Thời gian

Nói chung, các phương pháp đo thời gian, hoặc đo thời gian , có hai dạng riêng biệt: lịch , một công cụ toán học để tổ chức các khoảng thời gian, ^[18] và đồng hồ , một cơ chế vật lý đếm thời gian trôi qua. Trong cuộc sống hàng ngày, đồng hồ được tư vấn cho khoảng thời gian ít hơn một ngày trong khi lịch được tư vấn cho khoảng thời gian dài hơn một ngày. Càng ngày, các thiết bị điện tử cá nhân hiển thị đồng thời cả lịch và đồng hồ. Con số (như trên mặt số đồng hồ hoặc lịch) đánh dấu sự xuất hiện của một sự kiện cụ thể như giờ hoặc ngày được lấy bằng cách đếm từ một kỷ nguyên - một điểm tham chiếu trung tâm.

Lịch sử của lịch

Các đồ tạo tác từ thời đồ đá cũ cho thấy rằng mặt trăng đã được sử dụng để tính thời gian sớm nhất là 6.000 năm trước. ^[19] Lịch âm là một trong những lịch xuất hiện đầu tiên, với các năm là 12 hoặc 13 tháng âm lịch (354 hoặc 384 ngày). Không có sự xen kẽ để thêm ngày hoặc tháng vào một số năm, các mùa nhanh chóng trôi theo lịch chỉ dựa vào mười hai tháng âm lịch. Lịch Lunisolar có tháng thứ mười ba được thêm vào một số năm để bù đắp cho sự khác biệt giữa một năm đầy đủ (hiện được biết là khoảng 365,24 ngày) và một năm chỉ có mười hai tháng âm lịch. Các con số mười hai và mười ba trở nên nổi bật trong nhiều nền văn hóa, ít nhất một phần là do mối quan hệ này từ tháng này sang năm khác. Các dạng lịch ban đầu khác có nguồn gốc từ Mesoamerica, đặc biệt là trong nền văn minh Maya cổ đại. Những lịch này dựa trên tôn giáo và thiên văn, với 18 tháng trong một năm và 20 ngày trong một tháng, cộng với năm ngày thượng nguyệt vào cuối năm. ^[20]

Những cải cách của Julius Caesar vào năm 45 trước Công nguyên đã đưa thế giới La Mã vào lịch dương . Đây lịch Julian là bị lỗi ở chỗ đan xen của nó vẫn cho phép các nhà thiên văn điểm chí và điểm phân để chống lại nó trước khoảng 11 phút cho mỗi năm. Giáo hoàng Grêgôriô XIII đã đưa ra một cuộc chỉnh lý vào năm 1582; các lịch Gregorian chỉ chậm áp dụng bởi các quốc gia khác nhau trong một khoảng thời thế kỷ, nhưng nó bây giờ là đến nay là lịch sử dụng phổ biến nhất trên thế giới.

Trong cuộc Cách mạng Pháp , một chiếc đồng hồ và lịch mới đã được phát minh nhằm mục đích khử Cơ đốc giáo hóa thời gian và tạo ra một hệ thống hợp lý hơn để thay thế lịch Gregorian. Các Lịch Cộng hòa Pháp ngày 's bao gồm giờ mười một phút trăm người trong một trăm giây, đánh dấu một sự sai lệch từ các cơ sở 12 ( số thập phân hệ thống) được sử dụng trong nhiều thiết bị khác bằng nhiều nền văn hóa. Hệ thống này đã bị bãi bỏ vào năm 1806. ^[21]

Lịch sử của các thiết bị khác

Đồng hồ mặt trời nằm ngang ở Taganrog

Đồng hồ nhà bếp cũ

Nhiều loại thiết bị đã được phát minh để đo thời gian. Nghiên cứu về các thiết bị này được gọi là horology . ^[22]

Một thiết bị Ai Cập có niên đại c. 1500 TCN, có hình dạng tương tự như một hình vuông chữ T uốn cong , đo thời gian trôi qua từ bóng đổ bởi xà ngang của nó theo một quy tắc phi tuyến tính. T đã được định hướng về phía đông vào buổi sáng. Vào buổi trưa, thiết bị được quay lại để nó có thể đổ bóng về hướng buổi tối. ^[23]

Một đồng hồ mặt trời sử dụng một Gnomon để đúc một bóng trên một tập hợp của các dấu hiệu chuẩn đến giờ. Vị trí của bóng đen đánh dấu giờ theo giờ địa phương . Người Ai Cập ghi nhận ý tưởng tách ngày thành các phần nhỏ hơn vì đồng hồ mặt trời của họ hoạt động trên hệ thống thập phân. Tầm quan trọng của số 12 là do số chu kỳ âm lịch trong một năm và số lượng các ngôi sao được sử dụng để đếm thời gian đi qua của đêm. ^[24]

Thiết bị chấm công chính xác nhất của thế giới cổ đại là đồng hồ nước , hoặc đồng hồ nước , một trong số đó được tìm thấy trong ngôi mộ của pharaoh Ai Cập Amenhotep tôi . Chúng có thể được sử dụng để đo giờ ngay cả vào ban đêm nhưng yêu cầu bảo trì thủ công để bổ sung dòng chảy của nước. Người Hy Lạp cổ đại và những người từ Chaldea (đông nam Lưỡng Hà) thường xuyên duy trì việc ghi chép giờ hiện hành như một phần thiết yếu trong quá trình quan sát thiên văn của họ. Đặc biệt, các nhà phát minh và kỹ sư Ả Rập đã cải tiến việc sử dụng đồng hồ nước từ thời Trung cổ. ^[25] Vào thế kỷ 11, các nhà phát minh và kỹ sư Trung Quốc đã phát minh ra đồng hồ cơ học đầu tiên được điều khiển bằng cơ cấu thoát .

Đồng hồ thạch anh đương đại , 2007

Các đồng hồ cát sử dụng dòng chảy của cát để đo dòng chảy của thời gian. Chúng đã được sử dụng trong điều hướng. Ferdinand Magellan đã sử dụng 18 chiếc kính trên mỗi con tàu để đi vòng quanh địa cầu (1522). ^[26]

Nhang và nến đã và đang được sử dụng phổ biến để đo thời gian trong các ngôi đền và nhà thờ trên toàn cầu. Đồng hồ nước, và sau đó, đồng hồ cơ học, được sử dụng để đánh dấu các sự kiện của các tu viện và tu viện thời Trung Cổ. Richard of Wallingford (1292–1336), tu viện trưởng tu viện Thánh Alban, nổi tiếng đã chế tạo một chiếc đồng hồ cơ học như một vật chứng thiên văn vào khoảng năm 1330. ^{[27] [28]}

Galileo Galilei và đặc biệt là Christiaan Huygens đã đạt được những tiến bộ vượt bậc trong việc lưu giữ thời gian chính xác với việc phát minh ra đồng hồ điều khiển bằng quả lắc cùng với phát minh ra kim phút của Jost Burgi. ^[29]

Từ đồng hồ trong tiếng Anh có lẽ xuất phát từ từ klocke của Trung Hà Lan , đến lượt nó, bắt nguồn từ từ clocca trong tiếng Latinh thời trung cổ , cuối cùng bắt nguồn từ tiếng Celtic và được ghép với các từ tiếng Pháp, tiếng Latinh và tiếng Đức có nghĩa là chuông . Các giờ trên biển được đánh dấu bằng chuông và biểu thị thời gian (xem chuông tàu ). Giờ được đánh dấu bằng tiếng chuông trong tu viện cũng như trên biển.

Đồng hồ nguyên tử quy mô chip , chẳng hạn như đồng hồ này được công bố vào năm 2004, được kỳ vọng sẽ cải thiện đáng kể vị trí GPS . ^[30]

Đồng hồ có thể bao gồm từ đồng hồ đến các loại kỳ lạ hơn như Đồng hồ của Long Now . Chúng có thể được điều khiển bởi nhiều phương tiện, bao gồm trọng lực, lò xo, và các dạng năng lượng điện khác nhau, và được điều chỉnh bởi nhiều phương tiện khác nhau như con lắc .

Đồng hồ báo thức xuất hiện lần đầu tiên ở Hy Lạp cổ đại vào khoảng năm 250 trước Công nguyên với đồng hồ nước sẽ phát ra tiếng còi. Ý tưởng này sau đó được Levi Hutchins và Seth E. Thomas cơ giới hóa. ^[29]

Máy đo thời gian là một máy chấm công di động đáp ứng các tiêu chuẩn chính xác nhất định. Ban đầu, thuật ngữ này được sử dụng để chỉ đồng hồ đo thời gian hàng hải , một chiếc đồng hồ được sử dụng để xác định kinh độ bằng phương pháp điều hướng thiên thể , độ chính xác lần đầu tiên đạt được bởi John Harrison . Gần đây hơn, thuật ngữ này cũng đã được áp dụng cho đồng hồ chronometer , một chiếc đồng hồ đáp ứng các tiêu chuẩn chính xác do cơ quan Thụy Sĩ COSC đặt ra .

Các thiết bị chấm công chính xác nhất là đồng hồ nguyên tử , có độ chính xác đến từng giây trong nhiều triệu năm, ^[31] và được sử dụng để hiệu chuẩn các đồng hồ và dụng cụ chấm công khác.

