Vær

Tid ( t )

En klokke er en hvilken som helst enhet som kan måle tiden mellom to hendelser sett av samme observatør.
Omfanget Tid ( t )
Definisjon tidsmåling
FyrIntensiv skalar  størrelse 
SI -enhet andre [s]
andre enheter time [t]
minutt [min]

Tid (fra latin tempus ) er en fysisk størrelse som varigheten eller separasjonen av hendelser måles med.

Tid lar hendelser ordnes i rekkefølge, og etablerer en fortid , en fremtid og et tredje sett med hendelser som verken er fortid eller fremtid i forhold til en annen.

I klassisk mekanikk kalles denne tredje klassen nåtid og er dannet av hendelser samtidig med en bestemt.

I relativistisk mekanikk er begrepet tid mer komplekst: samtidige hendelser ( tilstedeværende ) er i forhold til observatøren, med mindre de skjer på samme sted i rommet; for eksempel en kollisjon mellom to partikler.

Dens basisenhet i det internasjonale systemet er den andre , hvis symbol er s (fordi det er et symbol og ikke en forkortelse, skal det ikke skrives med store bokstaver, heller ikke skrives som seg , sg eller sec , eller ved å legge til en etterfølgende periode).

Tid har lenge vært et viktig emne for studier innen religion, filosofi og vitenskap, men å definere den på en måte som gjelder alle felt uten sirkularitet , har konsekvent unngått forskere. [ 1 ] Imidlertid innlemmer felt så forskjellige som næringsliv, industri, sport, vitenskap og scenekunst noen forestillinger om tid i sine respektive målesystemer . [ 2 ]​ [ 3 ]​ [ 4 ]

Tid i fysikk er operasjonelt definert som "hva en klokke leser ". [ 5 ]​ [ 6 ]​ [ 7 ]

Tidens fysiske natur er adressert av generell relativitet med hensyn til hendelser i rom-tid. Eksempler på hendelser er kollisjon av to partikler, eksplosjon av en supernova eller ankomst av en rakett. Hver hendelse kan tildeles fire tall som representerer dens tid og posisjon (koordinatene til hendelsen). Imidlertid er de numeriske verdiene forskjellige for forskjellige observatører. I generell relativitetsteori gir spørsmålet om hva klokken er nå bare mening i forhold til en bestemt observatør. Avstand og tid er nært beslektet, og tiden som kreves for lys å reise en bestemt avstand er den samme for alle observatører, som Michelson og Morley -eksperimentet først demonstrerte offentlig . Generell relativitetsteori tar ikke for seg tidens natur for ekstremt små intervaller der kvantemekanikk er gyldig. På dette tidspunktet er det ingen generelt akseptert teori om kvantegenerell relativitet. [ 8 ]

Tid er en av de syv grunnleggende fysiske størrelsene i både det internasjonale system av enheter (SI) og det internasjonale systemet for kvantiteter . SI-basisenheten for tid er den andre . Tid brukes til å definere andre størrelser - for eksempel hastighet - så å definere tid i form av disse mengdene vil resultere i en sirkulær definisjon. [ 9 ] En operasjonell definisjon av tid, der observasjon av et visst antall repetisjoner av en eller annen standard syklisk hendelse (som passering av en fritt bevegelig pendel) utgjør en standardenhet som den andre, det er veldig nyttig både i å gjennomføre avanserte eksperimenter og i livets hverdagslige anliggender. For å beskrive observasjoner av en hendelse, noteres vanligvis en plassering (posisjon i rommet) og tid.

Den operasjonelle definisjonen av tid tar ikke opp hva dens grunnleggende natur er. Den tar ikke opp hvorfor hendelser kan skje fremover og bakover i rommet, mens hendelser bare skjer fremover i tid. Undersøkelser av forholdet mellom rom og tid førte til at fysikere definerer romtidskontinuumet . Generell relativitetsteori er hovedrammeverket for å forstå hvordan romtid fungerer. [ 10 ] Gjennom fremskritt i både teoretiske og eksperimentelle undersøkelser av romtid, har det blitt vist at tid kan forvrides og utvides , spesielt ved kantene av sorte hull .

