Thời gian là gì? – Định nghĩa và những lý giải đơn giản nhất

Thời gian là gì? Mũi tên thời gian là gì? Sự giãn nở thời gian là gì? Chúng ta có thể du hành thời gian hay không? Con người nhận thức thời gian bằng cách nào? Thời gian bắt đầu lúc nào và bao giờ kết thúc? Có quá nhiều câu hỏi về thời gian mà con người luôn muốn làm sáng tỏ, cùng Biettout.com vén màn những bí ẩn này nhé.

Định nghĩa khoa học

Các nhà vật lý định nghĩa thời gian là sự tiến triển của các sự kiện từ quá khứ đến hiện tại và đến tương lai. Về cơ bản, thời gian là vô tận. Nó được xem là chiều thứ tư của hiện thực và được sử dụng để mô tả các sự kiện trong không gian ba chiều. Thời gian không phải là thứ chúng ta có thể nhìn thấy, chạm vào hoặc nếm thử, nhưng chúng ta có thể đo lường được thời gian.

Mũi tên thời gian

Trong vật lý, những phương trình thời gian tương lai hoặc ngược lại quá khứ là những bài toán thường gặp, rất bình thường và dễ hiểu. Tuy nhiên, trong thế giới tự nhiên, thời gian được xem là chỉ có một hướng: từ quá khứ, đến hiện tại và đến tương lại. Mũi tên hướng từ quá khứ đến hiện tại và đến tương lai này được gọi là mũi tên thời gian.

Vậy tại sao thời gian không thể bị đảo ngược? Đây là một trong những câu hỏi lớn nhất còn đang bỏ ngỏ trong giới khoa học.

Một trong những lời giải thích được đưa ra là thế giới tự nhiên tuân theo quy luật nhiệt động lực học. Trong đó, định luật thứ hai của nhiệt động lực học nói rằng trong một hệ thống kín, entropy (một khái niệm phức tạp biểu thị sự hỗn độn, phức tạp, độ bất định của thông tin,…) của hệ thống là không đổi hoặc tăng lên. Nếu vũ trụ được coi là một hệ kín, entropy của nó không thể giảm đi. Nói cách khác, vũ trụ không thể trở lại chính xác trạng thái mà nó đã ở một điểm trước đó. Do đó, thời gian không thể bị đảo ngược.

Sự giãn nở thời gian

Trong cơ học cổ điển, thời gian là như nhau ở mọi nơi và những quy ước đồng bộ các thiết bị đồng hồ được chấp thuận. Tuy nhiên, từ thuyết tương đối đặc biệt và tương đối chung của Einstein, chúng ta được biết rằng thời gian là tương đối. Nó phụ thuộc vào khung tham chiếu của người quan sát. Điều này có thể dẫn đến sự giãn nở thời gian, ở đó khi mà thời gian giữa các sự kiện trở nên dài hơn (giãn ra), người ta càng đi gần hơn với tốc độ ánh sáng. Những chiếc đồng hồ trên các phi thuyền chạy chậm hơn so với những chiếc đồng hồ trên mặt đất là một ví dụ về sự giãn nở thời gian khi đồng hồ trên những chiếc phi thuyền chuyển động gần hơn với tốc độ ánh sáng. Những hiện tượng về đồng hồ trong các phi thuyền hoặc các hạt muon phân rã chậm hơn khi rơi xuống, và thí nghiệm Michelson-Morley đã xác nhận sự co lại theo chiều dài và sự giãn nở của thời gian.

Đồng hồ trên các phi thuyền chạy chậm hơn so với đồng hồ trên Trái Đất

Du hành thời gian

Du hành thời gian có nghĩa là di chuyển tiến hoặc lùi đến các thời điểm thời gian khác nhau, giống như việc bạn có thể di chuyển giữa các điểm khác nhau trong không gian. Những hiện tượng nhảy về phía trước trong thời gian thường xảy ra trong tự nhiên. Chẳng hạn như khi các phi hành gia trên Trạm vũ trụ quốc tế quay trở lại Trái đất, họ được xem là đã có bước nhảy thời gian về phía trước vì thời gian trên vũ trụ chuyển động chậm hơn.

