Zeit

Im Allgemeinen haben Methoden der zeitlichen Messung oder Chronometrie zwei unterschiedliche Formen: den Kalender , ein mathematisches Werkzeug zum Organisieren von Zeitintervallen ^[18], und die Uhr , einen physikalischen Mechanismus, der den Zeitablauf zählt. Im täglichen Leben wird die Uhr für Zeiträume von weniger als einem Tag abgefragt, während der Kalender für Zeiträume von mehr als einem Tag abgefragt wird. Persönliche elektronische Geräte zeigen zunehmend gleichzeitig Kalender und Uhren an. Die Zahl (wie auf einem Zifferblatt oder Kalender), die das Auftreten eines bestimmten Ereignisses in Bezug auf Stunde oder Datum kennzeichnet, wird durch Zählen aus einer Bezugsepoche erhalten - einem zentralen Bezugspunkt.

Geschichte des Kalenders

Artefakte aus dem Paläolithikum deuten darauf hin, dass der Mond bereits vor 6.000 Jahren zur Zeitberechnung verwendet wurde. ^[19] Mondkalender erschienen mit Jahren von 12 oder 13 Mondmonaten (entweder 354 oder 384 Tage) als erste . Ohne Interkalation , um einigen Jahren Tage oder Monate hinzuzufügen, driften die Jahreszeiten schnell in einem Kalender, der ausschließlich auf zwölf Mondmonaten basiert. Lunisolarkalender haben einen dreizehnten Monat, der zu einigen Jahren hinzugefügt wird, um den Unterschied zwischen einem vollen Jahr (jetzt bekannt als 365,24 Tage) und einem Jahr von nur zwölf Mondmonaten auszugleichen. Die Zahlen zwölf und dreizehn spielten in vielen Kulturen eine herausragende Rolle, zumindest teilweise aufgrund dieses Verhältnisses von Monaten zu Jahren. Andere frühe Formen von Kalendern stammten aus Mesoamerika, insbesondere aus der alten Maya-Zivilisation. Diese Kalender waren religiös und astronomisch ausgerichtet, mit 18 Monaten im Jahr und 20 Tagen im Monat sowie fünf epagomenalen Tagen am Ende des Jahres. ^[20]

Die Reformen von Julius Cäsar im Jahr 45 v. Chr. Setzten die römische Welt auf einen Sonnenkalender . Dieser julianische Kalender war insofern fehlerhaft, als seine Interkalation es den astronomischen Sonnenwende- und Äquinoktien immer noch ermöglichte, etwa 11 Minuten pro Jahr dagegen vorzugehen. Papst Gregor XIII. Führte 1582 eine Korrektur ein; Der Gregorianische Kalender wurde über Jahrhunderte nur langsam von verschiedenen Nationen übernommen, ist aber heute bei weitem der am häufigsten verwendete Kalender auf der ganzen Welt.

Während der Französischen Revolution wurden eine neue Uhr und ein neuer Kalender erfunden, um die Zeit zu entchristlichen und ein rationaleres System zu schaffen, um den Gregorianischen Kalender zu ersetzen. Die Tage des französischen republikanischen Kalenders bestanden aus zehn Stunden von hundert Minuten und hundert Sekunden, was eine Abweichung vom Basis-12- System ( duodezimal ) darstellte, das in vielen anderen Geräten von vielen Kulturen verwendet wurde. Das System wurde im Jahr 1806 abgeschafft ^[21]

Geschichte anderer Geräte

Horizontale Sonnenuhr in Taganrog

Eine alte Küchenuhr

Eine große Vielzahl von Vorrichtungen wurde erfunden, um die Zeit zu messen. Das Studium dieser Geräte nennt man Uhrmacherkunst . ^[22]

Ein ägyptisches Gerät aus dem Jahr c. 1500 v. Chr., Ähnlich wie ein gebogenes T-Quadrat , maß den Zeitverlauf des von seiner Querstange auf eine nichtlineare Regel geworfenen Schattens. Das T war morgens nach Osten ausgerichtet. Mittags wurde das Gerät umgedreht, damit es seinen Schatten in Abendrichtung werfen konnte. ^[23]

Eine Sonnenuhr verwendet einen Gnomon , um einen Schatten auf eine auf die Stunde kalibrierte Markierung zu werfen. Die Position des Schattens markiert die Stunde in der Ortszeit . Die Idee, den Tag in kleinere Teile zu unterteilen, wird den Ägyptern wegen ihrer Sonnenuhren zugeschrieben, die auf einem Duodezimalsystem betrieben wurden. Die Bedeutung der Zahl 12 beruht auf der Anzahl der Mondzyklen pro Jahr und der Anzahl der Sterne, mit denen der Nachtdurchgang gezählt wird. ^[24]

Das genaueste Zeitmessgerät der Antike war die Wasseruhr oder Clepsydra , von denen eine im Grab des ägyptischen Pharaos Amenophis I gefunden wurde . Sie konnten verwendet werden, um die Stunden auch nachts zu messen, erforderten jedoch eine manuelle Wartung, um den Wasserfluss wieder aufzufüllen. Die alten Griechen und die Menschen aus Chaldäa (südöstliches Mesopotamien) führten regelmäßig Zeitmessungsaufzeichnungen als wesentlichen Bestandteil ihrer astronomischen Beobachtungen. Insbesondere arabische Erfinder und Ingenieure haben die Verwendung von Wasseruhren bis ins Mittelalter verbessert. ^[25] Im 11. Jahrhundert erfanden chinesische Erfinder und Ingenieure die ersten mechanischen Uhren, die von einem Hemmungsmechanismus angetrieben wurden.

Eine zeitgenössische Quarzuhr , 2007

Die Sanduhr misst anhand des Sandflusses den Zeitfluss. Sie wurden in der Navigation verwendet. Ferdinand Magellan benutzte 18 Gläser auf jedem Schiff für seine Weltumrundung (1522). ^[26]

Räucherstäbchen und Kerzen wurden und werden häufig verwendet, um die Zeit in Tempeln und Kirchen auf der ganzen Welt zu messen. Wasseruhren und später mechanische Uhren wurden verwendet, um die Ereignisse der Abteien und Klöster des Mittelalters zu markieren. Richard von Wallingford (1292–1336), Abt der St. Albaner Abtei, baute um 1330 eine mechanische Uhr als astronomisches Orrery . ^{[27] [28]}

Mit der Erfindung der pendelgetriebenen Uhren und der Erfindung des Minutenzeigers durch Jost Burgi wurden von Galileo Galilei und insbesondere von Christiaan Huygens große Fortschritte bei der genauen Zeitmessung erzielt. ^[29]

Das englische Wort Uhr kommt wahrscheinlich aus dem Mittel niederländische Wort Klocke , der wiederum leitet sich von der mittelalterlichen lateinischen Wort clocca , die letztlich von Celtic ableitet und ist verwandt mit Französisch, Latein und Deutsch Wörter mittlere Glocke . Der Verlauf der Stunden auf See war mit Glocken markiert und bezeichnete die Zeit (siehe Schiffsglocke ). Die Stunden waren sowohl in Abteien als auch auf See von Glocken geprägt.

Es wird erwartet, dass Atomuhren im Chip-Maßstab , wie diese, die 2004 vorgestellt wurde, die GPS- Position erheblich verbessern . ^[30]

Uhren können von Uhren bis zu exotischeren Sorten wie der Uhr des langen Jetzt reichen . Sie können mit einer Vielzahl von Mitteln angetrieben werden, einschließlich Schwerkraft, Federn und verschiedenen Formen elektrischer Energie, und durch eine Vielzahl von Mitteln wie einem Pendel geregelt werden .

Wecker tauchten erstmals im antiken Griechenland um 250 v. Chr. Mit einer Wasseruhr auf, die eine Pfeife auslöste. Diese Idee wurde später von Levi Hutchins und Seth E. Thomas mechanisiert. ^[29]

Ein Chronometer ist ein tragbarer Zeitmesser, der bestimmte Präzisionsstandards erfüllt. Ursprünglich bezog sich der Begriff auf den Marine-Chronometer , eine Uhr zur Bestimmung der Länge mittels Himmelsnavigation , eine Präzision, die erstmals von John Harrison erreicht wurde . In jüngerer Zeit wurde der Begriff auch für die Chronometeruhr verwendet , eine Uhr, die den von der Schweizer Agentur COSC festgelegten Präzisionsstandards entspricht .

Die genauesten Zeitmessgeräte sind Atomuhren , die in vielen Millionen von Jahren auf Sekunden genau sind ^[31] und zur Kalibrierung anderer Uhren und Zeitmessinstrumente verwendet werden.