Đồng hồ nguyên tử sử dụng tần số chuyển đổi điện tử trong các nguyên tử nhất định để đo giây. Một trong những nguyên tử được sử dụng là xêzi , hầu hết các đồng hồ nguyên tử hiện đại đều thăm dò xêzi bằng vi sóng để xác định tần số của các dao động điện tử này. ^[32] Kể từ năm 1967, Hệ thống Đo lường Quốc tế căn cứ vào đơn vị thời gian, thứ hai, dựa trên các đặc tính của nguyên tử xêzi . SI xác định bức xạ thứ hai là 9.192.631.770 chu kỳ tương ứng với sự chuyển đổi giữa hai mức năng lượng spin của electron ở trạng thái cơ bản của nguyên tử ¹³³ Cs.

Ngày nay, Hệ thống Định vị Toàn cầu phối hợp với Giao thức Giờ Mạng có thể được sử dụng để đồng bộ hóa các hệ thống chấm công trên toàn cầu.

Trong các tác phẩm triết học thời trung cổ, nguyên tử là một đơn vị thời gian được coi là đơn vị phân chia thời gian nhỏ nhất có thể. Sự xuất hiện sớm nhất được biết đến bằng tiếng Anh là trong cuốn Enchiridion của Byrhtferth (một văn bản khoa học) năm 1010–1012, ^[33] nơi nó được định nghĩa là 1/564 của một động lượng (1½ phút), ^[34] và do đó bằng 15 / 94 giây. Nó được sử dụng trong computus , quá trình tính ngày lễ Phục sinh.

Tính đến tháng 5 năm 2010^{[cập nhật]}, độ không đảm bảo đo khoảng thời gian nhỏ nhất trong các phép đo trực tiếp theo thứ tự 12 atto giây (1,2 × 10 ^-17 giây), khoảng 3,7 × 10 ²⁶ lần Planck . ^[35]

Các đơn vị

(Các) thứ hai là đơn vị cơ sở SI . Một phút (phút) dài 60 giây và một giờ dài 60 phút hoặc 3600 giây. Một ngày thường dài 24 giờ hoặc 86.400 giây; tuy nhiên, khoảng thời gian của một ngày theo lịch có thể thay đổi do thời gian tiết kiệm ánh sáng ban ngày và Giây nhuận .

Hệ thống Giờ mặt trời trung bình xác định ngày thứ hai là 1 / 86.400 của ngày mặt trời trung bình , là giá trị trung bình trong năm của ngày mặt trời. Ngày Mặt Trời là khoảng thời gian giữa hai buổi trưa Mặt Trời liên tiếp, tức là khoảng thời gian giữa hai lần Mặt Trời liên tiếp đi qua kinh tuyến địa phương. Kinh tuyến địa phương là một đường tưởng tượng chạy từ cực bắc thiên thể đến cực nam thiên thể đi trực tiếp qua đầu của người quan sát. Tại kinh tuyến địa phương, Mặt trời đạt điểm cao nhất trên vòng cung hàng ngày của nó trên bầu trời.

Năm 1874, Hiệp hội vì sự tiến bộ của Khoa học Anh đã giới thiệu CGS (hệ thống centimet / gamme / giây) kết hợp các đơn vị cơ bản là chiều dài, khối lượng và thời gian. Thứ hai là "đàn hồi", bởi vì ma sát thủy triều đang làm chậm tốc độ quay của trái đất. Vì vậy, để sử dụng trong việc tính toán các con thiêu thân chuyển động của thiên thể, vào năm 1952, các nhà thiên văn học đã giới thiệu "con thiên văn thứ hai", hiện được định nghĩa là

phần 1 / 31,556,925.9747 của năm nhiệt đới cho năm 1900 Tháng một 0 lúc 12 giờ thiên văn thời gian . ^[36]

Hệ thống CGS đã được thay thế bởi Système international . Các đơn vị cơ sở SI cho thời gian là SI thứ hai. Các hệ thống quốc tế khối lượng , trong đó kết hợp các SI, cũng định nghĩa các đơn vị lớn hơn thời gian tương đương với bội số nguyên cố định của một giây (1 s), chẳng hạn như phút, giờ và ngày. Đây không phải là một phần của SI, nhưng có thể được sử dụng cùng với SI. Các đơn vị thời gian khác như tháng và năm không bằng bội số cố định của 1 s, và thay vào đó thể hiện sự thay đổi đáng kể về thời lượng. ^[37]

Định nghĩa SI chính thức của thứ hai như sau: ^{[37] [38]}

Thứ hai là khoảng thời gian 9.192.631.770 chu kỳ của bức xạ tương ứng với sự chuyển đổi giữa hai mức siêu mịn của trạng thái cơ bản của nguyên tử xêzi 133.

Tại cuộc họp năm 1997, CIPM khẳng định rằng định nghĩa này dùng để chỉ nguyên tử xêzi ở trạng thái cơ bản ở nhiệt độ 0 K. ^[37]

Định nghĩa hiện tại của giây, cùng với định nghĩa hiện tại của mét, dựa trên thuyết tương đối hẹp , thuyết này khẳng định không thời gian của chúng ta là không gian Minkowski . Tuy nhiên, định nghĩa của thứ hai trong thời gian mặt trời trung bình là không thay đổi.

UTC

Trong khi về mặt lý thuyết, khái niệm về một thang thời gian phổ quát trên toàn thế giới có thể đã được hình thành từ nhiều thế kỷ trước, nhưng trên thực tế, khả năng kỹ thuật để tạo và duy trì một thang thời gian như vậy đã không khả thi cho đến giữa thế kỷ 19. Thang thời gian được thông qua là Giờ trung bình Greenwich, được tạo ra vào năm 1847. Một số quốc gia đã thay thế nó bằng Giờ phối hợp quốc tế, UTC .

Lịch sử phát triển

Với sự ra đời của cuộc cách mạng công nghiệp , sự hiểu biết và thống nhất nhiều hơn về bản chất của thời gian ngày càng trở nên cần thiết và hữu ích. Vào năm 1847 tại Anh, Giờ chuẩn Greenwich (GMT) lần đầu tiên được tạo ra để sử dụng cho đường sắt Anh, hải quân Anh và ngành vận tải biển của Anh. Sử dụng kính thiên văn, GMT đã được hiệu chỉnh theo giờ mặt trời trung bình tại Đài quan sát Hoàng gia, Greenwich ở Anh.

Khi thương mại quốc tế tiếp tục gia tăng trên khắp Châu Âu, để đạt được một xã hội hiện đại hoạt động hiệu quả hơn, một tiêu chuẩn quốc tế được thống nhất và có độ chính xác cao về đo thời gian trở nên cần thiết. Để tìm hoặc xác định một tiêu chuẩn thời gian như vậy, phải tuân theo ba bước:

1. Một tiêu chuẩn thời gian được thống nhất quốc tế phải được xác định.
2. Tiêu chuẩn thời gian mới này sau đó phải được đo lường một cách nhất quán và chính xác.
3. Tiêu chuẩn thời gian mới sau đó phải được chia sẻ và phân phối miễn phí trên khắp thế giới.

Sự phát triển của giờ được gọi là giờ UTC bắt đầu từ sự hợp tác giữa 41 quốc gia, được chính thức đồng ý và ký kết tại Hội nghị Kinh tuyến Quốc tế , ở Washington DC vào năm 1884. Tại hội nghị này, giờ mặt trời trung bình của địa phương tại Đài quan sát Hoàng gia, Greenwich ở Nước Anh được chọn để xác định "ngày quốc tế", được tính từ 0 giờ tại Greenwich nghĩa là nửa đêm. Điều này đồng ý với Giờ trung bình Greenwich dân sự được sử dụng trên đảo của Vương quốc Anh kể từ năm 1847. Ngược lại, GMT thiên văn bắt đầu vào buổi trưa trung bình, tức là ngày thiên văn X bắt đầu vào buổi trưa của ngày X dân sự . Mục đích của việc này là để giữ cho các quan sát của một đêm dưới một ngày. Hệ thống dân sự đã được thông qua kể từ 0 giờ (dân sự) ngày 1 tháng 1 năm 1925. GMT hàng hải bắt đầu 24 giờ trước giờ GMT thiên văn, ít nhất là cho đến năm 1805 trong Hải quân Hoàng gia , nhưng vẫn tồn tại sau đó ở những nơi khác vì nó đã được đề cập tại hội nghị năm 1884. Năm 1884, kinh tuyến Greenwich được sử dụng cho hai phần ba của tất cả các bảng xếp hạng và bản đồ như họ Thủ Meridian . ^[39]

Trong số 41 quốc gia có mặt tại hội nghị, các công nghệ thời gian tiên tiến đã được sử dụng ở Anh là thành phần cơ bản của phương pháp đến vào một thời điểm quốc tế đã được thống nhất và thống nhất. Năm 1928 Greenwich Mean Time đã được đổi tên cho các mục đích khoa học của Hiệp hội Thiên văn Quốc tế như Universal Time (UT). Điều này để tránh nhầm lẫn với hệ thống trước đó mà ngày đã bắt đầu vào buổi trưa. Vì công chúng luôn bắt đầu một ngày vào lúc nửa đêm, nên lịch thời gian tiếp tục được hiển thị cho họ là Giờ trung bình Greenwich. Đến năm 1956, giờ quốc tế đã được chia thành nhiều phiên bản khác nhau: UT2, được làm mịn cho chuyển động cực và các hiệu ứng theo mùa, được giới thiệu với công chúng với tên gọi Giờ trung bình Greenwich. Sau đó, UT1 (chỉ mượt mà đối với chuyển động cực) đã trở thành dạng UT mặc định được các nhà thiên văn học sử dụng và do đó, dạng được sử dụng trong các bảng điều hướng, mặt trời mọc và lặn cũng như mặt trăng và mặt trăng, nơi cái tên Giờ trung bình Greenwich tiếp tục được sử dụng. Giờ trung bình Greenwich cũng là phương pháp ưa thích để mô tả lịch thời gian được các nhà lập pháp sử dụng. Ngay cả cho đến ngày nay, UT vẫn dựa trên một hệ thống kính thiên văn quốc tế. Các hoạt động quan sát tại Đài thiên văn Greenwich đã ngừng hoạt động vào năm 1954, mặc dù vị trí này vẫn được sử dụng làm cơ sở cho hệ tọa độ. Bởi vì chu kỳ quay của Trái đất không hoàn toàn cố định, thời gian của một giây sẽ thay đổi nếu được hiệu chỉnh theo tiêu chuẩn dựa trên kính thiên văn như GMT, trong đó giây được xác định là 1/86 400 ngày Mặt trời trung bình.

