Время и нло

Отсчёт времени

Как в классической, так и в  релятивистской физике для отсчёта  времени используется временна́я координата пространства-времени (в релятивистском случае — также и пространственные координаты), причём (традиционно) принято использовать знак «+» для будущего, а знак «-» — для прошлого. Однако смысл временно́й координаты в классическом и релятивистском случае различен (см. Ось времени).

Отсчёт времени в астрономии и навигации

Время в астрономии и навигации связано с суточным вращением земного шара; для отсчёта используются несколько родов времени.

• Истинное местное солнечное время — полдень определяется по прохождению Солнца через Меридиан (наивысшая точка в суточном движении). Используется в основном в задачах навигации и астрономии. Это то время, которое показывают солнечные часы.
• Среднее местное солнечное время (LST) — в течение года Солнце движется слегка неравномерно (разница ±15 мин), поэтому вводят условное равномерно текущее время, совпадающее с солнечным в среднем. Это время своё собственное для каждой географической долготы.
• Всемирное время (Гринвичское, GMT) — это среднее солнечное время на начальном меридиане (проходит около Гринвича). Уточнённое всемирное время отсчитывается при помощи атомных часов и называется UTC (англ. Universal Time Coordinated, Всемирное координированное время). Это время принято одинаковым для всего земного шара. Используется в астрономии, навигации, космонавтике и т. п.
• Поясное время — из-за того, что неудобно в каждом населённом пункте иметь собственное время, земной шар размечен на 24 часовых пояса, в пределах которых время считается одним и тем же, а с переходом в соседний часовой пояс меняется ровно на 1 час.
• Декретное время — в 1930 году по декрету правительства на всей территории СССР время было переведено на 1 час вперед, таким образом, Москва, находясь во втором часовом поясе имеет время, отличающееся от Гринвича на +3 часа. Это время является основным гражданским временем в России.
• Летнее время — сезонный перевод стрелок +1 час в последнее воскресенье марта и возврат в последнее воскресенье октября.
• Звёздное время — отмечается по верхней кульминации точки весеннего равноденствия. Используется в астрономии и навигации.

Единицы измерения времени

Основная статья: Единицы измерения времени

• Тысячелетие
• Столетие
• Год
• Месяц
• Декада
• Неделя
• Сутки
• Час
• Минута
• Секунда
• Терция — устар., в настоящее время не используется
• Миллисекунда 10⁻³сек (движение пули на коротком отрезке)
• Микросекунда 10⁻⁶сек (поведение перешейка при отрыве капли)
• Наносекунда 10⁻⁹сек (диффузия вакансий на поверхности кристалла)
• Пикосекунда 10⁻¹²сек (колебания кристаллической решетки, образование и разрыв химических связей)
• Фемтосекунда 10⁻¹⁵сек (колебания атомов, ЭМ-поля в световой волне)
• Аттосекунда 10⁻¹⁸сек (период ЭМ-колебаний рентгеновского диапазона, динамика электронов на внутренних оболочках многоэлектронных атомов)
• Зептосекунда 10⁻²¹сек (динамика ядерных реакций)
• Йоктосекунда 10⁻²⁴сек (рождение-распад нестабильных элементарных частиц)

В геологии

• Акрон
• Эон
• Эра
• Эпоха
• Период
• Век (геологический) — не путать со столетием
• Фаза

В истории

• Эпоха (эпоха Возрождения, эпоха Застоя)
• Эра
• Период
• Век — не путать со столетием (каменный век, бронзовый век)

Метрология

Эталоны

• Государственный первичный эталон единиц времени, частоты и национальной шкалы времени ГЭТ 1-98 — находится во ВНИИФТРИ
• Вторичный эталон единицы времени и частоты ВЭТ 1-10-82 — находится в СНИИМ (Новосибирск)
• Международные эталоны

Средства отсчёта текущего времени (автономные)

• Календарь (печатное издание) (дневной/годичный отсчёт)
• Часы
• Стандарт частоты