Atomuhren verwenden die Frequenz elektronischer Übergänge in bestimmten Atomen, um die Sekunde zu messen. Eines der verwendeten Atome ist Cäsium , die meisten modernen Atomuhren untersuchen Cäsium mit Mikrowellen, um die Frequenz dieser Elektronenschwingungen zu bestimmen. ^[32] Seit 1967 stützt das Internationale Messsystem seine Zeiteinheit, die zweite, auf die Eigenschaften von Cäsiumatomen . SI definiert den zweiten als 9.192.631.770 Strahlungszyklen, die dem Übergang zwischen zwei Elektronenspinenergieniveaus des Grundzustands des ¹³³ Cs-Atoms entsprechen.

Heute kann das Global Positioning System in Abstimmung mit dem Network Time Protocol verwendet werden, um Zeitnehmungssysteme auf der ganzen Welt zu synchronisieren.

In mittelalterlichen philosophischen Schriften war das Atom eine Zeiteinheit, die als kleinstmögliche Zeitteilung bezeichnet wurde. Die frühesten bekannten Vorkommen in Englisch ist in Byrhtferth ‚s Enchiridion (a Science Text) von 1010 bis 1012, ^[33] , wo es als 1/564 einen definierten wurde Impulses (1 ½ Minuten), ^[34] und somit gleich 15 / 94 Sekunden. Es wurde im Computer verwendet , dem Prozess der Berechnung des Osterdatums.

Stand Mai 2010^{[aktualisieren]}Die kleinste Zeitintervallunsicherheit bei direkten Messungen liegt in der Größenordnung von 12 Attosekunden (1,2 × 10 ^–17 Sekunden), etwa 3,7 × 10 ²⁶ Planck-Zeiten . ^[35]

Einheiten

Die zweite (n) ist (sind) die SI- Basiseinheit. Eine Minute (min) ist 60 Sekunden lang und eine Stunde 60 Minuten oder 3600 Sekunden lang. Ein Tag ist normalerweise 24 Stunden oder 86.400 Sekunden lang. Die Dauer eines Kalendertages kann jedoch aufgrund der Sommerzeit und der Schaltsekunden variieren .

Die mittlere Sonnenzeit - System definiert die zweite als 1 / 86.400 des mittleren Sonnentages , die das Jahr durchschnittlich des Sonnentages ist. Der Sonnentag ist das Zeitintervall zwischen zwei aufeinanderfolgenden Sonnenmittag, dh das Zeitintervall zwischen zwei aufeinanderfolgenden Passagen der Sonne über den lokalen Meridian. Der lokale Meridian ist eine imaginäre Linie, die vom himmlischen Nordpol zum himmlischen Südpol verläuft und direkt über den Kopf des Beobachters verläuft. Am lokalen Meridian erreicht die Sonne ihren höchsten Punkt auf ihrem täglichen Bogen über den Himmel.

1874 führte die britische Vereinigung zur Förderung der Wissenschaft das CGS (Zentimeter / Gramm / Sekunde-System) ein, das grundlegende Einheiten von Länge, Masse und Zeit kombiniert. Die zweite ist "elastisch", weil die Gezeitenreibung die Rotationsrate der Erde verlangsamt. Zur Verwendung bei der Berechnung von Ephemeriden der Himmelsbewegung führten Astronomen daher 1952 die "Ephemeridensekunde" ein, die derzeit als definiert ist

die Fraktion 1 / 31,556,925.9747 des tropischen Jahres für 1900 0 Januar um 12 Stunden Ephemeridenzeit . ^[36]

Das CGS-System wurde von der Système International abgelöst . Die SI-Basiseinheit für die Zeit ist die SI- Sekunde. Das Internationale Mengen-System , das den SI enthält, definiert auch größere Zeiteinheiten, die festen ganzzahligen Vielfachen von einer Sekunde (1 s) entsprechen, wie z. B. Minute, Stunde und Tag. Diese sind nicht Teil des SI, können aber neben dem SI verwendet werden. Andere Zeiteinheiten wie der Monat und das Jahr sind nicht gleich einem festen Vielfachen von 1 s und weisen stattdessen signifikante Variationen in der Dauer auf. ^[37]

Die offizielle SI-Definition der zweiten lautet wie folgt: ^{[37] [38]}

Die zweite ist die Dauer von 9.192.631.770 Strahlungsperioden, die dem Übergang zwischen den beiden Hyperfeinniveaus des Grundzustands des Cäsium- 133-Atoms entsprechen.

Auf seiner Sitzung 1997 bestätigte das CIPM, dass sich diese Definition auf ein Cäsiumatom in seinem Grundzustand bei einer Temperatur von 0 K bezieht. ^[37]

Die aktuelle Definition des zweiten, zusammen mit der aktuellen Definition des Zählers, basiert auf der speziellen Relativitätstheorie , die bestätigt, dass unsere Raumzeit ein Minkowski-Raum ist . Die Definition der Sekunde in der mittleren Sonnenzeit bleibt jedoch unverändert.

koordinierte Weltzeit

Während theoretisch das Konzept einer einzigen weltweiten universellen Zeitskala vor vielen Jahrhunderten entwickelt worden sein mag, wurde die technische Fähigkeit, eine solche Zeitskala zu erstellen und aufrechtzuerhalten, in der Praxis erst Mitte des 19. Jahrhunderts möglich. Die festgelegte Zeitskala war Greenwich Mean Time (1847). Einige Länder haben sie durch Coordinated Universal Time ( UTC) ersetzt .

Entwicklungsgeschichte

Mit dem Aufkommen der industriellen Revolution wurde ein besseres Verständnis und eine bessere Übereinstimmung über die Natur der Zeit selbst zunehmend notwendig und hilfreich. 1847 wurde in Großbritannien die Greenwich Mean Time (GMT) erstmals für die britischen Eisenbahnen, die britische Marine und die britische Schifffahrtsindustrie entwickelt. Mit Hilfe von Teleskopen wurde GMT am Royal Observatory in Greenwich, Großbritannien, auf die mittlere Sonnenzeit kalibriert .

Da der internationale Handel in ganz Europa weiter zunahm, wurde ein vereinbarter und hochpräziser internationaler Standard für die Zeitmessung erforderlich , um eine effizientere moderne Gesellschaft zu erreichen . Um einen solchen Zeitstandard zu finden oder zu bestimmen, mussten drei Schritte befolgt werden:

1. Ein international vereinbarter Zeitstandard musste definiert werden.
2. Dieser neue Zeitstandard musste dann konsistent und genau gemessen werden.
3. Der neue Zeitstandard musste dann frei geteilt und auf der ganzen Welt verteilt werden.

Die Entwicklung der heutigen UTC-Zeit begann als Zusammenarbeit zwischen 41 Nationen, die 1884 auf der Internationalen Meridian-Konferenz in Washington DC offiziell vereinbart und unterzeichnet wurde. Auf dieser Konferenz wurde die lokale mittlere Sonnenzeit am Royal Observatory in Greenwich, USA, festgelegt England wurde ausgewählt, um den "universellen Tag" zu definieren, der ab 0 Stunden um Mitternacht in Greenwich gezählt wird. Dies mit dem Bürger Greenwich Mean Time auf der Insel Großbritannien seit 1847. Im Gegensatz verwendet vereinbart, astronomische GMT bei mittlerem Mittag begann, also astronomischer Tag X am Mittag des Bürger Tag begann X . Ziel war es, die Beobachtungen einer Nacht unter einem Datum zu halten. Das zivile System wurde am 1. Januar 1925 ab 0 Stunden (zivil) eingeführt. Die nautische GMT begann 24 Stunden vor der astronomischen GMT, zumindest bis 1805 in der Royal Navy , blieb aber viel später an anderer Stelle bestehen, da es auf der Konferenz von 1884 erwähnt wurde. Im Jahr 1884 wurde der Greenwich - Meridian für zwei Drittel aller Diagramme verwendet und bildet als Prime Meridian . ^[39]

Unter den 41 auf der Konferenz vertretenen Nationen waren die fortschrittlichen Zeittechnologien, die bereits in Großbritannien zum Einsatz gekommen waren, grundlegende Bestandteile der vereinbarten Methode, zu einer universellen und vereinbarten internationalen Zeit zu gelangen. 1928 wurde Greenwich Mean Time von der International Astronomical Union für wissenschaftliche Zwecke in Universal Time (UT) umbenannt. Dies sollte Verwechslungen mit dem vorherigen System vermeiden, in dem der Tag mittags begonnen hatte. Da die breite Öffentlichkeit den Tag immer um Mitternacht begonnen hatte, wurde ihnen die Zeitskala weiterhin als Greenwich Mean Time dargestellt. Bis 1956 war die Weltzeit in verschiedene Versionen aufgeteilt worden: UT2, das für polare Bewegungen und saisonale Effekte geglättet wurde, wurde der Öffentlichkeit als Greenwich Mean Time vorgestellt. Später wurde UT1 (das nur für polare Bewegungen geglättet wird) zur Standardform von UT, die von Astronomen verwendet wird, und daher zur Form, die in Tabellen für Navigation, Sonnenaufgang und Sonnenuntergang sowie Mondaufgang und Monduntergang verwendet wird, in denen der Name Greenwich Mean Time weiterhin verwendet wird. Die Greenwich Mean Time ist auch die bevorzugte Methode zur Beschreibung der vom Gesetzgeber verwendeten Zeitskala. UT basiert bis heute auf einem internationalen Teleskopsystem. Die Beobachtungen am Greenwich Observatory selbst wurden 1954 eingestellt, obwohl der Ort immer noch als Grundlage für das Koordinatensystem verwendet wird. Da die Rotationsperiode der Erde nicht vollkommen konstant ist, würde die Dauer einer Sekunde variieren, wenn sie auf einen teleskopbasierten Standard wie GMT kalibriert würde, wobei die Sekunde als 1/86 400 des mittleren Sonnentages definiert ist.

