Что такое время с физической точки зрения

В статье рассказывается про определение времени в различных областях науки, о том, что это такое и как оно может быть относительным.

Принято считать, что наши древние предки походили на нас лишь внешним видом, да и то весьма отдаленно. И что все привычные для нас человеческие качества, суждения и психологию они приобрели лишь с появлением вида Homo sapiens. Но с таким рассуждением можно поспорить. К примеру, ученые находили могилы наших человекоподобных предков возрастом в несколько миллионов лет, и было установлено, что к местам погребения приносили даже цветы!

При всей невероятности факта — это правда. У могил были обнаружены следы скоплений пыльцы растений, которые произрастали совсем в других местах. А значит, у наших предков уже тогда сложились какие-то представления о загробном мире. Возможно, именно абстрактное мышление и воображение являются той гранью между животным и человеком.

Определение времени можно отнести к целому ряду вещей и дисциплин, таких как физика, психология, философия, литература и искусство. В классическом же понимании это величина, определяемая сроком какого-то процесса: будь то распад радиоактивного элемента в атомных часах или движение планеты вокруг своей оси — смена суток. В статье мы подробно разберем каждое из них. Начнем с самого простого.

В метрологии определение времени производится по трем параметрам. По координатной оси, когда определение происходит по какой-то шкале или берет свой отсчет в зависимости от тех или иных данных. К примеру, всем известные календари, часы, хронометры, местное и всемирное время.

Второй тип — относительный. В этом случае измерение происходит между моментами каких-либо двух событий. К примеру, между утренним пробуждением и отходом ко сну.

Ну и третий и последний параметр — субъективный. Он измеряется по нескольким разночастотным процессам. Если говорить проще, это именно тот случай, когда в зависимости от ситуации время для человека длится с разной скоростью, субъективно для него.

Именно это самые распространенные примеры такого сложного понятия. Но можно ли дать определение времени? Ведь это одно из универсальных свойств материи наряду с пространством.

Толковые словари

Если прибегать к помощи словарей, то можно увидеть, что каждый автор и составитель применяет хоть и близкое другим, но свое объяснение того, что такое время. К примеру, Ожегов дал этому следующее определение: «Промежуток той или иной длительности, в который совершается что-нибудь, последовательная смена часов, дней, лет». Именно в этом заключается литературное определение слова «время».

В этой науке все несколько сложнее, и на вопрос о том, что такое время, каждый философ отвечает по-своему. Но к счастью, существует и общепринятое определение. Согласно энциклопедии, время в философии — это необратимое течение событий, которое движется из прошлого через настоящее и стремится в будущее.

Этой проблемой задавались еще античные деятели науки, и споры не утихают и по сей день, спустя несколько тысяч лет. И одним из первых, кто задумался над этим, был всем известный Платон.

Согласно его трудам и представлениям, время в философии — это (определение было дано им так) «движущееся подобие вечности». А несколько позже его идеи развил и дополнил не менее мудрый Аристотель, назвав время «мерой движения».

Психология

В психологии все несколько проще. И течение времени или иные его проявления измеряются исключительно наблюдателем. Проще говоря, как уже было сказано, для всех время идет по-разному. Когда мы раздражены, утомлены или занимаемся монотонной нелюбимой работой, оно тянется гораздо медленнее, чем обычно, будто специально. И наоборот – когда настроение отличное и ничто не тревожит, с удивлением замечаешь, как незаметно оно летит.

Так что поговорке «влюбленные часов не наблюдают», есть весьма научное обоснование – при таком состоянии концентрация эндорфина (гормона счастья) в крови значительно повышается, и время идет быстрее.

Что такое время в физике? Определение

Если брать за основу законы классической физики, то это непрерывная величина, которая ничем не определяется. А для удобства в жизни в качестве основы для его измерения берется определенная последовательность событий, к примеру, периоды вращения Земли вокруг своей оси, Солнца или работа часового механизма.

Но самое интересное начинается, если подробнее рассмотреть релятивистскую физику. Согласно ей, время имеет свойство замедляться или ускоряться, и это не фантастика: с подобными явлениями мы сталкиваемся каждый день в повседневной жизни, но они столь мизерны, что мы не замечаем.

Проще говоря, время может замедляться и ускоряться под влиянием сил гравитации. К примеру, на первом этаже небоскреба и на последнем часы будут идти с разной скоростью, но в обычных условиях этого никак не заметить, настолько маленькой будет разница. Но если их поднести к черной дыре, то ход их по сравнению с оставленными на Земле будет все медленнее.

Время. Литературное определение

Если брать за основу произведение, то это предпосылка сюжетного развертывания. Как и в реальности, в художественной литературе оно развивается из прошлого в будущее. Но иногда используются специальные приемы типа вставок из прошлого героя или героев.

Существует ли время как физическая величина?

Мы привыкли к тому, что часто смотрим на часы. Ведь нам не просто нужно знать, который час, а с точностью до минут. Ну, жизнь такая настала — нужно куда-то постоянно спешить, чтобы успеть куда-то и что-то сделать. Как говорится — современный темп жизни человека.

