Vrijeme (fizika)

Vrijeme je fizička veličina i jedna od sedam osnovnih veličina SI sistema. Prema istom sistemu mjernih jedinica, jedinica za vrijeme je sekunda (1 s) dok je oznaka za vrijeme t.

Kroz historiju, pojam vremena je dugo bio važan predmet proučavanja u različitim oblastima ljudskog djelovanja, u religiji, filozofiji i nauci ali je definisanje jedinstvene definicije vremena koja bi se koristila u svim oblastima konstantno predstavljala probem naučnicima.

Vrijeme je kontinuirani slijed postojanja i događaja koji se dešavaju u naizgled nepovratnom slijedu iz prošlosti, preko sadašnjosti, u budućnost.[1][2][3] To je komponentna količine različitih mjerenja koja se koristi za slijed događaja, za poređenje trajanja događaja ili intervala između njih i za kvantificiranje stopa promjene količina u materijalnoj stvarnosti ili u svjesnom iskustvu.[4][5][6][7] Vrijeme se često naziva četvrtom dimenzijom, zajedno sa tri prostorne dimenzije.[8][9]

Vrijeme je jedna od sedam osnovnih fizičkih veličina u Međunarodnom sistemu jedinica (SI) i Međunarodnom sistemu veličina. Osnovna jedinica vremena SI je sekunda, koja se definira mjerenjem elektronske prijelazne frekvencije atoma cezijuma. Opšta teorija relativnosti je primarni okvir za razumijevanje kako prostor-vrijeme funkcionira.[10] Kroz napredak u teorijskim i eksperimentalnim istraživanjima prostor-vremena, pokazalo se da vrijeme može biti iskrivljeno i prošireno, posebno na rubovima crnih rupa.

Tokom historije, vrijeme je bilo važan predmet proučavanja u religiji, filozofiji i nauci. Mjerenje vremena okupiralo je naučnike i tehnologe i bilo je glavna motivacija u navigaciji i astronomiji. Vrijeme je također od značajnog društvenog značaja, ima ekonomsku vrijednost („vrijeme je novac“) kao i ličnu vrijednost, zbog svijesti o ograničenom vremenu u svakom danu iu životnom vijeku ljudi.

Sekunda je prvobitno definisana kao 86400-ti dio prosječnog sunčevog dana. Danas se prema SI sistemu sekunda definiše kao: trajanje od 9192631770 perioda zračenja, koje odgovara prijelazu između dva hiperfina nivoa osnovnog stanja atoma cezijuma 133Cs.

Definicija uredi

Definisanje vremena na način koji je primjenjiv na sva polja bez kružnosti je dosljedno izmicao naučnicima.[7][11] Ipak, različite oblasti kao što su biznis, industrija, sport, nauka i scenske umjetnosti uključuju neke pojmove vremena u svoje mjerne sisteme.[12][13][14] U fizici, vrijeme se koristi za definisanje drugih veličina, kao što je brzina, tako da bi definisanje vremena u terminima takvih veličina rezultiralo kružnošću definicije.[15]

Vrijeme u fizici je operativno definirano kao "ono što sat čita".[6][16][17] Ova operativna definicija vremena, u kojoj se kaže da promatranje određenog broja ponavljanja jednog ili drugog standardnog cikličkog događaja čini jednu standardnu jedinicu, kao što je druga, korisna je u izvođenju i naprednih eksperimenata i svakodnevnih životnih poslova. Postoji mnogo sistema za određivanje koliko je sati. Periodični događaji i periodično kretanje dugo su služili kao standardi za jedinice vremena. Primjeri uključuju prividno kretanje sunca po nebu, mjesečeve faze i prolazak klatna koji se slobodno ljulja. Moderniji sistemi uključuju sistem za globalno pozicioniranje, druge satelitske sisteme, koordinirano univerzalno vrijeme i srednje solarno vrijeme. U principu, brojevi dobijeni iz različitih vremenskih sistema razlikuju se jedni od drugih, ali uz pažljiva mjerenja mogu se sinhronizirati.

