Thời gian

Đồng hồ cát

Một phần của chuỗi bài viết về
Cơ học cổ điển
${\textbf {F}}={\frac {d}{dt}}(m{\textbf {v}})$ Định luật 2 của Newton về chuyển động
Lịch sử Dòng thời gian Sách giáo khoa
Các nhánh Ứng dụng Thiên thể Môi trường liên tục Dynamics Chuyển động học Tĩnh học Thống kê
Động học chất điểm Vị trí Độ dịch chuyển Thời gian Hệ quy chiếu Vận tốc Vận tốc trung bình Vận tốc tức thời Gia tốc Gia tốc tức thời Gia tốc trung bình Không gian
Động lực học chất điểm Lực Trọng lực Lực pháp tuyến Lực ma sát Lực đàn hồi Lực căng Lực cản Ba định luật Newton Định luật thứ nhất của Newton Định luật thứ hai của Newton Định luật thứ ba của Newton
Năng lượng và Bảo toàn năng lượng Năng lượng Công Công suất Cơ năng Động năng Thế năng Thế năng đàn hồi Thế năng hấp dẫn Đinh lí công - động năng Định luật bảo toàn năng lượng
Cơ học vật rắn Chuyển động quay của vật rắn Vị trí góc Trục quay Đường mốc Độ dời góc Vận tốc góc Vận tốc góc trung bình Vận tốc góc tức thời Gia tốc góc Gia tốc góc trung bình Gia tốc góc tức thời Động năng quay Quán tính quay Định lí trục song song Mômen quay Định luật thứ hai của Newton dưới dạng góc Công quay Vật lăn Mômen động lượng Định luật bảo toàn mômen động lượng Tiến động của con quay Cân bằng tĩnh
Hệ hạt và Tương tác hạt Khối tâm Định luật thứ hai của Newton cho hệ hạt Động lượng Định luật bảo toàn động lượng Va chạm Định lí xung lượng - động lượng Va chạm đàn hồi một chiều Va chạm không đàn hồi Va chạm hai chiều
Dao động cơ và Sóng cơ Tần số Chu kì Chuyển động điều hoà đơn giản Biên độ Pha (dao động cơ) Hằng số pha Biên độ vận tốc Biên độ gia tốc Dao động tử điều hoà tuyến tính Con lắc Con lắc xoắn Con lắc đơn Con lắc vật lí Chuyển động điều hoà tắt dần Dao động cưỡng bức Sự cộng hưởng Sóng ngang Sóng dọc Sóng sin tính Bước sóng Giao thoa sóng cơ Sóng dừng Sóng âm Cường độ âm Mức cường độ âm Phách Hiệu ứng Doppler Sóng xung kích
Các nhà khoa học Kepler Galileo Huygens Newton Horrocks Halley Daniel Bernoulli Johann Bernoulli Euler d'Alembert Clairaut Lagrange Laplace Hamilton Poisson Cauchy Routh Liouville Appell Gibbs Koopman von Neumann
Cổng thông tin Vật lý  Thể loại

Thời gian là một khái niệm để diễn tả trình tự xảy ra của các sự kiện nhất định, biến cố và thời gian kéo dài của chúng. Thời gian được xác định bằng số lượng các chuyển động của các đối tượng có tính lặp lại và thường có một thời điểm làm mốc gắn với một sự kiện nào đó.

Từ "thời gian" có trong tất cả các ngôn ngữ của loài người. Khái niệm thời gian có thể có cả ở động vật. Định nghĩa về thời gian là định nghĩa khó hiểu nếu phải đi đến chính xác. Đa số chúng ta ai cũng phải dùng từ đó và nói đến nó, ví dụ "thời gian trôi",... và do đó dứt khoát phải có một cách hiểu chung dễ hiểu hơn.

Thời gian là thuộc tính của vận động và phải được gắn với vật chất, vật thể. Các nhà triết học đúc kết rằng "thế giới" luôn luôn vận động. Giả sử rằng nếu mọi vật trong vũ trụ đứng im, khái niệm thời gian trở nên vô nghĩa. Các sự vật luôn vận động song hành cùng nhau. Có những chuyển động có tính lặp lại, trong khi đó có những chuyển động khó xác định. Vì thế để xác định thời gian người ta so sánh một quá trình vận động với một quá trình khác có tính lặp lại nhiều lần hơn, ổn định hơn và dễ tưởng tượng hơn. Ví dụ chuyển động của con lắc (giây), sự tự quay của Trái Đất hay sự biến đổi của Mặt Trời trên bầu trời (ngày), sự thay đổi hình dạng của Mặt Trăng (tháng âm lịch),... hay đôi khi được xác định bằng quãng đường mà một vật nào đó đi được, sự biến đổi trạng thái lặp đi lặp lại của một "vật".

