Kiến Thức

Giải thích dễ hiểu về Thời gian

Thời gian tuy đơn giản nhưng rất phức tạp. Khoa học, triết học, tôn giáođịnh nghĩa thời gian theo những cách rất khác nhau

thoi gian la gi
Dịch từ Bigthink
Đăng ngày:

Thời gian là thứ mà ai cũng biết, nghe thì đơn giản nhưng nói cho rõ ràng thì khó vô cùng! Khoa học, triết học, tôn giáo hay nghệ thuật đều định nghĩa thời gian theo những cách rất khác nhau. Ấy vậy mà cách mà chúng ta đo lường thời gian thì lại khá giống nhau.

Đồng hồ và lịch sử của chúng

Đồng hồ thì dùng giây, phút, và giờ làm chuẩn. Mặc dù đơn vị của mấy cái này thay đổi nhiều qua thời gian, các nhà khoa học lần được nguồn gốc của chúng về tận vùng Sumeria cổ đại. Giờ đây, đơn vị thời gian quốc tế, giây, được định nghĩa bởi sự chuyển tiếp điện tử của nguyên tử cesium. Vậy rốt cuộc, thời gian là gì?

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 rồi đến tương lai. Về cơ bản, nếu một hệ thống không thay đổi, thì nó tồn tại ngoài thời gian. Thời gian có thể được coi là chiều thứ tư của thực tại, dùng để mô tả các sự kiện trong không gian ba chiều. Nó không phải là thứ chúng ta có thể thấy, chạm hay nếm, nhưng ta hoàn toàn đo lường được bước chuyển của nó.

Mũi Tên Thời Gian

Các phương trình vật lý hoạt động y hệt nhau cho dù thời gian đang tiến về phía trước (thời gian dương) hay lùi về quá khứ (thời gian âm). Tuy nhiên, trong thế giới tự nhiên, thời gian chỉ có một hướng duy nhất, thứ được gọi là mũi tên thời gian. Câu hỏi tại sao thời gian không thể đảo ngược là một trong những câu hỏi lớn nhất mà khoa học chưa giải quyết được.

Một lời giải thích đó là thế giới tự nhiên tuân theo các quy luật nhiệt động lực học. Định luật thứ hai của nhiệt động lực học nói rằng trong một hệ cô lập, entropy của hệ thống đó hoặc là không đổi hoặc sẽ tăng dần. Nếu vũ trụ được coi là một hệ thống cô lập, thì entropy (mức độ hỗn loạn) của nó không bao giờ có thể giảm. Nói cách khác, vũ trụ không thể quay trở lại trạng thái giống hệt như trước đó. Thời gian không thể quay ngược.

Giãn nở thời gian

Trong cơ học cổ điển, thời gian diễn ra tương đồng ở mọi nơi. Các đồng hồ đồng bộ hóa sẽ luôn giữ cùng nhịp. Nhưng chúng ta biết từ thuyết tương đối hẹp và thuyết tương đối rộng của Einstein rằng thời gian là tương đối, phụ thuộc vào khung tham chiếu của người quan sát. Điều này dẫn đến hiện tượng giãn nở thời gian, khi khoảng thời gian giữa các sự kiện trở nên dài hơn (giãn ra) nếu vật chuyển động với vận tốc càng gần với tốc độ ánh sáng. Các đồng hồ di chuyển chạy chậm hơn các đồng hồ đứng yên, và hiệu ứng này càng rõ rệt khi đồng hồ di chuyển càng gần tốc độ ánh sáng.

Du hành thời gian

Du hành thời gian là khả năng dịch chuyển về trước hoặc tiến tới sau trên dòng thời gian, tương tự như cách chúng ta di chuyển trong không gian. Hiện tượng tiến về phía tương lai đã và đang xảy ra trong tự nhiên. Các phi hành gia trên Trạm Vũ trụ Quốc tế dịch chuyển về phía tương lai so với người trên Trái Đất do khoảng cách và tốc độ giữa trạm và bề mặt Trái Đất.