Operativna definicija vremena ne bavi se fundamentalnom prirodom vremena. Istraživanja odnosa između prostora i vremena navela su fizičare da definišu prostorno-vremenski kontinuum, gde su svakom događaju dodeljena četiri broja koji predstavljaju njegovo vrijeme i poziciju (koordinate događaja). Primjeri događaja su sudar dviju čestica, eksplozija supernove ili dolazak raketnog broda. Opšta teorija relativnosti objašnjava zašto posmatrano vrijeme događaja može biti različito za različite posmatrače. U opštoj relativnosti, pitanje koliko je sati sada ima značenje samo u odnosu na određenog posmatrača. Udaljenost i vrijeme su blisko povezani, a vrijeme potrebno svjetlosti da pređe određenu udaljenost je isto za sve posmatrače, kao što su prvi javno pokazali Michelson i Morley. Događaji se mogu razdvojiti u više pravaca u prostoru, ali ako su dva događaja razdvojena vremenom, onda jedan događaj mora prethoditi drugom i svi posmatrači će se složiti oko toga. Opšta teorija relativnosti se ne bavi prirodom vremena za ekstremno male intervale u kojima se primjenjuje kvantna mehanika. U kvantnoj mehanici, vrijeme se tretira kao univerzalni i apsolutni parametar, koji se razlikuje od pojma opće relativnosti o nezavisnim satovima. Pomirenje ove dvije teorije poznato je kao problem vremena. Od 2023. godine ne postoji opšteprihvaćena teorija kvantne opšte relativnosti.[18]

Mjerenje uredi

 
Protok pijeska u pješčanom satu može se koristiti za mjerenje protoka vremena. Također konkretno predstavlja sadašnjost kao da je između prošlosti i budućnosti.

Uopšteno govoreći, metode mjerenja vremena, ili hronometrija, imaju dva različita oblika: kalendar, matematički alat za organiziranje vremenskih intervala,[19] i sat, fizički mehanizam koji broji protok vremena. U svakodnevnom životu, sat se konsultuje za periode kraće od jednog dana, dok se kalendar konsultuje za periode duže od jednog dana. Lični elektronski uređaji sve češće prikazuju i kalendare i satove istovremeno. Broj (kao na brojčaniku na satu ili kalendaru) koji označava pojavu određenog događaja u odnosu na sat ili datum dobija se računanjem od fiducijalne epohe – centralne referentne tačke.

Historija kalendara uredi

Artefakti iz paleolita sugerišu da je mjesec korišten za računanje vremena još prije 6.000 godina.[20] Lunarni kalendari su se među prvima pojavili, sa godinama od 12 ili 13 lunarnih mjeseci (bilo 354 ili 384 dana). Bez interkalacije za dodavanje dana ili mjeseci nekim godinama, godišnja doba brzo se kreću u kalendaru zasnovanom samo na dvanaest lunarnih mjeseci. Lunisolarni kalendari imaju trinaesti mjesec koji se dodaje nekim godinama kako bi se nadoknadila razlika između pune godine (za sada se zna da ima oko 365,24 dana) i godine od samo dvanaest lunarnih mjeseci. Brojevi dvanaest i trinaest postali su istaknuti u mnogim kulturama, barem dijelom zbog ovog odnosa mjeseci i godina. Drugi rani oblici kalendara potječu iz Mezoamerike, posebno u drevnoj civilizaciji Maja. Ovi kalendari su bili religijski i astronomski zasnovani, sa 18 mjeseci u godini i 20 dana u mjesecu, plus pet epagomenalnih dana na kraju godine.[21]

Reforme Julija Cezara 45. godine prije nove ere postavile su rimski svijet na solarni kalendar. Ovaj julijanski kalendar je bio pogrešan u tome što je njegova interkalacija i dalje dozvoljavala astronomskim solsticijama i ekvinocijama da napreduju u odnosu na njega za oko 11 minuta godišnje. Papa Grgur XIII uveo je ispravku 1582. godine; Gregorijanski kalendar su tek polako usvajali različiti narodi tokom perioda vijekova, ali je sada daleko najčešće korišteni kalendar širom svijeta.

Tokom Francuske revolucije, novi sat i kalendar su izmišljeni kao dio dekristijanizacije Francuske i kako bi se stvorio racionalniji sistem koji bi zamijenio gregorijanski kalendar. Dani u francuskom republikanskom kalendaru sastojali su se od deset sati po sto minuta i sto sekundi, što je označilo odstupanje od osnovnog 12 (duodecimalnog) sistema koji se koristi u mnogim drugim uređajima u mnogim kulturama. Sistem je ukinut 1806. godine.[22]

Veće jedinice od sekunde uredi

Manje jedinice od sekunde uredi

  • desetinka (10-i dio sekunde)
  • stotinka (100-i dio sekunde)
  • hiljadinka (1000-i dio sekunde)
  • mikrosekunda (1000-i dio hiljadinke)
  • nanosekunda (1000-i dio mikrosekunde)