Thời gian chỉ có một chiều duy nhất (cho đến nay được biết đến) đó là từ quá khứ đến hiện tại và tương lai. Do sự vận động không ngừng của thế giới vật chất từ vi mô đến vĩ mô (và kể cả trong ý thức, nhận thức) mà trạng thái và vị trí (xét theo quan điểm động lực học) của các vật không ngừng thay đổi, biến đổi. Chúng luôn có những quan hệ tương hỗ với nhau và vì thế "vị trí và trật tự" của chúng luôn biến đổi, không thể trở về với trạng thái hay vị trí trước đó được. Đó chính là trình tự của thời gian. Theo vật lý động lực học, thời gian có liên quan đến entropi (trạng thái động lực học) vĩ mô. Hay nói cách khác thời gian là một đại lượng mang tính vĩ mô. Nó luôn luôn gắn với mọi mọi vật, không trừ 1 sinh vật hay toàn bộ vật nào hết. Thời gian gắn với từng vật là thời gian riêng, và thời gian riêng thì có thể khác nhau tuỳ thuộc vào bản chất của vật đó và hệ quy chiếu gắn với nó, ví dụ với mỗi hệ chuyển động có vận tốc khác nhau thời gian có thể trôi đi khác nhau. Thời gian của vật này có thể ảnh hưởng đến vật khác.Tuy nhiên,thời gian nếu là sự hoạt động và tương tác vật chất thì nó phải được xác định các sự kiện là hệ quả của nhau.Nếu như các sự kiện mà con người đo đạc chỉ là các sự kiện ngẫu nhiên,hoặc không thể xác định sự liền mạch khi tái chuẩn hoá hoặc lượng tử hoá qua hằng số planck, thời gian có vẻ không tồn tại.
Như vậy, "thời điểm" là một trạng thái vật lý cụ thể (có thể xác định được) của một hệ và "thời gian" là diễn biến của các trạng thái vật lý của một hệ là hệ quả của nhau trong lý thuyết hỗn độn (xem hệ vật lý kín).

Đo đạc

Thời gian được tính bằng năm, tháng, tuần, ngày, giờ, phút, giây, Đêm. Trong đó, đơn vị cơ sở là "ngày", một ngày được chia làm 24 giờ (12 canh giờ - cách tính thường sử dụng thời xưa), 1 giờ chia thành 60 phút, 1 tuần gồm 7 ngày, 1 tháng bao gồm 28 đến 31 ngày tuỳ thuộc vào tháng trong năm,...

Theo quy ước hiện đại trong vật lý 1 giây được định nghĩa như sau:

Giây là khoảng thời gian bằng 9,192,631,770 lần chu kỳ của bức xạ điện từ phát ra bởi nguyên tử Cs₁₃₃ khi thay đổi trạng thái giữa hai mức năng lượng đáy siêu tinh vi.

Các đơn vị thời gian thông dụng khác được định nghĩa dựa trên khái niệm giây như sau:

• Một phút có 60 giây
• Một giờ có 60 phút
• Một ngày có 24 giờ
• Một tuần có 7 ngày
• Một tháng có 4 tuần + 0, 1, 2, 3 ngày, (trung bình 30,4.. ngày)
• Một năm là khoảng thời gian trung bình của một chu kỳ Trái Đất quay quanh Mặt Trời, gồm có 12 tháng, hoặc 52 tuần 1 ngày, hoặc 365 ngày và 6 giờ.

Trong lý thuyết tương đối của Albert Einstein, đại lượng ct, với c là vận tốc ánh sáng và t là thời gian, được coi như là một chiều đặc biệt thêm vào cho không gian ba chiều để tạo thành không-thời gian. Việc cho thêm chiều thời gian giúp việc định vị các sự kiện được dễ dàng khi hệ quy chiếu thay đổi, tương tự như định vị các điểm trong không gian ba chiều cổ điển.

Vật lý cũng như nhiều ngành khoa học khác xem thời gian là một trong số những đại lượng cơ bản ít ỏi.

Nó được dùng định nghĩa nhiều đại lượng khác như vận tốc nhưng nếu dùng những đại lượng như vậy mà định nghĩa trở lại thời gian sẽ tạo ra lối định nghĩa lòng vòng (tiếng Anh: circular definition).

