Thời gian là gì?

Thời gian là thước đo của sự thay đổi không ngừng, nhất quán trong môi trường xung quanh chúng ta, thường là từ một quan điểm cụ thể. 

Trong khi khái niệm về thời gian là hiển nhiên và trực quan – sự trôi qua đều đặn của các sự kiện trước mắt chúng ta; quỹ đạo của Mặt trăng xung quanh hành tinh của chúng ta – mô tả bản chất cơ bản của nó khó hơn nhiều.

Ngay cả các nhà vật lý cũng không chắc điều gì thực sự xảy ra khi thời gian trôi qua. Mặc dù họ có một vài giả thuyết.

Thời gian hoạt động như thế nào?

Trong nhiều thế kỷ, thời gian được coi là một lực không đổi, độc lập, như thể sự tiến bộ của Vũ trụ được điều chỉnh bởi một chiếc đồng hồ duy nhất.

Mô tả về thời gian này đã thay đổi vào năm 1905 với lý thuyết tương đối hẹp của Albert Einstein .

Mặc dù thời gian trôi qua đã được biết là có mối liên hệ chặt chẽ với không gian, nhưng lý thuyết hoành tráng này là lý thuyết đầu tiên kết hợp không gian và thời gian vào một trường duy nhất, một trường có các phép đo thay đổi tùy thuộc vào chuyển động tương đối hoặc lực hấp dẫn của các vật thể bên trong nó.

Về cơ bản, điều đó có nghĩa là thời gian là tương đối.

Thời gian có thật không?

Hai người chuyển động với vận tốc như nhau thì số đo quãng đường và thời gian của họ trùng nhau. Tuy nhiên, khi một người thay đổi tốc độ, họ sẽ thấy thước đo thời gian và khoảng cách của người kia thay đổi, ngay cả khi của họ vẫn giữ nguyên.

Không có bất kỳ lý do gì để ưu tiên quan điểm thời gian này hơn quan điểm thời gian khác, điều này có nghĩa là thời gian không phải là một đơn vị phổ quát bất biến. Nó là một phép đo tương đối thay đổi khi các vật thể chuyển động nhanh hơn hoặc chậm hơn, hoặc khi chúng chịu nhiều hơn hoặc ít hơn trọng lực.

Lực hấp dẫn làm cong không gian và thời gian: Lực hấp dẫn càng mạnh thì nó càng làm cong không-thời gian và thời gian càng chậm lại.

Bạn có thể xem một ví dụ về điều này trong hình ảnh dưới đây, cho thấy khối lượng Trái đất uốn cong không-thời gian. 

(NASA)

Đây là lý do tại sao những người trên Trạm Vũ trụ Quốc tế, nơi nằm xa hơn lực hấp dẫn của Trái đất, già đi rất chậm so với những người trên Trái đất .

Có thể đảo ngược thời gian không?

Tất nhiên, để chúng ta thực sự nhìn thấy những hiệu ứng này đúng lúc, thì sự thay đổi về tốc độ hoặc lực hấp dẫn phải rất lớn. Nhưng khi một người quan sát tăng tốc theo tốc độ ánh sáng, các thước đo thời gian độc đáo ngày càng trở nên đáng chú ý.

Về lý thuyết, khi một hạt tiến tới tốc độ ánh sáng, chúng ta sẽ thấy ‘đồng hồ’ của nó chậm lại. Một khi nó vượt quá tốc độ ánh sáng, về mặt lý thuyết, đồng hồ của nó sẽ có vẻ ngược lại so với quan điểm của chúng ta. Theo quan điểm của hạt, đồng hồ của chúng ta dường như đảo ngược.

Du hành thời gian thì sao?

Tương tự, khối lượng không gian co lại bên ngoài đường chân trời của một lỗ đen cũng làm biến dạng các viễn cảnh của thời gian.

Trong Vũ trụ của chúng ta, chúng ta có tự do về không gian và có thể di chuyển xung quanh tùy thích, nhưng chúng ta buộc phải di chuyển dọc theo mũi tên của thời gian theo một hướng tuyến tính.

