Tiempo

El tiempo es la secuencia continua de existencia y eventos que ocurre en una sucesión aparentemente irreversible desde el pasado, a través del presente, hacia el futuro. Es una cantidad componente de varias medidas utilizadas para secuenciar eventos, para comparar la duración de los eventos o los intervalos entre ellos y para cuantificar las tasas de cambio de cantidades en la realidad material o en la experiencia consciente. El tiempo se refiere a menudo como una cuarta dimensión, junto con tres dimensiones espaciales.

El tiempo ha sido durante mucho tiempo un importante tema de estudio en religión, filosofía y ciencia, pero definirlo de una manera aplicable a todos los campos sin circularidad ha eludido constantemente a los estudiosos. Sin embargo, diversos campos como el comercio, la industria, el deporte, las ciencias y las artes escénicas incorporan alguna noción de tiempo en sus respectivos sistemas de medición.

El tiempo en física se define operativamente como "lo que lee un reloj".

La naturaleza física del tiempo es abordada por la relatividad general con respecto a los eventos en el espacio-tiempo. Ejemplos de eventos son la colisión de dos partículas, la explosión de una supernova o la llegada de un cohete espacial. A cada evento se le pueden asignar cuatro números que representan su hora y posición (las coordenadas del evento). Sin embargo, los valores numéricos son diferentes para diferentes observadores. En la relatividad general, la pregunta de qué hora es ahora solo tiene significado en relación con un observador particular. La distancia y el tiempo están íntimamente relacionados, y el tiempo requerido para que la luz viaje una distancia específica es el mismo para todos los observadores, como demostraron públicamente por primera vez Michelson y Morley. La relatividad general no aborda la naturaleza del tiempo para intervalos extremadamente pequeños donde se mantiene la mecánica cuántica. En este momento,

El tiempo es una de las siete cantidades físicas fundamentales tanto en el Sistema Internacional de Unidades (SI) como en el Sistema Internacional de Cantidades. La unidad de tiempo base del SI es el segundo. El tiempo se usa para definir otras cantidades, como la velocidad, por lo que definir el tiempo en términos de tales cantidades daría como resultado una definición circular. Una definición operativa del tiempo, en la que se dice que la observación de un cierto número de repeticiones de uno u otro evento cíclico estándar (como el paso de un péndulo de libre oscilación) constituye una unidad estándar como la segunda, es de gran utilidad en la conducta tanto de experimentos avanzados como de asuntos cotidianos de la vida. Para describir las observaciones de un evento, normalmente se anota una ubicación (posición en el espacio) y un tiempo.

La definición operativa del tiempo no aborda cuál es su naturaleza fundamental. No aborda por qué los eventos pueden ocurrir hacia adelante y hacia atrás en el espacio, mientras que los eventos solo ocurren en el progreso del tiempo. Las investigaciones sobre la relación entre el espacio y el tiempo llevaron a los físicos a definir el continuo espacio-tiempo. La relatividad general es el marco principal para comprender cómo funciona el espacio-tiempo. A través de los avances en las investigaciones tanto teóricas como experimentales del espacio-tiempo, se ha demostrado que el tiempo puede distorsionarse y dilatarse, particularmente en los bordes de los agujeros negros.

La medición temporal ha ocupado a científicos y tecnólogos y fue una motivación principal en la navegación y la astronomía. Los eventos periódicos y el movimiento periódico han servido durante mucho tiempo como estándares para las unidades de tiempo. Los ejemplos incluyen el movimiento aparente del sol a través del cielo, las fases de la luna, la oscilación de un péndulo y el latido de un corazón. Actualmente, la unidad internacional de tiempo, el segundo, se define midiendo la frecuencia de transición electrónica de los átomos de cesio. El tiempo también tiene una importancia social significativa, ya que tiene un valor económico ("el tiempo es dinero") así como un valor personal, debido a la conciencia del tiempo limitado en cada día y en la duración de la vida humana.

Hay muchos sistemas para determinar qué hora es, incluyendo el Sistema de Posicionamiento Global, otros sistemas satelitales, el Tiempo Universal Coordinado y el tiempo solar medio. En general, los números obtenidos de diferentes sistemas de tiempo difieren entre sí.

Medición

En términos generales, los métodos de medición temporal, o cronometría, toman dos formas distintas: el calendario, una herramienta matemática para organizar intervalos de tiempo, y el reloj, un mecanismo físico que cuenta el paso del tiempo. En el día a día, el reloj se consulta por períodos inferiores a un día, mientras que el calendario se consulta por períodos superiores a un día. Cada vez más, los dispositivos electrónicos personales muestran calendarios y relojes simultáneamente. El número (como en la esfera de un reloj o calendario) que marca la ocurrencia de un evento específico en cuanto a hora o fecha se obtiene contando a partir de una época fiduciaria, un punto de referencia central.

Historia del calendario

Los artefactos del Paleolítico sugieren que la luna se usaba para calcular el tiempo desde hace 6.000 años.Los calendarios lunares fueron de los primeros en aparecer, con años de 12 o 13 meses lunares (354 o 384 días). Sin intercalación para agregar días o meses a algunos años, las estaciones se desplazan rápidamente en un calendario basado únicamente en doce meses lunares. Los calendarios lunisolares tienen un decimotercer mes agregado a algunos años para compensar la diferencia entre un año completo (ahora se sabe que tiene alrededor de 365,24 días) y un año de solo doce meses lunares. Los números doce y trece llegaron a ocupar un lugar destacado en muchas culturas, al menos en parte debido a esta relación de meses a años. Otras formas tempranas de calendarios se originaron en Mesoamérica, particularmente en la antigua civilización maya. Estos calendarios tenían una base religiosa y astronómica, con 18 meses en un año y 20 días en un mes, más cinco días epagomenales al final del año.