Bis 1960 erwiesen sich die auf der Internationalen Meridian-Konferenz festgelegten Methoden und Definitionen der Zeitmessung als angemessen, um den Zeiterfassungsbedarf der Wissenschaft zu decken. Mit dem Aufkommen der "elektronischen Revolution" in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts erwiesen sich die zum Zeitpunkt der Konvention des Messgeräts verfügbaren Technologien jedoch als weiter verfeinert, um den Anforderungen von gerecht zu werden die immer größere Präzision, die die "elektronische Revolution" zu fordern begann.

Ephemeride an zweiter Stelle

Es wurde eine unveränderliche Sekunde (die "Ephemeridensekunde") definiert, deren Verwendung die Fehler in Ephemeriden beseitigte, die sich aus der Verwendung der variablen mittleren Sonnensekunde als Zeitargument ergaben. 1960 wurde diese Ephemeridensekunde zur Grundlage der "koordinierten Weltzeit" gemacht, die aus Atomuhren abgeleitet wurde. Es ist ein spezifizierter Bruchteil des mittleren tropischen Jahres um 1900 und entspricht, basierend auf historischen Teleskopbeobachtungen, in etwa der mittleren Sonnensekunde des frühen neunzehnten Jahrhunderts. ^[40]

SI Sekunde

1967 wurde ein weiterer Schritt mit der Einführung der SI-Sekunde unternommen, im Wesentlichen der Ephemeriden-Sekunde, gemessen mit Atomuhren und formal in atomaren Begriffen definiert. ^[41] Die SI-Sekunde (Standard Internationale Sekunde) basiert direkt auf der Messung der Atomuhrbeobachtung der Frequenzschwingung von Cäsiumatomen. Es ist die Grundlage aller atomaren Zeitskalen, z. B. koordinierte Weltzeit, GPS-Zeit, internationale Atomzeit usw. Atomuhren messen nicht die nuklearen Zerfallsraten (ein häufiges Missverständnis), sondern eine bestimmte natürliche Schwingungsfrequenz von Cäsium-133. ^{[42] Die} koordinierte Weltzeit unterliegt einer Einschränkung, die die anderen atomaren Zeitskalen nicht beeinflusst. Da es von einigen Ländern als zivile Zeitskala übernommen wurde (die meisten Länder haben sich dafür entschieden, die mittlere Sonnenzeit beizubehalten), ist es nicht zulässig, um mehr als 0,9 Sekunden von der GMT abzuweichen. Dies wird durch gelegentliches Einfügen einer Schaltsekunde erreicht.

Aktuelle Anwendung

Die meisten Länder verwenden die mittlere Sonnenzeit. Australien, Kanada (nur Quebec), Kolumbien, Frankreich, Deutschland, Neuseeland, Papua-Neuguinea (nur Bougainville), Paraguay, Portugal, die Schweiz, die USA und Venezuela verwenden UTC. UTC wird jedoch von der wissenschaftlichen Gemeinschaft in Ländern, in denen die mittlere Sonnenzeit offiziell ist, häufig verwendet. Die UTC-Zeit basiert auf der SI-Sekunde, die erstmals 1967 definiert wurde, und basiert auf der Verwendung von Atomuhren. Einige andere weniger verwendete, aber eng verwandte Zeitstandards umfassen die internationale Atomzeit (TAI) , die terrestrische Zeit und die baryzentrische dynamische Zeit .

Zwischen 1967 und 1971 wurde UTC periodisch um Sekundenbruchteile angepasst, um Schwankungen der mittleren Sonnenzeit anzupassen und zu verfeinern, an denen es ausgerichtet ist. Nach dem 1. Januar 1972 wurde die UTC-Zeit so definiert, dass sie um eine ganze Anzahl von Sekunden von der Atomzeit versetzt ist. Sie ändert sich nur, wenn eine Schaltsekunde hinzugefügt wird, um die funkgesteuerten Uhren mit der Erdrotation synchron zu halten.

Das Global Positioning System sendet außerdem weltweit ein sehr genaues Zeitsignal sowie Anweisungen zur Konvertierung der GPS-Zeit in UTC. Die GPS-Zeit basiert auf der UTC-Zeit und wird regelmäßig mit dieser synchronisiert.

Die Erdoberfläche ist in mehrere Zeitzonen unterteilt . Die meisten Zeitzonen sind genau eine Stunde voneinander entfernt und berechnen gemäß Konvention ihre Ortszeit als Offset von GMT. Zum Beispiel basieren Zeitzonen auf See auf GMT. An vielen Orten (aber nicht auf See) variieren diese Offsets aufgrund von Sommerzeitübergängen zweimal jährlich .

Konvertierungen

Diese Umrechnungen sind für Zeitsysteme, die auf der Erdrotation (UT1 und TT) basieren, auf Millisekundenebene genau. Konvertierungen zwischen Atomzeitsystemen (TAI, GPS und UTC) sind im Mikrosekundenbereich genau.

Definitionen:

1. LS = TAI - UTC = Sprungsekunden von TAI zu UTC
2. DUT1 = UT1 - UTC von UT1 nach UTC oder http://maia.usno.navy.mil/search/search.html

Sternbild

Im Gegensatz zur Sonnenzeit , die relativ zur scheinbaren Position der Sonne ist , ist die Sternzeit die Messung der Zeit relativ zu der eines entfernten Sterns . In der Astronomie wird die Sternzeit verwendet, um vorherzusagen, wann ein Stern seinen höchsten Punkt am Himmel erreichen wird. Aufgrund der Umlaufbahn der Erde um die Sonne ist ein mittlerer Sonnentag etwa 3 Minuten 56 Sekunden länger als ein mittlerer Sternentag oder 1 ⁄ 366 länger als ein mittlerer Sternentag.

Chronologie

Eine andere Form der Zeitmessung besteht darin, die Vergangenheit zu studieren . Ereignisse in der Vergangenheit können in einer Reihenfolge angeordnet werden (Erstellen einer Chronologie ) und in chronologische Gruppen eingeteilt werden ( Periodisierung ). Eines der wichtigsten Periodisierungssysteme ist die geologische Zeitskala , ein System zur Periodisierung der Ereignisse, die die Erde und ihr Leben geprägt haben. Chronologie, Periodisierung und Interpretation der Vergangenheit werden zusammen als Studium der Geschichte bezeichnet .

Terminologie

Der Begriff "Zeit" wird im Allgemeinen für viele enge, aber unterschiedliche Konzepte verwendet, einschließlich:

• Augenblick ^[43] als Objekt - ein Punkt auf den Zeitachsen. Als Objekt hat es keinen Wert;
  • Datum ^[44] als eine Größe, die einen Augenblick kennzeichnet. Als Größe hat sie einen Wert, der auf verschiedene Arten ausgedrückt werden kann, z. B. "2014-04-26T09: 42: 36,75" im ISO-Standardformat oder umgangssprachlich wie "heute, 9:42 Uhr" ";
• Zeitintervall ^[45] als Objekt - Teil der durch zwei Zeitpunkte begrenzten Zeitachsen. Als Objekt hat es keinen Wert;
  • Dauer ^[46] als Größe, die ein Zeitintervall kennzeichnet. ^[47] Als Menge hat sie einen Wert wie eine Anzahl von Minuten oder kann anhand der Mengen (wie Zeiten und Daten) ihres Anfangs und Endes beschrieben werden.

Religion

Zeitskala in logarithmisch dargestellten Jain- Texten

Linear und zyklisch

Alte Kulturen wie Incan , Maya , Hopi und andere Native American Tribes - zuzüglich der Babylonier , Griechen , Hinduismus , Buddhismus , Jainismus und andere - haben ein Konzept eines Rad der Zeit : sie Zeit betrachten zyklische und quantic , ^{[ Klärung erforderlich ]} bestehend aus sich wiederholenden Zeitaltern, die jedem Wesen des Universums zwischen Geburt und Aussterben passieren. ^[48]

Im Allgemeinen ist die islamische und christlich-jüdischen Bezug auf Weltanschauung Zeit als linear ^[49] und direktionale , ^[50] mit dem Akt der Beginn Schöpfung durch Gott. Nach traditioneller christlicher Auffassung endet die Zeit teleologisch ^[51] mit dem eschatologischen Ende der gegenwärtigen Ordnung der Dinge, der " Endzeit ".