Reference uredi

  1. ^ "Oxford Dictionaries:Time". Oxford University Press. 2011. Arhivirano s originala, 4. 7. 2012. Pristupljeno 18. 5. 2017. The indefinite continued progress of existence and events in the past, present, and future regarded as a whole
  2. ^ * "Webster's New World College Dictionary". 2010. Arhivirano s originala, 5. 8. 2011. Pristupljeno 9. 4. 2011. 1.indefinite, unlimited duration in which things are considered as happening in the past, present, or future; every moment there has ever been or ever will be… a system of measuring duration 2.the period between two events or during which something exists, happens, or acts; measured or measurable interval
    • "The American Heritage Stedman's Medical Dictionary". 2002. Arhivirano s originala, 5. 3. 2012. Pristupljeno 9. 4. 2011. A duration or relation of events expressed in terms of past, present, and future, and measured in units such as minutes, hours, days, months, or years.
    • "Collins Language.com". HarperCollins. 2011. Arhivirano s originala, 2. 10. 2011. Pristupljeno 18. 12. 2011. 1. The continuous passage of existence in which events pass from a state of potentiality in the future, through the present, to a state of finality in the past. 2. physics a quantity measuring duration, usually with reference to a periodic process such as the rotation of the earth or the frequency of electromagnetic radiation emitted from certain atoms. In classical mechanics, time is absolute in the sense that the time of an event is independent of the observer. According to the theory of relativity it depends on the observer's frame of reference. Time is considered as a fourth coordinate required, along with three spatial coordinates, to specify an event.
    • "The American Heritage Science Dictionary @dictionary.com". 2002. Arhivirano s originala, 5. 3. 2012. Pristupljeno 9. 4. 2011. 1. A continuous, measurable quantity in which events occur in a sequence proceeding from the past through the present to the future. 2a. An interval separating two points of this quantity; a duration. 2b. A system or reference frame in which such intervals are measured or such quantities are calculated.
    • "Eric Weisstein's World of Science". 2007. Arhivirano s originala, 29. 11. 2017. Pristupljeno 9. 4. 2011. A quantity used to specify the order in which events occurred and measure the amount by which one event preceded or followed another. In special relativity, ct (where c is the speed of light and t is time), plays the role of a fourth dimension.
  3. ^ "Time". The American Heritage Dictionary of the English Language (Fourth izd.). 2011. Arhivirano s originala, 19. 7. 2012. A nonspatial continuum in which events occur in apparently irreversible succession from the past through the present to the future.
  4. ^ Merriam-Webster Dictionary Arhivirano 8. 5. 2012. na Wayback Machine the measured or measurable period during which an action, process, or condition exists or continues : duration; a nonspatial continuum which is measured in terms of events that succeed one another from past through present to future
  5. ^ Compact Oxford English Dictionary A limited stretch or space of continued existence, as the interval between two successive events or acts, or the period through which an action, condition, or state continues. (1971).
  6. ^ a b * "Internet Encyclopedia of Philosophy". 2010. Arhivirano s originala, 11. 4. 2011. Pristupljeno 9. 4. 2011. Time is what clocks measure. We use time to place events in sequence one after the other, and we use time to compare how long events last... Among philosophers of physics, the most popular short answer to the question "What is physical time?" is that it is not a substance or object but rather a special system of relations among instantaneous events. This working definition is offered by Adolf Grünbaum who applies the contemporary mathematical theory of continuity to physical processes, and he says time is a linear continuum of instants and is a distinguished one-dimensional sub-space of four-dimensional spacetime.
    • "Dictionary.com Unabridged, based on Random House Dictionary". 2010. Arhivirano s originala, 5. 3. 2012. Pristupljeno 9. 4. 2011. 1. the system of those sequential relations that any event has to any other, as past, present, or future; indefinite and continuous duration regarded as that in which events succeed one another.... 3. (sometimes initial capital letter) a system or method of measuring or reckoning the passage of time: mean time; apparent time; Greenwich Time. 4. a limited period or interval, as between two successive events: a long time.... 14. a particular or definite point in time, as indicated by a clock: What time is it? ... 18. an indefinite, frequently prolonged period or duration in the future: Time will tell if what we have done here today was right.
    • Ivey, Donald G.; Hume, J.N.P. (1974). Physics. 1. Ronald Press. str. 65. Arhivirano s originala, 14. 4. 2021. Pristupljeno 7. 5. 2020. Our operational definition of time is that time is what clocks measure.