Las reformas de Julio César en el 45 a. C. colocaron al mundo romano en un calendario solar. Este calendario juliano era defectuoso porque su intercalación aún permitía que los solsticios y equinoccios astronómicos avanzaran en su contra unos 11 minutos por año. El Papa Gregorio XIII introdujo una corrección en 1582; el calendario gregoriano fue adoptado lentamente por diferentes naciones durante un período de siglos, pero ahora es, con mucho, el calendario más utilizado en todo el mundo.

Durante la Revolución Francesa, se inventaron un nuevo reloj y calendario en un intento de descristianizar el tiempo y crear un sistema más racional para reemplazar el calendario gregoriano. Los días del calendario republicano francés constaban de diez horas de cien minutos de cien segundos, lo que marcaba una desviación del sistema de base 12 (duodecimal) utilizado en muchos otros dispositivos por muchas culturas. El sistema fue abolido en 1806.

Historial de otros dispositivos

Se han inventado una gran variedad de dispositivos para medir el tiempo. El estudio de estos dispositivos se llama relojería.

Un dispositivo egipcio que data de c. 1500 a. C., de forma similar a un cuadrado en T doblado, midió el paso del tiempo a partir de la sombra proyectada por su travesaño en una regla no lineal. La T estaba orientada hacia el este por las mañanas. Al mediodía, el dispositivo se dio la vuelta para que pudiera proyectar su sombra en la dirección de la tarde.

Un reloj de sol utiliza un gnomon para proyectar una sombra sobre un conjunto de marcas calibradas a la hora. La posición de la sombra marca la hora en hora local. La idea de separar el día en partes más pequeñas se atribuye a los egipcios debido a sus relojes de sol, que operaban con un sistema duodecimal. La importancia del número 12 se debe a la cantidad de ciclos lunares en un año y la cantidad de estrellas que se utilizan para contar el paso de la noche.

El dispositivo de cronometraje más preciso del mundo antiguo era el reloj de agua, o clepsidra, uno de los cuales se encontró en la tumba del faraón egipcio Amenhotep I. Se podían usar para medir las horas incluso de noche, pero requerían un mantenimiento manual para reponer el flujo. de agua. Los antiguos griegos y la gente de Caldea (sureste de Mesopotamia) mantuvieron regularmente registros de cronometraje como parte esencial de sus observaciones astronómicas. Los inventores e ingenieros árabes, en particular, hicieron mejoras en el uso de relojes de agua hasta la Edad Media. En el siglo XI, inventores e ingenieros chinos inventaron los primeros relojes mecánicos accionados por un mecanismo de escape.

El reloj de arena usa el flujo de arena para medir el flujo del tiempo. Fueron utilizados en la navegación. Fernando de Magallanes usó 18 vasos en cada barco para su circunnavegación del globo (1522).

Las varitas de incienso y las velas se usaban y se usan comúnmente para medir el tiempo en templos e iglesias de todo el mundo. Los relojes de agua, y más tarde los relojes mecánicos, se utilizaron para marcar los acontecimientos de las abadías y monasterios de la Edad Media. Richard of Wallingford (1292-1336), abad de la abadía de St. Alban, construyó un reloj mecánico como un planetario astronómico alrededor de 1330.

Galileo Galilei y especialmente Christiaan Huygens hicieron grandes avances en el cronometraje preciso con la invención de los relojes de péndulo junto con la invención del minutero por parte de Jost Burgi.

La palabra inglesa reloj probablemente proviene de la palabra holandesa media klocke que, a su vez, deriva de la palabra latina medieval clocca, que en última instancia deriva del celta y es afín con palabras francesas, latinas y alemanas que significan campana. El paso de las horas en el mar estaba marcado por campanas y denotaba el tiempo (ver campana de barco). Las horas se marcaban con campanas en las abadías y en el mar.

Los relojes pueden variar desde relojes hasta variedades más exóticas, como el Reloj de Long Now. Pueden ser impulsados ​​por una variedad de medios, que incluyen gravedad, resortes y varias formas de energía eléctrica, y regulados por una variedad de medios, como un péndulo.

Los despertadores aparecieron por primera vez en la antigua Grecia alrededor del año 250 a. C. con un reloj de agua que hacía sonar un silbato. Esta idea fue posteriormente mecanizada por Levi Hutchins y Seth E. Thomas.

Un cronómetro es un cronometrador portátil que cumple con ciertos estándares de precisión. Inicialmente, el término se utilizó para referirse al cronómetro marino, un reloj utilizado para determinar la longitud por medio de la navegación celeste, una precisión lograda por primera vez por John Harrison. Más recientemente, el término también se ha aplicado al reloj cronómetro, un reloj que cumple con los estándares de precisión establecidos por la agencia suiza COSC.

Los dispositivos de cronometraje más precisos son los relojes atómicos, que tienen una precisión de segundos en muchos millones de años, y se utilizan para calibrar otros relojes e instrumentos de cronometraje.

Los relojes atómicos usan la frecuencia de las transiciones electrónicas en ciertos átomos para medir el segundo. Uno de los átomos utilizados es el cesio, la mayoría de los relojes atómicos modernos prueban el cesio con microondas para determinar la frecuencia de estas vibraciones de electrones. Desde 1967, el Sistema Internacional de Medidas basa su unidad de tiempo, la segunda, en las propiedades de los átomos de cesio. SI define el segundo como 9.192.631.770 ciclos de la radiación que corresponde a la transición entre dos niveles de energía de espín de electrones del estado fundamental del átomo de Cs.

