Khái niệm thời gian

Mỗi khi bóc một tờ lịch để xem ngày. Chúng ta đâu có ngờ đó là cả một công trình vĩ đại của nhân loại đã trải qua hàng mấy ngàn năm hoặc lâu hơn nữa của nhiều thời đại kế tiếp nhau. Kể từ thời xa xưa con người đã phải miệt mài quan sát chu kì vận chuyển của mặt trời, mặt trăng để tìm ra một quy luật của thời gian. Vậy: “Thời gian là gì?”

Đó là vấn đề làm điên đầu không biết bao nhiêu học giả, triết gia khắp cả đông tây kim cổ và cho đến tận ngày nay, có lẽ là mãi mãi cả khoa học và triết học đều lắc đầu trước câu hỏi: - “Thời gian là gì?”

Chúng ta chắc hẳn ai ai nấy đều có cảm tưởng như mình biết được thời gian một cách cụ thể qua các câu nói thường ngày là: - “Thời gian trôi nhanh quá mới đây mà đã hết một ngày rồi!” hoặc: -“Chúng ta không cần tốn nhiều thời gian chờ đợi nữa!”

Nhưng thực chất nó là cái gì thì đành chịu!

Dường như các triết gia, các nhà thông thái của nhân loại đều cho rằng khi con người hiểu được thời gian là gì thì họ sẽ “ngộ” và được giải thoát ngay cả trong cõi đời này.

Công cuộc nghiên cứu về thời gian vẫn luôn để ngỏ như một huyền án bí ẩn và thơ mộng – chúng ta đều cho rằng nào là quá khứ, hiện tại hay tương lai mà tất cả đều là hiện tiền – Hằng ngày chúng ta vẫn thức dậy để làm việc cùng mặt trời, đi ngủ khi đêm xuống trăng lên, chúng ta vẫn cảm nhận “Thời gian trôi đi” trong cái thế giới hiện hữu này, vẫn phải chạy đua cùng thời gian trong cái thế giới công nghiệp cạnh tranh này – chúng ta cũng phải lo sốt vó khi tết đến xuân về.

Vậy với chúng ta, thời gian vẫn là cái gì đó có thực và tồn tại mà để đo lường thời gian thì có lẽ không có gì bằng lịch.

Trong bài viết này, tôi xin tạm giới hạn thắc mắc về thời gian trong cái nhìn khoa học.

Các nhà khoa học đều nhất trí rằng thời gian là thuộc tính khó hiểu nhất của vũ trụ. Mặc dù các nhà khoa học có thể mô tả rạch ròi các khái niệm để đo lường thời gian như: năm tháng, ngày giờ, phút giây, thậm chí tính toán được đến nano second (1 phần tỉ giây) thế nhưng tất cả đều thúc thủ đầu hàng trước câu hỏi: - “Thời gian là gì?”

Ở đây tôi xin nêu những công trình nghiên cứu về thời gian như nhà thiên văn và vật lý học Galileo Galile (1564 – 1642) người Ý – tiếp đến là nhà thiên văn và vật lý học người Anh SirLsaac Newton (1642-1727) lại tiếp tục công việc này.

Nhưng người ta vẫn không thể nào giải thích được bản chất của thời gian, mãi cho đến khi nhà vật lý thiên tài Albert Einstein (1879 – 1955) đưa ra thuyết tương đối, xem thời gian là chiều thứ tư của vũ trụ nghĩa là thời gian và không gian được kết hợp lại trong quan niệm về vũ trụ.

Nói chung thì “thời gian” là: “cái gì đó” gắn liền với chuyển động, vì không có chuyển động thì không có thời gian, mà quan sát biểu hiện của chuyển động thì không có gì cụ thể bằng quan sát sự vận hành của mặt trời và mặt trăng.

B.     XÁC ĐỊNH THỜI GIAN

Người xưa đã biết căn cứ vào chuyển động của các thiên thể và ánh nắng để đo đạc thời gian.

Ngày nay, để tiện cho công việc tính toán một cách chính xác theo từng loại công việc tính toán một các chính xác theo từng loại công việc, người ta đã dùng nhiều cách để đo đạc thời gian như sau

1.      Giờ mặt trời (Solar time)

            Dựa vào sự chuyển động của trái đất quanh trục của nó, cách đo này căn cứ vào sự chuyển động của mặt trời qua bầu trời để đo độ dài của ngày. Theo giờ mặt trời thì bất luận ở vị trí nào thì 12 giờ trưa hay 12 giờ đêm đều là lúc mặt trời lên đến điểm cao nhất trên bầu trời.