Tuy nhiên, ý tưởng du hành về quá khứ lại là một vấn đề khác. Di chuyển về quá khứ có thể gây ra những nghịch lý nhân quả. "Nghịch lý ông nội" là một ví dụ kinh điển. Theo đó, nếu bạn du hành ngược thời gian về quá khứ và giết ông nội trước khi mẹ hoặc cha bạn được sinh ra, bạn lại làm chính mình biến mất. Nhiều nhà vật lý tin rằng du hành thời gian về quá khứ là không thể, tuy nhiên về lý thuyết có những cách du hành có thể không gây ra nghịch lý về nhân quả như du hành giữa các vũ trụ song song hoặc tại các điểm nhánh.

Nhận thức về thời gian

Bộ não con người được trang bị để theo dõi thời gian. Hạt nhân suprachiasmatic của não là khu vực chịu trách nhiệm cho nhịp sinh học của chúng ta. Tuy nhiên, những chất dẫn truyền thần kinh và thuốc có thể ảnh hưởng đến nhận thức thời gian của não bộ. Những hóa chất có thể kích thích tế bào thần kinh khiến chúng hoạt động nhanh hơn bình thường, trong khi đó sự suy giảm các nơ-ron có thể làm chậm nhận thức của chúng ta về thời gian.

Não bộ có thể bị tác động trong quá trình nhận thức thời gian

Về cơ bản, khi não bộ nhận thức nhiều sự kiện hơn trong một khoảng thời gian thì thời gian có vẻ như sẽ trôi nhanh hơn. Chẳng hạn như việc thời gian dường như trôi qua nhanh hơn khi một người đang vui vẻ. Trong khi đó, thời gian dường như chậm lại trong các trường hợp khẩn cấp hoặc nguy hiểm.

Các nhà khoa học tại Đại học Y Baylor ở Houston nói rằng trong một số trường hợp, não bộ không thực sự tăng tốc độ hơn, nhưng amygdala, vùng não tạo ra ký ức, trở nên hoạt động mạnh hơn. Khi đó, nhiều ký ức được hình thành trong não bộ hơn và thời gian dường như được kéo dài ra.

Hiện tượng này giải thích tại sao người già cảm thấy thời gian dường như chuyển động nhanh hơn so với khi họ còn trẻ. Các nhà tâm lý học cho rằng não bộ hình thành nhiều ký ức về những trải nghiệm mới hơn là những trải nghiệm quen thuộc. Khi càng về già, những ký ức mới trong cuộc sống chúng ta càng ít được hình thành hơn, và do đó, thời gian dường như trôi qua nhanh hơn so với chúng ta trẻ.

Thời gian bắt đầu khi nào và bao giờ kết thúc?

Thời gian bắt đầu từ lúc nào?

Thời gian đã bắt đầu từ xa xưa cùng với sự hình thành của vũ trụ. Điểm khởi đầu được xác định là vào 13,799 tỷ năm trước, vào thời điểm vụ nổ lớn Big Bang xảy ra. Chúng ta có thể đo bức xạ nền của vũ trụ dưới dạng vi sóng kể từ thời điểm Vụ nổ lớn Big Bang, tuy nhiên các nhà khoa học không tìm thấy bức xạ nào có nguồn gốc trước đó nữa cả. Một giả thuyết cho rằng nếu thời gian kéo dài vô tận, bầu trời đêm sẽ tràn ngập ánh sáng từ những ngôi sao cũ.

Một minh họa về vụ nổ Big Bang

Thời gian có kết thúc không?

Đây là một câu hỏi lớn và khó có thể xác đinh. Nếu vũ trụ giãn nở mãi mãi, thời gian sẽ tiếp tục nhưng nếu một vụ nổ Big Bang mới xảy ra, dòng thời gian của chúng ta sẽ kết thúc và một cái mới sẽ bắt đầu. Trong các thí nghiệm vật lý hạt, các hạt ngẫu nhiên được phát sinh từ chân không, do đó có vẻ vũ trụ sẽ không đứng yên hoặc vô tận theo thời gian. Đến tận cùng, chỉ có thời gian mới trả lời được những bí ẩn này.

 

Theo Anne Marie Helmenstine, Ph.D - thoughtco.com

Tin tưởng hay không tin tưởng?

Dập lửa bằng nước nóng hay nước lạnh nhanh hơn?

Những điều bất ngờ về cơ thể mà bạn chưa biết

Có phải chỉ có loài người mới được hưởng các quyền cơ bản?

Tại sao một số quốc gia lái xe bên trái trong khi các quốc gia khác lái xe bên phải?

Tại sao con người có ít lông?

Tại sao chó vẫy đuôi?

Tại sao chúng ta quên?

Tại sao con trai không được chơi với búp bê?

Bình luận

Tin mới

Sửa
TOP