Средства воспроизведения временных интервалов

• Таймер;
• Песочные часы;
• Метроном;
• Калиброванная линия задержки;
• Синтезатор интервалов времени^{[источник не указан 201 день]}

Средства измерения временных интервалов

Для измерения времени применяются различные калиброванные приборы, имеющие в составе средство воспроизведения временных интервалов — стабильный генератор импульсов (маятник, кварцевый или иной генератор):

• Секундомер
• Электронно-счётный частотомер с блоком измерения интервалов
• Осциллограф

Централизованные способы определения текущего времени

• По телефону с помощью службы точного времени;
• В теле- или радиопрограмме, передающей аудио- или визуальные сигналы точного времени;
• По приёмнику сигналов точного времени, используя особые сигналы, передаваемые специальными радиостанциями ^[27];
• По компьютеру с помощью специальных сетевых сервисов в Интернете и локальных сетях (например, таких как NTP);
• С помощью технических средств, позволяющих узнать время через GPS;

Открытия и изобретения

• Ок. 1500 лет до н. э. Изобретены солнечные часы. Египет;^[28]
• Ок. 1500 года. Изобретены карманные (пружинные) часы. Петр Генлейн, Германия;^[28]
• 1656 год Изобретены маятниковые часы. Христиан Гюйгенс, Нидерланды;^[28]
• 1686 год Опубликованы «Математические начала натуральной философии» И. Ньютона. В них сформулировано учение о абсолютном времени ньютоновской механики.
• 1865 год Открыто второе начало термодинамики Р. Клазиусом. Установлено наличие в природе фундаментальной асимметрии во времени всех происходящих в ней самопроизвольных процессов.^[9]
• 1905 год Сформулированы основные положения специальной теории относительности.^[29]
• 1916 год Сформулированы основные положения общей теории относительности.^[30]
• 1927 год Изобретен водопыленепроницаемый корпус для часов. Компания «Ролекс», Швейцария;^[28]
• 1946 год Разработан радиоуглеродный метод определения возраста ископаемых останков органического происхождения в археологии, Уиллард Фрэнк Либби, США. Нобелевская премия по химии 1960 года.^[31]
• 1960 год Проведён эксперимент Паунда и Ребки по измерению влияния поля тяготения Земли на ход времени.^[32]
• 1964 год Обнаружено явление нарушения CP-инвариантности и T-инвариантности при распаде K₀ мезона. Нобелевская премия по физике 1980 года.^[33]
• 1970 год Изобретены цифровые наручные часы. Джон М. Берже, США;^[28]

Путешествия во времени

Путешествия во времени — гипотетическое перемещение человека или другого объекта из настоящего в прошлое или будущее. Зачастую такие путешествия предполагают осуществлять с помощью технического устройства — «машины времени».

Способы путешествия в будущее

Современная наука допускает несколько  возможных способов путешествия  в будущее (строго говоря, любой человек  путешествует в будущее, даже когда  он просто лежит на диване, так что  речь идет об ускоренном путешествии):

1. Физический (на основе следствий теории относительности):
• Движение со скоростью, близкой к скорости света. Время путешествия, измеренное по часам того, кто двигался с такой скоростью, всегда меньше измеренного по часам того, кто оставался неподвижен («парадокс близнецов»).
• Нахождение в области сверхвысокой гравитации, например, вблизи горизонта событий чёрной дыры.
2. Биологический — остановка метаболизма тела с последующим восстановлением. Например, замораживание (крионика).

Следует заметить, что все названные способы не предусматривают какого-либо обратного возвращения в исходный (точнее, любой более ранний) момент времени, то есть не отвечают критериям «машины времени», описанной в научно-фантастической литературе (Г. Уэллс и др., см. ниже).