Måling av tid har opptatt forskere og ingeniørteknologer, og var en primær motivasjon innen navigasjon og astronomi . Periodiske hendelser og periodisk bevegelse har lenge fungert som standarder for tidsenheter. Noen eksempler er den tilsynelatende bevegelsen av solen på himmelen, månens faser, bevegelsen til en pendel og hjerteslag. For tiden er den internasjonale tidsenheten, den andre, definert fra måling av den elektroniske overgangsfrekvensen til cesiumatomer . Tid har også betydelig sosial betydning, siden den har en økonomisk verdi (" tid er penger "), så vel som en personlig verdi, på grunn av bevisstheten om begrenset tid i hver dag og i lengden på menneskelivet .

Det er mange systemer for å bestemme hva klokken er, inkludert Global Positioning System , andre satellittsystemer, Coordinated Universal Time og gjennomsnittlig soltid . Generelt er tallene som er hentet fra de forskjellige tidssystemene forskjellige fra hverandre.

Det fysiske tidsbegrepet

Gitt to punktlige hendelser E 1 og E 2 , som inntreffer henholdsvis på tidspunktene t 1 og t 2 , og på forskjellige punkter i rommet P 1 og P 2 , innrømmer alle fysiske teorier at de kan oppfylle én og bare én av følgende tre forhold: [ 11 ]

  1. Det er mulig for en observatør å være tilstede ved hendelse E 1 , og deretter være på hendelse E 2 , i hvilket tilfelle E 1 hevdes å være en hendelse før E 2 . Dessuten, hvis det skjer, vil den observatøren ikke være i stand til å bekrefte E 2 .
  2. Det er mulig for en observatør å være tilstede ved hendelse E 2 og deretter være på hendelse E 1 , i hvilket tilfelle E 1 sies å være en senere hendelse enn E 2 . Videre, hvis det skjer, vil den observatøren ikke være i stand til å verifisere E 1 .
  3. Det er umulig for en punktlig observatør å være tilstede samtidig på de to arrangementene E 1 og E 2 .

Gitt enhver hendelse, kan settet med hendelser deles i henhold til disse tre tidligere kategoriene. Med andre ord tillater alle fysiske teorier, gitt en hendelse, å klassifisere hendelser i: (1) fortid, (2) fremtid og (3) andre hendelser (verken fortid eller fremtid). Klassifiseringen av en nåtid er diskutabel på grunn av den korte varigheten av dette intervallet som ikke kan måles som en nåværende tilstand, men som data innhentet i en kontinuerlig rekke hendelser. I klassisk mekanikk er denne siste kategorien dannet av hendelsene kalt simultane, og i relativistisk mekanikk, av hendelsene som ikke er kausalt relatert til den første hendelsen. Klassisk mekanikk og relativistisk mekanikk skiller seg imidlertid ut i den konkrete måten denne skillet mellom fortid, fremtid og andre hendelser kan gjøres på og i det faktum at denne karakteren kan være absolutt eller relativ med hensyn til innholdet i settene.

Se også: Kausalitet (fysikk) , Tvillingparadoks og romtid .

Tid i klassisk mekanikk

I klassisk mekanikk er tid tenkt som en absolutt størrelse, det vil si at det er en skalar hvis måling er identisk for alle observatører (en relativ størrelse er en hvis verdi avhenger av den spesifikke observatøren). Denne oppfatningen av tid kalles absolutt tid . Denne oppfatningen er i samsvar med Kants filosofiske oppfatning , som fastslår rom og tid som nødvendig for enhver menneskelig erfaring. Kant konkluderte også med at rom og tid var subjektive begreper. Men ikke av den grunn vil Kant slå fast at tid og rom er absolutte dimensjoner, ikke engang i seg selv, men støttet i stedet av henholdsvis Newton og Leibniz. For Kant er de ikke dimensjoner, men rene former for intuisjon levert av erfaring, slik at siden de ikke er størrelser, er det ingen mulig sammenstøt mellom dem. Når en hendelse er løst, vil hver observatør klassifisere resten av hendelsene i henhold til en tredelt inndeling som klassifiserer dem i: (1) tidligere hendelser, (2) fremtidige hendelser og (3) verken tidligere eller fremtidige hendelser. Klassisk mekanikk og prerelativistisk fysikk antar:

