Час — одне з основних понять фізики та філософії, одна з координат простору-часу, вздовж якої протягнуті світові лінії фізичних (матеріальних) тіл.
Як фізичну величину час здебільшого позначають літерою t, проміжок часу — літерою τ. Одиницею вимірювання часу в системі SI є секунда, перелік інших одиниць подано нижче.
Як філософська категорія час, вочевидь, є невід'ємним атрибутом світу, він почався із народженням світу й зникне, коли світ добіжить до кінця.
Як економічна категорія час є фактором, який суттєво впливає на використання економічного потенціалу підприємства та фінансовий результат управління.
У кількісному (метрологічному) сенсі поняття часу має три аспекти: координата події на часовій осі. На практиці це поточний час: календарний, зумовлений правилами календаря, і часом доби, зумовлений якоюсь системою числення (шкалою) часу (приклади: місцевий час, всесвітній координований час); відносний час, часовий інтервал між двома подіями; суб'єктивний параметр для порівняння декількох різночасних процесів.
Історія Історично основною одиницею для вимірювання коротких інтервалів часу була доба (часто кажуть «день»), тобто період обертання Землі навколо своєї осі. У результаті ділення доби на менші інтервали виникли години, хвилини і секунди.
Походження поділу, ймовірно, пов'язане з дванадцятковою системою числення, якої дотримувалися стародавні. Добу ділили на два рівні послідовні інтервали (умовно «день» і «ніч»). Кожен з них ділили на 12 годин. Подальший поділ години відповідає шістдесятковій системі числення. Кожну годину ділили на 60 хвилин, кожну хвилину — на 60 секунд.
Для вимірювання триваліших інтервалів часу використовують одиниці вимірювання «рік», «місяць», «тиждень», що складаються з цілого числа діб. Рік приблизно дорівнює періоду обертання Землі навколо Сонця (приблизно 365 діб), місяць — періоду повної зміни фаз Місяця (так званому синодичному місяцю, тобто 29,53 доби). Тиждень, що складається з 7 днів, не має прямої астрономічної основи (хоча вона спочатку була прив'язана до округленої до цілого числа днів тривалості однієї з чотирьох фаз Місяця), однак широко використовується як одиниця часу.
Десяткову систему вимірювання часу активно використовували тільки в Стародавньому Китаї. День у стародавніх китайців складався зі ста частин під назвою «ке», а місяць — з 10 днів, званих «сюнь». В Європі десяткова система вимірювання часу з'явилася під час Великої французької революції — під впливом «метричної гарячки»; декретом Конвенту від 5 жовтня 1793 року була зроблена спроба перевести вже все людство на десятковий час. Доба від півночі до півночі ділилися на 10 десяткових годин, година на 100 десяткових хвилин, а хвилина на 100 десяткових секунд (тобто північ припадала на 0:00:00, полудень — на 5:00:00 тощо)
Але на відміну від республіканського календаря, ця система вимірювання часу не отримала достатнього поширення і була офіційно скасована 1795 року.
На початку XXI століття Swatch через проблему часових поясів, які заважають людям спілкуватися через Інтернет, вирішили ввести свою систему вимірювання часу. Замість годин та хвилин інтернет-час використовує «біти» (не плутайте з bit — тут слово «beat», або «удар»). Кожен біт дорівнює одній хвилині і 26,4 секунди, а день містить у собі тисячу таких одиниць. За точку відліку взяли меридіан, що проходить через місто Біль (Швейцарія), у якому розташована штаб-квартира Swatch.
Властивості часу
У класичній фізиці час — неперервна величина, завжди апріорна характеристика світу, нічим не зумовлена. За основу для вимірювання береться якась послідовність подій, про які вважається достовірно відомим, що вони відбуваються через рівні інтервали часу, тобто періодично. На цьому принципі й засновані годинники. Така сама роль часу й у квантовій механіці: попри квантування майже всіх величин, час залишається зовнішнім, неквантованим параметром. В обох випадках «швидкість плину часу» не може від чого-небудь залежати, тому є сталою.