Cho đến năm 1960, các phương pháp và định nghĩa về lưu giữ thời gian đã được đưa ra tại Hội nghị Kinh tuyến Quốc tế đã được chứng minh là đủ để đáp ứng nhu cầu theo dõi thời gian của khoa học. Tuy nhiên, với sự ra đời của "cuộc cách mạng điện tử" vào nửa sau của thế kỷ 20, các công nghệ có sẵn tại thời điểm Công ước về máy đo được chứng minh là cần được cải tiến thêm để đáp ứng nhu cầu của độ chính xác ngày càng cao mà "cuộc cách mạng điện tử" đã bắt đầu đòi hỏi.

Ephemeris thứ hai

Một giây bất biến ("giây thiên đàng") đã được xác định, sử dụng nó để loại bỏ các lỗi trong con thiêu thân do việc sử dụng giá trị trung bình thứ hai theo mặt trời làm đối số thời gian. Năm 1960, giây thiên tinh này được làm cơ sở cho "giờ phối hợp toàn cầu" được lấy từ đồng hồ nguyên tử. Nó là một phần cụ thể của năm nhiệt đới trung bình tại thời điểm 1900 và dựa trên các quan sát của kính viễn vọng trong lịch sử, tương ứng gần với thời gian trung bình của mặt trời thứ hai vào đầu thế kỷ XIX. ^[40]

SI thứ hai

Năm 1967, một bước tiến xa hơn đã được thực hiện với sự ra đời của SI giây, về cơ bản là thiên tinh thứ hai được đo bằng đồng hồ nguyên tử và được định nghĩa chính thức bằng thuật ngữ nguyên tử. ^[41] Giây SI (giây Quốc tế chuẩn) dựa trực tiếp vào phép đo của quan sát đồng hồ nguyên tử về dao động tần số của nguyên tử xêzi. Nó là cơ sở của tất cả các thang đo thời gian nguyên tử, ví dụ như giờ phối hợp quốc tế, giờ GPS, Giờ nguyên tử quốc tế, v.v. Đồng hồ nguyên tử không đo tốc độ phân rã hạt nhân (một quan niệm sai lầm phổ biến) mà đo một tần số dao động tự nhiên nhất định của xêzi-133. ^[42] Giờ phối hợp quốc tế tuân theo một ràng buộc không ảnh hưởng đến các thang thời gian nguyên tử khác. Vì nó đã được một số quốc gia chấp nhận làm lịch thời gian dân sự (hầu hết các quốc gia đã chọn giữ lại giờ mặt trời trung bình) nên không được phép sai lệch so với GMT quá 0,9 giây. Điều này đạt được bằng cách thỉnh thoảng chèn một giây nhuận.

Ứng dụng hiện tại

Hầu hết các quốc gia sử dụng thời gian mặt trời có nghĩa là. Úc, Canada (chỉ Quebec), Colombia, Pháp, Đức, New Zealand, Papua New Guinea (chỉ Bougainville), Paraguay, Bồ Đào Nha, Thụy Sĩ, Hoa Kỳ và Venezuela sử dụng UTC. Tuy nhiên, UTC được sử dụng rộng rãi bởi cộng đồng khoa học ở các quốc gia nơi thời gian mặt trời có nghĩa là chính thức. Giờ UTC dựa trên giây SI, được xác định lần đầu tiên vào năm 1967, và dựa trên việc sử dụng đồng hồ nguyên tử. Một số tiêu chuẩn thời gian khác ít được sử dụng hơn nhưng có liên quan chặt chẽ bao gồm Giờ nguyên tử quốc tế (TAI) , Giờ trên mặt đất và Giờ động lực học trung tâm .

Từ năm 1967 đến năm 1971, UTC được điều chỉnh định kỳ bằng số lượng phân số của giây để điều chỉnh và tinh chỉnh cho các biến thể của thời gian mặt trời trung bình, mà nó được căn chỉnh. Sau ngày 1 tháng 1 năm 1972, giờ UTC được xác định là lệch với thời gian nguyên tử một số giây, chỉ thay đổi khi thêm một giây nhuận để giữ cho đồng hồ được điều khiển bằng sóng vô tuyến đồng bộ với chuyển động quay của Trái đất.

Các hệ thống định vị toàn cầu cũng phát sóng một rất chính xác tín hiệu thời gian trên toàn thế giới, cùng với hướng dẫn để chuyển đổi thời gian GPS để tính theo giờ UTC. GPS-time dựa trên và thường xuyên được đồng bộ hóa với hoặc từ UTC-time.

Bề mặt Trái đất được chia thành một số múi giờ . Hầu hết các múi giờ cách nhau chính xác một giờ và theo quy ước tính giờ địa phương của chúng như là một độ lệch so với GMT. Ví dụ, múi giờ trên biển dựa trên GMT. Ở nhiều địa điểm (nhưng không phải trên biển), sự chênh lệch này thay đổi hai lần mỗi năm do sự chuyển đổi thời gian tiết kiệm ánh sáng ban ngày .

Chuyển đổi

Các chuyển đổi này chính xác ở cấp độ mili giây đối với các hệ thống thời gian dựa trên chuyển động quay của Trái đất (UT1 và TT). Chuyển đổi giữa các hệ thống thời gian nguyên tử (TAI, GPS và UTC) chính xác ở cấp micro giây.

Định nghĩa:

1. LS = TAI - UTC = Giây nhảy từ TAI đến UTC
2. DUT1 = UT1 - UTC từ UT1 đến UTC hoặc http://maia.usno.navy.mil/search/search.html

Sidereality

Không giống như thời gian mặt trời , liên quan đến vị trí biểu kiến của Mặt trời , thời gian cận kề là phép đo thời gian so với thời gian của một ngôi sao ở xa . Trong thiên văn học , thời gian cận kề được sử dụng để dự đoán khi nào một ngôi sao sẽ đạt đến điểm cao nhất trên bầu trời. Do chuyển động quỹ đạo của Trái đất xung quanh Mặt trời, một ngày trung bình của Mặt trời dài hơn ngày cận trung bình khoảng 3 phút 56 giây hoặc nhiều hơn 1 ⁄ 366 so với ngày cận nhật trung bình.

Niên đại

Một hình thức đo thời gian khác bao gồm nghiên cứu quá khứ . Sự kiện trong quá khứ có thể được sắp xếp theo chuỗi (tạo ra một niên đại ), và có thể được đưa vào các nhóm tự thời gian ( periodization ). Một trong những hệ thống định kỳ quan trọng nhất là thang thời gian địa chất , là một hệ thống định kỳ các sự kiện hình thành Trái đất và sự sống của nó. Niên đại, thời kỳ và giải thích quá khứ được gọi chung là nghiên cứu lịch sử .

Thuật ngữ

Thuật ngữ "thời gian" thường được sử dụng cho nhiều khái niệm gần gũi nhưng khác nhau, bao gồm:

• tức thì ^[43] như một đối tượng - một điểm trên trục thời gian. Là một vật thể, nó không có giá trị;
  • date ^[44] như một đại lượng đặc trưng cho một thời điểm. Là một đại lượng, nó có một giá trị có thể được thể hiện theo nhiều cách khác nhau, ví dụ: "2014-04-26T09: 42: 36,75" ở định dạng tiêu chuẩn ISO hoặc thông thường hơn, chẳng hạn như "hôm nay, 9:42 sáng ";
• khoảng thời gian ^[45] như một đối tượng - một phần của trục thời gian được giới hạn bởi hai thực thể. Là một vật thể, nó không có giá trị;
  • thời lượng ^[46] như một đại lượng đặc trưng cho một khoảng thời gian. ^[47] Là một đại lượng, nó có một giá trị, chẳng hạn như số phút, hoặc có thể được mô tả bằng số lượng (chẳng hạn như thời gian và ngày tháng) bắt đầu và kết thúc của nó.