Im Alten Testament Buch Kohelet , traditionell zugeschrieben Solomon (970-928 vor Christus), Zeit (wie das hebräische Wort עידן, זמן iddan (Alter, wie in "Ice Age") Zeman (Zeit) wird oft übersetzt) wurde traditionell angesehen ^{[ von wem? ]} als Medium für die Passage prädestinierter Ereignisse. ^{[ Zitieren erforderlich ]} (Ein anderes Wort, زمان "זמן" zamān , bedeutete Zeit, die für ein Ereignis geeignet ist , und wird als modernes arabisches , persisches und hebräisches Äquivalent zum englischen Wort "Zeit" verwendet.)

Zeit in der griechischen Mythologie

Die griechische Sprache bezeichnet zwei unterschiedliche Prinzipien, Chronos und Kairos . Ersteres bezieht sich auf die numerische oder chronologische Zeit. Letzteres, wörtlich "der richtige oder günstige Moment", bezieht sich speziell auf die metaphysische oder göttliche Zeit. In der Theologie ist Kairos qualitativ und nicht quantitativ. ^[52]

In der griechischen Mythologie wird Chronos (Altgriechisch: Χρόνος) als Personifikation der Zeit bezeichnet. Sein Name bedeutet auf Griechisch "Zeit" und wird alternativ Chronus (lateinische Schreibweise) oder Khronos geschrieben. Chronos wird normalerweise als alter, weiser Mann mit einem langen grauen Bart dargestellt, wie zum Beispiel "Father Time". Einige englische Wörter , deren etymologische Wurzel ist khronos / Chronos umfassen Chronologie , chronometer , chronische , Anachronismus , synchronisieren und Chronik .

Zeit in der Kabbala

Nach Ansicht der Kabbalisten ist "Zeit" ein Paradoxon ^[53] und eine Illusion . ^{[54] Es} wird anerkannt, dass sowohl die Zukunft als auch die Vergangenheit kombiniert und gleichzeitig gegenwärtig sind. ^{[ Klarstellung erforderlich ]}

In der westlichen Philosophie

Der sterbliche Aspekt der Zeit wird in dieser Bronzestatue von Charles van der Stappen verkörpert .

Zwei gegensätzliche Sichtweisen auf die Zeit trennen prominente Philosophen. Eine Ansicht ist, dass Zeit Teil der Grundstruktur des Universums ist  - eine von Ereignissen unabhängige Dimension , in der Ereignisse nacheinander auftreten . Isaac Newton schloss sich dieser realistischen Sichtweise an und wird daher manchmal als Newtonsche Zeit bezeichnet . ^{[55] [56]} Die gegenteilige Ansicht ist, dass sich Zeit nicht auf irgendeine Art von "Container" bezieht, durch den sich Ereignisse und Objekte "bewegen", noch auf eine Entität, die "fließt", sondern dass sie stattdessen Teil eines fundamentalen Intellektuellen ist Struktur (zusammen mit Raum und Zahl), in der Menschen Ereignisse sequenzieren und vergleichen. Diese zweite Ansicht, in der Tradition von Gottfried Leibniz ^[13] und Immanuel Kant , ^{[57] [58]} besagt , dass Zeit ist weder ein Ereignis noch eine Sache, und somit nicht selbst messbar , noch können sie befahren werden.

Darüber hinaus kann es sein, dass die Zeit eine subjektive Komponente hat, aber ob die Zeit selbst als Empfindung oder als Urteil "gefühlt" wird oder nicht, ist umstritten. ^{[2] [6] [7] [59] [60]}

In der Philosophie wurde die Zeit im Laufe der Jahrhunderte in Frage gestellt; Wie spät ist es und ob es real ist oder nicht? Antike griechische Philosophen fragten, ob die Zeit linear oder zyklisch sei und ob die Zeit endlos oder endlich sei . ^[61] Diese Philosophen hatten verschiedene Arten, die Zeit zu erklären; Zum Beispiel hatten alte indische Philosophen etwas, das man Rad der Zeit nennt . Es wird angenommen, dass sich über die gesamte Lebensdauer des Universums Zeitalter wiederholten. ^[62] Dies führte zu Überzeugungen wie Zyklen der Wiedergeburt und Reinkarnation . ^[62] Die griechischen Philosophen glauben, dass das Universum unendlich war und eine Illusion für den Menschen war. ^[62] Platon glaubte, dass die Zeit vom Schöpfer im selben Moment wie der Himmel gemacht wurde. ^[62] Er sagt auch, dass die Zeit eine Bewegungsperiode der Himmelskörper ist . ^[62] Aristoteles glaubte, dass Zeit mit Bewegung korrelierte, dass Zeit nicht für sich allein existierte, sondern relativ zur Bewegung von Objekten war. ^[62] er glaubte auch, dass die Zeit mit der Bewegung von Himmelskörpern zusammenhängt ; Der Grund, warum Menschen die Zeit bestimmen können, lag in den Umlaufzeiten, und daher gab es eine pünktliche Dauer. ^[63]

Die Veden , die frühesten Texte zur indischen Philosophie und zur hinduistischen Philosophie aus dem späten 2. Jahrtausend v. Chr. , Beschreiben die alte hinduistische Kosmologie , in der das Universum wiederholte Zyklen der Schöpfung, Zerstörung und Wiedergeburt durchläuft, wobei jeder Zyklus 4.320 Millionen Jahre dauert. ^[64] Antike griechische Philosophen , darunter Parmenides und Heraklit , schrieben Aufsätze über die Natur der Zeit. ^[65] Platon im Timaios identifizierte die Zeit mit der Bewegungsperiode der Himmelskörper. Aristoteles definierte in Buch IV seiner Physica die Zeit als "Anzahl der Bewegungen in Bezug auf das Vorher und Nachher". ^[66]

In Buch 11 seine Bekenntnisse , St. Augustinus von Hippo grübelt über die Natur der Zeit, zu fragen : „Was ist dann Zeit Wenn mich niemand fragt, weiß ich: wenn ich es, der bittet , erklären will, ich weiß nicht , . " Er beginnt, die Zeit durch das zu definieren, was sie nicht ist, und nicht durch das, was sie ist ^[67], ein Ansatz, der dem anderer negativer Definitionen ähnelt . Augustinus nennt die Zeit jedoch eine "Ausdehnung" des Geistes (Geständnisse 11.26), durch die wir gleichzeitig die Vergangenheit im Gedächtnis erfassen, die Gegenwart durch Aufmerksamkeit und die Zukunft durch Erwartung.

Isaac Newton glaubte an absoluten Raum und absolute Zeit; Leibniz glaubte, dass Zeit und Raum relational sind. ^[68] Die Unterschiede zwischen Leibniz und Newtons Interpretationen spitzten sich in der berühmten Leibniz-Clarke-Korrespondenz zu .

Die Philosophen des 17. und 18. Jahrhunderts fragten sich, ob die Zeit real und absolut sei oder ob es sich um ein intellektuelles Konzept handele, mit dem Menschen Ereignisse verstehen und sequenzieren. ^[61] Diese Fragen führen zu Realismus gegen Antirealismus; Die Realisten glaubten, dass Zeit ein grundlegender Teil des Universums ist und von Ereignissen wahrgenommen wird, die in einer Sequenz, in einer Dimension geschehen. ^[69] Isaac Newton sagte, dass wir nur Zeit besetzen, er sagt auch, dass Menschen nur die relative Zeit verstehen können . ^{[69] Die} relative Zeit ist eine Messung von Objekten in Bewegung. ^[69] Die Anti-Realisten glaubten, dass Zeit nur ein bequemes intellektuelles Konzept für den Menschen ist, um Ereignisse zu verstehen. ^[69] Dies bedeutet, dass Zeit nutzlos war, es sei denn, es gab Objekte, mit denen sie interagieren konnte. Dies wurde als relationale Zeit bezeichnet . ^[69] René Descartes , John Locke und David Hume sagten, dass der Verstand die Zeit anerkennen muss, um zu verstehen, wie spät es ist. ^[63] Immanuel Kant glaubte, dass wir nicht wissen können, was etwas ist, wenn wir es nicht aus erster Hand erfahren. ^[70]

Immanuel Kant beschrieb in der Kritik der reinen Vernunft die Zeit als eine a priori Intuition, die es uns (zusammen mit der anderen a priori Intuition, dem Raum) ermöglicht, Sinneserfahrungen zu erfassen . ^[71] Bei Kant werden weder Raum noch Zeit als Substanzen verstanden , sondern beide sind Elemente eines systematischen mentalen Rahmens, der notwendigerweise die Erfahrungen eines rationalen Agenten oder eines beobachtenden Subjekts strukturiert. Kant betrachtete die Zeit als einen grundlegenden Teil eines abstrakten konzeptuellen Rahmens zusammen mit Raum und Zahl, in dem wir Ereignisse sequenzieren, ihre Dauer quantifizieren und die Bewegungen von Objekten vergleichen. In dieser Ansicht bezieht sich Zeit nicht auf irgendeine Art von Entität, die "fließt", die Objekte "durchlaufen" oder die ein "Container" für Ereignisse ist. Räumliche Messungen werden verwendet, um das Ausmaß und die Abstände zwischen Objekten zu quantifizieren, und zeitliche Messungen werden verwendet, um die Dauer von und zwischen Ereignissen zu quantifizieren . Die Zeit wurde von Kant als das reinste mögliche Schema eines reinen Konzepts oder einer reinen Kategorie bezeichnet.