Конечно, время можно измерять не только минутами и часами, но и днями, неделями, годами, веками и тысячелетиями. И вот тут мы сталкиваемся с очень сложным для понимания парадоксом этой загадки природы. А существует ли время на самом деле как физическая величина или это всего лишь иллюзия у нас в голове? Исаак Ньютон
Фото: ru.wikipedia.org

Разумеется, сейчас скажут, что автор не знает, мол, что еще Исаак Ньютон сказал о единстве всего в мире. По открытым им законам выходит, что время едино и абсолютно для нашей Вселенной и не может изменяться. Оно существует, дескать, всюду и его можно измерить условными единицами.

Какими? Ну, это уже второстепенный вопрос, поскольку все зависит от обстоятельств. Например, от обращения планеты вокруг своей звезды. Тогда получается продолжительность обращения (год), которую можно поделить на более мелкие частицы времени. Альберт Эйнштейн
Фото: ru.wikipedia.org

Но теория относительности Эйнштейна камня на камне не оставляет на понятиях Ньютона о времени. Да, время можно считать относительно чего-либо и показывать в условных единицах. Но чем выше скорость движения объекта, тем сильнее меняется такая величина, как прошедшее время — ход времени может замедляться и, наоборот, ускоряться. Это тоже чисто условно, поскольку речь не о самом времени, а об искривлении пространства. А в нем иначе будут идти известные науке процессы.

Говорят, что время — четвертая величина в измерении Вселенной. Но где доказательство существования самого времени? Его нет!

Предположим, что мы посетили три внеземные цивилизации на трех планетах. Они обращаются вокруг своих звезд на иных орбитах, чем наше Солнце, у них иная масса. А это значит, что у планет иной временной промежуток для возвращения по орбите в условную точку начала движения по ней. Мы можем условно (повторяю это слово для понимания рассуждений) иноземный год пересчитать в своих единицах. Но у инопланетян они тоже свои!
Фото: Depositphotos

Что же тогда получается?

А то, что времени как такового не существует! Есть только момент исчисления каких-либо процессов от начала к концу. Но это исчисление в придуманных разумом величинах, которыми пользуются исключительно для своих нужд.

Представлять себе существование времени как что-то материальное — величайшее заблуждение человечества. Во Вселенной нет времени! В ней есть только скорость изменения процессов. А уж эту скорость человек умышленно поделил для своего удобства на секунды, минуты, часы… вплоть до светового года (расстояние, за которое луч света преодолеет за 365 суток).

Но иллюзия существования времени столь сильна, что под ее влияние попали многие ученые, когда говорят о том, что с момента Большого Взрыва прошло столько-то времени. Но это ведь земное время, исчисляемое нами в условных единицах, а у Вселенной есть только скорость ее расширения. И больше никаких единиц! Но опять же, скорость мы эту измеряем относительно своих «параметров» — столько-то тысяч километров в секунду!

Вот такая мистика со временем в нашем сознании!

Проголосовали 14 человек

Комментарии (9):

Войти через социальные сети:

Мое мнение:
Время: это Точка Отсчета: 1. с момента начала действия (влияния) Массы или Энергии в Пространстве и до окончания в этого действия в Пространстве. 2. с окончания действия (влияния) Массы или Энергии в Пространстве и до начала этого действия. Масса (Энергия) и Пространство очень тесно связанные и зависимые друг от друга величины.
Время, с которого начинает ощущаться действие (влияние) Массы или Энергии в Пространстве еще называют Планковским временем. По сути, это самая ничтожно малая величина Времени, которая только может быть.
Пространства свободного от Массы или Энергии не существует и наоборот.
Масса и Энергия имеют один Вектор направленности: действие (влияние) Массы или Энергии усиливается с приближением к центру.
У Времени два противоположных Вектора направленности: отсчет времени можно проводить с двух противоположных направлениях.
В местах концентрации больших Масс и Энергий время течет медленнее. Пример: если вы полетите с Земли к Солнцу. Ваше время замедлится в сравнении с теми, кто остался на Земле. Если вы полетите с Земли просто в космическое пространство ваше время ускориться в сравнении с теми, кто остался на Земле. Ну чем не «машина времени». С увеличением Дисперсности Время ускоряется. На субатомном уровне Время настолько быстрое, что этим временем даже «можно пренебречь»….

О том, что время — это скорость, давно объяснил Энштейн, но термин «Время» очень удобный и привычный, даже физики его постоянно используют. Кому больше всего мешает такое лишнее понятие как «Время»? Правильно, как раз физикам оно больше всего и мешает. Например, им было бы легче объяснять суть своих гениальных прозрений, если бы они использовали вообще только один термин «Скорость». Дело в том, что поставив задачу, избавиться от лишних понятий, человек невольно приходит к выводу о том, что физика реальности может быть вообще описана только двумя понятиями, а именно пространством и скоростью. Согласитесь, что не только время является скоростью. Так же и температура, и масса, и энергия – все эти понятия можно заменить одним – понятием «Скорость».
Представим, что такое частица фотон и что такое свет, используя только два понятия – пространство и скорость. Правильно, фотон — это вращающаяся с определенной скоростью воронка пространства, а свет это волна пространства, бегущая со скоростью света. Таким образом, мы с легкостью можем заменить вообще все понятия только двумя, а именно пространством и скоростью. Но есть ли в этом необходимость? Думается, что это полезно делать только в науке. К примеру, квантовую механику вообще не понять, если всерьез допускать существование времени, как физической сущности. Как раз, заменив время скоростью, легко объясняется широко известный опыт Юнга или свойства двух запутанных частиц. Давайте попробуем объяснить загадочную связь между двумя запутанными фотонами, когда они разлетелись друг от друга в противоположные края известной нам вселенной. Совершенно верно, раз фотоны это воронки пространства, то запутанные фотоны это слившиеся воронки пространства, а с учетом того, что они находятся на большом расстоянии друг от друга, мы имеем сильно растянутую воронку, концы которой по сути одно целое. Все, казалось бы, просто со скоростью, но вот что такое пространство, а точнее сказать, что такое тяжелый вакуум не известно.
Скорее всего, понимание физического вакуума — это не человеческого ума дело, но оставим этот вопрос искусственному интеллекту, который уже маячит на горизонте)).

