Катехизис по астрономии

Одно из основных понятий философии и физики, ВРЕМЯ как меры длительности существования всех объектов, характеристика последовательной смены их состояний в процессах изменения и развития, а также одна из координат единого пространства-времени, представления о котором развиваются в теории относительности.

В философии – это необратимое течение (протекающее лишь в одном направлении – из прошлого, через настоящее в будущее).

В прикладной же науке Метрологии "Время – это физическая величина", одна из семи основных величин Международной системы величин

Время характеризуется своей одно направленностью одномерностью, временной упорядоченностью (причина всегда предшествует следствию), наличием ряда свойств симметрии

Также Время как физическая величина определяется периодическими процессами в некой системе отсчёта, шкала времени которой может быть, как неравномерной (процесс вращения Земли вокруг Солнца или человеческий пульс), так и равномерной.

Равномерная эталонная система отсчёта выбирается «по определению», ранее, например, её связывали с движением тел Солнечной системы (эфемеридное время), а в настоящее время таковой локально считается Атомное время, а Эталон Секунды – 9 192 631 770 периодов излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133 при отсутствии возмущения внешними полями!!!

Следует отметить, что это определение – не произвольное, а связанное с наиболее точными периодическими процессами, доступными человечеству на данном этапе развития экспериментальной физики

73. Что такое "Ось времени"?

Ось времени, временная ось (именуемая также в контексте термодинамики стрелою времени) – концепция, описывающая время как прямую (то есть математически одномерный объект), протянутую из прошлого в будущее. Из любых двух несовпадающих точек оси времени одна всегда является будущим относительно другой.

Классическая физика представляет пространство-время как прямое произведение одномерного времени на трёхмерное пространство. Преобразования Галилея всегда сохраняют временную координату (с точностью до сдвига).

Таким образом, ось времени является прямой, а точки её (именуемые моментами времени) параметризуются одной временной координатой.

Несмотря на доказанное несоответствие этого представления физической природе времени, оно используется в построении шкалы всемирного координированного времени на Земле, а также во многих научных моделях, не требующих учёта конечности скорости света.

74. Как взаимодействуют между собой Ось времени и теория относительности?

В теории относительности существует лишь частичное упорядочение точек пространства-времени по времени.

Относительно двух событий мы не всегда можем сказать, которое лежит в прошлом, а которое в будущем, так что оси времени в привычном смысле нет!

События относительно данного делятся на будущие – на которые можно повлиять, прошлые – которые на него влияют, и неопределённые – ни то, ни другое.

Сопоставимым понятием является мировая линия, на которой определено собственное время, однако она своя у каждого тела.

В специальной теории относительности (так же, как и в большинстве моделей искривлённого пространства-времени в общей теории относительности) сохраняется порядок времени.

То есть, если мировые линии двух тел пересеклись в двух точках пространства-времени, то одна из них является прошлым с точки зрения обоих тел, а другая – будущим.

Хотя общая теория относительности не запрещает многократные пересечения мировых линий с нарушением порядка времени и даже самопересечение мировой линии (см. путешествия во времени), применимость подобных моделей пространства-времени к реальному физическому миру сомнительна

75. Какие есть в современной науке концепции ВРЕМЕНИ?

Классическая физика

В классической физике время – это непрерывная величина, априорная характеристика мира, ничем не определяемая.

В качестве основы измерения используется некая, обычно периодическая, последовательность событий, которая признаётся Эталоном! некоторого промежутка времени.

На этом основан принцип работы часов!

Время как поток длительности, одинаково определяет ход всех процессов в мире.

Но вот все процессы в мире, независимо от их сложности, не оказывают никакого влияния на ход времени.

Поэтому время в классической физике называется абсолютным. И. Ньютон:

«Абсолютное, истинное математическое время само по себе и по самой своей сущности, без всякого отношения к чему-либо внешнему, протекает равномерно, и иначе называется длительностью… Все движения могут ускоряться или замедляться, течение же абсолютного времени изменяться не может.»

Абсолютность времени математически выражается в инвариантности уравнений ньютоновской механики относительно преобразований Галилея.

Все моменты времени в прошлом, настоящем и будущем между собой равноправны, время однородно.

Течение времени всюду и везде в мире одинаково и не может изменяться.

Каждому действительному числу может быть поставлен в соответствие момент времени, и, наоборот, каждому моменту времени может быть поставлено в соответствие действительное число.

Таким образом, время образует континуум.

Аналогично арифметизации (сопоставлению каждой точки числу) точек евклидового пространства, можно провести арифметизацию всех точек времени от настоящего неограниченно назад в прошлое и неограниченно вперед в будущее.

Для измерения времени необходимо только одно число, то есть время одномерно. Промежуткам времени можно поставить в соответствие параллельные векторы, которые можно складывать и вычитать как отрезки прямой.

Важнейшим следствием однородности времени является закон сохранения энергии (теорема Нётер).

Уравнения механики Ньютона и электродинамики Максвелла не изменяют своего вида при смене знака времени на противоположный. Они симметричны относительно обращения времени (T-симметрия).

Время в классической механике и электродинамике обратимо!

В классической физике связь между понятиями времени и пространства проявляется посредством взаимосвязи свойств импульса и энергии. Изменение импульса (сохранение которого связано со свойством симметрии пространства – однородностью) определяется временной характеристикой силы – её импульсом

76. Какие есть философские концепции Времени?

Одним из первых философов, которые начали размышлять о природе времени, был Платон.

Время (греч. ) он характеризует в своем трактате Тимей как «движущееся подобие вечности». Оно является характеристикой несовершенного динамического мира, где нет блага, но есть лишь стремление им обладать.

Время, таким образом, обнаруживает момент неполноты и ущербности (никогда нет времени).

Вечность (греч. ), напротив, является характеристикой статического мира богов. Аристотель развил это понимание времени, определив его как «меру движения». Такое толкование было закреплено в его «Физике», и оно заложило основу естественнонаучного понимания времени.

В начале Средневековья Августин развивает концепцию субъективного времени, где оно становится психическим феноменом смены восприятий (растяжением души – лат. distentio animi).

Августин различает три части времени: настоящее, прошлое и будущее.

Прошлое дано в памяти, а будущее в ожидании (в том числе в страхе или в надежде). Августин отмечает такой аспект времени, как необратимость, поскольку оно наполняется свершающимися событиями (время проходит). Помимо души человека, время обнаруживает себя в человеческой истории, где оно линейно.

В дальнейшем оба толкования времени развиваются параллельно. Естественнонаучное понимание времени углубляет Исаак Ньютон, введя концепцию «абсолютного времени», которое течёт совершенно равномерно и не имеет ни начала, ни конца.

Готфрид Лейбниц следует за Августином, усматривая во времени способ созерцания предметов внутри монады.