Nếu quá khứ bị can thiệp sẽ gây ra những nghịch lý thời gian

Tuy nhiên, ý tưởng du hành ngược dòng thời gian lại là một câu chuyện khác với nhiều khó khăn. Một trong những vấn đề lớn nhất là tính nhân quả và hệ quả của nó. Nếu chúng ta can thiệp được vào quá khứ, ta có nguy cơ gây ra những nghịch lý thời gian. Một ví dụ kinh điển là “nghịch lý ông nội”: Nếu bạn quay về quá khứ và ngăn cản sự ra đời của ông nội bạn, vậy làm sao bạn có thể tồn tại ở hiện tại? Nhiều nhà vật lý tin rằng du hành thời gian ngược về quá khứ là bất khả thi, nhưng cũng có lời giải cho các nghịch lý kiểu này, như lý thuyết về đa vũ trụ hay các nhánh thời gian song song.

Cảm nhận về thời gian

Não bộ con người có khả năng đánh dấu thời gian. Nhân trên chéo (suprachiasmatic nuclei) trong não bộ chịu trách nhiệm cho nhịp sinh học hằng ngày. Nhưng chất dẫn truyền thần kinh và dược phẩm có ảnh hưởng đến nhận thức về thời gian. Các hoá chất kích thích nơ-ron hoạt động nhiều hơn bình thường sẽ làm chúng ta cảm thấy thời gian trôi qua nhanh, ngược lại, việc giảm hoạt động của nơ-ron sẽ khiến thời gian tưởng như kéo dài hơn. Về cơ bản, khi thời gian dường như trôi nhanh hơn, não bộ sẽ phân biệt được nhiều sự kiện trong một khoảng thời gian. Vì thế, ta có cảm giác “thời gian bay” khi ta vui vẻ.

Trong các tình huống khẩn cấp hoặc nguy hiểm, thời gian dường như chậm lại. Các nhà khoa học tại Đại học Y Baylor ở Houston cho rằng não bộ lúc này không thực sự tăng tốc xử lý, mà là hạch hạnh nhân trở nên hoạt động tích cực hơn. Hạch hạnh nhân là khu vực não bộ tạo ra ký ức. Khi nhiều ký ức được hình thành, thời gian cũng kéo dài hơn trong cảm nhận của ta.

Đồng thời, hiện tượng này giải thích tại sao người lớn tuổi có cảm giác thời gian trôi nhanh hơn hẳn so với lúc họ còn trẻ. Các nhà tâm lý học tin rằng não bộ tạo ra nhiều ký ức về các trải nghiệm mới lạ. Càng lớn tuổi, những điều mới mẻ giảm dần, thời gian cũng dường như vì thế mà vội vàng hơn.

Khởi đầu và kết thúc của thời gian

Với quy mô toàn vũ trụ, thời gian quả thực có một khởi đầu. Điểm khởi đầu đó là khoảng 13,799 tỷ năm trước khi vụ nổ Big Bang xảy ra. Ta có thể đo được bức xạ nền vũ trụ dưới dạng sóng vi ba từ Big Bang, nhưng không có bất kỳ loại bức xạ nào từ trước đó. Một lập luận cho sự ra đời của thời gian là nếu nó đã tồn tại từ vô hạn trong quá khứ, thì bầu trời đêm sẽ ngập tràn ánh sáng từ những ngôi sao già cỗi nhất.

Liệu thời gian có kết thúc? Câu trả lời hiện vẫn còn bỏ ngỏ. Nếu vũ trụ không ngừng giãn nở, thì thời gian sẽ còn tiếp diễn. Nếu một vụ Big Bang mới xảy ra, dòng thời gian hiện tại sẽ chấm dứt và nhường bước cho một dòng thời gian hoàn toàn mới. Trong các thí nghiệm vật lý hạt, có hiện tượng các hạt cơ bản ngẫu nhiên sinh ra từ chân không; từ đó suy ra vũ trụ dường như không bao giờ đạt đến trạng thái tĩnh hay “vô thời gian”. Chỉ có thời gian mới có thể đưa ra đáp án sau cùng.

5/5 - (1 vote)


BÀI LIÊN QUAN