Một dạng định nghĩa operational về thời gian được diễn tả như sau: quan sát số lần lập cụ thể của một sự kiện có tính chu kì (như chuyển động của con lắc tự do) nảy sinh một loại đơn vị tiêu chuẩn như giây.

Thời Cổ đại người Trung Quốc thường tính thời gian theo Can Chi tức là chia thời gian theo các Canh theo thứ tự 12 con Giáp để tính thời gian trong ngày.

Trên thế giới còn rất nhiều dân tộc như Do Thái, Thổ dân Châu Mỹ, Người Khơ Me.... dùng nhiều Lịch khác nhau để tính thời gian khác nhau.

Các định nghĩa và tiêu chuẩn

Xem thêm: Giờ tiêu chuẩn và Cấp bậc thời gian

Đơn vị thời gian

Đơn vị	Giá trị	Ghi chú
Yocto giây	10−24 s
Zepto giây	10−21 s
Atto giây	10−18 s	Khoảng thời gian nhỏ nhất có thể đo được chính xác
Femto giây	10−15 s	Xung thời gian trên tia laser nhanh nhất
Pico giây	10−12 s
Nano giây	10−9 s	Thời gian cho các phân tử để phát huỳnh quang.
Micro giây	10−6 s
Milli giây	0,001 s
Giây	1 s	Đơn vị cơ bản trong SI
Phút	60 s
Giờ	60 phút
Ngày	24 giờ
Tuần	7 ngày
Fortnight	14 ngày	Tương đương với 2 tuần
Tuần trăng	27.2–29.5 ngày	Các khái niệm khác nhau của tháng âm lịch
Tháng	28–31 ngày
Quý	3 tháng
Năm	12 tháng
Năm thường	365 ngày	52 tuần + 1 ngày
Năm nhuận	366 ngày	52 tuần + 2 ngày
Năm nhiệt đới	365,24219 ngày	Trung bình
Năm Gregoria	365,2425 ngày	Trung bình
Olympiad	chu kỳ 4 năm
Thập niên	10 năm
Thế hệ	17-35 năm	Thay đổi khác nhau, tùy ngữ cảnh
Thế kỷ	100 năm	10 thập kỉ
Thiên niên kỷ	1.000 năm	10 thế kỉ
Exa giây	1018 s	Gần 32 tỉ năm, gấp hơn 2 lần tuổi của vũ trụ tính theo thời gian hiện tại

Trong hệ đo lường SI cơ bản, đơn vị của thời gian là giây. Từ đó các đơn vị lớn hơn như phút, giờ, và ngày được tính dựa theo đó, các đơn vị thứ cấp này gọi là đơn vị không SI do chúng không được sử dụng trong hệ thống thập phân. Tuy nhiên, chúng cũng được chấp nhận chính thức cùng với SI. Không có tỉ số cố định giữa giây và tháng hay năm, trong khi tháng và năm có những thay đổi đáng kể trong năm về độ dài.

Định nghĩa về giây chính thức trong SI như sau:

Giây là một khoảng thời gian bằng 9.192.631.770 thời lượng bức xạ tương ứng trong sự chuyển tiếp giữa hai mức năng lượng trong trạng thái cơ bản của nguyên tử caesium 133.

Trong một hội nghị về thời gian năm 1997, CIPM thông báo rằng định nghĩa này đề cập đến một nguyên tử caesium trong trạng thái cơ bản ở 0 K. Trước đó vào năm 1967, giây đã được định nghĩa là:

tỷ lệ 1/31.556.925,9747 của một năm nhiệt đới vào ngày 0 tháng 1 năm 1900 lúc 12 giờ thời gian thiên văn.

Định nghĩa giây hiện tại, kết hợp với định nghĩa hiện tại về mét, được dựa trên thuyết tương đối hẹp, để khẳng định rằng không-thời gian của chúng ta là một không gian Minkowski.

Thời gian quốc tế

Điều cơ bản trong khoa học thời gian là việc tính liên tục đơn vị giây dựa trên đồng hồ nguyên tử trên toàn thế giới, hay gọi là thời gian Nguyên tử Quốc tế.

Giờ phối hợp quốc tế (UTC) là giờ chuẩn hiện đang được sử dụng trên khắp thế giới.

