tranziția electronică a atom de cesiu. Dar ce este, mai exact, timpul?
Fizicienii definesc timpul ca evoluția evenimentelor din trecut în prezent în viitor. Practic, dacă un sistem este neschimbat, acesta este atemporal. Timpul poate fi considerat a fi a patra dimensiune a realității, folosit pentru a descrie evenimentele din spațiul tridimensional. Nu este ceva ce putem vedea, atinge sau degusta, dar putem măsura trecerea ei.
Ecuațiile fizice funcționează la fel de bine, dacă timpul avansează în viitor (timp pozitiv) sau înapoi în trecut (timp negativ.) Cu toate acestea, timpul în lumea naturală are o direcție, numită
săgeata timpului. Întrebarea de ce timpul este ireversibil este una dintre cele mai mari întrebări nerezolvate din știință.O explicație este că lumea naturală respectă legile termodinamicii. a doua lege a termodinamicii afirmă că în cadrul unui sistem închis, entropia sistemului rămâne constant sau crește. Dacă universul este considerat a fi un sistem închis, entropia sa (gradul de tulburare) nu poate scădea niciodată. Cu alte cuvinte, universul nu poate reveni la exact aceeași stare în care se afla la un moment anterior. Timpul nu se poate mișca înapoi.
În mecanica clasică, timpul este același peste tot. Ceasurile sincronizate rămân de acord. Cu toate acestea, din relativitatea specială și generală a lui Einstein știm că timpul este relativ. Depinde de cadrul de referință al unui observator. Acest lucru poate duce la dilatarea timpului, unde timpul dintre evenimente devine mai lung (dilatat), cu cât se apropie cel mai mult de viteza luminii. Ceasurile în mișcare rulează mai lent decât ceasurile staționare, efectul devenind mai accentuat pe măsură ce se apropie ceasul în mișcare viteza luminii. Ceasurile din jeturi sau orbitele înregistrează un timp mai lent decât cele de pe Pământ, particule de muon se descompun mai încet la cădere și Experiment Michelson-Morley contracția confirmată a lungimii și dilatarea timpului.
Călătoria în timp înseamnă să vă deplasați înainte sau înapoi în puncte diferite în timp, la fel cum s-ar putea să vă deplasați între diferite puncte din spațiu. Saltul înainte în timp se produce în natură. Astronauții de pe Stația Spațială Internațională sar înainte în timp, când se întorc pe Pământ din cauza mișcării sale mai lente în raport cu stația.
Ideea de călătorind înapoi în timpcu toate acestea, pune probleme. O problemă este cauzalitatea sau cauza și efectul. Trecerea înapoi în timp ar putea provoca un paradox temporal. „Paradoxul bunicului” este un exemplu clasic. Conform paradoxului, dacă călătorești în timp și îți omori bunicul înainte de a se naște mama sau tatăl tău, ai putea preveni propria ta naștere. Mulți fizicieni consideră că călătoria în timp în trecut este imposibilă, dar există soluții pentru un paradox temporal, cum ar fi călătoria între universuri paralele sau puncte de ramură.
Creierul uman este echipat pentru a urmări timpul. Nucleii suprachiasmatici ai creierului sunt regiunea responsabilă de ritmurile zilnice sau circadiene. Dar neurotransmițătorii și medicamentele afectează percepțiile în timp. Produsele chimice care excită neuronii, astfel încât acestea ard mai repede decât timpul normal de viteză, în timp ce scăderea focului de neuroni încetinește percepția timpului. Practic, când timpul pare să accelereze, creierul distinge mai multe evenimente într-un interval. În acest sens, timpul pare că zboară cu adevărat atunci când cineva se distrează.
Timpul pare să încetinească în timpul urgențelor sau al pericolului. Oamenii de știință de la Baylor College of Medicine din Houston spun că creierul nu grăbește de fapt, dar amigdala devine mai activă. Amigdala este regiunea creierului care face amintiri. Pe măsură ce se formează mai multe amintiri, timpul pare scos.
Acelasi fenomen explica de ce oamenii in varsta par sa perceapa timpul ca se misca mai repede decat atunci cand erau mai tineri. Psihologii cred că creierul formează mai multe amintiri ale noilor experiențe decât cele cunoscute. Întrucât mai puține amintiri noi sunt construite mai târziu în viață, timpul pare să treacă mai repede.
În ceea ce privește universul, timpul a avut un început. Punctul de pornire a fost în urmă cu 13.799 miliarde de ani Marea explozie a avut loc. Putem măsura radiațiile cosmice de fundal ca microunde din Big Bang, dar nu există nicio radiație cu origini anterioare. Un argument pentru originea timpului este că, dacă s-ar prelungi înapoi la infinit, cerul nocturn ar fi umplut cu lumină din stelele mai vechi.
Se va termina timpul? Răspunsul la această întrebare nu este cunoscut. Dacă universul se extinde pentru totdeauna, timpul ar continua. Dacă apare un nou Big Bang, linia noastră de timp s-ar încheia și una nouă ar începe. În experimentele de fizică a particulelor, particulele aleatorii apar dintr-un vid, deci nu pare probabil ca universul să devină static sau atemporal. Numai timpul va spune.