Tôn giáo

Thang thời gian trong các văn bản của đạo Jain được hiển thị theo lôgarit

Tuyến tính và theo chu kỳ

Các nền văn hóa cổ đại như Inca , Maya , Hopi và các bộ lạc thổ dân châu Mỹ khác - cộng với người Babylon , người Hy Lạp cổ đại , Ấn Độ giáo , Phật giáo , Kỳ Na giáo và những người khác - có khái niệm về bánh xe thời gian : họ coi thời gian là chu kỳ và theo chiều dài , ^{[ cần làm rõ ]} bao gồm các độ tuổi lặp lại xảy ra với mọi sinh vật trong Vũ trụ từ khi sinh ra đến khi tuyệt chủng. ^[48]

Nói chung, thế giới quan của người Hồi giáo và đạo Judeo-Ki-tô giáo coi thời gian là tuyến tính ^[49] và có định hướng , ^[50] bắt đầu từ hành động sáng tạo của Chúa. Quan điểm Kitô giáo truyền thống coi thời gian kết thúc, về phương diện viễn tượng, ^[51] với sự kết thúc cánh chung của trật tự hiện tại của sự vật, " thời gian kết thúc ".

Trong sách Truyền đạo Cựu ước , theo truyền thống được coi là Solomon (970–928 ​​TCN), thời gian (như từ tiếng Do Thái עידן, זמן iddan (tuổi, như trong "Kỷ băng hà") zĕman (thời gian) thường được dịch) theo truyền thống được coi là ^{[ bởi ai? ]} như một phương tiện để thông qua các sự kiện tiền định . ^{[ cần trích dẫn ]} (Một từ khác, زمان "זמן" zamān , có nghĩa là thời gian phù hợp với một sự kiện và được sử dụng làm từ tiếng Ả Rập , Ba Tư và tiếng Do Thái hiện đại tương đương với từ tiếng Anh "time".)

Thời gian trong thần thoại Hy Lạp

Ngôn ngữ Hy Lạp biểu thị hai nguyên tắc riêng biệt, Chronos và Kairos . Trước đây đề cập đến số, hoặc thứ tự thời gian, thời gian. Cái thứ hai, nghĩa đen là "thời điểm thích hợp hoặc thời cơ", liên quan cụ thể đến thời gian siêu hình hoặc Thần thánh. Trong thần học, Kairos là định tính, trái ngược với định lượng. ^[52]

Trong thần thoại Hy Lạp, Chronos (tiếng Hy Lạp cổ đại: Χρόνος) được xác định là Hiện thân của Thời gian. Tên của ông trong tiếng Hy Lạp có nghĩa là "thời gian" và được đánh vần cách khác là Chronus (cách đánh vần tiếng Latinh) hoặc Khronos. Chronos thường được miêu tả là một người đàn ông già, thông thái với bộ râu dài và màu xám, chẳng hạn như "Father Time". Một số từ tiếng Anh có gốc từ nguyên là khronos / chronos bao gồm niên đại , máy đo thời gian , mãn tính , anachronism , đồng bộ hóa và biên niên sử .

Thời gian ở Kabbalah

Theo Kabbalists , "thời gian" là một nghịch lý ^[53] và là một ảo ảnh . ^[54] Cả tương lai và quá khứ đều được công nhận là kết hợp và đồng thời với hiện tại. ^{[ cần làm rõ ]}

Trong triết học phương Tây

Khía cạnh sinh tử của thời gian được nhân cách hóa trong bức tượng đồng này bởi Charles van der Stappen .

Hai quan điểm trái ngược nhau về thời gian đã chia rẽ các nhà triết học lỗi lạc. Một quan điểm cho rằng thời gian là một phần của cấu trúc cơ bản của vũ trụ  - một chiều không phụ thuộc vào các sự kiện, trong đó các sự kiện xảy ra theo trình tự . Isaac Newton chấp nhận quan điểm hiện thực này , và do đó nó đôi khi được gọi là thời gian Newton . ^{[55] [56]} Quan điểm đối lập cho rằng thời gian không đề cập đến bất kỳ loại "vật chứa" nào mà các sự kiện và đối tượng "di chuyển qua", cũng không đề cập đến bất kỳ thực thể nào "chảy", mà thay vào đó nó là một phần của trí tuệ cơ bản. cấu trúc (cùng với không gian và số) trong đó con người sắp xếp và so sánh các sự kiện. Quan điểm thứ hai này, theo truyền thống của Gottfried Leibniz ^[13] và Immanuel Kant , ^{[57] [58]} cho rằng thời gian không phải là một sự kiện cũng không phải là một sự vật, và do đó, bản thân nó không thể đo lường được và cũng không thể du hành được.

Hơn nữa, có thể có một yếu tố chủ quan đối với thời gian, nhưng liệu bản thân thời gian có được "cảm nhận", như một cảm giác, hay một phán đoán hay không, là một vấn đề tranh luận. ^{[2] [6] [7] [59] [60]}

Trong Triết học, thời gian đã được đặt câu hỏi trong suốt nhiều thế kỷ; thời gian là bao nhiêu và nó có thật hay không. Các nhà triết học Hy Lạp cổ đại đã hỏi liệu thời gian là tuyến tính hay tuần hoàn và thời gian là vô tận hay hữu hạn . ^[61] Những nhà triết học này có những cách giải thích khác nhau về thời gian; chẳng hạn, các nhà triết học Ấn Độ cổ đại có một thứ gọi là Bánh xe thời gian. Người ta tin rằng đã có những độ tuổi lặp lại trong vòng đời của vũ trụ. ^[62] Điều này dẫn đến những niềm tin như chu kỳ tái sinh và luân hồi . ^[62] Các nhà triết học Hy Lạp tin rằng vũ trụ là vô hạn, và là một ảo ảnh đối với con người. ^[62] Plato tin rằng thời gian được tạo ra bởi Đấng Tạo Hóa cùng thời điểm với các tầng trời. ^[62] Ông cũng nói rằng thời gian là khoảng thời gian chuyển động của các thiên thể . ^[62] Aristotle tin rằng thời gian tương quan với chuyển động, thời gian không tồn tại tự nó mà có liên quan đến chuyển động của các vật thể. ^[62] ông cũng tin rằng thời gian có liên quan đến chuyển động của các thiên thể ; lý do mà con người có thể cho biết thời gian là do các chu kỳ quỹ đạo và do đó có một khoảng thời gian đúng giờ. ^[63]

Kinh Veda , những văn bản sớm nhất về triết học Ấn Độ và triết học Ấn Độ giáo có niên đại vào cuối thiên niên kỷ thứ 2 trước Công nguyên , mô tả vũ trụ học Hindu cổ đại , trong đó vũ trụ trải qua nhiều chu kỳ tạo ra, hủy diệt và tái sinh, với mỗi chu kỳ kéo dài 4.320 triệu năm. ^[64] Các nhà triết học Hy Lạp cổ đại , bao gồm Parmenides và Heraclitus , đã viết các bài luận về bản chất của thời gian. ^[65] Plato , trong Timaeus , đồng nhất thời gian với chu kỳ chuyển động của các thiên thể. Aristotle , trong Quyển IV của cuốn Physica của ông đã định nghĩa thời gian là 'số lượng chuyển động so với trước và sau'. ^[66]

Trong cuốn 11 Lời thú tội của mình , Thánh Augustinô thành Hippo đã suy ngẫm về bản chất của thời gian, ông hỏi: "Vậy thì thời gian là gì? Nếu không ai hỏi tôi, tôi biết: nếu tôi muốn giải thích điều đó cho một người đã chết, tôi biết không. . " Ông bắt đầu định nghĩa thời gian bằng những gì nó không phải là gì hơn là nó là gì, ^[67] một cách tiếp cận tương tự như cách tiếp cận trong các định nghĩa tiêu cực khác . Tuy nhiên, cuối cùng, Augustine gọi thời gian là một "sự biến dạng" của tâm trí (Lời thú nhận 11,26) mà qua đó chúng ta đồng thời nắm bắt quá khứ trong ký ức, hiện tại bằng sự chú ý và tương lai bằng sự mong đợi.

Isaac Newton tin vào không gian tuyệt đối và thời gian tuyệt đối; Leibniz tin rằng thời gian và không gian là quan hệ với nhau. ^[68] Sự khác biệt giữa cách giải thích của Leibniz và Newton đã xuất hiện trong bức thư nổi tiếng Leibniz-Clarke .