Александр Аб, «. Существует ли время как физическая величина?».

Древнее мировоззрение русичей было Природоведическим и триединым по сути.
ПРАСТРАНСТВА, МАТКРИЯ, ВРЕМЯ.
Это одна из «Троиц».

Таким образом современное понятие
«Представлять себе существование времени как что-то материальное — величайшее заблуждение человечества. Во Вселенной нет времени! В ней есть только скорость изменения процессов. А уж эту скорость человек умышленно поделил для своего удобства на секунды, минуты, часы… вплоть до светового года (расстояние, за которое луч света преодолеет за 365 суток).»

Из области заблуждений ума, для самого ума, как и то, что Материя это вещество.
Вещество материально, но Материя невещественна, она метод получения вещества.

Прастранства многомерны, размерность Материи уже ниже, Времени ещё ниже, вещества тем более.
Тут следует напомнить «матрёшку» — вложенность понятий.

Александр Бедрицкий, ответ
мое мнение: Вселенная не безгранична.
Вселенная ограничена Массой, Пространством и Временем.
Как звезды и галактик, Вселенные рождаются и умирают.
Это процесс живой и бесконечный. Космос наполнен бесконечным множеством самых различных Вселенных. Большой Взрыв, это процесс рождения Вселенной.
Для Космоса, рождение и смерть Вселенной это рядовое явление.
Безграничен, Един и Вечен только Космос !
Космос можно рассматривать как Вечную, Единую, Безграничную Субстанцию, которая не имеет ни Массы, ни Пространства, ни Времени.
Эти понятия для Космоса Нулевые, их просто НЕТ.
Эти понятия начинаю проявляться только во Вселенной.
Эти понятия, проявляются, когда начинается Дисперсность Вселенной, когда Вселенная начинает рассматриваться как набор «Бесконечных Множеств».
Тогда и возникают такие категории как: Пространство, Масса и Время.
Спасибо.

Александр Аб, «Существует ли время как физическая величина?
. Говорят, что время — четвертая величина в измерении Вселенной. Но где доказательство существования самого времени? Его нет. «.

Вы правильно написали — «говорят».
Раньше физика была только одним из методов познания Природы, сейчас это синоним Природы.
Со всеми вытекающими из-за подмены понятий.

Природа развивается через усложнение, встречный процесс — упрощение, деградация.
Пространство и Время это только состояния такого движения.
Природа многомерна?,- тогда и Пространство и Время также многомерны.

Сравнительно недавно понятия «неделя» означало неделимое, а «дневной, утренний, вечерний, ночной час» были изменчивы и зависели от сезона года. Физиологическое, внутреннее, время зависит от времени суток и привязки к Солнечному ритму.

Александр Бедрицкий, слово «неделя» означает нерабочий день, день, когда не делают работу. Во многих славянских языках это название для воскресного дня, а для семи дней, прошедших от праздника до праздника, использовали другое слово: «седмица», «тиждень» и пр. Так что с делением никакой связи не видится.

Оценка статьи: 5

Марк Блау, «. Во многих славянских языках это название для воскресного дня. »
— «у недилю» и «неделя» несколько, совсем, разное.
Не стоит навязывать мнение почерпнутое из словарей, составленных иностранцами для иностранцев, носителю языка.
Это во-первых.
Во вторых, «время по-курантам» и время «по-цифирьблату, «по-склянкам» это из разметки суток на временные отрезки, умом для нужд ума, в обиходе.

Из воззрений древних людей, замечу переведённое со старорусского на греческий:
«Уран – пространство.
Гея – материя.
Хронос – время.
Уран и Гея, материя и пространство породили Хронос – время.».

Замечу
— «Гея – материя» это не «вещество», это только метод его получения
пространство это ране ПРАСТРАНСТВА.
И только потом «время, как дитя», но не ранее.

1. «Во Вселенной нет времени! В ней есть только скорость изменения процессов» Но скорость изменения чего-нибудь — это в математическом выражении производная этого чего-нибудь по времени. Чисто математическим трюком можно избавиться от одной переменной, заменив ее на другую. Ну и что? Физически от этого феномена никуда не убежишь. Как в одном анекдоте: «Дупа есть, а слова нету»

2. Один из основных законов физики, закон сохранения энергии, связан с однородностью времени. Нет времени — нет физики? Очень серьезный вопрос, на который нет ответа.

3. Вполне возможно, что время субъективно. Если бы у человека не было памяти, для челоевека не было бы и времени. Как, скорее всего, оно почти не существует для рыбок. Можно ли изменить физику в этом ключе, связав время со способностью к запоминанию? Субъективная физика — это повод для глубоких размышлений об основаниях этой науки. Да и об основаниях науки вообще

4. Ньютон и Эйнштейн упомянуты. Эйнштейн время не отменял, он только изменил это понятие. Есть ли кто-то, из теоретиков, кто всерьез разрабатывает теорию об отсутствии времени, как физического явления? И к каким выводам он приходит?

