Что такое время кратко
Обновлено: 04.07.2024
Вре́мя — форма протекания физических и психических процессов, условие возможности изменения [1] . Одно из основных понятий философии и физики, мера длительности существования всех объектов, характеристика последовательной смены их состояний в процессах и самих процессов, изменения и развития [2] , а также одна из координат единого пространства-времени, представления о котором развиваются в теории относительности.
В философии — это необратимое течение (протекающее лишь в одном направлении — из прошлого, через настоящее в будущее) [3] .
Время — оно как воздух. Мы живем в нем и даже не задумываемся над тем, что это такое и как им пользоваться. Тем не менее, это очень сложная вещь, которая лежит в основе всего. Не зря же есть словосочетание ”пространство и время”. С пространством все понятно — вот оно. До работы 10 километров на машине, а до магазина 300 метров пешком. Вот только время в этом пути будет очень относительным. Но что это вообще такое и справедливо ли говорить о том, что время бесконечно и оно было всегда? Можно ли потрогать время? Может быть его можно остановить или повернуть вспять? Все эти вопросы люди часто задают друг другу и сами себе. Давайте попробуем ответить хоть на какие-то из них.
Время есть у всех. Но только что такое время?
Что такое время?
Обычно под временем мы понимаем то, что отсчитывается стрелками часов и чего нам всегда не хватает. При этом, считается, что время делится на прошлое, настоящее и будущее. С первым и последним понятно, но существует ли настоящее?
Любая микроскопическая доля времени, про которую мы постараемся сказать, как про настоящее, уже будет прошлым. Получается, что настоящего, как такового, не существует. Оно является только тем, что мы привыкли так называть, то есть очень широкое понятие в духе ”наши дни”. Оно может включать периоды от нескольких месяцев до нескольких лет и даже тысяч лет, если мы говорим, к примеру, о существовании Вселенной или формировании нашей планеты.
Одно из определений времени гласит, что это то, заставляет все события происходить неодновременно.
При этом многие ученые все же воспринимают время, как прогрессию, в которой будущее становится настоящим, а настоящее — прошлым, и этот процесс непрерывен. Даже если взорвется наше Солнце, время все равно не остановится и продолжит существовать. Просто уже не для нас.
Почему во время карантина время идет быстрее?
Что дает понимание времени
А еще время является основной для понимания того, что такое динамика. Только имея представления о времени, можно говорить о событиях, которые развиваются с определенной скоростью. Ведь совершенно нормальным считается спросить, когда что-то произошло и сколько продлилось то или иное явление. Получается, что время похоже на пространство — это координаты, но не точки на карте того, когда это было. Отличие только одно. По карте можно ходить куда угодно, а по времени — только в одну сторону. Именно это свойство времени является главной загадкой, над которой бьются ученые и строят свои гипотезы фантасты.
Фантасты часто поднимают тему времени, так как полет фантазии в этом направлении невозможно остановить.
Люди воспринимают время более менее одинаково, так как привычные нам часы тикают с одной скорость. Однако, это справедливо только для классической физики. Квантовая же физика утверждает обратное и говорит о том, что система становится активной только в тот момент, когда за ней наблюдают. То есть, в некотором роде именно квантовая физика не исключает возможности движения времени вспять.
Немного юмора от физики, который кое-что объясняет.
Теория относительности Альберта Эйнштейна
В свое время Альберт Эйнштейн явил миру теорию относительности, о которой вы наверняка слышали. Она полностью меняет типичное представление о времени и взгляд на него. Согласно этой теории, прогрессия времени не универсальна. Если говорить совсем просто, то по этой теории часы идут с разной скоростью в зависимости от того, на чьей руке они надеты.
Если обладатель часов окажется в непривычной для него ситуации, например, будет перемещаться со скоростью света или окажется рядом с сильным источником гравитационных волн — например, рядом с черной дырой — время для него пойдет иначе. В некоторых ситуациях оно может даже остановиться или и вовсе повернутся вспять.
Теория относительности предполагает, что любые события могут влиять только на те события, которые происходят после них. Но это не противоречит движению времени, как вектора физической величины, в обратном направлении. В этом случае уже события будущего будут находится в прошлом относительно ”того, кто носит часы”.
Проще говоря, в такой ситуации восприятие привычных физических процессов меняется и человек оказавшийся в таком месте может не только наблюдать время, но и двигаться по нему как в обычном пространстве — влево, вправо, вперед, назад и так далее. То есть, относительность уравнивает время и пространство, наделяя их одними и теми же свойствами.
