Bí ẩn của thời gian
Mai Sơn dịch
Bất chấp những thành công của chúng ta trong việc đo lường được những thành phần nhỏ nhất của thời gian, thời gian vẫn còn là một trong
những bí ẩn vĩ đại nhất của vũ trụ.
Một cách để nghĩ về thời gian là tưởng tượng ra một thế giới không có thời gian. Không thể có chuyển động, bởi vì thời gian và chuyển động
không thể tách rời.
Một thế giới không có thời gian chỉ có thể tồn tại với điều kiện là không có bất kỳ sự biến dịch nào. Vì thời gian và biến dịch gắn liền với nhau.
Chúng ta biết rằng thời gian trôi đi khi có điều gì đó biến đổi.
Trong thế giới thực tại - thế giới có thời gian - những biến đổi không bao giờ ngừng. Vài biến đổi thỉnh thoảng chỉ xảy ra một lần, chẳng hạn
hiện tượng nguyệt thực. Những biến đổi khác lập đi lập lại nhiều lần, như mặt trời mọc rồi lặn. Con người luôn luôn ghi chép những biến cố tự
nhiên thường xuyên lập lại. Khi con người bắt đầu chú ý đến những biến cố tuong tự như thế, họ bắt đầu đo lường thời gian.
Thời tiền sử, những biến đổi dường như tự chúng lập lại đều đặn chỉ là những chuyển động của các vật thể trên bầu trời. Hệ quả dễ thấy nhất
của những chuyển động này là sự khác biệt giữa ánh sáng và bóng tối.
Mặt trời mọc ở bầu trời phía đông, tạo ra ánh sáng. Nó chuyển động ngang qua bầu trời và lặn xuống phía tây, tạo ra bóng tối. Sự xuất hiện và
biến mất của mặt trời diễn ra đều đặn và liên tục. Những chu kỳ của ánh sáng và bóng tối mà nó tạo ra là những chu kỳ thời gian được ghi
nhận đầu tiên. Chúng ta đã gọi tên mỗi chu kỳ của ánh sáng và bóng tối là một ngày.
Con người trông thấy mặt trời mọc cao hơn trên bầu trời vào mùa hè so với mùa đông. Họ tính số ngày trôi qua từ vị trí cao nhất của mặt trời
cho đến khi mặt trời quay trở lại vị trí đó. Họ tính được ba trăm sáu mươi lăm ngày. Giờ đây chúng ta biết đó là thời gian Trái Đất phải mất để di
chuyển một vòng xoay quanh mặt trời. Chúng ta gọi chu kỳ thời gian này là một năm.
Người tiền sử cũng lưu ý đến những biến đổi ớ mặt trăng. Khi nó di chuyển qua bầu trời đêm, hẳn họ đã tự hỏi. Tại sao mỗi đêm nó mỗi khác?
Tại sao nó biến mất? Nó biến đi đâu?
Thậm chí trước khi họ tìm ra được giải đáp cho những thắc mắc này, họ đã phát triển một phương pháp coi giờ căn cứ vào những thay đổi trên
bề mặt của mặt trăng.
Mặt trăng “đầy” khi bề mặt của nó sáng tỏ và tròn. Người tiền sử đếm số lần mặt trời xuất hiện giữa những kỳ trăng đầy. Họ nhận ra rằng con
số này luôn luôn giống nhau - khoảng hai mươi chín lần mặt trời xuất hiện. Hai mươi chín ông mặt trời bằng một mặt trăng. Giờ đây chúng ta
biết chu kỳ thời gian này là một tháng.
Người tiền sử săn thú và hái lượm cây trái hoang. Họ di chuyển theo từng nhóm hay bộ lạc từ nơi này đến nơi khác để tìm kiếm thức ăn. Dần dà
họ biết cách gieo trồng. Họ biết sử dụng thú vật để giúp đỡ họ trong công việc, và lấy chúng làm thức ăn.
Họ nhận ra họ không còn cần di chuyển từ nơi này đến nơi khác để kiếm sống nữa.
Là thợ săn, con người không cần đo đếm thời gian. Tuy nhiên, là người trồng trọt, họ phải gieo trồng cây trái đúng thời hạn để thu hoạch chúng
trước mùa đông. Họ phải biết khi nào mùa màng thay đổi. Từ đó họ làm ra lịch.
Không ai biết khi nào thì thời lịch đầu tiên được làm ra. Nhưng có thể nó dựa trên những kỳ mặt trăng, hoặc những tháng âm lịch.
Khi con người bắt đầu trồng trọt, những nguoi khôn ngoan nhất trong các bộ lạc bắt đầu trở nên quan trọng. Họ nghiên cứu bầu trời. Họ thu
thập đủ thông tin để có thể biết khi nào mùa màng thay đổi. Họ loan báo lúc nào là lúc gieo trồng.
Sự phân chia thời gian mà chúng ta sử dụng ngày nay được sáng nghĩ ra tại Babylonia cách đây bốn ngàn năm. Các nhà thiên văn Babylon tin
rằng mặt trời chuyển động quanh Trái Đất mỗi ba trăm sáu mươi lăm ngày. Họ chia hành trình này thành mười hai phần, hay tháng, bằng nhau.
Mỗi tháng là ba mươi ngày. Sau đó, họ chiamỗi ngày thành hai mươi bốn phần, hay giờ, bằng nhau. Họ chia mỗi giờ thành sáu mưoi phút, và
mỗi phút thành sáu mươi giây.
Người tiền sử dùng nhiều công cụ để đo đếm thời gian. Đồng hồ mặt trời là một trong những công cụ sớm nhất và đơn giản nhất.
