Il tempo si basa su secondi, minuti e ore. Sebbene la base di queste unità sia cambiata nel corso della storia, le loro radici possono essere fatte risalire all'antico stato di Sumer. L'unità di tempo internazionale moderna è determinata dalla transizione elettronica dell'atomo di cesio. Ma qual è questa quantità fisica?
Il tempo misura l'andamento degli eventi
Il tempo è una misura della progressione degli eventi. I fisici definiscono questo valore come la progressione degli eventi dal passato al presente e al futuro. In sostanza, se il sistema è invariato, è al di fuori di questo indicatore. Il tempo può essere visto come la quarta dimensione della realtà usata per descrivere eventi nello spazio tridimensionale. Non è qualcosa che possiamo vedere, sentire o gustare, ma possiamo misurarne il passaggio.
La freccia mostra che il tempo passa dal passato al futuro e non viceversa
La lancetta dell'orologio mostra che il tempo passa dal passato al futuro e non nella direzione opposta. Le equazioni fisiche funzionano altrettanto bene se la quantità va avanti nel futuro (tempo positivo) o indietro nel passato (tempo negativo). Tuttavia, nel mondo naturale, questo valore ha una direzione. La domanda sul perché sia irreversibile è una delle più grandi questioni irrisolte nella scienza.
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Una spiegazione è che il mondo naturale segue le leggi della termodinamica. La seconda legge della termodinamica afferma che in un sistema chiuso la sua entropia rimane costante o aumenta. Se l'universo è considerato un sistema chiuso, la sua entropia (il grado di disordine) non potrà mai diminuire. In altre parole, il tempo non può tornare allo stato esatto in cui si trovava in un punto precedente. Questo valore non può spostarsi all'indietro.
Decelerazione o accelerazione
Il tempo è accuratamente conteggiato in base alle ore di servizio. Nella meccanica classica, è lo stesso ovunque. Tuttavia, sappiamo dalla teoria della relatività generale e speciale di Einstein che la grandezza è un concetto relativo. L'indicatore dipende dal sistema di riferimento dell'osservatore. Ciò può portare a rallentamenti soggettivi quando il tempo tra gli eventi si allunga (si espande) quanto più si avvicina alla velocità della luce.
Gli orologi in movimento funzionano più lentamente degli orologi fissi, con l'effetto che diventa più pronunciato man mano che il meccanismo in movimento si avvicina alla velocità della luce. Gli orologi nell'orbita terrestre registrano il tempo più lentamente che sulla sua superficie, le particelle di muoni decadono più lentamente quando cadono e l'esperimento di Michelson-Morley ha confermato la contrazione della lunghezza e l'espansione della magnitudine.
La realtà parallela aiuta a evitare il paradosso temporale nel viaggio nel tempo
Il paradosso temporale nel viaggio nel tempo può essere evitato entrando in una realtà parallela. Viaggiare significa andare avanti o indietro in momenti diversi, proprio come ci si può muovere tra diversi punti nello spazio. Saltare avanti nel tempo avviene in natura. Gli astronauti su una stazione spaziale vengono accelerati mentre tornano sulla Terra e rallentano rispetto alla stazione.
Problemi esistenti
Tuttavia, il viaggio nel tempo pone delle sfide. Uno di questi è la causalità o la causalità. Andare indietro può provocare un paradosso temporaneo.
Il paradosso del nonno è un classico esempio della scienza. Secondo lui, se torni indietro e uccidi tuo nonno prima della nascita di tua madre o tuo padre, puoi impedire la tua stessa nascita.
Molti fisici credono che il viaggio nel tempo nel passato sia impossibile, ma ci sono soluzioni al paradosso come il viaggio tra universi paralleli o punti di diramazione.
Percezione della grandezza fisica
L'invecchiamento influisce sulla percezione del tempo, sebbene gli scienziati non siano d'accordo con questa posizione. Il cervello umano è in grado di tenere traccia del tempo. I nuclei soprachiasmatici del cervello sono l'area responsabile dei ritmi naturali quotidiani o circadiani. Neurostimolanti e farmaci influenzano in modo significativo la sua percezione. Le sostanze chimiche che eccitano i neuroni li fanno funzionare più velocemente, mentre la diminuzione dell'attività neuronale rallenta la percezione del tempo.
Fondamentalmente, quando pensi che tutto stia accelerando, il cervello produce più eventi entro un certo intervallo. A questo proposito, il tempo sembra davvero volare quando ci si diverte. Ma sembra rallentare durante le emergenze o il pericolo.
Gli scienziati del Baylor College of Medicine di Houston affermano che il cervello in realtà non accelera, ma un'area come l'amigdala sta diventando più attiva. L'amigdala è la parte del cervello responsabile della creazione dei ricordi. Man mano che si formano più ricordi, il tempo sembra trascinarsi.
Lo stesso fenomeno spiega perché le persone anziane sembrano percepire il tempo a un ritmo più veloce rispetto a quando erano più giovani. Gli psicologi ritengono che il cervello formi più ricordi di nuove esperienze rispetto a quelle familiari. Poiché ci sono meno nuovi ricordi nell'ultimo periodo della vita, il tempo nella percezione di una persona anziana sembra passare più velocemente.
L'inizio e la fine del tempo
Sempre più scienziati sono inclini a credere che il nostro Universo sia nato a seguito di una potente esplosione di un certo punto condizionale, in cui non sono stati rilevati indicatori come massa, tempo e spazio.
L'astronomo Stephen Hawking e il suo collega di Cambridge Neil Turok suggeriscono che originariamente c'era un'idea da cui è nata la parola. Era in questi due concetti che il tempo e lo spazio consistevano.
Non è noto se il tempo abbia un inizio o una fine. Per quanto riguarda l'universo, il tempo è iniziato in esso. Il punto di partenza è stato 13.799 miliardi di anni fa, quando si è verificato il Big Bang. Questo processo è evidenziato dalla radiazione reliquia nello spazio e dalla posizione delle galassie che si disperdono. In questo momento, iniziano a verificarsi le transizioni da un livello di organizzazione naturale a un altro: dal nucleo all'atomo, e poi alla molecola, da cui è apparsa la materia vivente.
Possiamo misurare la radiazione di fondo cosmica come microonde del Big Bang, ma non è stata rilevata alcuna radiazione precedente.
Un argomento a favore dell'origine del tempo è che se si espandesse all'infinito, il cielo notturno sarebbe riempito con la luce delle vecchie stelle.
Ci sarà un tempo di fine?
La risposta a questa domanda è sconosciuta. Se l'universo si espande per sempre, il tempo passerà. Se si verifica un altro Big Bang, la nostra sequenza temporale terminerà e inizierà un nuovo conto alla rovescia. Negli esperimenti di fisica delle particelle, le particelle casuali nascono da un vuoto, quindi sembra che l'universo non diventerà statico o senza tempo. Il tempo lo dirà…
Maya Muzashvili