Hoy en día, el Sistema de Posicionamiento Global en coordinación con el Protocolo de Tiempo de Red se puede utilizar para sincronizar los sistemas de cronometraje en todo el mundo.

En los escritos filosóficos medievales, el átomo era una unidad de tiempo a la que se hacía referencia como la división de tiempo más pequeña posible. La aparición más antigua conocida en inglés se encuentra en el Enchiridion de Byrhtferth (un texto científico) de 1010-1012, donde se definió como 1/564 de un impulso (1½ minutos) y, por lo tanto, igual a 15/94 de un segundo. Se utilizaba en el computus, el proceso de cálculo de la fecha de Pascua.

En mayo de 2010, la incertidumbre de intervalo de tiempo más pequeña en mediciones directas es del orden de 12 attosegundos (1,2 × 10 segundos), aproximadamente 3,7 × 10 tiempos de Planck.

Unidades

La(s) segunda(s) es la unidad base del SI. Un minuto (min) tiene una duración de 60 segundos y una hora tiene una duración de 60 minutos o 3600 segundos. Un día suele tener 24 horas o 86.400 segundos de duración; sin embargo, la duración de un día calendario puede variar debido al horario de verano y los segundos bisiestos.

Definiciones y normas

Un estándar de tiempo es una especificación para medir el tiempo: asignar un número o fecha de calendario a un instante (punto en el tiempo), cuantificar la duración de un intervalo de tiempo y establecer una cronología (ordenación de eventos). En los tiempos modernos, varias especificaciones de tiempo han sido reconocidas oficialmente como estándares, donde antes eran cuestiones de costumbre y práctica. La invención en 1955 del reloj atómico de cesio ha llevado a la sustitución de los estándares de tiempo más antiguos y puramente astronómicos, como el tiempo sideral y el tiempo de las efemérides, para la mayoría de los propósitos prácticos, por estándares de tiempo más nuevos basados ​​total o parcialmente en el tiempo atómico utilizando el segundo SI.

El tiempo atómico internacional (TAI) es el estándar de tiempo internacional principal a partir del cual se calculan otros estándares de tiempo. El tiempo universal (UT1) es el tiempo solar medio a 0° de longitud, calculado a partir de observaciones astronómicas. Varía de TAI debido a las irregularidades en la rotación de la Tierra. El tiempo universal coordinado (UTC) es una escala de tiempo atómica diseñada para aproximarse al tiempo universal. UTC difiere de TAI por un número entero de segundos. UTC se mantiene dentro de los 0,9 segundos de UT1 mediante la introducción de pasos de un segundo a UTC, el "segundo bisiesto". El Sistema de Posicionamiento Global transmite una señal horaria muy precisa basada en la hora UTC.

La superficie de la Tierra se divide en varias zonas horarias. La hora estándar o la hora civil en una zona horaria se desvía una cantidad redonda fija, generalmente un número entero de horas, de alguna forma de hora universal, generalmente UTC. La mayoría de las zonas horarias están separadas exactamente por una hora y, por convención, calculan su hora local como un desplazamiento de UTC. Por ejemplo, las zonas horarias en el mar se basan en UTC. En muchos lugares (pero no en el mar) estas compensaciones varían dos veces al año debido a las transiciones de horario de verano.

Algunos otros estándares de tiempo se utilizan principalmente para trabajos científicos. El Tiempo Terrestre es una escala ideal teórica realizada por TAI. El tiempo de coordenadas geocéntricas y el tiempo de coordenadas baricéntricas son escalas definidas como tiempos de coordenadas en el contexto de la teoría general de la relatividad. El tiempo dinámico baricéntrico es una escala relativista más antigua que todavía está en uso.

Filosofía

Religión

Lineal y cíclico

Las culturas antiguas como los incas, los mayas, los hopi y otras tribus nativas americanas, además de los babilonios, los antiguos griegos, el hinduismo, el budismo, el jainismo y otros, tienen un concepto de rueda del tiempo: consideran el tiempo como cíclico y cuántico, que consiste en de repetir edades que le suceden a cada ser del Universo entre el nacimiento y la extinción.

En general, la cosmovisión islámica y judeocristiana considera el tiempo como lineal y direccional, comenzando con el acto de creación de Dios. El punto de vista cristiano tradicional ve el tiempo terminando, teleológicamente, con el final escatológico del presente orden de cosas, el "tiempo final".

En el libro del Antiguo Testamento Eclesiastés, tradicionalmente atribuido a Salomón (970–928 ​​a. C.), el tiempo (como la palabra hebrea עידן, זמן iddan (edad, como en "Era de hielo") se traduce a menudo como zĕman (tiempo)) se consideraba tradicionalmente como un medio para el paso de eventos predestinados. (Otra palabra, زمان" זמן" zamān, significaba tiempo adecuado para un evento, y se usa como el equivalente árabe, persa y hebreo moderno de la palabra inglesa "tiempo").

El tiempo en la mitología griega

El idioma griego denota dos principios distintos, Chronos y Kairos. El primero se refiere al tiempo numérico o cronológico. Este último, literalmente "el momento justo u oportuno", se relaciona específicamente con el tiempo metafísico o divino. En teología, Kairos es cualitativo, en oposición a cuantitativo.