Henri Bergson glaubte, dass Zeit weder ein wirklich homogenes Medium noch ein mentales Konstrukt sei, sondern das besitze, was er als Dauer bezeichnete . Die Dauer war nach Bergsons Ansicht Kreativität und Erinnerung als wesentlicher Bestandteil der Realität. ^[72]

Nach Martin Heidegger existieren wir nicht in der Zeit, wir sind Zeit. Daher ist die Beziehung zur Vergangenheit ein gegenwärtiges Bewusstsein des Seins , das es der Vergangenheit ermöglicht, in der Gegenwart zu existieren. Die Beziehung zur Zukunft ist der Zustand, in dem eine potenzielle Möglichkeit, Aufgabe oder ein Engagement vorweggenommen wird. Es hängt mit der menschlichen Neigung zur Fürsorge und Besorgnis zusammen, die dazu führt, dass man sich selbst voraus ist, wenn man an ein bevorstehendes Ereignis denkt. Diese Sorge um ein mögliches Ereignis ermöglicht es daher auch, dass die Zukunft in der Gegenwart existiert. Die Gegenwart wird zu einer Erfahrung, die eher qualitativ als quantitativ ist. Heidegger scheint zu glauben, dass auf diese Weise eine lineare Beziehung zur Zeit oder zur zeitlichen Existenz gebrochen oder transzendiert wird. ^[73] Wir stecken nicht in aufeinanderfolgender Zeit fest. Wir können uns an die Vergangenheit erinnern und in die Zukunft projizieren - wir haben eine Art zufälligen Zugang zu unserer Darstellung der zeitlichen Existenz; wir können in unseren Gedanken aus der (Ekstase-) sequentiellen Zeit heraustreten. ^[74]

Moderne Ära Philosophen gefragt: ist Zeit wirklich oder unwirklich wird die Zeit auf einmal oder eine Dauer geschieht, Wenn es die Zeit angespannt oder tenseless, und gibt es eine Zukunft? ^[61] Es gibt eine Theorie, die als Tenseless- oder B-Theorie bezeichnet wird . Diese Theorie besagt, dass jede gespannte Terminologie durch eine spannungslose Terminologie ersetzt werden kann. ^[75] Zum Beispiel kann "wir werden das Spiel gewinnen" durch "wir werden das Spiel gewinnen" ersetzt werden, wodurch die Zukunftsform herausgenommen wird. Auf der anderen Seite gibt es eine Theorie, die als Zeitform oder A-Theorie bezeichnet wird . Diese Theorie besagt, dass unsere Sprache aus einem bestimmten Grund angespannte Verben hat und dass die Zukunft nicht bestimmt werden kann. ^[75] Es gibt auch etwas, das man imaginäre Zeit nennt. Dies war von Stephen Hawking . Er sagt, dass Raum und imaginäre Zeit endlich sind, aber keine Grenzen haben. ^[75] Imaginäre Zeit ist nicht real oder unwirklich, sie ist schwer zu visualisieren. ^[75] Philosophen können zustimmen, dass physische Zeit außerhalb des menschlichen Geistes existiert und objektiv ist und psychologische Zeit geistesabhängig und subjektiv ist. ^[63]

Unwirklichkeit

Im 5. Jahrhundert vor Christus Griechenland , Antiphon des Sophist , in einem Fragmente aus seinem Hauptwerk bewahrt über Wahrheit , entschieden: „ Die Zeit ist keine Realität (Hypostase), sondern ein Konzept (Noema) oder ein Maß (Metron).“ Parmenides ging noch weiter und behielt bei, dass Zeit, Bewegung und Veränderung Illusionen waren, die zu den Paradoxien seines Nachfolgers Zeno führten . ^[76] Zeit als Illusion ist auch ein häufiges Thema im buddhistischen Denken. ^{[77] [78]}

JME McTaggarts 1908 The Unreality of Time argumentiert, dass, da jedes Ereignis die Eigenschaft hat, sowohl gegenwärtig als auch nicht gegenwärtig zu sein (dh Zukunft oder Vergangenheit), diese Zeit eine sich selbst widersprechende Idee ist (siehe auch Der Fluss der Zeit ).

Diese Argumente konzentrieren sich oft darauf, was es bedeutet, dass etwas unwirklich ist . Moderne Physiker glauben im Allgemeinen, dass Zeit so real wie Raum ist - obwohl andere, wie Julian Barbour in seinem Buch The End of Time , argumentieren, dass Quantengleichungen des Universums ihre wahre Form annehmen, wenn sie im zeitlosen Bereich ausgedrückt werden, der jedes mögliche Jetzt oder Moment enthält Konfiguration des Universums, von Barbour " Platonia " genannt. ^[79]

Eine moderne philosophische Theorie namens Presentismus betrachtet die Vergangenheit und die Zukunft als menschlich-geistige Interpretationen von Bewegung anstelle von realen Teilen der Zeit (oder "Dimensionen"), die mit der Gegenwart koexistieren. Diese Theorie lehnt die Existenz jeder direkten Interaktion mit der Vergangenheit oder der Zukunft ab und hält nur die Gegenwart als greifbar. Dies ist eines der philosophischen Argumente gegen Zeitreisen. Dies steht im Gegensatz zum Ewigkeitismus (alle Zeiten: Gegenwart, Vergangenheit und Zukunft sind real) und der wachsenden Blocktheorie (Gegenwart und Vergangenheit sind real, die Zukunft jedoch nicht).

Bis Einsteins Neuinterpretation der mit Zeit und Raum verbundenen physikalischen Konzepte im Jahr 1907 galt die Zeit überall im Universum als gleich, wobei alle Beobachter für jedes Ereignis das gleiche Zeitintervall maßen. ^{[80] Die} nicht-relativistische klassische Mechanik basiert auf dieser Newtonschen Zeitidee.

Einstein in seiner speziellen Relativitätstheorie , ^[81] postulierte die Konstanz und Endlichkeit der Lichtgeschwindigkeit für alle Beobachter. Er zeigte, dass dieses Postulat zusammen mit einer vernünftigen Definition dessen, was es bedeutet, dass zwei Ereignisse gleichzeitig sind, erfordert, dass Entfernungen komprimiert erscheinen und Zeitintervalle für Ereignisse verlängert werden, die mit sich bewegenden Objekten relativ zu einem Trägheitsbeobachter verbunden sind.

Die Theorie der speziellen Relativitätstheorie findet eine bequeme Formulierung in der Minkowski-Raumzeit , einer mathematischen Struktur, die drei Raumdimensionen mit einer einzigen Zeitdimension kombiniert. In diesem Formalismus können Entfernungen im Raum daran gemessen werden, wie lange Licht benötigt, um diese Entfernung zurückzulegen, z. B. ist ein Lichtjahr ein Maß für die Entfernung, und ein Meter wird nun definiert, wie weit sich Licht in einer bestimmten Menge von Licht bewegt Zeit. Zwei Ereignisse in Minkowski Raumzeit werden durch ein getrennte invariantes Intervall , das entweder sein kann raumartigen , lichtartigen oder zeitartig . Ereignisse, die eine zeitliche Trennung aufweisen, können in keinem Referenzrahmen gleichzeitig auftreten. Ihre Trennung muss eine zeitliche (und möglicherweise eine räumliche) Komponente aufweisen. Ereignisse mit einer raumartigen Trennung sind in einem Referenzrahmen gleichzeitig, und es gibt keinen Referenzrahmen, in dem sie keine räumliche Trennung aufweisen. Unterschiedliche Beobachter können unterschiedliche Entfernungen und unterschiedliche Zeitintervalle zwischen zwei Ereignissen berechnen, aber das invariante Intervall zwischen den Ereignissen ist unabhängig vom Beobachter (und seiner Geschwindigkeit).