Оценка статьи: 5

Во вселенной времени нет. Как нет и сказки Эйнштейна про двух братьев близнецов. С какой бы скоростью не летел один брат в космосе он все равно будет стареть также как и его брат на земле. Потому что развитие в организмах обоих братьев будут идти с одинаковой закономерностью. И «искривление пространства» и скорость света не влияет на эту биологическую схему ни коем образом. Все остальное из области фантастики. Так же не выдерживает критики теория о том что вселенная расширяется до определенного предела, а затем не понять почему начнет сжиматься опять в точку. И все процессы пойдут в обратном направлении. Вселенная как расширяется, так и будет бесконечно расширятся или куда-то бесконечно падать.

Что такое время?

Что такое время?

Несмотря на то, что явление времени кажется интуитивно понятным и является фундаментальным понятием в философии и науке, точное определение времени до сих пор не сформировано. В данной статье мы рассмотрим несколько основных концепций времени с точки зрения науки.

Классическая физика

Классическая физика сложилась до возникновения теории относительности Эйнштейна и квантовой теории. Согласно классической концепции времени, время – непрерывная величина, которая не определяется чем-либо и является априорной характеристикой мира. Время – основное условие протекания каких-либо процессов в мире. Такое время одинаково течет для всех процессов и во всех точках мира, при этом нет ничего, что способно повлиять на ход времени. Несмотря на то, что тела и процессы могут ускоряться и замедляться, течение времени равномерно. В связи с этим с точки зрения классической физики время называют абсолютным. Эти свойства времени описал Исаак Ньютон в своем труде «Математические начала натуральной философии» 1687-го года.

«Математические начала натуральной философии» Исаака Ньютона

В классической механике переход от одной системы отсчета (инерциальной) к другой описывается так называемыми преобразованиями Галилея. Уравнения механики Ньютона по отношению к данным преобразованиям являются инвариантными, из чего выплывает абсолютность времени.

Следует отметить, что в классической физике для времени не выделяется определенная ось, так как в рамках данной концепции течение времени в обратную сторону равносильно обычному его течению.

Термодинамика

Материалы по теме

В отличие от классической физики, термодинамика утверждает, что время необратимо в силу второго закона термодинамики. Согласно этому закону существует некоторая функция состояния – энтропия, которая не убывает в любых процессах в замкнутых системах. Если бы время могло идти в обратном направлении, энтропия бы в таких системах уменьшалась, что противоречит вышеизложенному закону.

Термодинамика отличается жестким требованием существования оси времени.

Квантовая механика

В большинстве своем концепция времени в рамках квантовой механики схожа с интерпретацией классической физики, то есть время течет равномерно. Однако, основным отличием данного определения является необратимость времени. Это связано с тем, что процесс измерения несимметричен во времени. Измерение в данный момент даст информацию о состоянии объекта в прошлом, но в будущем даст новое состояние.

Релятивистская физика (теория относительности Эйнштейна)

Наиболее популярной концепцией времени сегодня является определение времени в рамках теории относительности Эйнштейна.

Альберт Эйнштейн на пляже (1939 г.), вероятно думает о физике

Прежде всего следует отметить основные постулаты данной концепции:

• Скорость света в вакууме одинакова во всех системах координат, которые движутся относительно друг друга равномерно и прямолинейно.
• Физические законы одинаковы во всех системах координат, которые движутся относительно друг друга равномерно и прямолинейно.
• Любое событие может влиять лишь на события, которые происходят позже него и не влияет на события, которые происходят раньше него.

Материалы по теме

Гравитация

Исходя из вышеупомянутых постулатов, можно утверждать, что события, которые происходят одновременно в одной системе отсчета, могут быть не одновременны в другой системе отсчета, движущейся относительно первой системы отсчета. Таким образом, в рамках данной концепции ход времени зависит от движения выбранной системы отсчета. Проще говоря, скорость хода часов зависит от того, кто их носит.
Интереснейшим аспектом данной теории является влияние гравитации на течение времени. В рамках данной концепции пространство и время являются несамостоятельными частями одного пространственно-временного континуума. Тогда вблизи массивных объектов искажается не только пространство, но и изменяется скорость течения времени.

Искривление пространства-времени как результат гравитационного возмущения

В релятивистской физике время определяется как четвертая координатная ось системы координат, три другие оси которой представляют три пространственные координаты «нашего трехмерного мира». Таким образом каждое тело имеет так называемую мировую линию. Если рассматривать данное тело в упомянутой четырехмерной системе координат, то оно будет представляться протяженным множеством этих тел. То есть в каждый момент времени своего существования тело будет наноситься на четырехмерную систему координат, в зависимости от его пространственного, а также временного положения.

Мировая линия человека (упрощенно), где X и Y — две пространственные координаты, а T — временная координата.

Что же такое время?

Исходя из сказанного выше, становится ясно, что человечеству совершенно неясно, что такое время. Перечисленные здесь теории лишь пытаются математически (и геометрически) определить время, как нечто, что может использоваться в дальнейших расчетах для объяснения наблюдаемых явлений.