En la mitología griega, Chronos (griego antiguo: Χρόνος) se identifica como la personificación del tiempo. Su nombre en griego significa "tiempo" y se escribe alternativamente Chronus (ortografía latina) o Khronos. Chronos generalmente se representa como un anciano sabio con una barba larga y gris, como "Padre Tiempo". Algunas palabras en inglés cuya raíz etimológica es khronos/chronos incluyen cronología, cronómetro, crónica, anacronismo, sincronizar y crónica.

El tiempo en la Cabalá

Según los cabalistas, el "tiempo" es una paradoja y una ilusión. Tanto el futuro como el pasado se reconocen como combinados y simultáneamente presentes.

En la filosofía occidental

Dos puntos de vista contrastantes sobre el tiempo dividen a destacados filósofos. Una opinión es que el tiempo es parte de la estructura fundamental del universo, una dimensión independiente de los eventos, en la que los eventos ocurren en secuencia. Isaac Newton se suscribió a esta visión realista y, por lo tanto, a veces se la denomina tiempo newtoniano. La visión opuesta es que el tiempo no se refiere a ningún tipo de "contenedor" por el que se "muevan" eventos y objetos, ni a ninguna entidad que "fluya", sino que es parte de una estructura intelectual fundamental (junto con el espacio y el espacio). número) dentro del cual los humanos secuencian y comparan eventos. Esta segunda visión, en la tradición de Gottfried Leibniz e Immanuel Kant, sostiene que el tiempono es ni un evento ni una cosa, y por lo tanto no es en sí mismo medible ni puede ser recorrido.

Además, puede ser que haya un componente subjetivo en el tiempo, pero si el tiempo mismo se "siente" o no, como una sensación, o es un juicio, es un tema de debate.

En Filosofía, el tiempo fue cuestionado a lo largo de los siglos; qué hora es y si es real o no. Los antiguos filósofos griegos preguntaron si el tiempo era lineal o cíclico y si el tiempo era infinito o finito. Estos filósofos tenían diferentes formas de explicar el tiempo; por ejemplo, los antiguos filósofos indios tenían algo llamado la Rueda del Tiempo. Se cree que hubo edades repetidas durante la vida útil del universo. Esto llevó a creencias como ciclos de renacimiento y reencarnación. Los filósofos griegos creían que el universo era infinito y era una ilusión para los humanos. Platón creía que el tiempo fue hecho por el Creador en el mismo instante que los cielos. También dice que el tiempo es un período de movimiento de los cuerpos celestes.Aristóteles creía que el tiempo se correlacionaba con el movimiento, que el tiempo no existía por sí mismo sino que era relativo al movimiento de los objetos. también creía que el tiempo estaba relacionado con el movimiento de los cuerpos celestes; la razón por la que los humanos pueden decir la hora se debe a los períodos orbitales y, por lo tanto, hubo una duración en el tiempo.

Los Vedas, los primeros textos sobre la filosofía india y la filosofía hindú que se remontan a finales del segundo milenio antes de Cristo, describen la antigua cosmología hindú, en la que el universo pasa por ciclos repetidos de creación, destrucción y renacimiento, cada ciclo dura 4.320 millones de años. Los antiguos filósofos griegos, incluidos Parménides y Heráclito, escribieron ensayos sobre la naturaleza del tiempo. Platón, en el Timeo, identificó el tiempo con el período de movimiento de los cuerpos celestes. Aristóteles, en el Libro IV de su Physica definió el tiempo como 'número de movimiento con respecto al antes y al después'.

En el Libro 11 de sus Confesiones, San Agustín de Hipona reflexiona sobre la naturaleza del tiempo, preguntando: "¿Qué es entonces el tiempo? Si nadie me pregunta, lo sé: si quiero explicarlo a quien pregunta, no lo sé.." Comienza a definir el tiempo por lo que no es más que por lo que es, un enfoque similar al adoptado en otras definiciones negativas. Sin embargo, Agustín termina llamando al tiempo una "distensión" de la mente (Confesiones 11.26) por la cual captamos simultáneamente el pasado en la memoria, el presente en la atención y el futuro en la expectativa.

Isaac Newton creía en el espacio absoluto y el tiempo absoluto; Leibniz creía que el tiempo y el espacio son relacionales. Las diferencias entre las interpretaciones de Leibniz y Newton llegaron a un punto crítico en la famosa correspondencia Leibniz-Clarke.

Los filósofos de los siglos XVII y XVIII cuestionaron si el tiempo era real y absoluto, o si era un concepto intelectual que los humanos usamos para comprender y secuenciar eventos. Estas preguntas conducen a realismo versus antirrealismo; los realistas creían que el tiempo es una parte fundamental del universo, y ser percibido por los acontecimientos que suceden en una secuencia, en una dimensión. Isaac Newton dijo que simplemente estamos ocupando el tiempo, también dice que los humanos solo pueden entender el tiempo relativo. El tiempo relativo es una medida de los objetos en movimiento. Los antirrealistas creían que el tiempo es simplemente un concepto intelectual conveniente para que los humanos entiendan los eventos. Esto significa que el tiempo era inútil a menos que hubiera objetos con los que pudiera interactuar, a esto se le llamó tiempo relacional.René Descartes, John Locke y David Hume dijeron que la mente necesita reconocer el tiempo para entender qué es el tiempo. Immanuel Kant creía que no podemos saber qué es algo a menos que lo experimentemos de primera mano.

El tiempo no es un concepto empírico. Pues ni la coexistencia ni la sucesión serían percibidas por nosotros, si la representación del tiempo no existiera como fundamento a priori. Sin esta presuposición, no podríamos representarnos a nosotros mismos que las cosas existen juntas al mismo tiempo, o en tiempos diferentes, es decir, al mismo tiempo o en sucesión.