Klassische Mechanik

In der nicht-relativistischen klassischen Mechanik kann Newtons Konzept der "relativen, scheinbaren und gemeinsamen Zeit" bei der Formulierung eines Rezeptes für die Synchronisation von Uhren verwendet werden. Ereignisse, die von zwei verschiedenen Beobachtern gesehen werden, die sich relativ zueinander bewegen, ergeben ein mathematisches Zeitkonzept, das ausreichend gut funktioniert, um die alltäglichen Phänomene der Erfahrung der meisten Menschen zu beschreiben. Im späten neunzehnten Jahrhundert stießen die Physiker auf Probleme mit dem klassischen Zeitverständnis im Zusammenhang mit dem Verhalten von Elektrizität und Magnetismus. Einstein löste diese Probleme, indem er eine Methode zum Synchronisieren von Uhren unter Verwendung der konstanten, endlichen Lichtgeschwindigkeit als maximale Signalgeschwindigkeit aufrief. Dies führte direkt zu dem Schluss, dass Beobachter, die sich relativ zueinander bewegen, unterschiedliche verstrichene Zeiten für dasselbe Ereignis messen.

Zweidimensionaler Raum in dreidimensionaler Raumzeit. Die vergangenen und zukünftigen Lichtkegel sind absolut, die "Gegenwart" ist ein relatives Konzept, das sich für Beobachter in relativer Bewegung unterscheidet.

Freizeit

Die Zeit war historisch eng mit dem Raum verbunden, und beide verschmelzen in Einsteins spezieller Relativitätstheorie und allgemeiner Relativitätstheorie zur Raumzeit . Nach diesen Theorien hängt das Konzept der Zeit vom räumlichen Bezugsrahmen des Beobachters ab , und die menschliche Wahrnehmung sowie die Messung mit Instrumenten wie Uhren unterscheiden sich für Beobachter in Relativbewegung. Wenn beispielsweise ein Raumschiff mit einer Uhr mit (fast) Lichtgeschwindigkeit durch den Weltraum fliegt, bemerkt seine Besatzung keine Änderung der Zeitgeschwindigkeit an Bord ihres Schiffes, da alles, was mit derselben Geschwindigkeit fährt, mit derselben Geschwindigkeit langsamer wird Rate (einschließlich der Uhr, der Denkprozesse der Besatzung und der Funktionen ihres Körpers). Für einen stationären Beobachter, der das Raumschiff vorbeifliegen sieht, erscheint das Raumschiff in der Fahrtrichtung abgeflacht und die Uhr an Bord des Raumschiffs scheint sich sehr langsam zu bewegen.

Andererseits nimmt die Besatzung an Bord des Raumschiffs den Betrachter auch als verlangsamt und entlang der Fahrtrichtung des Raumschiffs abgeflacht wahr, da sich beide mit nahezu Lichtgeschwindigkeit relativ zueinander bewegen. Da das äußere Universum für das Raumschiff abgeflacht erscheint, nimmt die Besatzung wahr, dass sie sich schnell zwischen Regionen des Weltraums bewegt, die (für den stationären Beobachter) viele Lichtjahre voneinander entfernt sind. Dies wird durch die Tatsache in Einklang gebracht, dass sich die Zeitwahrnehmung der Besatzung von der des stationären Beobachters unterscheidet. Was für die Besatzung wie Sekunden erscheint, kann für den stationären Beobachter Hunderte von Jahren sein. In beiden Fällen bleibt die Kausalität jedoch unverändert: Die Vergangenheit ist die Menge von Ereignissen, die Lichtsignale an eine Entität senden können, und die Zukunft ist die Menge von Ereignissen, an die eine Entität Lichtsignale senden kann. ^{[82] [83]}

Erweiterung

Relativität der Gleichzeitigkeit : Ereignis B ist gleichzeitig mit A im grünen Referenzrahmen, trat jedoch zuvor im blauen Rahmen und später im roten Rahmen auf.

Einstein zeigte in seinen Gedankenexperimenten, dass Menschen, die mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten reisen, sich über Ursache und Wirkung einig sind , unterschiedliche Zeitabstände zwischen Ereignissen messen und sogar unterschiedliche chronologische Reihenfolgen zwischen nicht kausal verwandten Ereignissen beobachten können. Obwohl diese Effekte in der menschlichen Erfahrung typischerweise winzig sind, wird der Effekt für Objekte, die sich mit Geschwindigkeiten bewegen, die sich der Lichtgeschwindigkeit nähern, viel stärker. Subatomare Partikel existieren für einen bekannten durchschnittlichen Bruchteil einer Sekunde in einem Labor relativ in Ruhe, aber wenn sie sich in der Nähe der Lichtgeschwindigkeit bewegen, werden sie gemessen, um sich weiter zu bewegen und existieren viel länger als in Ruhe. Nach der speziellen Relativitätstheorie existiert es im Referenzrahmen des Hochgeschwindigkeitsteilchens im Durchschnitt für eine Standardzeit, die als mittlere Lebensdauer bekannt ist , und die Entfernung, die es in dieser Zeit zurücklegt, ist Null, weil es Geschwindigkeit ist Null. Im Vergleich zu einem Referenzrahmen in Ruhe scheint sich die Zeit für das Teilchen zu "verlangsamen". Im Vergleich zum Hochgeschwindigkeitsteilchen scheinen sich die Abstände zu verkürzen. Einstein zeigte, wie sowohl zeitliche als auch räumliche Dimensionen durch Hochgeschwindigkeitsbewegungen verändert (oder "verzogen") werden können.

Einstein ( Die Bedeutung der Relativitätstheorie ): "Zwei Ereignisse, die an den Punkten A und B eines Systems K stattfinden, sind gleichzeitig, wenn sie zum gleichen Zeitpunkt auftreten, wenn sie vom Mittelpunkt M des Intervalls AB aus beobachtet werden. Dann wird die Zeit definiert als das Ensemble der Anzeigen ähnlicher Uhren in Ruhe relativ zu K, die dieselben gleichzeitig registrieren. "

Einstein schrieb in seinem Buch Relativitätstheorie , dass Gleichzeitigkeit auch relativ ist , dh zwei Ereignisse, die einem Beobachter in einem bestimmten Trägheitsreferenzrahmen gleichzeitig erscheinen, müssen von einem zweiten Beobachter in einem anderen Trägheitsreferenzrahmen nicht als gleichzeitig beurteilt werden.

Relativistisch versus Newton

Ansichten der Raumzeit entlang der Weltlinie eines sich schnell beschleunigenden Beobachters in einem relativistischen Universum. Die Ereignisse ("Punkte"), die die beiden diagonalen Linien in der unteren Bildhälfte (der vergangene Lichtkegel des Betrachters im Ursprung) passieren, sind die für den Betrachter sichtbaren Ereignisse.

Die Animationen visualisieren die verschiedenen Behandlungen der Zeit in der Newtonschen und der relativistischen Beschreibung. Im Zentrum dieser Unterschiede stehen die galiläischen und Lorentz-Transformationen, die in der Newtonschen bzw. der relativistischen Theorie anwendbar sind.

In den Figuren gibt die vertikale Richtung die Zeit an. Die horizontale Richtung gibt die Entfernung an (nur eine räumliche Dimension wird berücksichtigt), und die dicke gestrichelte Kurve ist die Raumzeitbahn (" Weltlinie ") des Beobachters. Die kleinen Punkte zeigen bestimmte (vergangene und zukünftige) Ereignisse in der Raumzeit an.

Die Steigung der Weltlinie (Abweichung von der Vertikalen) gibt dem Betrachter die Relativgeschwindigkeit. Beachten Sie, wie sich in beiden Bildern die Ansicht der Raumzeit ändert, wenn der Betrachter beschleunigt.

In der Newtonschen Beschreibung sind diese Änderungen so, dass die Zeit absolut ist: ^[84] Die Bewegungen des Beobachters beeinflussen nicht, ob ein Ereignis im Jetzt auftritt (dh ob ein Ereignis die horizontale Linie durch den Beobachter verläuft).

In der relativistischen Beschreibung ist die Beobachtbarkeit von Ereignissen jedoch absolut: Die Bewegungen des Beobachters beeinflussen nicht, ob ein Ereignis den " Lichtkegel " des Beobachters passiert . Beachten Sie, dass mit dem Wechsel von einer Newtonschen zu einer relativistischen Beschreibung das Konzept der absoluten Zeit nicht mehr anwendbar ist: Ereignisse bewegen sich in der Figur in Abhängigkeit von der Beschleunigung des Beobachters auf und ab.

