THỜI GIAN

Thời gian là gì? Nó có ảnh hưởng gì tới chúng ta?

Vạn vật trên đời, bao gồm cả chúng ta đang sống trong thời gian, được sinh ra, tồn tại và chết đi cũng là do thời gian. Vậy đã bao giờ ta tự hỏi THỜI GIAN LÀ GÌ?

Chúng ta có nhiều cách hiểu khác nhau về thời gian, ví dụ trong văn học ta thường nói : “Thời gian là một dòng chảy vô tận ”. Còn với chủ nghĩa Marx-Lenin: “Thời gian là một phạm trù của triết học dùng để chỉ về một phương thức tồn tại của vật chất, trong đó thời gian chỉ hình thức tồn tại của các khách thể vật chất được biểu hiện ở mức độ lâu dài hay mau chóng ở sự kế tiếp trước hay sau của các giai đoạn vận động ”. Có người cũng nói rằng: Thời gian là những vòng quay của kim đồng hồ, là một giờ, phút, giây trên chiếc đồng hồ hay là ngày, tháng năm trên một tờ lịch. Nhưng không, đó chỉ là cách chúng ta quy ước đo thời gian mà, còn định nghĩa về thời gian lại là một chuyện hoàn toàn khác.

Để dễ hơn, ta có thể hiểu thời gian là một khái niệm được dùng để chỉ một chuỗi liên tục các sự kiện xảy ra theo một chiều từ quá khứ tới hiện tại và tương lai.

Trước đây, các nhà vật lý cổ điển như Newton cho rằng thời gian là tuyệt đối, tồn tại độc lập với không gian, tiến triển một cách nhất quán trong vũ trụ và nó sẽ tiếp tục tồn tại ngay cả khi vũ trụ hoàn toàn trống rỗng. Kể từ khi Einstein công bố Thuyết Tương Đối của ông vào năm 1905 thì sự hiểu biết của chúng ta về thời gian đã thay đổi đáng kể. Từ không gian, thời gian tồn tại riêng rẽ giờ được thay thế bởi khái niệm hệ không – thời gian (Thời gian được coi là chiều thứ 4 cùng với 3 chiều còn lại của không gian).

Lý thuyết này có vẻ như đi ngược lại với trực quan của con người từ xưa đến nay nhưng kết quả phòng thí nghiệm cũng như những quan sát thiên văn đã chứng minh nó là đúng. Khác với không gian, thứ chúng ta có thể nhìn ngắm, đo đạc, hình dung được thì anh bạn thời gian lại hành xử rất khác, mặc dù chúng ta có thể dễ dàng đo được thời gian nhưng ta không thể thấy cũng khó để cảm nhận một cách rõ ràng. Chính vì thế Einstein cũng từng nói: “ Thời gian chỉ là ảo giác”.

Đơn vị đo thời gian:

Theo quy ước chuẩn của Hệ đo lường Quốc tế (SI) đơn vị đo thời gian được tính bằng giây (s). Ngày nay, giây được định nghĩa bằng đồng hồ nguyên tử, nó chuẩn xác đến một phần mười tỉ. Thời gian nguyên tử được tính theo các chu kì bức xạ của nguyên tử, một đại lượng phụ thuộc mạnh vào các kĩ thuật vật lí hạt. Một giây được định nghĩa bằng 9.192.631.770 chu kì bức xạ của một nguyên tử Cesium-133.

Vậy thì thời gian có điểm khởi đầu không? Và liệu nó có kết thúc?

Theo vật lý hiện đại, thời gian cùng với không gian có điểm khởi đầu cùng với vụ nổ Big Bang cách đây khoảng 13,8 tỉ năm, con số rất lớn so với niên đại của loài người. Trước thời điểm này, thời gian được coi là không tồn tại (không được định nghĩa). Như vậy là thời gian được hình thành cùng với tuổi của vũ trụ, và sẽ có thể kết thúc cùng với Vũ trụ. Cũng có nhiều giả thuyết về số phận cuối cùng của vũ trụ nhưng trong đó có một giả thuyết là “Vụ Rách Lớn” (The Big Rip), thời điểm xảy ra sự giãn nở của vũ trụ mà từ các ngôi sao, thiên hà cho đến các hạt nguyên tử đều bị xé rách. Theo giả thuyết này thì thời gian không phải là “ dòng chảy vô tận”, “vô thủy, vô chung” mà nó có khởi đầu và sẽ có kết thúc.