  1. Når en spesifikk hendelse er løst, vil alle observatører, uavhengig av deres bevegelsestilstand, dele resten av hendelsene inn i de samme tre settene (1), (2) og (3), det vil si at to forskjellige observatører vil bli enige på hvilke hendelser som tilhører fortiden, til nåtiden og fremtiden, det er derfor tid i klassisk mekanikk er kvalifisert som absolutt fordi det er en gyldig distinksjon for alle observatører (mens i relativistisk mekanikk dette ikke skjer og tid er kvalifisert som relativ ).
  2. I klassisk mekanikk er den siste kategorien, (3), dannet av et tredimensjonalt sett med punkter, som faktisk har strukturen til det euklidiske rom (rommet på et gitt øyeblikk). Fikset en hendelse, vil enhver annen samtidig hendelse, i henhold til klassisk mekanikk, bli plassert i kategori (3).

Selv om den tredelte inndelingen av hendelser fortsatt er gyldig innenfor den spesielle relativitetsteorien og innenfor den generelle relativitetsteorien, holder ikke de to siste egenskapene:

  1. Det er ingen observatøruavhengig forestilling om samtidighet som i klassisk mekanikk, dvs. gitt to forskjellige observatører i bevegelse i forhold til hverandre, vil de generelt være forskjellige på hvilke hendelser som skjedde samtidig.

Tid i relativistisk mekanikk

I relativistisk mekanikk avhenger målingen av tidens gang av referansesystemet der observatøren befinner seg og dens bevegelsestilstand, det vil si at ulike observatører måler ulike tider mellom to kausalt sammenhengende hendelser. Derfor avhenger varigheten av en prosess av referansesystemet hvor observatøren er.

I følge relativitetsteorien , gitt to observatører plassert i forskjellige referanserammer, kan to hendelser A og B innenfor kategori (3) (verken tidligere eller fremtidige hendelser), oppfattes av de to observatørene som samtidige, eller A kan oppstå " før" B for den første observatøren mens B forekommer "før" A for den andre observatøren. Under disse omstendighetene er det derfor ingen mulighet for å etablere en absolutt forestilling om samtidighet uavhengig av observatøren. I følge generell relativitetsteori er settet av hendelser innenfor kategori (3) en topologisk åpen firedimensjonal delmengde av rom-tid. Det skal bemerkes at denne teorien bare ser ut til å fungere med den stive tilstanden til bare to referanserammer. Når en ekstra referanseramme legges til, blir relativitetsteorien ugyldig: observatør A på jorden vil oppfatte at observatør B reiser raskere inne i et romskip som roterer rundt jorden med 7000 kilometer i sekundet. Observatør B vil legge merke til at tidsdataene til klokken har avtatt og konkluderer med at tiden har utvidet seg på grunn av farten til romfartøyet. En observatør C som befinner seg utenfor solsystemet vil legge merke til at både mannen på bakken og astronauten som går i bane rundt jorden reiser samtidig – romfartøyet og planeten Jorden – med 28 kilometer i sekundet rundt solen. Den mest sikre konklusjonen om oppførselen av klokken i romskipet, er at klokken ikke fungerer, fordi den ikke ble kalibrert og testet for disse nye endringene i miljøet. Denne konklusjonen støttes av det faktum at det ikke er bevis som viser at tiden er objektiv.

