Tiden er kjent for alle, men det er vanskelig å definere og forstå. Vitenskap, filosofi, religion og kunst har forskjellige definisjoner av tid, men systemet for å måle det er relativt konsistent.
Klokker er basert på sekunder, minutter og timer. Mens grunnlaget for disse enhetene har endret seg gjennom historien, sporer de røttene sine tilbake til gamle Sumeria. Den moderne internasjonale tidsenheten, den andre, er definert av den elektroniske overgangen til cesiumatom. Men hva er det egentlig på tide?
Fysikere definerer tid som progresjon av hendelser fra fortid til nåtid inn i fremtiden. I utgangspunktet, hvis et system er uforanderlig, er det tidløst. Tid kan betraktes som den fjerde dimensjonen av virkeligheten, brukt til å beskrive hendelser i tredimensjonalt rom. Det er ikke noe vi kan se, ta på eller smake på, men vi kan måle passasjen.
Fysikklikninger fungerer like bra enten tiden går fremover (positiv tid) eller bakover i fortiden (negativ tid.) Imidlertid har tiden i den naturlige verden en retning, kalt de
tidens pil. Spørsmålet om hvorfor tid er irreversibel er et av de største uavklarte spørsmålene i vitenskapen.En forklaring er at den naturlige verden følger lovene om termodynamikk. De andre lov om termodynamikk uttaler at innen et lukket system entropi av systemet forblir konstant eller øker. Hvis universet anses å være et lukket system, kan dets entropi (grad av forstyrrelse) aldri avta. Med andre ord kan ikke universet vende tilbake til nøyaktig den samme tilstanden som det var på et tidligere tidspunkt. Tiden kan ikke bevege seg bakover.
I klassisk mekanikk er tiden den samme overalt. Synkroniserte klokker forblir enige. Likevel vet vi fra Einsteins spesielle og generelle relativitet at tiden er relativ. Det avhenger av en observatørs referanseramme. Dette kan resultere i tidsutvidelse, der tiden mellom hendelser blir lengre (utvidet), jo nærmere man reiser lysets hastighet. Bevegelige klokker løper saktere enn stasjonære klokker, med effekten blir mer uttalt når den bevegelige klokken nærmer seg lysets hastighet. Klokker i jetfly eller i bane rekordtid saktere enn de på jorden, muonpartikler forfall saktere når du faller, og Michelson-Morley eksperiment bekreftet lengdekontraksjon og tidsutvidelse.
Tidsreiser betyr å bevege deg fremover eller bakover til forskjellige punkter i tid, omtrent som du kan bevege deg mellom forskjellige punkter i rommet. Å hoppe fremover i tid forekommer i naturen. Astronauter på den internasjonale romstasjonen hopper fremover i tid når de vender tilbake til jorden på grunn av sin tregere bevegelse i forhold til stasjonen.
Ideen om reiser tilbake i tidimidlertid gir problemer. Et spørsmål er årsakssammenheng eller årsak og virkning. Å gå tilbake i tid kan føre til et tidsmessig paradoks. "Bestefarparadokset" er et klassisk eksempel. I følge paradokset, kan du forhindre din egen fødsel hvis du reiser tilbake i tid og dreper bestefaren din før moren eller faren din ble født. Mange fysikere mener at tidsreiser til fortiden er umulige, men det finnes løsninger på et tidsmessig paradoks, for eksempel å reise mellom parallelle universer eller grenpunkter.
Den menneskelige hjernen er utstyrt for å spore tid. De suprakiasmatiske kjerner i hjernen er regionen som er ansvarlig for daglige eller døgnrytmer. Men nevrotransmittere og medikamenter påvirker tidsoppfatninger. Kjemikalier som begeistrer nevroner slik at de avfyrer raskere enn normalt fremskynder tiden, mens redusert avfyring av nevroner bremser tidsoppfatningen. I utgangspunktet, når tiden ser ut til å øke fart, skiller hjernen flere hendelser i et intervall. I så måte ser tiden ut til å fly når man har det moro.
Tiden ser ut til å avta under nødsituasjoner eller fare. Forskere ved Baylor College of Medicine i Houston sier at hjernen faktisk ikke får fart, men amygdalaen blir mer aktiv. Amygdalaen er regionen i hjernen som lager minner. Etter hvert som flere minner dannes, virker tiden trukket ut.
Det samme fenomenet forklarer hvorfor eldre mennesker ser ut til å oppleve tiden som beveger seg raskere enn da de var yngre. Psykologer tror hjernen danner flere minner fra nye opplevelser enn den som er kjent. Siden færre nye minner bygges senere i livet, ser det ut til at tiden går raskere.
Når det gjelder universet, hadde tiden en begynnelse. Utgangspunktet var for 13.799 milliarder år siden da Det store smellet inntraff. Vi kan måle kosmisk bakgrunnsstråling som mikrobølger fra Big Bang, men det er ikke noen stråling med tidligere opprinnelse. Et argument for tidenes opprinnelse er at hvis den utvidet seg uendelig bakover, ville nattehimmelen være fylt med lys fra eldre stjerner.
Blir tiden slutt? Svaret på dette spørsmålet er ukjent. Hvis universet utvides for alltid, vil tiden fortsette. Hvis det oppstår en ny Big Bang, vil vår tidslinje ende, og en ny ville begynne. I partikkelfysikkeksperimenter oppstår tilfeldige partikler fra et vakuum, så det ser ikke ut til at universet vil bli statisk eller tidløst. Bare tiden vil vise.