Pfeil

Die Zeit scheint eine Richtung zu haben - die Vergangenheit liegt fest und unveränderlich, während die Zukunft vor uns liegt und nicht unbedingt fest ist. Zum größten Teil legen die Gesetze der Physik jedoch keinen Zeitpfeil fest und erlauben es jedem Prozess, sowohl vorwärts als auch rückwärts vorzugehen. Dies ist im Allgemeinen eine Folge der Modellierung der Zeit durch einen Parameter im zu analysierenden System, bei dem es keine "richtige Zeit" gibt: Die Richtung des Zeitpfeils ist manchmal willkürlich. Beispiele hierfür sind der kosmologische Zeitpfeil, der vom Urknall weg zeigt , die CPT-Symmetrie und der Strahlungspfeil der Zeit, der durch Licht verursacht wird, das sich nur zeitlich vorwärts bewegt (siehe Lichtkegel ). In der Teilchenphysik impliziert die Verletzung der CP-Symmetrie , dass es eine kleine Ausgleichszeitasymmetrie geben sollte, um die CPT-Symmetrie wie oben angegeben zu erhalten . Die Standardbeschreibung der Messung in der Quantenmechanik ist ebenfalls zeitasymmetrisch (siehe Messung in der Quantenmechanik ). Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik besagt, dass die Entropie mit der Zeit zunehmen muss (siehe Entropie ). Dies kann in beide Richtungen erfolgen - Brian Greene vermutet, dass die Entropieänderung gemäß den Gleichungen symmetrisch erfolgt, unabhängig davon, ob sie zeitlich vorwärts oder rückwärts geht. Die Entropie nimmt also tendenziell in beide Richtungen zu, und unser derzeitiges Universum mit niedriger Entropie ist eine statistische Aberration, ähnlich wie das Werfen einer Münze oft genug, so dass sich die Köpfe schließlich zehnmal hintereinander ergeben. Diese Theorie wird jedoch im lokalen Experiment nicht empirisch gestützt. ^[85]

Quantisierung

Zeitquantisierung ist ein hypothetisches Konzept. In den modernen etablierten physikalischen Theorien (dem Standardmodell für Teilchen und Wechselwirkungen und allgemeine Relativitätstheorie ) wird die Zeit nicht quantisiert.

Die Planck-Zeit (~ 5,4 × 10 ^–44 Sekunden) ist die Zeiteinheit im System der natürlichen Einheiten, die als Planck-Einheiten bekannt sind . Es wird angenommen, dass derzeit etablierte physikalische Theorien auf dieser Zeitskala versagen, und viele Physiker erwarten, dass die Planck-Zeit die kleinste Zeiteinheit sein könnte, die jemals gemessen werden könnte, selbst im Prinzip. Es gibt vorläufige physikalische Theorien, die diese Zeitskala beschreiben. siehe zum Beispiel Schleifenquantengravitation .

Zeitreise ist das Konzept, sich zu verschiedenen Zeitpunkten vorwärts oder rückwärts zu bewegen, analog zur Bewegung durch den Raum und anders als der normale "Zeitfluss" zu einem erdgebundenen Beobachter. In dieser Ansicht "bleiben" alle Zeitpunkte (einschließlich zukünftiger Zeiten) in irgendeiner Weise "bestehen". Zeitreisen sind seit dem 19. Jahrhundert ein Handlungsinstrument in der Fiktion. Eine Zeitreise in die Vergangenheit wurde nie verifiziert, wirft viele theoretische Probleme auf und kann unmöglich sein. ^{[ Zitieren erforderlich ]} Jedes technologische Gerät, ob fiktiv oder hypothetisch, das zur Erzielung von Zeitreisen verwendet wird, wird als Zeitmaschine bezeichnet .

Ein zentrales Problem bei Zeitreisen in die Vergangenheit ist die Verletzung der Kausalität ; Sollte eine Wirkung ihrer Ursache vorausgehen, würde dies die Möglichkeit eines zeitlichen Paradoxons hervorrufen . Einige Interpretationen von Zeitreisen lösen dieses Problem, indem sie die Möglichkeit des Reisens zwischen Verzweigungspunkten , parallelen Realitäten oder Universen akzeptieren .

Eine andere Lösung für das Problem der kausalitätsbasierten zeitlichen Paradoxien besteht darin, dass solche Paradoxien nicht einfach entstehen können, weil sie nicht entstanden sind. Wie in zahlreichen Romanen dargestellt, existiert der freie Wille entweder in der Vergangenheit nicht mehr oder die Ergebnisse solcher Entscheidungen sind vorbestimmt. Als solches wäre es nicht möglich, das Paradoxon des Großvaters in die Tat umzusetzen, da es eine historische Tatsache ist, dass der Großvater nicht getötet wurde, bevor sein Kind (sein Elternteil) gezeugt wurde. Diese Ansicht besagt nicht nur, dass die Geschichte eine unveränderliche Konstante ist, sondern dass jede Änderung, die ein hypothetischer zukünftiger Zeitreisender vorgenommen hat, bereits in seiner Vergangenheit stattgefunden hätte, was zu der Realität geführt hätte, von der sich der Reisende entfernt. Weitere Ausführungen zu dieser Ansicht finden sich im Novikov-Selbstkonsistenzprinzip .

Philosoph und Psychologe William James

Die scheinbare Gegenwart bezieht sich auf die Zeitdauer, in der die eigenen Wahrnehmungen als in der Gegenwart befindlich angesehen werden. Die erlebte Gegenwart wird insofern als "fadenscheinig" bezeichnet, als sie im Gegensatz zur objektiven Gegenwart ein Intervall und kein dauerloser Moment ist. Der Begriff Scheingeschenk wurde zuerst vom Psychologen ER Clay eingeführt und später von William James entwickelt . ^[86]

Biopsychologie

Es ist bekannt, dass das Zeiturteil des Gehirns ein stark verteiltes System ist, das zumindest die Großhirnrinde , das Kleinhirn und die Basalganglien als Bestandteile umfasst. Eine bestimmte Komponente, die suprachiasmatischen Kerne , ist für den zirkadianen (oder täglichen) Rhythmus verantwortlich , während andere Zellcluster in der Lage zu sein scheinen, die Zeitmessung im kürzeren Bereich ( ultradian ) durchzuführen.

Psychopharmaka können das Zeiturteil beeinträchtigen. Stimulanzien können sowohl Menschen als auch Ratten dazu führen, Zeitintervalle zu überschätzen ^{[87] [88],} während Depressiva den gegenteiligen Effekt haben können. ^[89] Das Aktivitätsniveau von Neurotransmittern wie Dopamin und Noradrenalin im Gehirn könnte der Grund dafür sein. ^[90] Solche Chemikalien werden entweder das Brennen von Neuronen im Gehirn anregen oder hemmen , wobei eine höhere Feuerungsrate es dem Gehirn ermöglicht, das Auftreten von mehr Ereignissen innerhalb eines bestimmten Intervalls (Beschleunigungszeit) zu registrieren, und eine verringerte Feuerungsrate, die das Gehirn verringert Fähigkeit zur Unterscheidung von Ereignissen, die innerhalb eines bestimmten Intervalls auftreten (Verlangsamungszeit). ^[91]

Mentale Chronometrie ist die Verwendung der Reaktionszeit bei wahrnehmungsmotorischen Aufgaben, um auf Inhalt, Dauer und zeitliche Abfolge kognitiver Operationen zu schließen.

Frühkindliche Erziehung

Durch die Erweiterung der kognitiven Fähigkeiten von Kindern können sie die Zeit klarer verstehen. Das Zeitverständnis von Zwei- und Dreijährigen beschränkt sich hauptsächlich auf "jetzt und nicht jetzt". Fünf- und Sechsjährige können die Ideen von Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft erfassen. Sieben- bis Zehnjährige können Uhren und Kalender verwenden. ^[92]

Änderungen

Zusätzlich zu Psychopharmaka können Zeiturteile durch zeitliche Illusionen (wie den Kappa-Effekt ), ^[93] Alter ^[94] und Hypnose verändert werden . ^[95] Bei einigen Menschen mit neurologischen Erkrankungen wie Parkinson und Aufmerksamkeitsdefizitstörung ist das Zeitgefühl beeinträchtigt .

Psychologen behaupten, dass die Zeit mit dem Alter schneller zu vergehen scheint, aber die Literatur zu dieser altersbedingten Wahrnehmung von Zeit bleibt umstritten. ^[96] Diejenigen, die diese Vorstellung unterstützen, argumentieren, dass junge Menschen mit mehr anregenden Neurotransmittern in der Lage sind, mit schnelleren externen Ereignissen fertig zu werden. ^[91]

In der Soziologie und Anthropologie ist Zeitdisziplin der allgemeine Name für soziale und wirtschaftliche Regeln, Konventionen, Bräuche und Erwartungen, die die Zeitmessung, die soziale Währung und das Bewusstsein für Zeitmessungen sowie die Erwartungen der Menschen hinsichtlich der Einhaltung dieser Bräuche durch andere regeln . Arlie Russell Hochschild ^{[97] [98]} und Norbert Elias ^[99] haben über die Nutzung der Zeit aus soziologischer Sicht geschrieben.