Immanuel Kant, Crítica de la razón pura (1781), trad. Vasilis Politis (Londres: Dent., 1991), p.54.

Immanuel Kant, en la Crítica de la razón pura, describió el tiempo como una intuición a priori que nos permite (junto con la otra intuición a priori, el espacio) comprender la experiencia sensible. Con Kant, ni el espacio ni el tiempo se conciben como sustancias, sino que ambos son elementos de un marco mental sistemático que necesariamente estructura las experiencias de cualquier agente racional, o sujeto observador. Kant pensó en el tiempo como parte fundamental de un marco conceptual abstracto, junto con el espacio y el número, dentro del cual secuenciamos eventos, cuantificamos su duración y comparamos los movimientos de los objetos. En esta visión, el tiempono se refiere a ningún tipo de entidad que "fluya", por la que los objetos "se muevan" o que sea un "contenedor" de eventos. Las mediciones espaciales se utilizan para cuantificar la extensión y las distancias entre objetos, y las mediciones temporales se utilizan para cuantificar la duración de los eventos y entre ellos. El tiempo fue designado por Kant como el esquema más puro posible de un concepto o categoría pura.

Henri Bergson creía que el tiempo no era ni un medio homogéneo real ni una construcción mental, sino que poseía lo que él denominaba Duración. La duración, en opinión de Bergson, era la creatividad y la memoria como componente esencial de la realidad.

Según Martin Heidegger no existimos dentro del tiempo, somos tiempo. Por lo tanto, la relación con el pasado es una conciencia presente de haber sido, que permite que el pasado exista en el presente. La relación con el futuro es el estado de anticipación de una posibilidad, tarea o compromiso potencial. Está relacionado con la propensión humana a cuidarse y preocuparse, lo que provoca “estar por delante de uno mismo” al pensar en un acontecimiento pendiente. Por lo tanto, esta preocupación por un acontecimiento potencial también permite que el futuro exista en el presente. El presente se convierte en una experiencia, que es cualitativa en lugar de cuantitativa. Heidegger parece pensar que esta es la forma en que se rompe o trasciende una relación lineal con el tiempo, o la existencia temporal. No estamos atrapados en el tiempo secuencial. Somos capaces de recordar el pasado y proyectarnos hacia el futuro: tenemos una especie de acceso aleatorio a nuestra representación de la existencia temporal; podemos, en nuestros pensamientos, salir del (éxtasis) tiempo secuencial.

Los filósofos de la era moderna preguntaron: ¿el tiempo es real o irreal, el tiempo sucede todo a la vez o es una duración, si el tiempo es tenso o no, y hay un futuro por venir? Hay una teoría llamada sin tiempo o teoría B; esta teoría dice que cualquier terminología tensa puede ser reemplazada por terminología sin tiempo. Por ejemplo, "ganaremos el juego" se puede reemplazar por "ganamos el juego", eliminando el tiempo futuro. Por otro lado, existe una teoría llamada tiempo verbal o teoría A; esta teoría dice que nuestro idioma tiene verbos en tiempo verbal por una razón y que el futuro no se puede determinar. También existe algo llamado tiempo imaginario, esto fue de Stephen Hawking, él dice que el espacio y el tiempo imaginario son finitos pero no tienen fronteras.El tiempo imaginario no es real ni irreal, es algo difícil de visualizar. Los filósofos pueden estar de acuerdo en que el tiempo físico existe fuera de la mente humana y es objetivo, y el tiempo psicológico depende de la mente y es subjetivo.

Irrealidad

En la Grecia del siglo V a. C., Antífonte el Sofista, en un fragmento conservado de su principal obra Sobre la verdad, sostuvo que: "El tiempo no es una realidad (hypostasis), sino un concepto (noêma) o una medida (metron)". Parménides fue más allá al sostener que el tiempo, el movimiento y el cambio eran ilusiones, lo que llevó a las paradojas de su seguidor Zenón. El tiempo como ilusión es también un tema común en el pensamiento budista.

The Unreality of Time de JME McTaggart de 1908 argumenta que, dado que cada evento tiene la característica de ser presente y no presente (es decir, futuro o pasado), ese tiempo es una idea autocontradictoria (ver también El flujo del tiempo).

Estos argumentos a menudo se centran en lo que significa que algo sea irreal. Los físicos modernos generalmente creen que el tiempo es tan real como el espacio, aunque otros, como Julian Barbour en su libro The End of Time, argumentan que las ecuaciones cuánticas del universo toman su verdadera forma cuando se expresan en el reino atemporal que contiene cada momento posible o momentáneo. configuración del universo, llamada "platonia" por Barbour.

Una teoría filosófica moderna llamada presentismo ve el pasado y el futuro como interpretaciones del movimiento de la mente humana en lugar de partes reales del tiempo (o "dimensiones") que coexisten con el presente. Esta teoría rechaza la existencia de toda interacción directa con el pasado o el futuro, manteniendo sólo el presente como tangible. Este es uno de los argumentos filosóficos contra los viajes en el tiempo. Esto contrasta con el eternalismo (todo tiempo: presente, pasado y futuro, es real) y la teoría del bloque creciente (el presente y el pasado son reales, pero el futuro no lo es).

Definición física

Hasta la reinterpretación de Einstein de los conceptos físicos asociados con el tiempo y el espacio en 1907, se consideraba que el tiempo era el mismo en todas partes del universo, con todos los observadores midiendo el mismo intervalo de tiempo para cualquier evento. La mecánica clásica no relativista se basa en esta idea newtoniana del tiempo.