Các nhà triết học ở thế kỷ 17 và 18 đã đặt câu hỏi liệu thời gian có thực và tuyệt đối hay không, hay liệu nó có phải là một khái niệm trí tuệ mà con người sử dụng để hiểu và xâu chuỗi các sự kiện hay không. ^[61] Những câu hỏi này dẫn đến chủ nghĩa hiện thực và chủ nghĩa phản hiện thực; những người theo chủ nghĩa hiện thực tin rằng thời gian là một phần cơ bản của vũ trụ, và được nhận thức bởi các sự kiện xảy ra theo một trình tự, trong một chiều không gian. ^[69] Isaac Newton nói rằng chúng ta chỉ đang chiếm giữ thời gian, ông cũng nói rằng con người chỉ có thể hiểu được thời gian tương đối . ^[69] Thời gian tương đối là phép đo các đối tượng đang chuyển động. ^[69] Những người chống hiện thực tin rằng thời gian chỉ là một khái niệm trí tuệ thuận tiện để con người hiểu các sự kiện. ^[69] Điều này có nghĩa là thời gian là vô ích trừ khi có các đối tượng mà nó có thể tương tác với nó, đây được gọi là thời gian quan hệ . ^[69] René Descartes , John Locke và David Hume nói rằng tâm trí của một người cần phải thừa nhận thời gian, để hiểu thời gian là gì. ^[63] Immanuel Kant tin rằng chúng ta không thể biết điều gì đó là gì trừ khi chúng ta trải nghiệm nó tận mắt. ^[70]

Immanuel Kant , trong Phê bình lý tính thuần túy , đã mô tả thời gian như một trực giác tiên nghiệm cho phép chúng ta (cùng với trực giác tiên nghiệm khác , không gian) lĩnh hội kinh nghiệm giác quan . ^[71] Với Kant, cả không gian và thời gian đều không được coi là vật chất , mà đúng hơn cả hai đều là những yếu tố của một hệ thống tinh thần có hệ thống nhất thiết phải cấu trúc nên trải nghiệm của bất kỳ tác nhân lý trí nào, hoặc chủ thể quan sát. Kant coi thời gian như một phần cơ bản của khung khái niệm trừu tượng , cùng với không gian và con số, trong đó chúng ta xâu chuỗi các sự kiện, định lượng thời gian của chúng và so sánh chuyển động của các vật thể. Theo quan điểm này, thời gian không đề cập đến bất kỳ loại thực thể nào "chảy", mà các đối tượng "di chuyển qua", hoặc đó là "vùng chứa" cho các sự kiện. Các phép đo không gian được sử dụng để định lượng phạm vi và khoảng cách giữa các đối tượng và phép đo thời gian được sử dụng để định lượng khoảng thời gian của và giữa các sự kiện . Thời gian được Kant chỉ định là giản đồ thuần túy nhất có thể của một khái niệm hoặc phạm trù thuần túy.

Henri Bergson tin rằng thời gian không phải là một phương tiện thuần nhất thực sự cũng không phải là một cấu trúc tinh thần, mà sở hữu cái mà ông gọi là Thời lượng . Theo quan điểm của Bergson, thời lượng là sự sáng tạo và trí nhớ như một thành phần thiết yếu của thực tế. ^[72]

Theo Martin Heidegger, chúng ta không tồn tại bên trong thời gian, chúng ta là thời gian. Do đó, mối quan hệ với quá khứ là một nhận thức hiện tại về đã có , điều này cho phép quá khứ tồn tại trong hiện tại. Mối quan hệ với tương lai là trạng thái dự đoán một khả năng tiềm tàng, nhiệm vụ hoặc sự tham gia. Nó liên quan đến xu hướng quan tâm và được quan tâm của con người, nguyên nhân dẫn đến "đi trước chính mình" khi nghĩ về một sự việc đang chờ xử lý. Do đó, mối quan tâm này đối với một khả năng xảy ra cũng cho phép tương lai tồn tại trong hiện tại. Hiện tại trở thành một trải nghiệm, là định tính thay vì định lượng. Heidegger dường như nghĩ rằng đây là cách mà một mối quan hệ tuyến tính với thời gian, hay tồn tại thời gian, bị phá vỡ hoặc siêu việt. ^[73] Chúng ta không bị mắc kẹt trong thời gian tuần tự. Chúng ta có thể nhớ quá khứ và dự đoán về tương lai - chúng ta có một loại quyền truy cập ngẫu nhiên vào đại diện của chúng ta về sự tồn tại tạm thời; chúng ta có thể, trong suy nghĩ của mình, bước ra khỏi thời gian tuần tự (ecstasis). ^[74]

Các nhà triết học thời hiện đại đã hỏi: thời gian là thực hay không thực, thời gian diễn ra cùng một lúc hay trong một khoảng thời gian, Nếu thời gian căng thẳng hay không kéo dài, và liệu có tương lai? ^[61] Có một lý thuyết được gọi là lý thuyết không căng hoặc lý thuyết B ; lý thuyết này nói rằng bất kỳ thuật ngữ căng thẳng nào cũng có thể được thay thế bằng thuật ngữ không căng thẳng. ^[75] Ví dụ, "chúng tôi sẽ thắng trò chơi" có thể được thay thế bằng "chúng tôi thắng trò chơi", loại bỏ thì tương lai. Mặt khác, có một lý thuyết được gọi là thì hay lý thuyết A ; lý thuyết này nói rằng ngôn ngữ của chúng ta có các động từ thì vì một lý do nào đó và không thể xác định được tương lai. ^[75] Ngoài ra còn có một thứ gọi là thời gian tưởng tượng, đây là từ Stephen Hawking , ông nói rằng không gian và thời gian tưởng tượng là hữu hạn nhưng không có ranh giới. ^[75] Thời gian tưởng tượng không có thực hoặc không có thực, nó là một cái gì đó khó hình dung. ^[75] Các nhà triết học có thể đồng ý rằng thời gian vật lý tồn tại bên ngoài tâm trí con người và là khách quan, và thời gian tâm lý phụ thuộc vào tâm trí và chủ quan. ^[63]

Không thực tế

Vào thế kỷ thứ 5 trước Công nguyên ở Hy Lạp , Antiphon the Sophist , trong một mảnh vỡ được lưu giữ từ tác phẩm chính của ông Về sự thật , đã khẳng định rằng: "Thời gian không phải là một thực tại (giảm trạng thái), mà là một khái niệm (noêma) hoặc một thước đo (metron)." Parmenides còn đi xa hơn, cho rằng thời gian, chuyển động và sự thay đổi chỉ là ảo tưởng, dẫn đến những nghịch lý của người theo dõi Zeno . ^[76] Thời gian như một ảo ảnh cũng là một chủ đề thường thấy trong tư tưởng Phật giáo . ^{[77] [78]}

Cuốn sách The Unreality of Time của JME McTaggart năm 1908 lập luận rằng, vì mọi sự kiện đều có đặc điểm là vừa hiện tại vừa không hiện tại (tức là tương lai hoặc quá khứ), nên thời gian là một ý tưởng tự mâu thuẫn (xem thêm Dòng chảy của thời gian ).

Những lập luận này thường tập trung vào ý nghĩa của điều gì đó không có thật . Các nhà vật lý hiện đại thường tin rằng thời gian cũng có thật như không gian - mặc dù những người khác, chẳng hạn như Julian Barbour trong cuốn sách The End of Time của ông , cho rằng các phương trình lượng tử của vũ trụ có dạng thật khi được biểu diễn trong cõi vô thời gian chứa đựng mọi khả năng có thể xảy ra hiện tại hoặc khoảnh khắc cấu hình của vũ trụ, được Barbour gọi là " platonia ". ^[79]

Một lý thuyết triết học hiện đại được gọi là chủ nghĩa hiện tại xem quá khứ và tương lai là những diễn giải của tâm trí con người về sự chuyển động thay vì các phần thực của thời gian (hoặc "chiều không gian") cùng tồn tại với hiện tại. Lý thuyết này bác bỏ sự tồn tại của tất cả các tương tác trực tiếp với quá khứ hoặc tương lai, chỉ coi hiện tại là hữu hình. Đây là một trong những lập luận triết học chống lại việc du hành thời gian. Điều này trái ngược với thuyết vĩnh cửu (mọi thời đại: hiện tại, quá khứ và tương lai, đều có thật) và lý thuyết khối ngày càng phát triển (hiện tại và quá khứ là có thật, nhưng tương lai thì không).

Cho đến khi Einstein giải thích lại các khái niệm vật lý gắn liền với thời gian và không gian vào năm 1907, thời gian được coi là giống nhau ở mọi nơi trong vũ trụ, với tất cả các quan sát viên đều đo cùng một khoảng thời gian cho bất kỳ sự kiện nào. ^[80] Cơ học cổ điển phi tương đối tính dựa trên ý tưởng Newton về thời gian.

Einstein, trong thuyết tương đối hẹp của mình , ^[81] đã công nhận tính không đổi và tính hữu hạn của tốc độ ánh sáng đối với tất cả các quan sát viên. Ông đã chỉ ra rằng định đề này, cùng với một định nghĩa hợp lý về ý nghĩa của hai sự kiện đồng thời, yêu cầu khoảng cách xuất hiện nén và khoảng thời gian xuất hiện kéo dài đối với các sự kiện liên quan đến vật thể chuyển động so với một người quan sát quán tính.

Thuyết tương đối hẹp tìm thấy một công thức thuận tiện trong không thời gian Minkowski , một cấu trúc toán học kết hợp ba chiều không gian với một chiều thời gian. Theo chủ nghĩa hình thức này, khoảng cách trong không gian có thể được đo bằng khoảng thời gian ánh sáng truyền đi quãng đường đó, ví dụ, năm ánh sáng là thước đo khoảng cách và mét giờ đây được định nghĩa bằng cách ánh sáng truyền đi bao xa trong một lượng nhất định thời gian. Hai sự kiện trong Minkowski không thời gian được ngăn cách bởi một khoảng thời gian bất biến , mà có thể là không gian giống như , ánh sáng giống như , hoặc thời gian như . Các sự kiện có sự phân tách giống như thời gian không thể đồng thời trong bất kỳ hệ quy chiếu nào , phải có một thành phần thời gian (và có thể là một thành phần không gian) để phân tách chúng. Các sự kiện có sự phân tách giống như không gian sẽ đồng thời trong một hệ quy chiếu nào đó, và không có hệ quy chiếu nào mà chúng không có sự phân tách theo không gian. Những người quan sát khác nhau có thể tính toán khoảng cách khác nhau và khoảng thời gian khác nhau giữa hai sự kiện, nhưng khoảng thời gian bất biến giữa các sự kiện không phụ thuộc vào người quan sát (và vận tốc của họ).