У спеціальній теорії відносності ситуація кардинально змінюється. Час сприймається як частина єдиного простору-часу і, отже, не може не змінюватися у випадку його перетворень. Можна казати, що час стає четвертою координатою, щоправда, на відміну від просторових координат, вона має протилежну сигнатуру. «Швидкість плину часу» стає поняттям «суб'єктивним», залежним від системи відліку. Ситуація ускладнюється у загальній теорії відносності, де «швидкість плину часу» залежить також від близькості до гравітаційних тіл.
Попри кардинальну зміну ролі у теорії відносності, відповіді на питання «яка природа часу?» немає. Немає також відповіді на питання, чому час безупинний, а не дискретний, і чому ми живемо у світі з одновимірним часом. Втім, у сучасній математичній фізиці вже робляться перші спроби відповісти на ці питання.
Фундаментальною властивістю часу є його однонаправленість. Час завжди протікає від минулого до майбутнього.
Наслідком однорідності часу є закон збереження енергії.
Збільшення проміжку часу в рухомій системі відліку
У спеціальній теорії відносності проміжок часу між двома подіями залежить від системи відліку, тобто є відносним. Якщо для спостерігача в непорушній системі відліку дві події відбулися в одній точці простору через проміжок часу , то для спостерігача, який рухається зі швидкістю v відносно нерухомої системи відліку, ці події відбудуться через час ,
де c — швидкість світла. Космічний мандрівник, який відлітає до далекої зірки на зорельоті зі швидкістю, близькою до швидкості світла, й повертається на Землю, буде молодшим, ніж люди, що залишалися на рідній планеті (дивіться Парадокс близнят).
Спрямованість часу
Більшість сучасних учених вважають, що різниця між минулим і майбутнім є принциповою. Згідно з сучасним рівнем розвитку науки, інформація переноситься з минулого в майбутнє, але не навпаки. Другий закон термодинаміки вказує також на накопичення в майбутньому ентропії.
Втім, деякі вчені думають трохи інакше. Стівен Гокінг у своїй книзі «Коротка історія часу: від Великого вибуху до чорних дір» оскаржує твердження, що для фізичних законів існує відмінність між напрямком «вперед» і «назад» у часі. Гокінг обґрунтовує це тим, що передача інформації можлива тільки в тому ж напрямку в часі, в якому зростає загальна ентропія Всесвіту. Таким чином, друге начало термодинаміки є тривіальним, оскільки ентропія зростає з часом, тому що ми вимірюємо час в тому напрямку, в якому росте ентропія.
Єдиність минулого вважається досить правдоподібною. Думки вчених щодо наявності або відсутності різних «альтернативних» варіантів майбутнього різні.
Також існує космологічний напрямок часу, де початок часу — Великий вибух, а плин часу залежить від розширення Всесвіту.
Відлік часу Як у класичній, так і у релятивістській фізиці для відліку часу використовується часова координата простору-часу, причому (традиційно) прийнято використовувати знак «+» до майбутнього, а знак «-» до минулого. Проте сенс часової координати в класичному і релятивістскому випадках різний.
Виміряти проміжок часу можливо лише порівнявши його з тривалістю іншої події, яка вважається регулярною. Так, можливо сказати, що місяць січень триває 31 день. У цьому випадку період часу між початком і кінцем місяця порівнюється з регулярною подією — сходом чи іншим визначеним розташуванням Сонця відносно точки спостереження.
Сонячний час Сонячний час — час за шкалою, що визначається видимим рухом Сонця по небесній сферіДСТУ 2870-94 Вимірювання часу та частоти. Терміни та визначення..
Справжня (істинна) сонячна доба — проміжок часу між двома послідовними кульмінаціями центра диска Сонця на одному і тому ж географічному меридіані.