Величайшие умы мира бьются над разгадкой тайны времени, но они ничего пока так и не добились.
Возможно ли путешествие во времени
Есть еще понятие T-симметрии, когда явления и величины, коими они представлены, не зависят от шкалы координат, и при изменении положительного значения на отрицательное кривая на графике становится зеркальной. В теории относительности, несмотря на такие отличие от привычного мира, это правило тоже сохраняется.
Интересно, что в споры о возможности путешествия во времени в обратном направлении вмешивается термодинамика, которая говорит, что все процессы в мире стремятся из упорядоченной системы к хаосу, то есть увеличению энтропии. Этот процесс нельзя повернуться вспять. То есть, взорвавшиеся звезды нельзя ”склеить” обратно, а сгнивший лист железа превратить в новый. Проще говоря, ”фарш невозможно провернуть назад и мяса из него не восстановишь”.
Если они смогли, может и мы когда-то сможем?
В итоге, грубо можно сказать, что время для нас это то время, которое есть на Земле. Если мы начнем путешествовать в пространстве дальше ближайших планет, нам придется понимать, что такое время и как оно меняется. Хотя, формально, на незначительные доли секунд отклонения есть и на Земле. Это даже учитывается при создании некоторых сверхточных систем и атомных часов.
Понимаем ли мы время
Вообще, человечество пока плохо понимает, что такое время на самом деле и все сказанное является только теориями и гипотезами. Мы пока так и не смогли достичь источников гравитационных волн, хотя смогли зафиксировать их.
Пока о времени мы знам только то, что это геометрический параметр, характеризующий длительность процессов. Он является частью пространственно-временного континуума и четвертой осью привычного нам трехмерного мира. Ах да… Еще то, что это чертовски интересная и непонятная штука. Как у нас говорят — ничего непонятно, но очень интересно.
Попробуйте сходу дать точное определение: что такое время? Мысль вертится вокруг этого понятия, пытается ухватиться, но вот сформулировать однозначное определение сложно. Есть разные концепции и трактовки времени в философии, физике, метрологии.
В классической механике и теории относительности используются совершенно разные концепции времени. В первом случае время характеризует последовательность событий, происходящих в трехмерном пространстве. Во втором рассматривается еще и как четвертая координата.
Но обо всем по порядку. Давайте узнаем, как люди измеряли время, почему секунда - его мельчайшая принятая единица. Также определим понятие времени в физике, рассмотрим явления релятивистского и гравитационного замедления времени.
Что такое время?
Течение времени – совершенно естественное явление. Время идет, все вокруг меняется, происходят разные события. Именно поэтому о времени с точки зрения физики, в первую очередь, стоит говорить в контексте событий.
Если бы вокруг ничего не происходило, понятие времени не имело бы традиционного смысла. Другими словами, без событий времени не существует. Итак:
Время – мера того, как меняется окружающий мир. Время определяет длительность существования объектов, изменение их состояний и процессы, протекающие в них.
В системе СИ время измеряется в секундах и обозначается буквой t.
Как люди измеряли время?
Для измерения времени нужны какие-либо повторяющиеся с одинаковым периодом события. Например, смена дня и ночи. Солнце каждый день встает на востоке и садится на западе, а Луна каждый синодический месяц проходит весь цикл фаз освещенности солнцем - от тоненького серпа полумесяца до полнолуния.
Синодический месяц – время от одного новолуния до другого. За синодический месяц Луна совершает оборот вокруг Земли.
Древним людям ничего не оставалось, как привязать отсчет времени к движению небесных тел и событиям, связанным с ним. А именно – к смене дней, ночей и сезонов года.
В году 4 сезона и 12 месяцев. Именно столько раз за весну, лето, осень и зиму Луна меняет свои фазы.
По мере развития прогресса методы измерения времени совершенствовались, появились солнечные, водяные, песочные, огненные, механические, электронные и, наконец, молекулярные часы.
Часы FOCS 1 Часы FOCS 1 в Швейцарии измеряют время с погрешностью хода около одной секунды за 30 миллионов лет. Это очень точные часы, но через 30 миллионов лет их все же придется "подвести".
Почему в часе 60 минут, в минуте – 60 секунд, а в сутках – 24 часа?
Сразу оговоримся, что изложенное ниже во многом является личными предположениями автора, сделанными на основе исторических сведений. Если у наших читателей появятся уточнения или вопросы, мы будем рады видеть их в обсуждениях.
Древним народам нужна была какая-то основа, чтобы строить свои системы счисления. В Вавилоне за такую основу было взято число 60.