  7. ^ a b Le Poidevin, Robin (Winter 2004). "The Experience and Perception of Time". u Edward N. Zalta (ured.). The Stanford Encyclopedia of Philosophy. Arhivirano s originala, 22. 10. 2013. Pristupljeno 9. 4. 2011.
  8. ^ "Newton did for time what the Greek geometers did for space, idealized it into an exactly measurable dimension." About Time: Einstein's Unfinished Revolution, Paul Davies, str. 31, Simon & Schuster, 1996, Šablon:Isbn
  9. ^ Bunyadzade, Konul (15. 3. 2018). "Thoughts of Time" (pdf). Metafizika Journal (jezik: azerbejdžanski). AcademyGate Publishing: 8–29. doi:10.33864/MTFZK.2019.0. Arhivirano (PDF) s originala, 5. 4. 2019. Pristupljeno 15. 3. 2018.
  10. ^ Rendall, Alan D. (2008). Partial Differential Equations in General Relativity (illustrated izd.). OUP Oxford. str. 9. ISBN 978-0-19-921540-9. Arhivirano s originala, 14. 4. 2021. Pristupljeno 24. 11. 2020.
  11. ^ Carroll, Sean M. (2009). "From Eternity to Here: The Quest for the Ultimate Theory of Time". Physics Today. Dutton. 63 (4): 54–55. Bibcode:2010PhT....63d..54C. doi:10.1063/1.3397046. ISBN 978-0-525-95133-9.
  12. ^ Official Baseball Rules, 2011 Edition (2011). "Rules 8.03 and 8.04" (Free PDF download). Major League Baseball. Arhivirano (PDF) s originala, 1. 7. 2017. Pristupljeno 18. 5. 2017. Rule 8.03 Such preparatory pitches shall not consume more than one minute of time...Rule 8.04 When the bases are unoccupied, the pitcher shall deliver the ball to the batter within 12 seconds...The 12-second timing starts when the pitcher is in possession of the ball and the batter is in the box, alert to the pitcher. The timing stops when the pitcher releases the ball.
  13. ^ "Guinness Book of Baseball World Records". Guinness World Records, Ltd. Arhivirano s originala, 6. 6. 2012. Pristupljeno 7. 7. 2012. The record for the fastest time for circling the bases is 13.3 seconds, set by Evar Swanson at Columbus, Ohio in 1932...The greatest reliably recorded speed at which a baseball has been pitched is 100.9 mph by Lynn Nolan Ryan (California Angels) at Anaheim Stadium in California on 20 August 1974.
  14. ^ Zeigler, Kenneth (2008). Getting organized at work: 24 lessons to set goals, establish priorities, and manage your time. McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-159138-6. Arhivirano s originala, 18. 8. 2020. Pristupljeno 30. 7. 2019. 108 pages.
  15. ^ Duff, Okun, Veneziano, ibid. str. 3. "There is no well established terminology for the fundamental constants of Nature. ... The absence of accurately defined terms or the uses (i.e., actually misuses) of ill-defined terms lead to confusion and proliferation of wrong statements."
  16. ^ Burnham, Douglas: Staffordshire University (2006). "Gottfried Wilhelm Leibniz (1646–1716) Metaphysics – 7. Space, Time, and Indiscernibles". The Internet Encyclopedia of Philosophy. Arhivirano s originala, 14. 5. 2011. Pristupljeno 9. 4. 2011. First of all, Leibniz finds the idea that space and time might be substances or substance-like absurd (see, for example, "Correspondence with Clarke," Leibniz's Fourth Paper, §8ff). In short, an empty space would be a substance with no properties; it will be a substance that even God cannot modify or destroy.... That is, space and time are internal or intrinsic features of the complete concepts of things, not extrinsic.... Leibniz's view has two major implications. First, there is no absolute location in either space or time; location is always the situation of an object or event relative to other objects and events. Second, space and time are not in themselves real (that is, not substances). Space and time are, rather, ideal. Space and time are just metaphysically illegitimate ways of perceiving certain virtual relations between substances. They are phenomena or, strictly speaking, illusions (although they are illusions that are well-founded upon the internal properties of substances).... It is sometimes convenient to think of space and time as something "out there," over and above the entities and their relations to each other, but this convenience must not be confused with reality. Space is nothing but the order of co-existent objects; time nothing but the order of successive events. This is usually called a relational theory of space and time.
  17. ^ Considine, Douglas M.; Considine, Glenn D. (1985). Process instruments and controls handbook (3 izd.). McGraw-Hill. str. 18–61. Bibcode:1985pich.book.....C. ISBN 978-0-07-012436-3. Arhivirano s originala, 31. 12. 2013. Pristupljeno 1. 11. 2016.
  18. ^ University of Science and Technology of China (2019). "Bridge between quantum mechanics and general relativity still possible". Arhivirano s originala, 27. 1. 2021.
  19. ^ Richards, E. G. (1998). Mapping Time: The Calendar and its History. Oxford University Press. str. 3–5. ISBN 978-0-19-850413-9.
  20. ^ Rudgley, Richard (1999). The Lost Civilizations of the Stone Age. New York: Simon & Schuster. str. 86–105.
  21. ^ Van Stone, Mark (2011). "The Maya Long Count Calendar: An Introduction". Archaeoastronomy. 24: 8–11.
  22. ^ "French Republican Calendar | Chronology." Encyclopædia Britannica Online. Encyclopædia Britannica, n.d. Web. 21 februar 2016.

Također pogledajte uredi