Способы путешествия в прошлое

Есть несколько гипотетически возможных способов попасть в прошлое:

1. Общая теория относительности допускает возможность существования «кротовых нор» (английский термин wormhole — червоточина). Это нечто вроде туннелей (возможно, очень коротких), соединяющих удалённые области в пространстве. Разрабатывая теорию кротовых нор, К. Торн и М. Моррис заметили, что, если перемещать один конец (А) короткой норы с большой скоростью, а потом приблизить его к другому концу (Б), то — в силу парадокса близнецов — объект, попавший в момент времени T во вход А, может (см. ниже) выйти из Б в момент, предшествующий T (однако таким способом невозможно попасть во время, предшествующее созданию машины времени). 
   Из уравнений Эйнштейна следует, что кротовая нора закроется раньше, чем путешественник сумеет пройти через неё (как, например, в случае «моста Эйнштейна-Розена» — первой описанной кротовой норы), если её не будет удерживать от этого так называемая «экзотическая материя» — материя с отрицательной плотностью энергии. Существование экзотической материи подтверждено как теоретически, так и экспериментально^[1][2]. (эффект Казимира).
2. В 1936 г. Ван Штокум обнаружил, что тело, вращающееся вокруг массивного и бесконечно длинного цилиндра, попадёт в прошлое (позже Ф. Типлер предположил, что это возможно и в случае цилиндра конечной длины ^[3]). Таким цилиндром могла бы быть так называемая космическая струна, но нет надёжных свидетельств, что космические струны существуют, и вряд ли есть способ создавать новые.
3. Можно, наконец, вообще ничего не предпринимать, а просто дождаться, пока машина времени образуется сама собой. Не видно никаких оснований ожидать, что это произойдёт, но важно, что если она всё же образуется, то это не войдет в противоречие ни с какими известными законами природы. Простейшая модель такой ситуации — машина времени Дойча-Политцера^{[источник не указан 249 дней]}.

Парадоксы путешествий во времени

Есть несколько часто упоминаемых  аргументов против путешествий в  прошлое:

1. Нарушение причинно-следственных связей.
2. «Парадоксы». Допустим, некто в 11 утра заряжает пистолет, в 11.30 создаёт машину времени и в полдень (12.00) входит в неё. Затем, пользуясь свойствами машины времени, он возвращается к моменту 11.50, поджидает, пока его более молодая версия приблизится ко входу, и пытается её убить. Он, конечно, не может в этом преуспеть — человек способен выстрелить только при условии, что он пережил состоявшееся час назад (по его часам) покушение. Возникает, однако, вопрос: что именно помешает ему (и всем его последователям)? Не приходим ли мы в некоторое противоречие с привычными представлениями о свободе воли? 
   Иногда парадоксом называют и другую ситуацию, которая формулируется, например, так («парадокс убитого дедушки»): если внук вернётся в прошлое и убьёт собственного деда, его рождение окажется невозможным; но если он не родится, то деда никто не убьёт, и его рождение окажется возможно. Что же произойдёт в действительности? Здесь, однако, никакого парадокса нет, также как и никакой неопределенности. Слова «человек» (или «внук») и «человек, чей дедушка не был убит в колыбели» суть синонимы.
3. Отсутствие документированных общедоступных фактов пребывания в нашем времени пришельцев из будущего.

В науке первая проблема не рассматривается (машина времени и нарушение причинно-следственных связей — это просто синонимы, здесь нет темы для обсуждения). Решение второй было найдено лишь недавно, см. S. Krasnikov, Phys. Rev. D 62 (2000) 084028. Суть идеи в том, что при создании машины времени возникает крайне нетипичная для классической физики неопределённость: как бы хорошо мы ни знали начальные данные, мы не можем однозначно предсказать эволюцию пространства-времени. Причём среди бесконечно большого числа возможных вариантов всегда есть такой, в котором машина времени не появляется. Таким образом, если мы видим человека, пытающегося построить машину времени, то тот факт, что он вооружён и полон решимости через час выстрелить, не означает, что свободная воля этого человека будет вскоре чем-то ограничена. В лучшем случае он означает лишь, что одна возможность (из бесконечного количества) исключена — в течение часа машина времени в этом месте не появится.

В фантастике первые две проблемы решаются огромным числом способов. Вот некоторые (подробнейшее исследование на эту тему с сотнями ссылок можно найти в P. Nahin «Time machines»):