Именно благодаря шестидесятеричной системе счисления, придуманной шумерами и позже распространившейся в Древнем Вавилоне, окружность содержит 360 градусов, градус – 60 минут, а минута – 60 секунд.
Год можно представить в виде окружности, содержащей 360 градусов. Возможно, число 360 в данном контексте взялось оттого, что в году 365 дней, и эту цифру просто округлили до 360.
Когда-то самой короткой единицей измерения времени был час. Древние вавилоняне были сильными математиками и решили ввести меньшие единицы времени, используя свое любимое число 60. Поэтому, в часе 60 минут, а в минуте 60 секунд.
Но почему день делится на 12 часов? За это нужно сказать спасибо древним египтянам и их двенадцатиричной системе. День и ночь делились на 12 раных частей, считаясь разными царствами бытия. Скорее всего, первоначально использование числа 12 связано с количеством оборотов Луны вокруг Земли за год.
Самая большая единица измерения времени
Самая большая единица измерения времени – кальпа. Кальпа является понятием из индуизма и буддизма. Она равняется примерно 4,32 миллиардам лет, что совпадает с возрастом Земли с точностью до 5%.
Как в голову древним индуистам пришли такие цифры? Ответа на этот вопрос мы не знаем, но вся система как будто говорит нам, что тогда люди знали о Вселенной немного больше, чем мы.
Представление о времени
Если перевести сто лет Брахмы в наши традиционные годы, получится 311 триллионов и 40 миллиардов лет! Нынешнему Брахме 51 год.
Вывод: если все это правда, то беспокоится не стоит - Вселенная будет существовать еще долгое время.
Кальпа – самая большая единица измерения времени согласно книге рекордов Гиннеса.
Первые часы
Сначала было достаточно палочки, на которой каменным топором можно делать зарубки и тем самым отсчитывать прошедшие дни. Но это скорее был календарь, а не часы.
Первые и самые древние часы – солнечные. Их действие основано на изменении длины тени предметов по мере того, как солнце движется по небосводу. Такие часы представляли собой гномон – длинный шест, воткнутый в землю. Солнечные часы применялись в Древнем Египте и Китае. О них было доподлинно известно уже в 1200 году до нашей эры.
Солнечные часы в Китае
Затем появились водяные, песочные и огненные часы. Работа этих механизмов не была привязана к движению небесных светил. Долгое время водяные часы были главным инструментом для измерения времени.
Первые механические часы были изготовлены китайскими мастерами в 725 году нашей эры. Однако широкое распространение они получили относительно недавно.
В средневековой Европе механические часы устанавливались в башнях соборов и имели только одну стрелку – часовую. Карманные часы появились только в 1675 году (изобретение запатентовал Гюйгенс), а наручные – намного позже.
Первые наручные часы были исключительно женским аксессуаром. Они представляли собой богато украшенные изделия, точность хода которых отличалась огромными погрешностями. У уважающего себя мужчины не могло быть и мысли о том, чтобы носить наручные часы.
Современные часы
Сейчас механические или электронные часы есть у каждого. Они измеряют время с относительно небольшими погрешностями. Однако самыми точными часами в мире являются атомные часы. Их еще называют молекулярными или квантовыми.
Биг Бен - знаменитые башенные часы
Как мы помним, для определения единицы времени необходим какой-то периодический процесс. Когда-то самой короткой единицей был день. То есть единица измерения время была привязана к периодичности восхода и заката солнца. Потом минимальной единицей стал час, и так далее.
С 1967 года, согласно международной системе СИ, определение одной секунды привязано к периоду электромагнитного излучения, возникающего при переходе между сверхтонкими уровнями основного состояния атома Цезия-133. А именно: одна секунда равна 9 192 631 770 таким периодам.
Время в физике
На данный момент не существует определенной и единой концепции определения времени в физике.
В классической механике время считается непрерывной, априорной и ничем не определяемой характеристикой мира.
Для измерения времени используется какая-либо периодическая последовательность событий. В классической физике время инвариантно относительно любой системы отсчета. То есть во всех системах события происходят одновременно.
Как найти время в физике? Простейшая формула, определяющая связь между пройденным путем, скоростью и временем, известна каждому школьнику и имеет вид:
Это формула времени для равномерного и прямолинейного движения. Здесь t - время, S - пройденное расстояние, v - cкорость.
Более подробно об основах классической механики читайте в нашей отдельной статье.