Giờ GMT là một giờ chuẩn cũ, tính từ ngành đường sắt Anh năm 1847. Sử dụng kính thiên văn thay vì đồng hồ nguyên tử, GMT được hiệu chỉnh theo thời gian Mặt Trời trung bình tại Đài thiên văn Greenwich ở Vương quốc Anh. Giờ vũ trụ (UT) là một thuật ngữ hiện đại được dùng trong hệ thống quốc tế dựa trên quan sát bằng kính thiên văn, được chấp nhận để thay thế cho Giờ trung bình Greenwich ("Greenwich Mean Time") năm 1928 bởi Hiệp hội Thiên văn Quốc tế. Những quan sát tại đài thiên văn Greenwich đã chấm dứt năm 1954, mặc dù vị trí này vẫn còn được sử dụng làm mốc cho hệ thống tọa độ. Do chu kỳ quay của Trái Đất không phải lúc hoàn toàn cố định, khoảng thời gian giây có thể thay đổi nếu được hiệu chỉnh theo tiêu chuẩn dựa trên kính thiên văn như GMT hay UT - trong đó giây được xác định là một tỷ lệ của ngày hay năm.

Hệ thống định vị toàn cầu (GPS) cũng phát đi các tín hiệu thời gian rất chính xác trên toàn cầu, với những chỉ dẫn về cách chuyển đổi giữa giờ GPS và UTC.

Trái Đất được chia thành các múi giờ. Hầu hết mỗi múi giờ cách nhau một giờ, và tính toán giờ địa phương khi cộng thêm vào giờ UTC hay GMT. Ở một số nơi việc cộng thêm giờ thay đổi theo năm do những quy ước về giờ tiết kiệm ánh sáng ngày.

Đọc thêm

• Barbour, Julian (1999). The End of Time: The Next Revolution in Physics. Oxford University Press. ISBN 0-19-514592-5.
• Das, Tushar Kanti (1990). The Time Dimension: An Interdisciplinary Guide. New York: Praeger. ISBN 0275926818.- Research bibliography
• Davies, Paul (1996). About Time: Einstein's Unfinished Revolution. New York: Simon & Schuster Paperbacks. ISBN 0-684-81822-1.
• Feynman, Richard (1994) [1965]. The Character of Physical Law. Cambridge (Mass): The MIT Press. tr. 108–126. ISBN 0-262-56003-8.
• Galison, Peter (1992). Einstein's Clocks and Poincaré's Maps: Empires of Time. New York: W. W. Norton. ISBN 0-393-02001-0.
• Highfield, Roger (1992). Arrow of Time: A Voyage through Science to Solve Time's Greatest Mystery. Random House. ISBN 0-449-90723-6.
• Mermin, N. David (2005). It's About Time: Understanding Einstein's Relativity. Princeton University Press. ISBN 0-691-12201-6. Bản gốc lưu trữ ngày 16 tháng 7 năm 2015. Truy cập ngày 3 tháng 4 năm 2009.
• Penrose, Roger (1999) [1989]. The Emperor's New Mind: Concerning Computers, Minds, and the Laws of Physics. New York: Oxford University Press. tr. 391–417. ISBN 0-19-286198-0. Bản gốc lưu trữ ngày 29 tháng 9 năm 2007. Truy cập ngày 3 tháng 4 năm 2009.
• Price, Huw (1996). Time's Arrow and Archimedes' Point. Oxford University Press. ISBN 0-19-511798-0.
• Reichenbach, Hans (1999) [1956]. The Direction of Time. New York: Dover. ISBN 0-486-40926-0.
• Stiegler, Bernard, Technics and Time, 1: The Fault of Epimetheus
• Whitrow, Gerald J. (1973). The Nature of Time. Holt, Rinehart and Wilson (New York).
• Whitrow, Gerald J. (1980). The Natural Philosophy of Time. Clarendon Press (Oxford).
• Whitrow, Gerald J. (1988). Time in History. The evolution of our general awareness of time and temporal perspective. Oxford University Press. ISBN 0-19-285211-6.
• Rovelli, Carlo (2006). What is time? What is space?. Rome: Di Renzo Editore. ISBN 8883231465.
• Charlie Gere, (2005) Art, Time and Technology: Histories of the Disappearing Body, Berg

Xem thêm

• Không gian
• Không gian nhiều chiều
• Lý thuyết tương đối rộng
• Lực hấp dẫn

Liên kết ngoài

• Tư liệu liên quan tới Time tại Wikimedia Commons
• Thời gian và không gian tại Từ điển bách khoa Việt Nam lưu trữ
• Time tại Encyclopædia Britannica (tiếng Anh)