Die Nutzung von Zeit ist ein wichtiges Thema für das Verständnis von menschlichem Verhalten , Bildung und Reiseverhalten . Zeitnutzungsforschung ist ein sich entwickelndes Forschungsgebiet. Die Frage betrifft, wie die Zeit auf eine Reihe von Aktivitäten verteilt wird (z. B. Zeit zu Hause, bei der Arbeit, beim Einkaufen usw.). Die Nutzung der Zeit ändert sich mit der Technologie, da das Fernsehen oder das Internet neue Möglichkeiten geschaffen haben, die Zeit auf unterschiedliche Weise zu nutzen. Einige Aspekte der Zeitnutzung sind jedoch über lange Zeiträume relativ stabil, wie z. B. die Zeit, die für die Fahrt zur Arbeit aufgewendet wird, die trotz großer Änderungen beim Transport für einen großen Zeitraum etwa 20 bis 30 Minuten in eine Richtung beträgt Anzahl der Städte über einen langen Zeitraum.

Zeitmanagement ist die Organisation von Aufgaben oder Ereignissen, indem zunächst geschätzt wird, wie viel Zeit eine Aufgabe benötigt und wann sie abgeschlossen werden muss, und Ereignisse, die ihre Ausführung beeinträchtigen würden, so angepasst werden, dass sie in angemessener Zeit ausgeführt werden. Kalender und Tagesplaner sind gängige Beispiele für Zeitmanagement-Tools.

Eine Folge von Ereignissen oder eine Reihe von Ereignissen ist eine Folge von Elementen, Fakten, Ereignissen, Aktionen, Änderungen oder Verfahrensschritten, die in zeitlicher Reihenfolge (chronologische Reihenfolge) angeordnet sind, häufig mit Kausalitätsbeziehungen zwischen den Elementen. ^{[100] [101] [102]} Aufgrund der Kausalität geht die Ursache der Wirkung voraus , oder Ursache und Wirkung können in einem einzigen Element zusammen auftreten, aber die Wirkung geht niemals der Ursache voraus. Eine Folge von Ereignissen kann in Text, Tabellen , Diagrammen oder Zeitleisten dargestellt werden. Die Beschreibung der Elemente oder Ereignisse kann einen Zeitstempel enthalten . Eine Folge von Ereignissen, die die Zeit zusammen mit Orts- oder Ortsinformationen zur Beschreibung eines sequentiellen Pfades enthält, kann als Weltlinie bezeichnet werden .

Die Verwendung einer Folge von Ereignissen umfasst Geschichten, ^[103] historische Ereignisse ( Chronologie ), Anweisungen und Schritte in Verfahren ^[104] und Zeitpläne für die Planung von Aktivitäten. Eine Abfolge von Ereignissen kann auch verwendet werden, um Prozesse in Wissenschaft, Technologie und Medizin zu beschreiben. Eine Abfolge von Ereignissen kann sich auf vergangene Ereignisse (z. B. Geschichten, Geschichte, Chronologie), auf zukünftige Ereignisse konzentrieren, die in einer vorgegebenen Reihenfolge vorliegen müssen (z. B. Pläne , Zeitpläne , Verfahren, Zeitpläne), oder auf die Beobachtung vergangener Ereignisse mit der Erwartung, dass die Ereignisse in Zukunft eintreten werden (z. B. Prozesse, Projektionen). Die Verwendung einer Folge von Ereignissen erfolgt in so unterschiedlichen Bereichen wie Maschinen ( Cam-Timer ), Dokumentationen ( Sekunden vor der Katastrophe ), Recht ( Rechtswahl ), Finanzen ( Richtungswechsel-Eigenzeit ), Computersimulation ( diskrete Ereignissimulation ), und elektrische Energieübertragung ^[105] ( Sequenz von Ereignisaufzeichnungsgeräten ). Ein konkretes Beispiel für eine Abfolge von Ereignissen ist die Zeitleiste der Atomkatastrophe von Fukushima Daiichi .

Obwohl Zeit als abstraktes Konzept betrachtet wird, gibt es zunehmend Hinweise darauf, dass Zeit im Geist räumlich konzeptualisiert wird. ^[106] Das heißt, anstatt allgemein und abstrakt über Zeit nachzudenken, denken Menschen räumlich über Zeit nach und organisieren sie mental als solche. Die Verwendung des Raums zum Nachdenken über Zeit ermöglicht es dem Menschen, zeitliche Ereignisse auf eine bestimmte Art und Weise mental zu organisieren.

Diese räumliche Darstellung der Zeit wird im Kopf oft als mentale Zeitlinie (MTL) dargestellt. ^{[107] Die} Verwendung des Raums zum Nachdenken über die Zeit ermöglicht es dem Menschen, die zeitliche Ordnung mental zu organisieren. Diese Ursprünge sind von vielen Umweltfaktoren geprägt ^[106] - zum Beispiel scheint die Alphabetisierung bei den verschiedenen Arten von MTLs eine große Rolle zu spielen, da die Lese- / Schreibrichtung eine alltägliche zeitliche Orientierung bietet, die von Kultur zu Kultur unterschiedlich ist. ^[107] In westlichen Kulturen kann sich die MTL nach rechts entfalten (mit der Vergangenheit links und der Zukunft rechts), da Menschen von links nach rechts lesen und schreiben. ^[107] Westliche Kalender setzen diesen Trend ebenfalls fort, indem sie die Vergangenheit nach links und die Zukunft nach rechts verschieben. Umgekehrt lesen Arabisch-, Farsi-, Urdu- und israelisch-hebräische Sprecher von rechts nach links, und ihre MTLs entfalten sich nach links (Vergangenheit rechts mit Zukunft links), und es gibt Hinweise darauf, dass diese Sprecher auch Zeitereignisse in ihren Köpfen so organisieren . ^[107]

Dieser sprachliche Beweis, dass abstrakte Konzepte auf räumlichen Konzepten basieren, zeigt auch, dass die Art und Weise, wie Menschen Zeitereignisse mental organisieren, von Kultur zu Kultur unterschiedlich ist - das heißt, ein bestimmtes spezifisches mentales Organisationssystem ist nicht universell. Obwohl westliche Kulturen in der Regel vergangene Ereignisse mit der Linken und zukünftige Ereignisse mit der Rechten gemäß einer bestimmten MTL assoziieren, ist diese Art der horizontalen, egozentrischen MTL nicht die räumliche Organisation aller Kulturen. Obwohl die meisten Industrienationen ein egozentrisches räumliches System verwenden, gibt es neuere Hinweise darauf, dass einige Kulturen eine allozentrische Räumlichkeit verwenden, die häufig auf Umweltmerkmalen basiert. ^[106]

Eine kürzlich durchgeführte Studie der indigenen Yupno in Papua-Neuguinea konzentrierte sich auf die Richtungsgesten, die verwendet wurden, wenn Personen zeitbezogene Wörter verwendeten. ^[106] Wenn von der Vergangenheit gesprochen wurde (wie "letztes Jahr" oder "vergangene Zeiten"), deuteten Einzelpersonen bergab, wo der Fluss des Tals in den Ozean floss. Wenn sie von der Zukunft sprachen, deuteten sie bergauf auf die Quelle des Flusses. Dies war unabhängig von der Richtung, in die die Person blickte, üblich und zeigte, dass die Yupno-Leute möglicherweise eine allozentrische MTL verwenden, in der die Zeit bergauf fließt. ^[106]

Eine ähnliche Studie der Pormpuraawans, einer Ureinwohnergruppe in Australien, ergab eine ähnliche Unterscheidung, bei der Einzelpersonen, als sie gebeten wurden, Fotos eines alternden Mannes zu organisieren, die jüngsten Fotos im Osten und die ältesten Fotos im Westen konsequent platzierten. unabhängig davon, in welche Richtung sie blickten. ^[108] Dies kollidierte direkt mit einer amerikanischen Gruppe, die die Fotos konsequent von links nach rechts organisierte. Daher scheint diese Gruppe auch eine allozentrische MTL zu haben, die jedoch auf den Himmelsrichtungen anstelle der geografischen Merkmale basiert. ^[108]

Die Vielzahl von Unterscheidungen in der Art und Weise, wie verschiedene Gruppen über Zeit denken, führt zu der breiteren Frage, dass verschiedene Gruppen auch auf andere Weise über andere abstrakte Konzepte nachdenken können, wie z. B. Kausalität und Anzahl. ^[106]

• Liste der UTC-Zeitzentren
• Laufzeit (Zeit)
• Zeitmesstechnik

Organisationen

• Antiquarian Horological Society  - AHS (Vereinigtes Königreich)
• Chronometrophilie (Schweiz)
• Deutsche Gesellschaft für Chronometrie  - DGC (Deutschland)
• Nationaler Verband der  Uhrensammler - NAWCC (USA)

• Verschiedene Zeitmesssysteme
• Zeit weiter in unserer Zeit bei der BBC
• Zeit in der Internet Encyclopedia of Philosophy von Bradley Dowden.
• Le Poidevin, Robin (Winter 2004). "Die Erfahrung und Wahrnehmung der Zeit" . In Edward N. Zalta (Hrsg.). Die Stanford Encyclopedia of Philosophy . Abgerufen am 9. April 2011 .
• Zeit bei Open Directory