Giờ Ngọ (giữa trưa) tại bất kỳ nơi nào trên trái đất, là khi những tia sáng trực tiếp của mặt trời chiếu qua kinh tuyến của vùng đó mà kinh tuyến là một đường thẳng tưởng tượng chạy từ cực Bắc đến cực Nam trên bề mặt Trái đất)

Khoảng thời gian giữa hai chuyển động kế tiếp của mặt trời trên cùng một kinh tuyến được tính là 1 ngày và ngày được chia thành 24 giờ. Khoảng thời gian có ánh sáng tự nhiên trong một ngày thì khác nhau trong suốt cả năm dựa vào độ nghiêng của Trái đất và hướng của nó đối với mặt trời. Trong các mùa trong năm có sự khác nhau của ngày 24 giờ có thể lên đến 16 phút. Dựa trên thực tế các nhà khoa học định nghĩa. Xuân phân dựa vào vị trí của mặt trời tại thời điểm mà mọi nơi trên mặt đất đều có thời gian ngày và đêm dài như nhau. Đó là: 21 tháng 3 Dương lịch

2.      Giờ hằng tinh (Sidereal time)

Theo qui ước thì “ngày hằng tinh” bắt đầu lúc xuân phân cũng dựa trên chuyển động quanh trục của Trái đất, nhưng nó căn cứ vào sự chuyển động của những ngôi sao cố định (hằng tinh) qua bầu trời khi trái đất quay, để làm nền tảng cho việc xác định thời gian.

3.      Giờ chuẩn (Standard time)

Các nhà thiên văn dùng quĩ đạo của trái đất quanh mặt trời cùng chuyển động theo quĩ đạo của mặt trăng và vài thiên thể khác để xác định thời gian động vị trí cơ bản của giờ chuẩn là kinh tuyến chính tại GreenWich.

4.      Giờ nguyên tử (Atomic time)

Được tính toán dựa trên tần số của sóng điện từ được cái nguyên tử nào đó phát ra hoặc hấp thụ trong những điều kiện đặc biệt, đây là cách đo thời gian chính xác nhất gần như tuyệt đối: hơn 3 triệu năm mới sai lệch 1 giây.

C.    Ý NGHĨA CỦA THỜI GIAN

Người ta quan niệm thời gian vô tận vô biên nên đã tìm cách chia thời gian ra từng khoảng bằng các khái niệm năm tháng ngày giờ và hơn thế nữa thành thế kỉ, thiên niên kỉ….

Ở phương Đông người ta lại chia thành từng nguyên, từng vận…(tôi sẽ trình bày sau)

Người phương Tây quan tâm đến các năm cuối thế kỉ và nhất là cuối thiên kỷ.

Người La Mã, họ làm lịch mỗi năm chỉ có 10 tháng. Họ viết số 10 bằng ký hiệu X mà không có số 0.

Với quan niệm thời gian như một đường thẳng kéo dài vô tận về cả hai chiều, con người ắt hẳn có lúc cảm thấy hoang mang ngờ vực không hiểu liệu vũ trụ có một ý nghĩa gì đó hay không, hay tất cả chỉ là sự ngẫu nhiên, trong khi đó con người lại tồn tại trên cõi đời này không vì một lý do cụ thể nào, mà cũng không vì một mục tiêu nào do thế giới tự nhiên đặt ra. Có lẽ đó cũng là lý do con người muốn đặt mốc cho từng quãng thời gian để làm “dịu” bớt cái cảm thức hoang mang trước cái vô tận của mình. Con người ưa chuộng các mốc thời gian hữu hạn có lẽ bắt nguồn từ bản chất tồn tại hữu hạn của con người. Đời người quá ngắn. Thời gian vô tận.

Do đó con người cảm thấy yên tâm hơn khi đặt những cột mốc thời gian để chúng ta có cảm giác trên trục thời gian vẫn có điểm bắt đầu và điểm kết thúc, mà thực ra đó chỉ là ảo tưởng của con người.

D.    ẢO TƯỞNG VỀ VIỆC TÌM THỜI GIAN CHÍNH XÁC

Trong quá trình làm lịch, con người đã phân chia thời gian thành các khái niệm quá khứ, hiện tại và tương lai con người muốn biến công việc của mình thành một câu chuyện thuật lại cuộc đấu tranh của con người trong quá trình chinh phục thời gian và họ đã thành công.

Chúng ta đã có đồng hồ điện tử nhưng dẫu chính xác đến độ nào đi nữa vẫn bị lỗi. Vì sức hút của mặt trời tác động lên trái đất khiến chuyển động của nó bị xáo trộn chút đỉnh có nghĩa là trong tương lai của con người phải điều chỉnh lại lịch không phải thêm năm nhuận, tháng nhuận mà là giây nhuận nữa để giữ cho thời gian nguyên tử đồng bộ với chuyển động của trái đất.

Một ngày nào đó, mặt trời nguội dần, trái đất chuyển động chậm lại, thì thời gian sẽ ra sao?

Con đường đi tìm thời gian chính xác có lẽ mãi mãi vẫn còn để ngỏ và kêu gọi trí thông minh của tất cả loài người

Trương Vĩnh Khánh
(Còn tiếp)