Bare hvis to hendelser er årsakssammenhengende , ser alle observatører den "årsaksmessige" hendelsen før "effekt"-hendelsen, det vil si at kategoriene (1) av kausalt koblede tidligere hendelser og (2) av fremtidige hendelser er absolutte. Rettet en hendelse E settet med hendelser i kategori (3) som verken er fremtidige eller tidligere hendelser med hensyn til E , kan deles inn i tre undersett:

(a) Det topologiske indre av et slikt sett er et åpent område av rom-tid og utgjør et akronalt sett . Innenfor dette området, gitt to hendelser, er det umulig å koble dem sammen med et lyssignal som sendes ut fra den første hendelsen når den andre. (b) Fremtidens grense eller en del av settets topologiske grense, slik at ethvert punkt innenfor den kan nås av et lyssignal som sendes ut fra hendelsen E. (c) Fortidens grense eller en del av settets topologiske grense, slik at fra ethvert punkt innenfor den kan det sendes et lyssignal som når hendelsen E .

De merkelige årsakssammenhengene til relativitetsteorien fører til det faktum at det ikke er noen enkelt og absolutt tid for observatører, faktisk oppfatter enhver observatør rom-tid eller firedimensjonalt rom i henhold til deres bevegelsestilstand, retningen parallelt med deres quad . hastighet vil falle sammen med den tidsmessige retningen, og hendelsene som oppstår i de romlige hyperoverflatene vinkelrett i hvert punkt på den tidsmessige retningen, danner settet med samtidige hendelser for den observatøren.

Dessverre er slike sett med hendelser som oppfattes som samtidige forskjellige fra en observatør til en annen.

Tidsutvidelse

Hvis riktig tid er varigheten av en hendelse målt i hvile i forhold til den rammen, er varigheten av hendelsen målt fra en referanseramme som beveger seg med konstant hastighet i forhold til hendelsen gitt av:

.

Tid i kvantemekanikk

I kvantemekanikk må det skilles mellom konvensjonell kvantemekanikk, der man kan arbeide under den klassiske antakelsen om absolutt tid, og relativistisk kvantemekanikk , der, som i relativitetsteorien, antakelsen om en absolutt tid er uakseptabel. og upassende.

Pilen for tid og entropi

Det har blitt påpekt at tidsretningen er relatert til økningen i entropi , selv om dette ser ut til å skyldes de særegne forholdene som fantes under Big Bang . Selv om noen forskere som Penrose har hevdet at disse forholdene ikke ville være så særegne hvis vi tar i betraktning at det er et mer fullstendig fysisk prinsipp eller teori som forklarer hvorfor universet vårt, og kanskje andre, er født med tilsynelatende usannsynlige startforhold, som gjenspeiles i en veldig lav initial entropi.

Begrepet tid i teorien om sosiale systemer

Fra synsvinkelen til systemteorien foreslått av Niklas Luhmann , [ 12 ] har tiden en sosial formasjon, på denne måten er tiden plassert fra observatørens perspektiv. På denne måten er det en operasjon som gjennomføres på en konkret måte gjennom skillet mellom før og etter. Den første er fortiden som ikke eksisterer, og som imidlertid kan huskes og som kausalitet kan lokaliseres i, på den annen side fremtiden, som er der virkningene oppstår. I blindsonen mellom de to er nåtidens aktualitet, der synkroniseringen av samtidigheten finnes. Derfor oppfattes verden fra samtidighet (nåtid) og ikke-samtidighet (fortid-fremtid). Som Luhmann forklarer oss, «kan bestemte tider konstrueres for å lokalisere for eksempel årsakene i fortiden; effekter i fremtiden. Men alt dette er bare mulig i observasjonen som bare utføres i en nåværende nåtid, og gjennom anvendelse av attribusjonsprosesser». [ 12 ]

Måling av tid

Kronologi (historisk, geologisk, etc.) lar oss datere øyeblikkene der visse hendelser (relativt korte perioder) eller prosesser (perioder med lengre varighet) oppstår. Historiske øyeblikk kan representeres grafisk i en tidslinje i punkter og prosesser i segmenter.