Кстати! Для наших читателей сейчас действует скидка 10% на любой вид работы
Термодинамика говорит, что время необратимо. Необратимо по причине возрастания энтропии замкнутой системы. Кстати, в нашем тематическом материале читайте о том, что такое энтропия.
Но самое интересное начинается в релятивистской физике. Приведем цитату Стивена Хокинга, физика, написавшего краткую историю времени.
Нам приходится принять, что время не отделено полностью от пространства и не независимо от него, но вместе с ним образует единый объект, который называется пространством-временем
Также в релятивистской физике время перестает быть инвариантом и можно говорить об относительности времени. Другими словами, ход времени зависит от движения системы отсчета.
Это так называемое релятивистское замедление времени. Если часы находятся в неподвижной системе отсчета, то в движущемся теле все процессы происходят медленнее, чем в неподвижном. Именно поэтому космонавт, путешествующий в космосе на супер скоростном корабле, практически не постареет по сравнению со своим братом близнецом, оставшимся на Земле.
Релятивистское замедление времени
Помимо релятивистского существует гравитационное замедление времени. Что это такое? Гравитационное замедление времени – изменение хода часов в гравитационном поле. Чем сильнее поле гравитации, тем сильнее замедление.
Вспомним о том, что секунда – это время, за которое атом изотопа цезия совершает 9 192 631 770 квантовых переходов. В зависимости от того, где находится атом (на земле, в космосе, вдали от любого объекта или у черной дыры) секунда будет иметь разные значения.
Поэтому и время процессов, связанных с данной системой отсчета, будет отличаться. Так, для наблюдателя у горизонта событий Шварцшильдовской черной дыры время практически остановится, а для наблюдателя на Земле все произойдет почти мгновенно.
Людей всегда волновала тема путешествий во времени. Предлагаем вам посмотреть научно-популярный фильм на эту тему и напоминаем, что если у вас совершенно нет времени на учебные дела, наш студенческий сервис всегда поможет справится с актуальными задачами и проблемами.
Иван Колобков, известный также как Джони. Маркетолог, аналитик и копирайтер компании Zaochnik. Подающий надежды молодой писатель. Питает любовь к физике, раритетным вещам и творчеству Ч. Буковски.
Время определяется физикой как поток событий из прошлого через настоящее и в будущее. В целом, система является вневременной, если она не изменяется. Время - это четвертое измерение реальности, и оно используется для описания событий, происходящих в трехмерном пространстве. Мы не можем его увидеть, почувствовать или попробовать на вкус, но мы можем отслеживать его ход.
Стрела времени
Когда время движется вперед в будущее (положительное время) или назад в прошлое (отрицательное время). С другой стороны, время в естественном мире имеет только одно направление, которое известно как стрела времени. Один из самых важных вопросов в физике, на который нет ответа, - почему время необратимо.
Мир природы, например, следует принципам термодинамики. Второй закон термодинамики гласит, что энтропия замкнутой системы либо остается постоянной, либо увеличивается. Энтропия (степень беспорядка) космоса никогда не может уменьшиться, если считать его закрытой системой. Другими словами, Вселенная не может вернуться в точно такое же состояние, в котором она находилась в более ранний момент. Время не может двигаться назад!
Замедление времени
В классической механике время везде одинаково. Синхронизированные часы по-прежнему находятся в синхронизации. Однако время относительно, как мы знаем из специальной и общей теории относительности Эйнштейна. Оно зависит от системы отсчета наблюдателя. Это может вызвать замедление времени, при котором время между событиями удлиняется (расширяется) по мере приближения к скорости света. Движущиеся часы идут медленнее, чем неподвижные, и разница становится все более заметной по мере приближения движущихся часов к скорости света. Часы в реактивных самолетах и на орбите регистрируют время медленнее, чем часы на Земле, мюонные частицы распадаются медленнее при падении, а эксперимент Майкельсона-Морли доказал сокращение длины и замедление времени.
Путешествие во времени
Перемещение вперед или назад во времени, в отличие от перемещения между различными точками в пространстве, - это то, что подразумевает путешествие во времени. Прыжки вперед во времени - это то, что постоянно происходит в природе. Поскольку Земля движется медленнее, чем Международная космическая станция, астронавты на борту испытывают скачок во времени, когда возвращаются на Землю.
Путешествие в прошлое, с другой стороны, имеет свои недостатки. Одна из трудностей - это причинность, или связь между причиной и следствием. Путешествие во времени может привести к временному парадоксу. Ярким примером является "дилемма дедушки". Согласно этому парадоксу, вы можете избежать собственного рождения, если совершите путешествие в прошлое и убьете своего деда до того, как родились ваши мать или отец. Многие ученые считают, что путешествие во времени в прошлое невозможно, хотя существуют обходные пути, такие как путешествие между параллельными мирами или точками ветвления, чтобы избежать временного парадокса.