Опираясь на постулаты, выплывающие из основных концепций времени, можно попытаться сформулировать следующее субъективное определение:

«Время – априорный геометрический параметр, который характеризирует движение, определяет длительность существования всех процессов, есть условие существования изменения. Является неотъемлемой частью пространственно-временного континуума, есть его четвертая координата наряду с тремя пространственными. Время способно искривляться в результате гравитационного возмущения, при этом является необратимым. Данное явление относительное и зависит от выбора системы отсчета и ее скорости. Подчиняется постулату причинности, согласно которому любое событие может влиять лишь на события, которые происходят позже него и не влияет на события, которые происходят раньше него».

Картина Сальвадора Дали «Постоянство памяти» 1931 г.

Данное явление невозможно представить в уме, а потому ученые со всего мира пытаются объяснить его математически, что пока остается непосильной задачей и вызывает множество разногласий в научном сообществе. Если же ученому задать вопрос «Что такое время?», то скорее всего в ответ Вы услышите – «Это то, что измеряется часами».

Что такое время?

Несмотря на то, что явление времени кажется интуитивно понятным и является фундаментальным понятием в философии и науке, точное определение времени до сих пор не сформировано. В данной статье мы рассмотрим несколько основных концепций времени с точки зрения науки.

Классическая физика

Классическая физика сложилась до возникновения теории относительности Эйнштейна и квантовой теории. Согласно классической концепции времени, время – непрерывная величина, которая не определяется чем-либо и является априорной характеристикой мира. Время – основное условие протекания каких-либо процессов в мире. Такое время одинаково течет для всех процессов и во всех точках мира, при этом нет ничего, что способно повлиять на ход времени. Несмотря на то, что тела и процессы могут ускоряться и замедляться, течение времени равномерно. В связи с этим с точки зрения классической физики время называют абсолютным. Эти свойства времени описал Исаак Ньютон в своем труде «Математические начала натуральной философии» 1687-го года.

«Математические начала натуральной философии» Исаака Ньютона

В классической механике переход от одной системы отсчета (инерциальной) к другой описывается так называемыми преобразованиями Галилея. Уравнения механики Ньютона по отношению к данным преобразованиям являются инвариантными, из чего выплывает абсолютность времени.

Следует отметить, что в классической физике для времени не выделяется определенная ось, так как в рамках данной концепции течение времени в обратную сторону равносильно обычному его течению.

Термодинамика

В отличие от классической физики, термодинамика утверждает, что время необратимо в силу второго закона термодинамики. Согласно этому закону существует некоторая функция состояния – энтропия, которая не убывает в любых процессах в замкнутых системах. Если бы время могло идти в обратном направлении, энтропия бы в таких системах уменьшалась, что противоречит вышеизложенному закону.

Термодинамика отличается жестким требованием существования оси времени.

Квантовая механика

В большинстве своем концепция времени в рамках квантовой механики схожа с интерпретацией классической физики, то есть время течет равномерно. Однако, основным отличием данного определения является необратимость времени. Это связано с тем, что процесс измерения несимметричен во времени. Измерение в данный момент даст информацию о состоянии объекта в прошлом, но в будущем даст новое состояние.

Релятивистская физика (теория относительности Эйнштейна)

Наиболее популярной концепцией времени сегодня является определение времени в рамках теории относительности Эйнштейна.

Альберт Эйнштейн на пляже (1939 г.), вероятно думает о физике

Прежде всего следует отметить основные постулаты данной концепции:

1. Скорость света в вакууме одинакова во всех системах координат, которые движутся относительно друг друга равномерно и прямолинейно.

2. Физические законы одинаковы во всех системах координат, которые движутся относительно друг друга равномерно и прямолинейно.

3. Любое событие может влиять лишь на события, которые происходят позже него и не влияет на события, которые происходят раньше него.

Исходя из вышеупомянутых постулатов, можно утверждать, что события, которые происходят одновременно в одной системе отсчета, могут быть не одновременны в другой системе отсчета, движущейся относительно первой системы отсчета. Таким образом, в рамках данной концепции ход времени зависит от движения выбранной системы отсчета. Проще говоря, скорость хода часов зависит от того, кто их носит.

Интереснейшим аспектом данной теории является влияние гравитации на течение времени. В рамках данной концепции пространство и время являются несамостоятельными частями одного пространственно-временного континуума. Тогда вблизи массивных объектов искажается не только пространство, но и изменяется скорость течения времени

Искривление пространства-времени как результат гравитационного возмущения (см. четвертое изображение).

В релятивистской физике время определяется как четвертая координатная ось системы координат, три другие оси которой представляют три пространственные координаты «нашего трехмерного мира». Таким образом каждое тело имеет так называемую мировую линию. Если рассматривать данное тело в упомянутой четырехмерной системе координат, то оно будет представляться протяженным множеством этих тел. То есть в каждый момент времени своего существования тело будет наноситься на четырехмерную систему координат, в зависимости от его пространственного, а также временного положения.

Мировая линия человека (упрощенно), где X и Y — две пространственные координаты, а T — временная координата (см. пятое изображение).

Что же такое время?

Исходя из сказанного выше, становится ясно, что человечеству совершенно неясно, что такое время. Перечисленные здесь теории лишь пытаются математически (и геометрически) определить время, как нечто, что может использоваться в дальнейших расчетах для объяснения наблюдаемых явлений.

Опираясь на постулаты, выплывающие из основных концепций времени, можно попытаться сформулировать следующее субъективное определение:

«Время – априорный геометрический параметр, который характеризирует движение, определяет длительность существования всех процессов, есть условие существования изменения. Является неотъемлемой частью пространственно-временного континуума, есть его четвертая координата наряду с тремя пространственными. Время способно искривляться в результате гравитационного возмущения, при этом является необратимым. Данное явление относительное и зависит от выбора системы отсчета и ее скорости. Подчиняется постулату причинности, согласно которому любое событие может влиять лишь на события, которые происходят позже него и не влияет на события, которые происходят раньше него».

Картина Сальвадора Дали «Постоянство памяти» 1931 г. (см. шестое изображение).

Данное явление невозможно представить в уме, а потому ученые со всего мира пытаются объяснить его математически, что пока остается непосильной задачей и вызывает множество разногласий в научном сообществе. Если же ученому задать вопрос «Что такое время?», то скорее всего в ответ Вы услышите – «Это то, что измеряется часами».

Что такое время с научной точки зрения

Поинтересуйтесь у любого человека: «Время, что это такое?» Вам ответят, что это некая величина, с помощью которой измеряются интервалы между жизненными событиями и выражается она конкретными единицами измерения. Но так ли все просто? На протяжении столетий самые прогрессивные умы планеты, философы, математики, физики спорят о происхождении и сути времени, выдвигая невероятные теории об этом феномене Вселенной.

Время применительно к нашей реальной жизни

Время, что это такое в нашей повседневной жизни? Для описания данного понятия существует несколько определений, выделяющих основные характеристики времени:

• оно имеет конкретное значение в зависимости от выбранной системы измерения;
• время используется при измерении интервала между определенными событиями;
• это параметр, который описывает взаимодействие нескольких процессов;
• время всегда направлено из прошлого в будущее;
• система измерения времени может иметь, как равномерную, так и неравномерную шкалу.

Самое привычное восприятие времени связано с астрономией, где интервалы измеряются в зависимости от вращения Солнца и Земли.

Сегодня человечество пользуется несколькими популярными типами времени:

• по Гринвичу – единым для всей планеты;
• поясным, которое включает 24 пояса и очень удобно для измерения времени;
• истинным, измеряемым солнечными часами в конкретной точке Земли;
• усредненным солнечным для определенной местности;
• летним – перевод часов для экономии энергоресурсов;
• звездным, используемым астрономами.

В качестве шкалы для измерения времени применяются такие величины, как секунда, минута и час в переделах одних суток. Для более широких интервалов – сутки, недели, месяцы, годы, столетия и т.д. Чтобы удобнее было следить за изменениями времени, человечество придумало множество полезных приспособлений, начиная от календарей, заканчивая супер точными часами с секундомером.

Современные концепции времени

Первым прибором, измеряющим время, были солнечные часы. Их работа основывалась на передвижении солнца. С появлением более совершенных устройств, таких как цифровые часы, отношение к времени изменилось. Его начали воспринимать, как самостоятельное, живущее своей жизнью понятие. Но давайте посмотрим на время, что это такое, с разных сторон.

• При измерении, например, скорости бегуна мы сравниваем его передвижение от одной точки до другой со стрелками секундомера, их движением. А современные часы, в свою очередь, созданы по подобию солнечных и зависят от передвижения нашего светила. Таким образом, неизвестную скорость бегуна мы сравниваем с абстрактным, но известным движением Солнца – временем. Это упрощает задачу измерения различных величин: частоту сердцебиения, скорость автомобиля или самолета и т.д. Но, если исключить из этой зависимости «время», то можно легко сравнить все эти величины друг с другом, что делает сомнительным понятие автономности времени.
• Не меньше сомнений вызывает и направленность времени. Мы привыкли воспринимать очередность событий, разделяя их на те, которые уже произошли, происходят сейчас или ждут нас в будущем. Но мало кто осознает, что настоящего как такового не существует, а вернее это мгновение, которое сразу становиться прошлым. Прошлое, являющееся воспоминаниями, и будущее – продукт воображения, можно измерить. Например, как информацию, записанную на пленке. Но что делать с реальностью, настоящим, которое не поддается измерению?
• К общему мнению, что такое феномен время, не могут прийти ученые из разных областей науки.
• Так, физики считают время обратимой величиной движения материальных объектов, где в качестве шкалы измерения используется определенная последовательность событий. Этот принцип стал основой создания часов.
• Философы настаивают на необратимости и направленности времени от прошлого к будущему. В мифологии время считалось цикличным, Лейбниц утверждал, что это лишь субъективное восприятие реальности, Гегель причислял время к категории абсолютного духа, сторонники диалектического материализма воспринимают время как вполне осязаемую и измеримую форму передвигающейся материи.
• С психологической точки зрения ощущение времени полностью зависит от состояния и восприятия каждого отдельного человека.
• Историки используют время для наиболее удобной характеристики событий, происшедших в конкретный этап существования человечества, в течение года, века, эпохи и т.д.
• С развитием интернет технологий появилась новая альтернативная величина времени бит (1/1000 суток), предложенная компанией SWATCH.

Современная наука попыталась классифицировать различные представления о времени, в результате чего появились две основные и абсолютно противоположные концепции:

Относительная

Время, что это такое согласно реляционной теории? Приверженцы данной концепции отрицают существование отдельного самостоятельного понятия «время» во вселенной. Это только некое специфическое проявление отношений между конкретными физическими событиями. То есть время позволяет отслеживать свойства и изменения физических тел.

Если проще, время также бездвижно, как и пространство. А его течение можно сравнить с движением кинопленки, последовательной сменой кадров. Но что случится со временем, если всю пленку развернуть? Получится единая картина, состоящая из набора кадров, которые существуют одновременно.

Вещественная

Кардинально противоположный взгляд, что это такое, время, предлагает субстанциональная концепция. Ученые настаивают на существовании времени как самостоятельной субстанции, стоящей в одном ряду с пространством, физическими явлениями, телами, полями. Самыми известными сторонниками вещественной концепции считаются Эйнштейн, Ньютон, Лейбниц, Демокрит, современный ученый Козырев.

• Во времена Демокрита уже прослеживалось разделение понятий времени и движения. На примере атомов, которые передвигаются в пустоте, ученый доказывал, что время течет и при остановке атомов.
• Исаак Ньютон считал, что человечество воспринимает время как эмпирическую (относительную) величину для удобства. На самом деле время является абсолютным и представляет собой неограниченный, непрерывный поток, не зависящий от движения физических тел и направленный только в будущее. При этом под словом «поток» подразумевалась совокупность частиц времени. По мнению Ньютона, время постоянно в любой точке пространства, определяется единственным параметром T и может использоваться в любой системе отсчета.
• Пожалуй, самой известной и распространенной является теория относительности, разработанная Эйнштейном, где время – четвертое измерение. По его мнению, во вселенной одновременно существует и прошлое, и настоящее, и будущее, разделенные разными измерениями. Начиная с динозавров и заканчивая нашими точными копиями и даже самой Вселенной. Согласно этой теории, мы не имеем выбора, так как будущее и прошлое определены и существуют в один и тот же момент. И здесь возникает масса вопросов. Если прошлое и будущее существовало всегда, значит, более развитые цивилизации уже перемещались бы во времени, а мы бы знали об этом.

Некоторые утверждения теории относительности, такие как замедление времени или увеличение массы тела с ускорением доказаны. Однако как объяснить парадокс «близнецов», когда один из них отправляется в космическое путешествие, а другой остается дома? По теории Эйнштейна, время путешественника будет замедляться, так как он движется относительно Земли (другой системе измерения). Но в то же время близнец, находящийся на Земле, также не перестает двигаться относительно своего брата вместе с планетой. Выходит время на часах по возращении должно совпадать? Во времена Эйнштейна замедление времени связывали с ускорением. Но после изобретения ускорителя частиц стало понятно, что ускорение в вычислениях замедления времени не имеет значения.

Как видно, до сих пор никто с полной уверенностью не может сказать, что есть время и за счет чего оно замедляется.

Времени не существует?

К такому выводу пришли словенские ученые, полностью изменив понимание, что такое время во Вселенной. Они уверенно отрицают существование четвертого измерения и теорию Ньютона об абсолютности временной меры, движущейся по своим законам. Новая парадигма не исключает время как таковое, а изменяет взгляд на его абсолютность. Время рассматривается не как физическую сущность, выражающуюся количественной величиной, а одно из измерений реального пространства, что делает Вселенную «безвременной». Что это значит?

Проблемы с определением времени начались при столкновении теории относительности с квартовой физикой. В течение продолжительного времени ученые пытаются привести к общему «знаменателю» глобальные физические законы, существование мельчайших частиц и теорию о строении света. С уверенностью, что во Вселенной все взаимосвязано, гениальные физики вычислили универсальное уравнение, но оказалось, что времени в этом уравнении нет места. Чем больше исследуется поведение атомов, фотонов и других мельчайших частиц, тем менее значимым становится время, воспринимаемое человечеством достаточно субъективно.

Споры о понятии «время» беспрерывно продолжаются, появляются новые теории, оригинальные исследования. Какую концепцию воспринимать как истинную, решать вам. Но есть надежда, что в скором времени мы сможем разгадать загадки нашей необъятной Вселенной.

Что такое время с точки зрения физики?

На протяжении всей истории человечества люди пытаются понять, как устроен мир, в котором им довелось существовать.

На нынешнем историческом промежутке наиболее авторитетным и популярным способом наблюдения и объяснения феноменов окружающей действительности является научный метод познания.

Основные проблемы, волнующие людей как несколько тысяч лет тому назад, так и в настоящий момент, можно свести к нескольким простым и понятным вопросам: «Кто мы такие?», «Почему и как мы возникли?», «Зачем мы существуем?» и «Что такое пространство и время, в рамках которых происходит наше существование?». В данной статье мы рассмотрим вопрос о том, что такое время.

История понятия «время»

С самых давних пор люди заметили, что происходящие в мире события случаются в определенном порядке и подчиняются некоторой внутренней логике: то, что происходит раньше, имеет необратимое влияние на то, что происходит позднее — как вылупившийся цыпленок не может залезть обратно в яйцо, так и человек не может вернуться во вчерашний день или даже в только что прошедшую секунду.

Эти особенности окружающего мира многократно отражены в длинной череде народных пословиц и поговорок: «Былого не воротишь», «В одну реку не войти два раза» и т.д. Именно эту последовательность течения событий люди стали называть временем.

Понятие времени в физике

С тех пор как научное познание разделилось на самостоятельные, хотя и взаимосвязанные отрасли, понятие времени входит в ту область исследований, которой занимается наука под названием физика. Практически каждому читателю этой статьи физика известна как минимум в качестве школьного предмета, однако область физических исследований отнюдь не ограничивается рамками школьной программы. Помимо прочего в задачи физики входит поиск и формулировка внятного и достоверного ответа на один из так называемых «вечных вопросов»: «Что такое время?».

Следует сразу сообщить, что однозначного и бесспорного ответа на этот достаточно просто звучащий вопрос получить не удалось до сих пор, хотя лучшие умы человечества пытаются сделать это всеми доступными им способами. Тем не менее, мы можем несколько успокоить читателя, сообщив ему о том, что ученым удалось разработать несколько достаточно убедительных теорий, описывающих роль времени в тех процессах, которые происходят вокруг и внутри нас.

С точки зрения физики время является одним из измерений. Измерениями называют некоторые физические величины, такие как длина, ширина, высота и, как мы уже упомянули, время. Другие физические величины, такие как скорость, температура, влажность и т.д., являются как бы вторичными по отношению к перечисленным выше или производными от них. Длина, ширина и высота отличаются от остальных физических величин тем, что они описывают не свойства материальных объектов, а то пространство, в котором эти объекты располагаются и движутся.

Можно сказать, что сами по себе физические объекты не имеют длины, ширины и высоты — они просто совпадают с высотой, длиной и шириной пространства, которое занимают в данный момент времени. Поэтому длину, ширину, высоту и время называют измерениями и наделяют некоей первичностью по отношению к другим физическим величинам.

Понять это довольно просто, ведь если предмет не имеет положения в пространстве и времени, то он просто не существует в окружающей нас действительности, и как следствие не может иметь каких-либо физических характеристик.

В совокупности с пространственными измерениями время составляет так называемый пространственно-временной континуум, включающий в себя все наблюдаемые нами предметы и события. Сами мы тоже находимся в пространственно-временном континууме, более того, с научной точки зрения мы являемся всего лишь его частью и не можем существовать отдельно от него.

Само существование пространственно-временного континуума можно считать вполне очевидным, ведь даже если окружающее нам только снится, то действие наших снов происходит во времени и пространстве. А вот о сущности и форме этого континуума можно вести споры, которые не утихают с тех пор, как существует наука; можно даже сказать, что именно эти споры и привели к возникновению науки как таковой.

Четырехмерное пространство и этернализм

Существует гипотеза, согласно которой время можно рассматривать как четвертое пространственное измерение, ничем по сути не отличающееся от длины, ширины и высоты. С этой точки зрения события в действительности не происходят в определенном порядке, этот порядок возникает лишь в силу особенностей нашего восприятия. В философии данный подход называется этернализм.

С точки зрения этернализма материальные объекты, в том числе люди и животные, вовсе не движутся во времени, так как никакое движение во времени невозможно в принципе. Этернализм рассматривает прошлое и будущее как объективно существующие состояния реальности, такие же как настоящий момент.

Данный подход не объясняет, почему же мы воспринимаем события именно в той последовательности, в которой мы их воспринимаем, но справедливости ради стоит отметить, что традиционный подход к пространству-времени тоже не дает убедительного и исчерпывающего ответа на данный вопрос, именно поэтому вопрос о сущности времени принято относить к разряду «вечных».

Что такое время с физической точки зрения?

Мы не знаем что такое время. Мы также не знает что такое пространство. Над этими вопросами думали древние греки и продолжают думать современные учёные. Но молодым физикам надо еще и писать диссертации. Вот они и придумали, что если не заморачиваться вопросом — что такое время вообще и использовать интервал времени — секунда, из показания атомных часов (Цезий-133, относительная точность в районе 10⁻¹⁴ ÷ 10⁻¹⁷), то можно спокойно работать над диссертациями. А о времени вообще, пусть думают академики и физики, от которых ушли жёны, т.е. философы.

Из Специальной Теории Относительности известно, что мы (как и все объекты Вселенной) движемся через 4-х мерное пространство-время с 4-х скоростью (u), квадрат которой ||u||² = ± c², где c — скорость света. Если объект неподвижен (в пространстве), то он перемещается в пространстве-времени со скоростью света по оси времени. Если объект перемещается в пространстве, то движение по оси времени должно изменить свой темп, чтобы сохранился квадрат 4-х скорости, равный квадрату скорости света. Таким образом атомные часы у движущегося в пространстве объекта, будут тикать медленнее. Максимальная скорость в пространстве возникнет, если движение по оси времени останавливается и всё движение объекта — это движение в пространстве. Примером является фотон, который попадает в наши детекторы из другого конца Вселенной без изменения возраста. То есть у фотона нет времени (его атомные часы всегда стоят).

Как следует из Общей Теории Относительности (ОТО), геометрия пространства-времени — это динамическая система, которая развивается во времени, а кривизна пространства-времени зависит от массы-энергии, заключённой в ней. Это приводит к гравитационному замедлению времени рядом с массивными объектами. Предсказания ОТО проверены с точностью 11 знаков после запятой по наблюдениям утечки энергии бинарных пульсаров в форме гравитационных волн.

Определение времени — то, что мы измеряем нашими часами, дало гигантский скачок в развитии науки в 20-ом веке. Но не всё так просто. Сегодня век 21-ый, и у теоретиков по Теории Струн уже давно зреет мысль, что пространство-время не обладает той фундаментальностью, которую мы в нее вкладываем. Они даже говорят об «обречённости» пространства-времени, допуская изменения непрерывным образом топологии пространства-времени.