Tính tương đối của thời gian

Thời gian không hề cố định mà nó khác nhau với mỗi người quan sát khác nhau trong các hệ quy chiếu khác nhau.

Thời gian giãn nở phụ thuộc vào chuyển động tương đối

Sự giãn nở thời gian là không đáng kể và tất cả đều không thể nhận thấy ở những tốc độ bình thường xung quanh chúng ta. Tuy nhiên, nó trở nên rõ ràng hơn khi tốc độ của một vật thể tiến đến gần tốc độ ánh sáng. Nếu một tàu vũ trụ đi ngang qua một quan sát viên trên mặt đất, ví dụ với vận tốc 85% tốc độ ánh sáng, người quan sát nhìn vào sẽ thấy đồng hồ trên con tàu chuyển chậm khoảng gấp đôi bình thường và phi hành gia bên trong di chuyển cũng chậm hơn. Ở 99,5% tốc độ ánh sáng, người quan sát sẽ nhìn thấy đồng hồ bên trong con tàu chậm hơn khoảng 10 lần. Nếu có thể đạt được tới vận tốc ánh sáng, theo lý thuyết thì thời gian sẽ hoàn toàn bị “đóng băng”. Điều này có nghĩa thời gian của các phi hành gia trên các trạm không gian sẽ trôi chậm hơn so với dưới mặt đất.

Thời gian giãn nở phụ thuộc hấp dẫn

Như đã nói ở trên, mô hình không – thời gian là một phần trong Thuyết tương đối của Einstein, trong khi đang mở rộng Thuyết tương đối đặc biệt cho Thuyết tổng quát thì Einstein nhận thấy có một hiệu ứng xảy ra với thời gian khi có mặt của trường hấp dẫn. Trường hấp dẫn càng mạnh như càng kéo thời gian trôi chậm lại. Trường hấp dẫn thực chất là sự bẻ cong không gian do vật có khối lượng tác dụng lên, tương tự như ta đặt một quả bóng lên trên bề mặt tấm cao su và làm lõm bề mặt đó xuống. Phương trình bên suy ra từ Thuyết Tương Đối của Einstein sau khi được rút gọn mô tả sự thay đổi của thời gian khi chịu tác dụng của trường hấp dẫn.

Điều này gần như không thể thấy trong cuộc sống xung quanh ta vì sự chênh lệch hấp dẫn là không đáng kể. Nhưng trên lý thuyết thì thời gian của người sống ở tầng một trong một căn chung cư sẽ trôi chậm hơn người sống trên tầng thượng do 2 tầng khác nhau về lực hấp dẫn, điều này chỉ ảnh hưởng đến khoảng 1/1000 giây trong cả cuộc đời họ.

Thời gian trong tâm lý học của con người:

Chúng ta cũng như đa số các động vật khác có thể cảm nhận được thời gian là dựa vào đồng hồ sinh học có sẵn bên trong mỗi chúng ta. Cơ chế của đồng hồ sinh học về sự cảm nhận thời gian có lẽ là cả một quá trình phức tạp của sự tiến hóa ( cái này nằm ngoài tầm hiểu biết của mình nên sẽ không đi sâu vào nó).

Ở đời sống thường ngày, chúng ta sẽ chẳng bao giờ gặp những hiện tượng giãn nở thời gian đáng kể như ở phần trên, nhưng có loại “giãn nở” khác không phải về Vật Lý mà là do tâm lý, cảm xúc của con người. Khi làm một chuyện gì đó vui vẻ, thoải mái thì dường như thời gian trôi qua rất nhanh. Ngược lại khi rơi vào những cảm xúc như mong đợi, buồn chán hoặc phải làm điều gì đó không hứng thú thì thời gian với người đó như đang chậm lại, thậm chí là “ngừng trôi”.

Con người sẽ cần nhiều thời gian nữa để hiểu được rõ về thời gian…

* Bài viết có thể còn thiếu sót, mong nhận được góp ý của bạn đọc để bài được hoàn thiện hơn. Cảm ơn các bạn đã đọc !

Dịch và tham khảo từ: wikipedia, exactlywhatiistime, thuvienvatly,…