Formene og instrumentene for å måle tid er av svært gammel bruk, og alle er basert på måling av bevegelsen, av den materielle endringen til et objekt gjennom tiden, som er det som kan måles. Til å begynne med begynte bevegelsene til stjernene å bli målt, spesielt den tilsynelatende bevegelsen til solen, noe som ga opphav til den tilsynelatende soltiden. Utviklingen av astronomi gjorde at ulike instrumenter gradvis ble skapt, som solur , timeglass eller timeglass og kronometre . Deretter ble bestemmelsen av målingen av tid perfeksjonert til man nådde atomuret . Alle moderne klokker siden oppfinnelsen av den mekaniske klokken har blitt bygget etter det samme "tick tick tick"-prinsippet. Atomklokken er kalibrert til å telle 9.192.631.770 vibrasjoner av cesiumatomet og deretter tikke.

Se også: Soltid , siderisk tid , koordinert universaltid og atomtid .

Se også

Referanser

  1. ↑ Sean M. Carroll (2009). Fra evigheten til her: Jakten på den ultimate teorien om tid 63 (4). Dutton. s. 54-55. Bibcode : 2010PhT....63d..54C . ISBN 978-0-525-95133-9 . doi : 10.1063/1.3397046 . Ukjent parameter ignorert ( hjelp )    |title-link=
  2. ↑ Offisielle baseballregler, 2011-utgaven (2011). "Regler 8.03 og 8.04" (gratis PDF-nedlasting) . Major League Baseball. Arkivert fra originalen 1. juli 2017 . Hentet 18. mai 2017 . "Regel 8.03 Slike oppsettbaner skal ikke bruke mer enn ett minutts tid...Regel 8.04 Når basene er ubesatte, skal pitcheren levere ballen til slageren innen 12 sekunder...12-sekunderstiden begynner når pitcheren er i besittelse av ballen og slageren er i boksen, varsler pitcheren. Tiden stopper når pitcher slipper ballen. »  
  3. ^ "Guinness Book of World Records for baseball" . Guinness World Records, Ltd. Arkivert fra originalen 6. juni 2012 . Hentet 7. juli 2012 . "Rekorden for den raskeste tiden å gå rundt basene er 13,3 sekunder, satt av Evar Swanson i Columbus, Ohio, i 1932 ... Den raskeste pålitelige registrerte hastigheten som en baseball har blitt kastet med er 160,9 mph av Lynn Nolan Ryan ( California Angels) på stadion i Anaheim, California, 20. august 1974. »  
  4. ^ Zeigler, Kenneth (2008). Bli organisert på jobben: 24 leksjoner for å sette mål, sette prioriteter og administrere tiden din . McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-159138-6 . 108 sider.   
  5. ^ "Tid" . The American Heritage Dictionary of the English Language (fjerde utgave). 2011. Arkivert fra originalen 2012-07-19. Et ikke-romlig kontinuum der hendelser skjer i tilsynelatende irreversibel rekkefølge fra fortiden gjennom nåtiden til fremtiden. »  
  6. ↑ Siter feil: Ugyldig tag <ref>; innholdet i de kalte referansene er ikke definertBurnham
  7. ^ Considine, Douglas M.; Considine, Glenn D. (1985). Håndbok for instrumenter og prosesskontroller (3. utgave). McGraw-Hill. s. 18-61. Bibcode : 1985pich.book.....C . ISBN  978-0-07-012436-3 . 
  8. ↑ Universitetet for vitenskap og teknologi i Kina (2019). "Bro mellom kvantemekanikk og generell relativitet fortsatt mulig" . 
  9. ↑ Duff, Okun, Veneziano, ibid . s. 3. "Det er ingen veletablert terminologi for naturens grunnleggende konstanter. Fraværet av nøyaktig definerte termer eller bruken (dvs. faktisk misbruk) av dårlig definerte termer fører til forvirring og spredning av utsagn som er feil."
  10. ^ Rendall, Alan D. (2008). Partielle differensialligninger i generell relativitet (illustrert utgave). OUP Oxford. s. 9. ISBN  978-0-19-921540-9 . 
  11. ↑ Robert M. Wald, 1984
  12. ^ a b Niklas., Luhmann, (1996). Introduksjon til systemteori . Anthropos. s. 219. ISBN  8476584903 . OCLC  36329206 . Hentet 20. september 2018 . 

Bibliografi

Eksterne lenker