За початок справжньої сонячної доби приймають момент нижньої кульмінації Сонця (момент справжньої півночі). Тривалість справжньої сонячної доби не є постійною. Це є наслідком нерівномірності видимого річного руху Сонця по екліптиці (Земля рухається навколо Сонця по еліптичній орбіті, тобто нерівномірно), а також нахилом екліптики до площини небесного екватора. Внаслідок цього тривалість справжньої сонячної доби протягом року змінюється і тому не може бути взятою за одиницю вимірювання часу. Справжній сонячний час TC показує лише сонячний годинник. Користуватись справжнім сонячним часом TC у побуті незручно, тому введено поняття «середнє сонце» і «середня сонячна доба».
Середнє сонце — фіктивна точка, що рівномірно переміщується по небесному екватору проти руху стрілки годинника і завершує повний оберт, як і Сонце, за один рік.
Середня сонячна доба — середній інтервал часу між двома послідовними однойменними кульмінаціями середнього сонця на тому самому географічному меридіані. Тривалість середньої сонячної доби = 24 год = 1440 хв = 86400 с.
Місцевий час Тλ (середній сонячний час меридіана) — час, визначений для заданої довготиДСТУ 3652-97 Вимірювання навігаційні в авіації. Терміни та визначення.. Місцевий середній час обчислюється за формулою: Тλ = ТC+ η, де ТC — справжній сонячний час, η — рівняння часу.
Рівняння часу — це різниця між місцевим справжнім сонячним часом та місцевим середнім сонячним часом. Рівняння часу — це кількість хвилин і секунд, які слід додати до справжнього (істинного) сонячного часу, щоб отримати середній місцевий час.
Ця різниця виникає з наступних причин: Земля має еліптичну орбіту й рухається по ній нерівномірно, з максимальною швидкістю в перигелії (близько 2 січня) і з мінімальної в афелії (близько 6 липня). Через нахил екліптики до екватора поблизу рівнодення проєкція швидкості Сонця на екватор є меншою, ніж у період сонцестоянь, коли воно рухається паралельно до екватора.
Всесвітній час (UT) T0 — місцевий середній сонячний час Гринвіцького (початкового) меридіану (λ0 = 0).
Внаслідок безперервного руху осі обертання Землі географічні полюси зсуваються на поверхні планети, а разом з ними змінюють своє розташування й площини справжніх меридіанів. З огляду на ці факти виділяють наступні системи вимірювання часу (визначені 1 січня 1956 року): UT0 — час на миттєвому Гринвіцькому меридіані, визначений за миттєвим розташуванням полюсів Землі. Це час, що безпосередньо отримується з астрономічних спостережень добового руху зір; UT1 — час на середньому Гринвіцькому меридіані, виправлений з огляду на рух полюсів;
Шкала спостережуваного всесвітнього часу UT1 нерівномірна й тому є незручною для використання у звичайному житті. Для узгодження спостережуваного всесвітнього часу UT1 та суворо рівномірного Міжнародного атомного часу (TAI) з 1961 року запроваджено рівномірно-змінну шкалу часу UTC — всесвітній координований час
Координований всесвітній час (UTC) — час за шкалою, яка розраховується таким чином, що різниця із шкалою міжнародного атомного часу становить ціле число секунд, а із шкалою всесвітнього часу UТ1 не перевищує 0,9 секунд.
Поясний час ТП — єдиний час доби у межах годинного поясу, який розраховується в національній шкалі координованого всесвітнього часу та відрізняється від нього на ціле число годин, що дорівнює номеру поясу.
Зв'язок між середнім часом географічного пункту Землі (λ — географічна довгота) та всесвітнім часом: Тλ = Т0+ λ. Зв'язок між місцевим і поясним та поясним і всесвітнім часом: ТП = Тλ + n — λ, ТП = Т0 + n, де n — номер годинного пояса (в годинах).
Вимірювання коротких проміжків часу