Einstein, en su teoría especial de la relatividad, postuló la constancia y finitud de la velocidad de la luz para todos los observadores. Demostró que este postulado, junto con una definición razonable de lo que significa que dos eventos sean simultáneos, requiere que las distancias parezcan comprimidas y los intervalos de tiempo alargados para eventos asociados con objetos en movimiento en relación con un observador inercial.

La teoría de la relatividad especial encuentra una formulación conveniente en el espacio-tiempo de Minkowski, una estructura matemática que combina tres dimensiones del espacio con una sola dimensión del tiempo. En este formalismo, las distancias en el espacio pueden medirse por el tiempo que tarda la luz en recorrer esa distancia, por ejemplo, un año luz es una medida de distancia, y un metro ahora se define en términos de la distancia que viaja la luz en una determinada cantidad de tiempo. tiempo. Dos eventos en el espacio-tiempo de Minkowski están separados por un intervalo invariante, que puede ser similar al espacio, similar a la luz o similar al tiempo. Los eventos que tienen una separación similar al tiempo no pueden ser simultáneos en ningún marco de referencia, debe haber un componente temporal (y posiblemente espacial) en su separación. Los eventos que tienen una separación espacial serán simultáneos en algún marco de referencia, y no hay marco de referencia en el que no tengan una separación espacial. Diferentes observadores pueden calcular diferentes distancias y diferentes intervalos de tiempo entre dos eventos, pero el intervalo invariable entre los eventos es independiente del observador (y su velocidad).

Mecanica clasica

En mecánica clásica no relativista, el concepto de Newton de "tiempo relativo, aparente y común" se puede utilizar en la formulación de una receta para la sincronización de relojes. Los eventos vistos por dos observadores diferentes en movimiento uno respecto del otro producen un concepto matemático del tiempo que funciona suficientemente bien para describir los fenómenos cotidianos de la experiencia de la mayoría de las personas. A fines del siglo XIX, los físicos encontraron problemas con la comprensión clásica del tiempo, en relación con el comportamiento de la electricidad y el magnetismo. Einstein resolvió estos problemas invocando un método para sincronizar relojes utilizando la velocidad constante y finita de la luz como la velocidad máxima de la señal.

Tiempo espacial

Históricamente, el tiempo ha estado estrechamente relacionado con el espacio, los dos juntos se fusionan en el espacio-tiempo en la relatividad especial y la relatividad general de Einstein. Según estas teorías, el concepto de tiempo depende del marco de referencia espacial del observador, y la percepción humana, así como la medición por instrumentos como los relojes, son diferentes para los observadores en movimiento relativo. Por ejemplo, si una nave espacial que lleva un reloj vuela por el espacio a (casi) la velocidad de la luz, su tripulación no nota un cambio en la velocidad del tiempo a bordo de su nave porque todo lo que viaja a la misma velocidad se ralentiza al mismo tiempo. ritmo (incluido el reloj, los procesos de pensamiento de la tripulación y las funciones de sus cuerpos). Sin embargo, para un observador estacionario que ve pasar la nave espacial,

Por otro lado, la tripulación a bordo de la nave espacial también percibe al observador como ralentizado y aplanado a lo largo de la dirección de viaje de la nave espacial, porque ambos se mueven a una velocidad relativa muy cercana a la de la luz. Debido a que el universo exterior parece plano para la nave espacial, la tripulación se percibe a sí misma viajando rápidamente entre regiones del espacio que (para el observador estacionario) están separadas por muchos años luz. Esto se reconcilia con el hecho de que la percepción del tiempo de la tripulación es diferente de la del observador estacionario; lo que parecen segundos para la tripulación pueden ser cientos de años para el observador estacionario. En cualquier caso, sin embargo, la causalidad permanece sin cambios: el pasado es el conjunto de eventos que pueden enviar señales de luz a una entidad y el futuro es el conjunto de eventos a los que una entidad puede enviar señales de luz.

Dilatación

Einstein mostró en sus experimentos mentales que las personas que viajan a diferentes velocidades, mientras están de acuerdo en causa y efecto, miden diferentes separaciones de tiempo entre eventos e incluso pueden observar diferentes ordenaciones cronológicas entre eventos no relacionados causalmente. Aunque estos efectos suelen ser mínimos en la experiencia humana, el efecto se vuelve mucho más pronunciado para los objetos que se mueven a velocidades cercanas a la velocidad de la luz. Las partículas subatómicas existen durante una fracción de segundo promedio bien conocida en un laboratorio relativamente en reposo, pero cuando viajan cerca de la velocidad de la luz se miden para viajar más lejos y existen por mucho más tiempo que cuando están en reposo. De acuerdo con la teoría especial de la relatividad, en el marco de referencia de la partícula de alta velocidad, existe, en promedio, durante una cantidad de tiempo estándar conocida como su vida media, y la distancia que recorre en ese tiempo es cero, porque su velocidad es cero. En relación con un marco de referencia en reposo, el tiempo parece "ralentizarse" para la partícula. En relación con la partícula de alta velocidad, las distancias parecen acortarse. Einstein mostró cómo las dimensiones temporales y espaciales pueden ser alteradas (o "deformadas") por el movimiento de alta velocidad.

Einstein (El significado de la relatividad): "Dos eventos que tienen lugar en los puntos A y B de un sistema K son simultáneos si aparecen en el mismo instante cuando se observan desde el punto medio, M, del intervalo AB. Entonces se define el tiempo como el conjunto de las indicaciones de relojes similares, en reposo con respecto a K, que registran lo mismo simultáneamente".