Đồng hồ mặt trời đo lường các chuyển động của mặt trời qua bầu trời mỗi ngày. Nó có một cái que hay một vật khác nổi lên trên một mặt
phẳng. Cái que, ngăn ánh sáng mặt trời, tạo ra một cái bóng. Khi mặt trời di chuyển, bóng của cái que cũng di chuyển ngang qua mặt phẳng.
Những điểm trên bề mặt cho thấy sự trôi đi của những giờ, và có lẽ, những phút.
Đồng hồ mặt trời chỉ hoạt động tốt khi nào mặt trời chiếu sáng. Do vậy, những phương cách khác được chế tạo ra để đo đếm sự đi qua của thời
gian.
Một dụng cụ khác là đồng hồ cát - dùng dòng cát chảy để đo thời gian. Đồng hồ cát có hình dạng giống như con số 8 - rộng ở đỉnh và đáy,
nhưng rất hẹp ở giữa. Trong cái ly “giờ” thực sự, nó mất đúng một giờ để tất cả cát chảy từ đỉnh xuống đáy qua một cái miệng rất nhỏ ở giữa.
Khi đồng hồ cát được lật ngược xuống, nó bắt đầu đánh dấu sự trôi đi của một giờ khác.
Ở thế kỷ 18, con người đã phát triển những loại đồng hồ cơ học. Và ngày nay, nhiều đồng hồ treo tường và đeo tay của chúng ta là đồng hồ
điện tử.
Vậy là chúng ta đã có những dụng cụ để đánh dấu sự trôi đi của thời gian. Nhưng thời gian bây giờ là gì. Đồng hồ ở những khu vực khác nhau
trên thế giới không cho thấy thời gian cùng một lúc. Là bởi vì thời gian trên Trái Đất được thiết đặt bởi vị trí của mặt trời trên bầu trời.
Tất cả chúng ta đều có một buổi trưa mười hai giờ mỗi ngày. Buổi trưa là thời gian mặt trời ở nơi cao nhất trên bầu trời. Nhưng lúc mười hai giờ
trưa nơi tôi đứng đây, có thể là mười giờ đêm nơi bạn ở.
Khi sự giao lưu và sự đi lại khắp thế giới phát triển, rõ ràng phẳi cần đến một thời gian chung cho tất cả các khu vực trên thế giới.
Năm 1884, một hội nghị quốc tế đã chia thế giới thành hai mươi bốn khu vực, hay vùng, thời gian. Mỗi vùng đại diện cho một giờ. Đài quan sát
thiên văn tại Greenwich, Anh, được chọn là điểm khởi đầu cho các vùng thời gian. Mười hai vùng thuộc tây Greenwich. Mười hai vùng thuộc
đông Greenwich.
Giờ ở Greenwich - được đo bằng mặt trời - được gọi là Giờ Quốc Tế. Trong nhiều năm nó được gọi là Greenwich Mean Time (giờ GMT - giờ
chuẩn, căn cứ theo kinh tuyến Greenwich).
Một số nhà khoa học nói thời gian được chi phối bởi sự chuyển động của vật chất trong vũ trụ chúng ta. Họ nói thời gian trôi về phía trước bởi vì
vũ trụ đang giãn nở ra. Một số nói vũ trụ sẽ ngừng giãn nở một ngày nào đó và sẽ bắt đầu chuyển động theo hướng ngược lại, càng ngày càng
nhỏ hơn. Một số khác cho rằng thời gian cũng sẽ bắt đầu trôi theo chiều ngược lại - từ tương lai về dĩ vãng. Thời gian có thể chuyển động
ngược về phía sau được không?
Hầu hết mọi người không chút băn khoăn khi đồng ý rằng thời gian chuyển động tới trước. Chúng ta thấy con người sinh ra rồi lớn lên.Chúng ta
nhớ lại quá khứ,nhưng chúng ta không biết tương lai. Chúng ta biết một cuốn phim đang chuyển động tới trước nếu nó cho thấy một cái ly đang
rơi khỏi bàn và vỡ thành nhiều mảnh. Nếu cuốn phim chuyển động ngược về sau, những mảnh vỡ sẽ chắp nối lại để tạo thành cái ly và nhảy
trở lại lên bàn. Không ai từng thấy điều này xảy ra. Ngoại trừ trong phim ảnh.
Một vài nhà khoa học cho rằng có một lý do giải thích tại sao thời gian chỉ chuyển động tới trước. Đó là định luật khoa học thời danh - định luật
thứ hai của nhiệt động lực học. Định luật đó phát biểu rằng sự hỗn loạn tăng lên theo thời gian. Trong thực tế, có nhiều điều kiện cho sự hỗn
loạn hơn là của trật tự.
Ví dụ, có nhiều cách để một cái ly vỡ ra thành nhiều mảnh. Đó là sự hỗn loạn. Nhưng chỉ có một cách để những mảnh vỡ có thể được hàn gắn
lại thành một cái ly. Đó là trật tự. Nếu thời gian chuyển động ngược về phía sau, những mảnh vỡ có thể nối kết lại trong rất nhiều cách. Tuy
nhiên, chỉ một trong nhiều cách này mới tạo lại được cái ly. Hầu như không thể tin được điều này sẽ xảy ra.
Không phải tất cả các nhà khoa học đều cho rằng thời gian bị chi phối bởi định luật thứ hai của nhiệt động lực học. Họ không nhất trí rằng thời
gian luôn luôn phải chuyển động tới trước. Cuộc tranh cãi về bản chất của thời gian sẽ còn tiếp tục. Và thời gian vẫn sẽ còn là một bí ẩn.