Các tính toán cho thấy rằng việc băng qua đường chân trời của lỗ đen sẽ hoán đổi các quyền tự do đó. Vì vậy, chúng tôi sẽ không còn phải tuân theo mũi tên chỉ hướng nghiêm ngặt của thời gian, nhưng chúng tôi sẽ mất quyền tự do di chuyển trong không gian , cho phép du hành thời gian (các loại). 

Trong khi những kịch bản này giúp chúng ta hiểu rõ hơn về bản chất của thời gian, cả tốc độ ánh sáng và việc di chuyển qua lỗ đen đều có những hạn chế khiến chúng ta không thể sử dụng chúng như những cách thực tế để đảo ngược thời gian.

Đừng thử ở nhà.

Tại sao có tương lai và quá khứ?

Các mô hình không-thời gian có thể mô tả các phép đo thời gian và không gian thay đổi từ điểm này sang điểm khác, nhưng chúng không giải thích nhiều về sự tuân thủ ngoan cố của thời gian đối với một chuỗi sự kiện.

Theo những mô tả này về thời gian, Vũ trụ của chúng ta là một khối duy nhất của không-thời gian. Có một phần khởi đầu – Vụ nổ lớn – mà trước đó sự hiểu biết tốt nhất của chúng ta về các định luật vật lý không thể được áp dụng. Đã đến lúc kết thúc, nơi mà sự thay đổi không còn được đo lường với bất kỳ ý nghĩa nào nữa. Nhưng không có thời gian nào nổi bật về mặt vật lý như ‘bây giờ’. 

Einstein từng viết: “Những người tin vào vật lý học như chúng tôi biết rằng sự phân biệt giữa quá khứ, hiện tại và tương lai chỉ là một ảo tưởng dai dẳng dai dẳng” .

Tuy nhiên, có thể có một vài manh mối về bí ẩn thời gian trong các lĩnh vực vật lý khác ngoài vũ trụ học. Ví dụ, vào những năm 1870, nhà vật lý người Áo Ludwig Boltzmann đã đề xuất rằng có mối liên hệ giữa thời gian và mức độ rối loạn ngày càng tăng trong Vũ trụ. 

Bằng cách gắn nguyên lý entropi của nhiệt động lực học với thời gian chỉ di chuyển theo một hướng, nó gợi ý một lời giải thích khả thi cho lý do tại sao mũi tên của thời gian lại hướng về phía trước: có lẽ Vũ trụ của chúng ta chuyển từ một Vũ trụ sơ sinh có entropy thấp, cô đặc cao, sang một Vũ trụ mở rộng, rối loạn trôi dạt vào tương lai.

Làm thế nào để làm chậm thời gian

Ngoài tham gia một chuyến du lịch vào không gian, và ra khỏi lực hấp dẫn của Trái đất tốt, có là một cách để làm chậm thời gian – ít nhất là theo quan điểm của riêng bạn. Điều này không liên quan gì đến bản chất vật lý và bản chất của thời gian, mà là cảm nhận của cuộc sống nhanh hay chậm đối với mỗi chúng ta.

Một số nhà nghiên cứu nói rằng việc để bản thân tiếp xúc với những trải nghiệm hoặc môi trường mới thực sự có thể khiến thời gian trôi qua chậm hơn. Điều này có thể liên quan đến lượng thông tin mà bộ não của chúng ta phải tiếp nhận và xử lý  – khi chúng ta còn trẻ hoặc học một điều gì đó mới, thế giới dường như chậm lại. Khi chúng ta già đi và trở thành một thói quen, ngày và năm dường như trôi nhanh hơn.

Trừ khi bạn có một phi thuyền, không điều nào trong số này sẽ khiến bạn già đi chậm hơn (xin lỗi), nhưng biết rằng thời gian có hơi chậm hơn so với nhiều người trong chúng ta nghĩ, nó có thể là một lời nhắc nhở rằng chúng ta có khả năng thay đổi nhận thức về thời gian ngày trôi qua nhanh như thế nào – nếu chỉ là một chút.

Nguồn tham khảo: https://www.sciencealert.com/time