Einstein escribió en su libro, Relatividad, que la simultaneidad también es relativa, es decir, dos eventos que parecen simultáneos para un observador en un marco de referencia inercial particular no necesitan ser juzgados como simultáneos por un segundo observador en un marco de referencia inercial diferente.

Relativista versus newtoniano

Las animaciones visualizan los diferentes tratamientos del tiempo en las descripciones newtoniana y relativista. En el centro de estas diferencias se encuentran las transformaciones de Galileo y Lorentz aplicables en las teorías newtoniana y relativista, respectivamente.

En las figuras, la dirección vertical indica el tiempo. La dirección horizontal indica la distancia (solo se tiene en cuenta una dimensión espacial), y la curva discontinua gruesa es la trayectoria del espacio-tiempo ("línea del mundo") del observador. Los pequeños puntos indican eventos específicos (pasados ​​y futuros) en el espacio-tiempo.

La pendiente de la línea universal (desviación de ser vertical) da la velocidad relativa al observador. Note cómo en ambas imágenes la vista del espacio-tiempo cambia cuando el observador acelera.

En la descripción newtoniana estos cambios son tales que el tiempo es absoluto: los movimientos del observador no influyen en si un evento ocurre en el 'ahora' (es decir, si un evento pasa la línea horizontal a través del observador).

Sin embargo, en la descripción relativista la observabilidad de los eventos es absoluta: los movimientos del observador no influyen si un evento pasa por el "cono de luz" del observador. Observe que con el cambio de una descripción newtoniana a una relativista, el concepto de tiempo absoluto ya no es aplicable: los eventos se mueven hacia arriba y hacia abajo en la figura dependiendo de la aceleración del observador.

Flecha

El tiempo parece tener una dirección: el pasado queda atrás, fijo e inmutable, mientras que el futuro está por delante y no es necesariamente fijo. Sin embargo, en su mayor parte, las leyes de la física no especifican una flecha del tiempo y permiten que cualquier proceso avance tanto hacia adelante como hacia atrás. Esto es generalmente una consecuencia de que el tiempo está modelado por un parámetro en el sistema que se analiza, donde no hay un "tiempo propio": la dirección de la flecha del tiempo a veces es arbitraria. Ejemplos de esto incluyen la flecha cosmológica del tiempo, que apunta lejos del Big Bang, la simetría CPT y la flecha radiativa del tiempo, causada por la luz que solo viaja hacia adelante en el tiempo (ver cono de luz). En física de partículas, la violación de la simetría CP implica que debe haber una pequeña asimetría de tiempo de contrapeso para preservar la simetría CPT como se indicó anteriormente. La descripción estándar de la medición en la mecánica cuántica también es asimétrica en el tiempo (ver Medición en la mecánica cuántica). La segunda ley de la termodinámica establece que la entropía debe aumentar con el tiempo (ver Entropía). Esto puede ser en cualquier dirección: Brian Greene teoriza que, de acuerdo con las ecuaciones, el cambio en la entropía ocurre simétricamente, ya sea que avance o retroceda en el tiempo. Entonces, la entropía tiende a aumentar en cualquier dirección, y nuestro universo actual de baja entropía es una aberración estadística, de manera similar a lanzar una moneda al aire con la frecuencia suficiente para que eventualmente salga cara diez veces seguidas. Sin embargo, esta teoría no se sustenta empíricamente en experimentos locales. La segunda ley de la termodinámica establece que la entropía debe aumentar con el tiempo (ver Entropía). Esto puede ser en cualquier dirección: Brian Greene teoriza que, de acuerdo con las ecuaciones, el cambio en la entropía ocurre simétricamente, ya sea que avance o retroceda en el tiempo. Entonces, la entropía tiende a aumentar en cualquier dirección, y nuestro universo actual de baja entropía es una aberración estadística, de manera similar a lanzar una moneda al aire con la frecuencia suficiente para que eventualmente salga cara diez veces seguidas. Sin embargo, esta teoría no se sustenta empíricamente en experimentos locales. La segunda ley de la termodinámica establece que la entropía debe aumentar con el tiempo (ver Entropía). Esto puede ser en cualquier dirección: Brian Greene teoriza que, de acuerdo con las ecuaciones, el cambio en la entropía ocurre simétricamente, ya sea que avance o retroceda en el tiempo. Entonces, la entropía tiende a aumentar en cualquier dirección, y nuestro universo actual de baja entropía es una aberración estadística, de manera similar a lanzar una moneda al aire con la frecuencia suficiente para que eventualmente salga cara diez veces seguidas. Sin embargo, esta teoría no se sustenta empíricamente en experimentos locales. y nuestro universo actual de baja entropía es una aberración estadística, de manera similar a lanzar una moneda al aire con la frecuencia suficiente para que finalmente salga cara diez veces seguidas. Sin embargo, esta teoría no se sustenta empíricamente en experimentos locales. y nuestro universo actual de baja entropía es una aberración estadística, de manera similar a lanzar una moneda al aire con la frecuencia suficiente para que finalmente salga cara diez veces seguidas. Sin embargo, esta teoría no se sustenta empíricamente en experimentos locales.

Cuantización

La cuantización del tiempo es un concepto hipotético. En las modernas teorías físicas establecidas (el Modelo Estándar de Partículas e Interacciones y la Relatividad General) el tiempo no está cuantificado.

El tiempo de Planck (~ 5,4 × 10 segundos) es la unidad de tiempo en el sistema de unidades naturales conocidas como unidades de Planck. Se cree que las teorías físicas establecidas actualmente fallan en esta escala de tiempo, y muchos físicos esperan que el tiempo de Planck sea la unidad de tiempo más pequeña que se pueda medir, incluso en principio. Existen teorías físicas tentativas que describen esta escala de tiempo; véase, por ejemplo, la gravedad cuántica de bucles.