Cơ học cổ điển

Trong cơ học cổ điển phi tương đối tính , khái niệm "thời gian tương đối, biểu kiến ​​và chung" của Newton có thể được sử dụng trong công thức của đơn thuốc cho sự đồng bộ hóa của đồng hồ. Các sự kiện được nhìn thấy bởi hai người quan sát khác nhau trong chuyển động tương đối với nhau tạo ra một khái niệm toán học về thời gian hoạt động đủ tốt để mô tả các hiện tượng hàng ngày trong trải nghiệm của hầu hết mọi người. Vào cuối thế kỷ 19, các nhà vật lý gặp phải vấn đề với cách hiểu cổ điển về thời gian, liên quan đến hoạt động của điện và từ tính. Einstein đã giải quyết những vấn đề này bằng cách đưa ra phương pháp đồng bộ hóa đồng hồ sử dụng tốc độ ánh sáng hữu hạn không đổi làm vận tốc tín hiệu tối đa. Điều này dẫn trực tiếp đến kết luận rằng những người quan sát đang chuyển động so với nhau đo thời gian trôi qua khác nhau cho cùng một sự kiện.

Không gian hai chiều được mô tả trong không thời gian ba chiều. Hình nón ánh sáng trong quá khứ và tương lai là tuyệt đối, "hiện tại" là một khái niệm tương đối khác với những người quan sát trong chuyển động tương đối.

Không thời gian

Thời gian trong lịch sử được liên quan chặt chẽ với không gian, hai cùng sáp nhập vào không thời gian trong của Einstein thuyết tương đối hẹp và thuyết tương đối rộng . Theo các lý thuyết này, khái niệm thời gian phụ thuộc vào hệ quy chiếu không gian của người quan sát , và nhận thức của con người, cũng như việc đo lường bằng các dụng cụ như đồng hồ, là khác nhau đối với người quan sát trong chuyển động tương đối. Ví dụ, nếu một con tàu vũ trụ mang theo một chiếc đồng hồ bay trong không gian với (rất gần) tốc độ ánh sáng, phi hành đoàn của nó không nhận thấy sự thay đổi tốc độ thời gian trên con tàu của họ vì mọi thứ di chuyển cùng tốc độ đều chậm lại như nhau. tỷ lệ (bao gồm đồng hồ, quá trình suy nghĩ của phi hành đoàn và các chức năng của cơ thể họ). Tuy nhiên, đối với một người quan sát đứng yên nhìn con tàu vũ trụ bay qua, con tàu vũ trụ dường như bị san phẳng theo hướng nó đang di chuyển và đồng hồ trên tàu vũ trụ dường như di chuyển rất chậm.

Mặt khác, phi hành đoàn trên tàu vũ trụ cũng nhận thấy người quan sát đang giảm tốc độ và di chuyển dọc theo hướng di chuyển của tàu vũ trụ, bởi vì cả hai đều đang di chuyển với vận tốc rất gần bằng tốc độ ánh sáng so với nhau. Bởi vì vũ trụ bên ngoài dường như phẳng đối với tàu vũ trụ, phi hành đoàn nhận thấy mình đang di chuyển nhanh chóng giữa các vùng không gian mà (đối với người quan sát đứng yên) cách nhau nhiều năm ánh sáng. Điều này được hòa giải bởi thực tế là nhận thức của phi hành đoàn về thời gian khác với quan sát viên đứng yên; những gì có vẻ như vài giây đối với phi hành đoàn có thể là hàng trăm năm đối với người quan sát đứng yên. Tuy nhiên, trong cả hai trường hợp, quan hệ nhân quả vẫn không thay đổi: quá khứ là tập hợp các sự kiện có thể gửi tín hiệu ánh sáng đến một thực thể và tương lai là tập hợp các sự kiện mà một thực thể có thể gửi tín hiệu ánh sáng. ^{[82] [83]}

Sự giãn nở

Tính tương đối của tính đồng thời : Sự kiện B đồng thời với A trong hệ quy chiếu màu xanh lá cây, nhưng nó xảy ra trước trong hệ thống màu xanh lam và xảy ra sau đó trong hệ thống màu đỏ.

Einstein đã chỉ ra trong các thí nghiệm suy nghĩ của mình rằng mọi người di chuyển với các tốc độ khác nhau, đồng thời thống nhất về nguyên nhân và kết quả , đo khoảng cách thời gian khác nhau giữa các sự kiện và thậm chí có thể quan sát các trình tự thời gian khác nhau giữa các sự kiện không liên quan đến nhân quả. Mặc dù những hiệu ứng này thường diễn ra trong vài phút đối với trải nghiệm của con người, nhưng hiệu ứng này trở nên rõ ràng hơn nhiều đối với các vật thể chuyển động với tốc độ gần bằng tốc độ ánh sáng. Các hạt hạ nguyên tử tồn tại trong một phần giây trung bình nổi tiếng trong phòng thí nghiệm tương đối ở trạng thái nghỉ, nhưng khi di chuyển gần với tốc độ ánh sáng, chúng được đo là di chuyển xa hơn và tồn tại lâu hơn nhiều so với khi ở trạng thái nghỉ. Theo thuyết tương đối hẹp , trong hạt tốc độ cao của khung tham chiếu , nó tồn tại, trên mức trung bình, trong một khoảng tiêu chuẩn thời gian được gọi là của nó suốt đời trung bình , và khoảng cách nó di chuyển trong thời gian đó là không, bởi vì nó vận tốc bằng không. Tương đối với một hệ quy chiếu ở trạng thái nghỉ, thời gian dường như "chậm lại" đối với hạt. Liên quan đến hạt tốc độ cao, khoảng cách dường như ngắn lại. Einstein đã chỉ ra cách cả hai chiều thời gian và không gian có thể bị thay đổi (hoặc "cong vênh") bởi chuyển động tốc độ cao.

Einstein ( Ý nghĩa của thuyết tương đối ): "Hai sự kiện diễn ra tại hai điểm A và B của một hệ K là đồng thời nếu chúng xuất hiện vào cùng một thời điểm khi quan sát từ điểm chính giữa, M, trong khoảng thời gian AB. Thời gian sau đó được xác định như một tập hợp các chỉ báo của các đồng hồ tương tự, ở trạng thái nghỉ so với K, đăng ký giống nhau đồng thời. "

Einstein đã viết trong cuốn sách của mình, Thuyết tương đối , rằng sự đồng thời cũng mang tính tương đối , tức là hai sự kiện xuất hiện đồng thời đối với một quan sát viên trong một hệ quy chiếu quán tính cụ thể không cần phải được đánh giá là đồng thời bởi một quan sát viên thứ hai trong một hệ quy chiếu quán tính khác.

Tương đối tính so với Newton

Quan điểm về không thời gian dọc theo đường thế giới của một người quan sát đang tăng tốc nhanh chóng trong một vũ trụ tương đối tính. Các sự kiện ("chấm") đi qua hai đường chéo ở nửa dưới của ảnh ( hình nón ánh sáng quá khứ của người quan sát ở gốc) là các sự kiện mà người quan sát thấy được.

Các hình ảnh động hình dung các cách xử lý khác nhau của thời gian trong Newton và các mô tả tương đối tính. Trọng tâm của những khác biệt này là các phép biến đổi Galilean và Lorentz tương ứng có thể áp dụng trong lý thuyết Newton và lý thuyết tương đối tính.

Trong các hình, hướng thẳng đứng biểu thị thời gian. Hướng nằm ngang biểu thị khoảng cách (chỉ tính đến một chiều không gian), và đường cong nét đứt dày là quỹ đạo không thời gian (" đường thế giới ") của người quan sát. Các chấm nhỏ biểu thị các sự kiện cụ thể (trong quá khứ và tương lai) trong không thời gian.

Độ dốc của đường thế giới (độ lệch so với phương thẳng đứng) cung cấp vận tốc tương đối cho người quan sát. Lưu ý rằng trong cả hai bức tranh, chế độ xem không thời gian thay đổi như thế nào khi người quan sát tăng tốc.

Trong mô tả của Newton, những thay đổi này có nghĩa là thời gian là tuyệt đối: ^[84] chuyển động của người quan sát không ảnh hưởng đến việc liệu một sự kiện có xảy ra trong 'bây giờ' hay không (tức là liệu một sự kiện có đi qua đường ngang qua người quan sát hay không).

Tuy nhiên, trong mô tả tương đối tính, khả năng quan sát của các sự kiện là tuyệt đối: các chuyển động của người quan sát không ảnh hưởng đến việc một sự kiện có vượt qua " hình nón ánh sáng " của người quan sát hay không. Lưu ý rằng với sự thay đổi từ mô tả Newton sang mô tả tương đối tính, khái niệm thời gian tuyệt đối không còn được áp dụng nữa: các sự kiện chuyển động lên xuống trong hình phụ thuộc vào gia tốc của người quan sát.