Началo времени и конец времени
Насколько мы можем судить, у времени во Вселенной было начало. Большой взрыв произошел 13,799 миллиарда лет назад, ознаменовав начало времени. Мы можем количественно определить космическое фоновое излучение как микроволны, возникшие после Большого взрыва, но более раннего излучения не существует. Один из аргументов в пользу происхождения времени заключается в том, что если бы можно было бесконечно возвращаться в прошлое, то ночное небо освещалось бы более ранними звездами.
Окончится ли время? Ответ на этот вопрос неизвестен. Время продолжалось бы, если бы космос продолжал расширяться бесконечно. Наша временная линия закончится и начнется новая, если произойдет новый Большой взрыв. В экспериментах по физике частиц случайные частицы возникают из вакуума, поэтому маловероятно, что Вселенная станет статичной или вечной. Только время покажет, так ли это на самом деле.
1. Длительность существования всего происходящего, всех явлений и предметов, измеряемая веками, годами, часами, минутами и т. п. На позеленевших от времени стенах висели портреты предков. Чехов, Кривое зеркало. || Мера длительности всего происходящего, существующего. Среднее солнечное время. Звездное время. По московскому времени. || Последовательная смена минут, часов, дней, лет и т. п. Время идет. Время летит. Время тянется. Время терпит. Время не ждет. □ Через короткие промежутки времени стреляли орудия. Первенцев, Огненная земля.
2. Какой-л. отрезок, промежуток в последовательной смене часов, дней, лет и т. д. Терять время. Тратить время. Наверстать время. Выиграть время. Предоставить время. Провести время. □ — Он всего только полгода как переехал к нам жить; в такое время человека не узнаешь. Гоголь, Иван Федорович Шпонька и его тетушка. Не знаю, сколько времени я провел у него, должно быть, час или немного больше. Каверин, Два капитана. || обычно с определением. Пора дня, недели, года и т. д., характеризуемая чем-л., или в которую что-л. происходит. Вечернее время. Ненастное время. Дождливое время. □ Эти часы стали теперь для мальчика самым счастливым временем. Короленко, Слепой музыкант. С утра часа два-три он не отрывался от проекта. Эти первые часы были лучшим временем суток: голова свежая, меньше беспокоят посетители. Ажаев, Далеко от Москвы. || Свободные от обычных занятий часы, дни и т. п.; досуг. — Я, кажется, помешал вам: вы изволили читать. — Ничего, мой почтеннейший, ничего; у меня есть время для муз и есть для добрых приятелей. Герцен, Кто виноват? — Должность и дела отнимают у меня и время, и здоровье. И. Гончаров, Обыкновенная история.
3. Определенный, известный момент в последовательной смене часов, месяцев, лет и т. п. Засечь время. Указать время заседания. □ Когда время подошло к десяти, старик вспомнил, что ему пора ложиться спать. Саянов, Небо и земля. || в знач. сказ. Благоприятная пора, подходящий момент для чего-л. Время спать.□ Шутить не время. Дай ответ, Когда не хочешь пытки новой. Пушкин, Полтава. [Таян] подумал, что время начинать осенний промысел и надо выходить в море. Горбатов, Таян-начальник.
4. ( мн. ч. может употребляться и в знач. ед. ч.). Период, эпоха (в жизни человечества, какого-л. народа, государства, общества и т. п.). Военное время. Дух времени. □ — Времена Вертеров и Шарлотт прошли. И. Гончаров, Обрыв. Во времена Екатерины слава русского флота прогремела на Черном море. А. Н. Толстой, Гордо реет советский флаг.
5. Филос. Всеобщая объективная форма существования материи, проявляющаяся в длительности и последовательности, неотъемлемо от движения. Пространство и время — основные формы всякого бытия. □ В мире нет ничего, кроме движущейся материи, и движущаяся материя не может двигаться иначе, как в пространстве и во времени. Ленин, Материализм и эмпириокритицизм.
6. Грамм. Форма глагола, выражающая отношение действия или состояния к моменту речи или к какому-л. другому моменту. Настоящее время. Прошедшее время. Будущее время.
Времена года — периоды, на которые делится год в соответствии с видимым движением солнца по небу и изменениями, происходящими в природе (весна, лето, осень, зима).
Читайте также: