Tijd is gebaseerd op seconden, minuten en uren. Hoewel de basis voor deze eenheden door de geschiedenis heen is veranderd, kunnen hun wortels worden teruggevoerd tot de oude staat Sumer. De moderne internationale tijdseenheid wordt bepaald door de elektronische overgang van het cesiumatoom. Maar wat is deze fysieke hoeveelheid?
Tijd meet de voortgang van gebeurtenissen
Tijd is een maatstaf voor de voortgang van gebeurtenissen. Natuurkundigen definiëren deze waarde als de voortgang van gebeurtenissen uit het verleden naar het heden en naar de toekomst. Kortom, als het systeem ongewijzigd is, valt het buiten deze indicator. Tijd kan worden gezien als de vierde dimensie van de werkelijkheid die wordt gebruikt om gebeurtenissen in de driedimensionale ruimte te beschrijven. Het is niet iets dat we kunnen zien, voelen of proeven, maar we kunnen de doorgang ervan meten.
De pijl geeft aan dat de tijd van het verleden naar de toekomst gaat, en niet omgekeerd
De wijzer op het horloge geeft aan dat de tijd van het verleden naar de toekomst beweegt, en niet in de andere richting. De fysische vergelijkingen werken even goed, of de grootheid nu vooruit gaat in de toekomst (positieve tijd) of achteruit in het verleden (negatieve tijd). In de natuurlijke wereld heeft deze waarde echter één richting. De vraag waarom het onomkeerbaar is, is een van de grootste onopgeloste vragen in de wetenschap.
Promotie video:
Een verklaring is dat de natuurlijke wereld de wetten van de thermodynamica volgt. De tweede wet van de thermodynamica stelt dat in een gesloten systeem de entropie constant blijft of toeneemt. Als het universum als een gesloten systeem wordt beschouwd, kan de entropie (de mate van wanorde) nooit afnemen. Met andere woorden, de tijd kan niet teruggaan naar de exacte staat waarin deze zich op een eerder punt bevond. Deze waarde kan niet achteruit worden verplaatst.
Vertraging of versnelling
De tijd wordt nauwkeurig geteld door bruikbare uren. In de klassieke mechanica is het overal hetzelfde. We weten echter uit Einsteins speciale en algemene relativiteitstheorie dat grootte een relatief concept is. De indicator hangt af van het referentiekader van de waarnemer. Dit kan leiden tot subjectieve vertragingen wanneer de tijd tussen gebeurtenissen langer wordt (groter wordt) naarmate een ervan dichter bij de lichtsnelheid komt.
Bewegende klokken lopen langzamer dan stationaire klokken, waarbij het effect duidelijker wordt naarmate het bewegende mechanisme de lichtsnelheid nadert. Klokken in de baan om de aarde registreren de tijd langzamer dan op het oppervlak, muondeeltjes vervallen langzamer wanneer ze vallen, en het Michelson-Morley-experiment bevestigde de samentrekking van de lengte en de uitbreiding van de omvang.
Parallelle realiteit helpt de tijdparadox in tijdreizen te vermijden
De tijdparadox in tijdreizen kan worden vermeden door in een parallelle werkelijkheid te gaan. Reizen betekent op verschillende momenten vooruit of achteruit bewegen, net zoals je tussen verschillende punten in de ruimte kunt bewegen. Vooruit springen in de tijd komt voor in de natuur. Astronauten op een ruimtestation worden versneld als ze terugkeren naar de aarde en vertragen ten opzichte van het station.
Bestaande problemen
Tijdreizen brengt echter uitdagingen met zich mee. Een daarvan is causaliteit, of causaliteit. Achteruit gaan kan een tijdelijke paradox uitlokken.
De Grandpa Paradox is een klassiek voorbeeld in de wetenschap. Als je teruggaat en je grootvader vermoordt voordat je moeder of vader is geboren, kun je volgens hem je eigen geboorte voorkomen.
Veel natuurkundigen geloven dat tijdreizen naar het verleden onmogelijk is, maar er zijn oplossingen voor de paradox, zoals reizen tussen parallelle universums of vertakkingspunten.
Perceptie van fysieke omvang
Veroudering beïnvloedt de perceptie van tijd, hoewel wetenschappers het niet eens zijn met dit standpunt. Het menselijk brein kan de tijd bijhouden. De suprachiasmatische kernen van de hersenen zijn het gebied dat verantwoordelijk is voor natuurlijke dagelijkse of circadiane ritmes. Neurostimulantia en medicijnen hebben een aanzienlijke invloed op zijn waarneming. De chemicaliën die neuronen prikkelen, zorgen ervoor dat ze sneller werken, terwijl een afnemende neuronale activiteit de perceptie van tijd vertraagt.
Kortom, als je denkt dat alles versnelt, produceren de hersenen meer gebeurtenissen binnen een bepaald interval. In dit opzicht lijkt de tijd echt te vliegen als je plezier hebt. Maar het lijkt te vertragen tijdens noodgevallen of gevaar.
Wetenschappers van het Baylor College of Medicine in Houston zeggen dat de hersenen niet echt versnellen, maar een gebied als de amygdala wordt actiever. De amygdala is het deel van de hersenen dat verantwoordelijk is voor het creëren van herinneringen. Naarmate er meer herinneringen worden gevormd, lijkt de tijd te slepen.
Hetzelfde fenomeen verklaart waarom ouderen de tijd in een sneller tempo lijken waar te nemen dan toen ze jonger waren. Psychologen geloven dat de hersenen meer herinneringen aan nieuwe ervaringen vormen dan bekende. Omdat er in de latere levensfase minder nieuwe herinneringen zijn, lijkt de tijd in de beleving van een bejaarde sneller voorbij te gaan.
Het begin en einde van de tijd
Steeds meer wetenschappers zijn geneigd te geloven dat ons universum is ontstaan als gevolg van een krachtige explosie van een bepaald voorwaardelijk punt, waarop indicatoren als massa, tijd en ruimte niet werden opgemerkt.
Astronoom Stephen Hawking en zijn Cambridge-collega Neil Turok suggereren dat er oorspronkelijk een idee was waaruit het woord werd geboren. Het was in deze twee concepten dat tijd en ruimte bestonden.
Het is niet bekend of de tijd een begin of een einde heeft. Wat het universum betreft, de tijd is erin begonnen. Het startpunt was 13.799 miljard jaar geleden, toen de oerknal plaatsvond. Dit proces blijkt uit de overblijfselen van straling in de ruimte en de positie van de verstrooiende sterrenstelsels. Op dit moment beginnen overgangen van het ene niveau van natuurlijke organisatie naar het andere plaats te vinden - van de kern naar het atoom, en vervolgens naar het molecuul, waaruit levende materie verscheen.
We kunnen kosmische achtergrondstraling meten als microgolven van de oerknal, maar eerdere straling is niet opgemerkt.
Een van de argumenten voor het ontstaan van tijd is dat als het oneindig uitbreidt, de nachtelijke hemel gevuld zou zijn met het licht van oude sterren.
Komt er een eindtijd?
Het antwoord op deze vraag is niet bekend. Als het universum zich voor altijd uitbreidt, zal de tijd verder gaan. Als er weer een oerknal plaatsvindt, eindigt onze tijdlijn en begint een nieuwe aftelling. In deeltjesfysica-experimenten ontstaan willekeurige deeltjes uit een vacuüm, dus het lijkt erop dat het universum niet statisch of tijdloos zal worden. De tijd zal het leren…
Maya Muzashvili