Mũi tên

Thời gian dường như có phương hướng - quá khứ nằm ở phía sau, cố định và bất biến, trong khi tương lai ở phía trước và không nhất thiết phải cố định. Tuy nhiên, phần lớn, các định luật vật lý không xác định một mũi tên thời gian và cho phép bất kỳ quá trình nào tiến hành cả thuận và nghịch. Điều này nói chung là hệ quả của việc thời gian được mô hình hóa bởi một tham số trong hệ thống đang được phân tích, nơi không có "thời gian thích hợp": hướng của mũi tên thời gian đôi khi là tùy ý. Các ví dụ về điều này bao gồm mũi tên vũ trụ thời gian, hướng ra xa Vụ nổ lớn , phép đối xứng CPT và mũi tên bức xạ thời gian, gây ra bởi ánh sáng chỉ truyền về phía trước theo thời gian (xem hình nón ánh sáng ). Trong vật lý hạt , sự vi phạm đối xứng CP ngụ ý rằng cần có một sự bất đối xứng thời gian đối trọng nhỏ để bảo toàn tính đối xứng CPT như đã nêu ở trên. Mô tả tiêu chuẩn của phép đo trong cơ học lượng tử cũng là bất đối xứng theo thời gian (xem Phép đo trong cơ học lượng tử ). Định luật thứ hai của nhiệt động lực học nói rằng entropi phải tăng theo thời gian (xem Entropy ). Điều này có thể xảy ra theo cả hai hướng - Brian Greene đưa ra giả thuyết rằng, theo các phương trình, sự thay đổi entropi xảy ra đối xứng cho dù tiến hay lùi theo thời gian. Vì vậy, entropy có xu hướng tăng theo cả hai hướng và vũ trụ entropy thấp hiện tại của chúng ta là một quang sai thống kê, theo cách tương tự như việc tung một đồng xu thường xuyên đủ để cuối cùng sẽ cho kết quả mười lần liên tiếp. Tuy nhiên, lý thuyết này không được ủng hộ theo kinh nghiệm trong thực nghiệm cục bộ. ^[85]

Lượng tử hóa

Lượng tử hóa thời gian là một khái niệm giả định. Trong các lý thuyết vật lý hiện đại đã được thiết lập ( Mô hình Chuẩn của các Hạt và Tương tác và Thuyết Tương đối Tổng quát ), thời gian không được lượng tử hóa.

Thời gian Planck (~ 5,4 × 10 ^-44 giây) là đơn vị thời gian trong hệ thống các đơn vị tự nhiên được gọi là đơn vị Planck . Các lý thuyết vật lý được thiết lập hiện tại được cho là đã thất bại ở quy mô thời gian này, và nhiều nhà vật lý kỳ vọng rằng thời gian Planck có thể là đơn vị thời gian nhỏ nhất từng có thể đo được, ngay cả về nguyên tắc. Các lý thuyết vật lý dự kiến ​​mô tả quy mô thời gian này tồn tại; xem ví dụ như lực hấp dẫn lượng tử vòng lặp .

Du hành thời gian là khái niệm di chuyển ngược hoặc tới các điểm khác nhau trong thời gian, theo cách tương tự như di chuyển trong không gian và khác với "dòng chảy" thời gian thông thường của một người quan sát trên trái đất. Theo quan điểm này, tất cả các thời điểm (kể cả thời gian trong tương lai) đều "tồn tại" theo một cách nào đó. Du hành thời gian đã là một thiết bị cốt truyện trong tiểu thuyết từ thế kỷ 19. Du hành ngược thời gian chưa bao giờ được xác minh, đưa ra nhiều vấn đề lý thuyết và có thể là một điều bất khả thi. ^{[ cần dẫn nguồn ]} Bất kỳ thiết bị công nghệ nào, dù là hư cấu hay giả thuyết, được sử dụng để du hành thời gian đều được gọi là cỗ máy thời gian .

Một vấn đề trung tâm của việc du hành thời gian về quá khứ là sự vi phạm quan hệ nhân quả ; nếu một tác động có trước nguyên nhân của nó, nó sẽ làm phát sinh khả năng xảy ra nghịch lý thời gian . Một số diễn giải về du hành thời gian giải quyết vấn đề này bằng cách chấp nhận khả năng du hành giữa các điểm nhánh , thực tại song song hoặc vũ trụ .

Một giải pháp khác cho vấn đề nghịch lý thời gian dựa trên quan hệ nhân quả là những nghịch lý đó không thể nảy sinh đơn giản bởi vì chúng chưa phát sinh. Như được minh họa trong nhiều tác phẩm hư cấu, ý chí tự do hoặc không còn tồn tại trong quá khứ hoặc kết quả của những quyết định như vậy đã được định trước. Như vậy, sẽ không thể tạo ra nghịch lý ông nội vì nó là một sự thật lịch sử rằng ông nội của một người không bị giết trước khi đứa con của mình (cha mẹ của một người) được hình thành. Quan điểm này không chỉ đơn giản cho rằng lịch sử là một hằng số không thể thay đổi, mà còn cho rằng bất kỳ thay đổi nào được thực hiện bởi một nhà du hành thời gian trong tương lai giả định đã xảy ra trong quá khứ của họ, dẫn đến thực tế là nhà du hành đó. Có thể tìm thấy nhiều chi tiết hơn về quan điểm này trong nguyên tắc tự nhất quán của Novikov .

Nhà triết học và tâm lý học William James

Hiện tại suy đoán đề cập đến khoảng thời gian mà trong đó nhận thức của một người được coi là ở hiện tại. Hiện tại trải nghiệm được cho là 'suy đoán' ở chỗ, không giống như hiện tại khách quan, nó là một khoảng thời gian và không phải là một thời gian dài. Thuật ngữ hiện tại suy đoán lần đầu tiên được giới thiệu bởi nhà tâm lý học ER Clay , và sau đó được phát triển bởi William James . ^[86]

Tâm lý sinh học

Khả năng phán đoán thời gian của bộ não được biết đến là một hệ thống phân bố cao, bao gồm ít nhất là vỏ não , tiểu não và hạch nền như các thành phần của nó. Một thành phần cụ thể, nhân siêu thực , chịu trách nhiệm về nhịp sinh học (hoặc hàng ngày) , trong khi các cụm tế bào khác dường như có khả năng hiển thị thời gian hiện hành trong phạm vi ngắn hơn ( ultradian ).

Thuốc kích thích thần kinh có thể làm giảm khả năng phán đoán thời gian. Thuốc kích thích có thể khiến cả người và chuột ước tính quá mức khoảng thời gian, ^{[87] [88]} trong khi thuốc trầm cảm có thể có tác dụng ngược lại. ^[89] Mức độ hoạt động trong não của các chất dẫn truyền thần kinh như dopamine và norepinephrine có thể là lý do giải thích cho điều này. ^[90] Những chất hóa học như vậy sẽ kích thích hoặc ức chế việc kích hoạt các tế bào thần kinh trong não, với tốc độ bắn lớn hơn cho phép não ghi nhận sự xuất hiện của nhiều sự kiện hơn trong một khoảng thời gian nhất định (tăng tốc độ thời gian) và tốc độ bắn giảm làm giảm hoạt động của não. khả năng phân biệt các sự kiện xảy ra trong một khoảng thời gian nhất định (làm chậm thời gian). ^[91]

Đo thời gian tinh thần là việc sử dụng thời gian phản hồi trong các nhiệm vụ vận động-tri giác để suy ra nội dung, thời lượng và trình tự thời gian của các hoạt động nhận thức.

Giáo dục trẻ em từ sớm

Khả năng nhận thức mở rộng của trẻ cho phép chúng hiểu thời gian rõ ràng hơn. Sự hiểu biết về thời gian của trẻ hai và ba tuổi chủ yếu chỉ giới hạn ở "bây giờ và không phải bây giờ". Trẻ 5 và 6 tuổi có thể nắm bắt các ý tưởng về quá khứ, hiện tại và tương lai. Trẻ từ bảy đến mười tuổi có thể sử dụng đồng hồ và lịch. ^[92]

Thay đổi

Ngoài các loại thuốc thần kinh, các phán đoán về thời gian có thể bị thay đổi bởi các ảo ảnh thời gian (như hiệu ứng kappa ), ^[93] tuổi, ^[94] và thôi miên . ^[95] Ý thức về thời gian bị suy giảm ở một số người mắc bệnh thần kinh như bệnh Parkinson và rối loạn thiếu tập trung .

Các nhà tâm lý học khẳng định rằng thời gian dường như trôi nhanh hơn theo tuổi tác, nhưng các tài liệu về nhận thức thời gian liên quan đến tuổi tác này vẫn còn gây tranh cãi. ^[96] Những người ủng hộ quan điểm này cho rằng những người trẻ tuổi, có nhiều chất dẫn truyền thần kinh kích thích hơn, có khả năng đối phó với các sự kiện bên ngoài nhanh hơn. ^[91]

Trong xã hội học và nhân học , kỷ luật thời gian là tên gọi chung để chỉ các quy tắc, quy ước, phong tục và kỳ vọng xã hội và kinh tế quản lý việc đo lường thời gian, tiền tệ xã hội và nhận thức về phép đo thời gian cũng như kỳ vọng của mọi người liên quan đến việc tuân thủ các phong tục này của người khác . Arlie Russell Hochschild ^{[97] [98]} và Norbert Elias ^[99] đã viết về việc sử dụng thời gian từ góc độ xã hội học.

Việc sử dụng thời gian là một vấn đề quan trọng trong việc tìm hiểu hành vi con người , giáo dục và hành vi du lịch . Nghiên cứu sử dụng thời gian là một lĩnh vực nghiên cứu đang phát triển. Câu hỏi liên quan đến cách phân bổ thời gian cho một số hoạt động (chẳng hạn như thời gian ở nhà, tại nơi làm việc, mua sắm, v.v.). Việc sử dụng thời gian thay đổi theo công nghệ, vì tivi hoặc Internet đã tạo ra những cơ hội mới để sử dụng thời gian theo những cách khác nhau. Tuy nhiên, một số khía cạnh của việc sử dụng thời gian tương đối ổn định trong thời gian dài, chẳng hạn như lượng thời gian dành cho việc di chuyển đến nơi làm việc, mặc dù có những thay đổi lớn về phương tiện giao thông, đã được quan sát là khoảng 20–30 phút một chiều đối với một lượng lớn số lượng thành phố trong một thời gian dài.

Quản lý thời gian là việc tổ chức các nhiệm vụ hoặc sự kiện bằng cách ước tính trước tiên một nhiệm vụ yêu cầu bao nhiêu thời gian và khi nào nó phải hoàn thành, đồng thời điều chỉnh các sự kiện có thể cản trở việc hoàn thành để nó được thực hiện trong khoảng thời gian thích hợp. Lịch và công cụ lập kế hoạch ngày là những ví dụ phổ biến về các công cụ quản lý thời gian.

Chuỗi sự kiện hay chuỗi sự kiện là một chuỗi các mục, dữ kiện, sự kiện, hành động, thay đổi hoặc các bước thủ tục, được sắp xếp theo thứ tự thời gian (thứ tự thời gian), thường có mối quan hệ nhân quả giữa các mục. ^{[100] [101] [102]} Vì quan hệ nhân quả , nguyên nhân có trước tác động hoặc nguyên nhân và kết quả có thể xuất hiện cùng nhau trong một mục duy nhất, nhưng tác động không bao giờ có trước nguyên nhân. Một chuỗi các sự kiện có thể được trình bày dưới dạng văn bản, bảng , biểu đồ hoặc dòng thời gian. Mô tả của các mục hoặc sự kiện có thể bao gồm dấu thời gian . Một chuỗi các sự kiện bao gồm thời gian cùng với thông tin về địa điểm hoặc địa điểm để mô tả một đường dẫn tuần tự có thể được gọi là đường thế giới .

Việc sử dụng một chuỗi các sự kiện bao gồm các câu chuyện, ^[103] sự kiện lịch sử ( niên đại ), hướng dẫn và các bước trong thủ tục, ^[104] và thời gian biểu để lập kế hoạch cho các hoạt động. Một chuỗi các sự kiện cũng có thể được sử dụng để giúp mô tả các quá trình trong khoa học, công nghệ và y học. Một chuỗi các sự kiện có thể tập trung vào các sự kiện trong quá khứ (ví dụ: câu chuyện, lịch sử, niên đại), vào các sự kiện trong tương lai phải theo một thứ tự định trước (ví dụ: kế hoạch , lịch trình , thủ tục, thời gian biểu) hoặc tập trung vào việc quan sát các sự kiện trong quá khứ với kỳ vọng rằng các sự kiện sẽ xảy ra trong tương lai (ví dụ: các quá trình, các dự báo). Việc sử dụng chuỗi sự kiện xảy ra trong các lĩnh vực đa dạng như máy móc ( bộ đếm thời gian cam ), phim tài liệu ( Giây từ thảm họa ), luật ( lựa chọn luật ), tài chính ( thay đổi hướng thời gian nội tại ), mô phỏng máy tính ( mô phỏng sự kiện rời rạc ), và truyền tải điện ^[105] ( trình ghi chuỗi sự kiện ). Một ví dụ cụ thể về chuỗi sự kiện là dòng thời gian của thảm họa hạt nhân Fukushima Daiichi .

Mặc dù thời gian được coi là một khái niệm trừu tượng, ngày càng có nhiều bằng chứng cho thấy thời gian được khái niệm hóa trong tâm trí dưới dạng không gian. ^[106] Nghĩa là, thay vì nghĩ về thời gian một cách chung chung, trừu tượng, con người nghĩ về thời gian theo cách không gian và sắp xếp nó theo cách tinh thần. Sử dụng không gian để suy nghĩ về thời gian cho phép con người sắp xếp tinh thần các sự kiện thời gian theo một cách cụ thể.

Sự thể hiện thời gian theo không gian này thường được thể hiện trong tâm trí dưới dạng Đường thời gian tinh thần (MTL). ^[107] Sử dụng không gian để suy nghĩ về thời gian cho phép con người sắp xếp trật tự thời gian về mặt tinh thần. Những nguồn gốc này được định hình bởi nhiều yếu tố môi trường ^{[106] ––} ví dụ, biết đọc biết viết đóng một vai trò lớn trong các loại MTL khác nhau, vì hướng đọc / viết cung cấp một định hướng thời gian hàng ngày khác nhau giữa các nền văn hóa. ^[107] Trong các nền văn hóa phương Tây, MTL có thể mở ra bên phải (với quá khứ ở bên trái và tương lai ở bên phải) vì mọi người đọc và viết từ trái sang phải. ^[107] Lịch phương Tây cũng tiếp tục xu hướng này bằng cách đặt quá khứ ở bên trái với tương lai tiến dần về bên phải. Ngược lại, những người nói tiếng Ả Rập, Farsi, Urdu và Israel-Do Thái đọc từ phải sang trái và MTL của họ mở ra bên trái (quá khứ ở bên phải và tương lai ở bên trái) và bằng chứng cho thấy những người nói này cũng tổ chức các sự kiện thời gian trong tâm trí của họ như thế này . ^[107]

Bằng chứng ngôn ngữ này cho thấy các khái niệm trừu tượng dựa trên các khái niệm không gian cũng cho thấy rằng cách con người sắp xếp các sự kiện thời gian về mặt tinh thần là khác nhau giữa các nền văn hóa –– nghĩa là, một hệ thống tổ chức tinh thần cụ thể nhất định không phải là phổ quát. Vì vậy, mặc dù các nền văn hóa phương Tây thường liên kết các sự kiện trong quá khứ với các sự kiện bên trái và tương lai với bên phải theo một MTL nhất định, nhưng loại MTL trung tâm theo chiều ngang này không phải là tổ chức không gian của tất cả các nền văn hóa. Mặc dù hầu hết các quốc gia phát triển sử dụng một hệ thống không gian trung tâm, nhưng có bằng chứng gần đây cho thấy một số nền văn hóa sử dụng hệ thống không gian phân bổ, thường dựa trên các đặc điểm môi trường. ^[106]

Một nghiên cứu gần đây về người Yupno bản địa của Papua New Guinea tập trung vào các cử chỉ định hướng được sử dụng khi các cá nhân sử dụng các từ liên quan đến thời gian. ^[106] Khi nói về quá khứ (chẳng hạn như "năm ngoái" hoặc "thời gian đã qua"), các cá nhân ra hiệu xuống dốc, nơi dòng sông của thung lũng chảy ra đại dương. Khi nói về tương lai, họ ra hiệu lên dốc, hướng về nguồn sông. Điều này là phổ biến bất kể người đó phải đối mặt với hướng nào, cho thấy rằng người Yupno có thể sử dụng MTL phân bổ, trong đó thời gian chảy lên dốc. ^[106]

Một nghiên cứu tương tự về Pormpuraawans, một nhóm thổ dân ở Úc, cho thấy sự khác biệt tương tự, trong đó khi được yêu cầu sắp xếp các bức ảnh về một người đàn ông đang già đi "theo thứ tự", các cá nhân luôn đặt những bức ảnh trẻ nhất ở phía đông và những bức ảnh cổ nhất ở phía tây, bất kể họ phải đối mặt với hướng nào. ^[108] Điều này đã trực tiếp đụng độ với một nhóm người Mỹ luôn tổ chức các bức ảnh từ trái sang phải. Do đó, nhóm này dường như cũng có MTL phân bổ, nhưng dựa trên các hướng cơ bản thay vì các đối tượng địa lý. ^[108]

Sự khác biệt rộng rãi trong cách các nhóm khác nhau nghĩ về thời gian dẫn đến câu hỏi rộng hơn là các nhóm khác nhau cũng có thể nghĩ về các khái niệm trừu tượng khác theo những cách khác nhau, chẳng hạn như quan hệ nhân quả và số lượng. ^[106]

• Danh sách các trung tâm tính giờ UTC
• Thời hạn (thời gian)
• Đo lường thời gian

Các tổ chức

• Hiệp hội Horological Cổ vật  - AHS (Vương quốc Anh)
• Chronometrophilia (Thụy Sĩ)
• Deutsche Gesellschaft für Chronometrie  - DGC (Đức)
• Hiệp hội đồng hồ và nhà sưu tập đồng hồ quốc gia  - NAWCC (Hoa Kỳ)

• Các hệ thống đo thời gian khác nhau
• Thời gian trong Thời gian của Chúng ta tại BBC
• Time in the Internet Encyclopedia of Philosophy , của Bradley Dowden.
• Le Poidevin, Robin (Mùa đông 2004). "Kinh nghiệm và Nhận thức về Thời gian" . Trong Edward N. Zalta (ed.). The Stanford Encyclopedia of Philosophy . Truy cập ngày 9 tháng 4 năm 2011 .
• Thời gian tại Thư mục mở