Viaje

El viaje en el tiempo es el concepto de moverse hacia atrás o hacia adelante a diferentes puntos en el tiempo, de manera análoga a moverse a través del espacio y diferente del "flujo" normal del tiempo para un observador terrestre. Desde este punto de vista, todos los puntos en el tiempo (incluidos los tiempos futuros) "persisten" de alguna manera. El viaje en el tiempo ha sido un recurso argumental en la ficción desde el siglo XIX. Viajar hacia atrás o hacia adelante en el tiempo nunca ha sido verificado como un proceso, y hacerlo presenta muchos problemas teóricos y lógicas contradictorias que hasta la fecha no han sido superadas. Cualquier dispositivo tecnológico, ya sea ficticio o hipotético, que se utiliza para lograr viajar en el tiempo se conoce como máquina del tiempo.

Un problema central del viaje en el tiempo al pasado es la violación de la causalidad; si un efecto precede a su causa, daría lugar a la posibilidad de una paradoja temporal. Algunas interpretaciones del viaje en el tiempo resuelven esto al aceptar la posibilidad de viajar entre puntos de bifurcación, realidades paralelas o universos.

Otra solución al problema de las paradojas temporales basadas en la causalidad es que tales paradojas no pueden surgir simplemente porque no han surgido. Como se ilustra en numerosas obras de ficción, el libre albedrío deja de existir en el pasado o los resultados de tales decisiones están predeterminados. Como tal, no sería posible representar la paradoja del abuelo porque es un hecho histórico que el abuelo de uno no fue asesinado antes de que su hijo (el padre de uno) fuera concebido. Este punto de vista no sostiene simplemente que la historia es una constante inmutable, sino que cualquier cambio realizado por un hipotético futuro viajero en el tiempo ya habría ocurrido en su pasado, dando como resultado la realidad de la que se mueve el viajero. Se puede encontrar más elaboración sobre este punto de vista en el principio de autoconsistencia de Novikov.

Percepción

El presente engañoso se refiere a la duración del tiempo en el que se considera que las percepciones de uno están en el presente. Se dice que el presente experimentado es "engañoso" porque, a diferencia del presente objetivo, es un intervalo y no un instante sin duración. El término presente especioso fue introducido por primera vez por el psicólogo ER Clay y luego desarrollado por William James.

Biopsicología

Se sabe que el juicio del tiempo del cerebro es un sistema altamente distribuido, que incluye al menos la corteza cerebral, el cerebelo y los ganglios basales como sus componentes. Un componente particular, los núcleos supraquiasmáticos, es responsable del ritmo circadiano (o diario), mientras que otros grupos de células parecen capaces de medir el tiempo en un rango más corto (ultradiano).

Las drogas psicoactivas pueden alterar el juicio del tiempo. Los estimulantes pueden llevar tanto a los humanos como a las ratas a sobrestimar los intervalos de tiempo, mientras que los depresores pueden tener el efecto contrario. El nivel de actividad en el cerebro de neurotransmisores como la dopamina y la norepinefrina puede ser la razón de esto. Dichos productos químicos excitarán o inhibirán la activación de las neuronas en el cerebro, con una mayor tasa de activación que le permite al cerebro registrar la ocurrencia de más eventos dentro de un intervalo dado (tiempo acelerado) y una tasa de activación disminuida que reduce la capacidad del cerebro para distinguir eventos que ocurren dentro de un intervalo dado (tiempo de ralentización).

La cronometría mental es el uso del tiempo de respuesta en tareas perceptivo-motoras para inferir el contenido, la duración y la secuencia temporal de las operaciones cognitivas.

Educación de la primera infancia

Las habilidades cognitivas en expansión de los niños les permiten comprender el tiempo con mayor claridad. La comprensión del tiempo de los niños de dos y tres años se limita principalmente a "ahora y no ahora". Los niños de cinco y seis años pueden comprender las ideas del pasado, presente y futuro. Los niños de siete a diez años pueden usar relojes y calendarios.

Alteraciones

Además de las drogas psicoactivas, los juicios de tiempo pueden ser alterados por ilusiones temporales (como el efecto kappa), la edad y la hipnosis. El sentido del tiempo se ve afectado en algunas personas con enfermedades neurológicas como la enfermedad de Parkinson y el trastorno por déficit de atención.

Los psicólogos afirman que el tiempo parece ir más rápido con la edad, pero la literatura sobre esta percepción del tiempo relacionada con la edad sigue siendo controvertida. Quienes apoyan esta noción argumentan que los jóvenes, al tener más neurotransmisores excitatorios, pueden hacer frente a eventos externos más rápidos.

Conceptualización espacial

Aunque el tiempo se considera un concepto abstracto, cada vez hay más pruebas de que el tiempo se conceptualiza en la mente en términos de espacio. Es decir, en lugar de pensar en el tiempo de forma general y abstracta, los humanos pensamos en el tiempo de forma espacial y lo organizamos mentalmente como tal. Usar el espacio para pensar en el tiempo permite a los humanos organizar mentalmente eventos temporales de una manera específica.

Esta representación espacial del tiempo a menudo se representa en la mente como una línea de tiempo mental (MTL). Usar el espacio para pensar en el tiempo permite a los humanos organizar mentalmente el orden temporal. Estos orígenes están formados por muchos factores ambientales; por ejemplo, la alfabetización parece desempeñar un papel importante en los diferentes tipos de MTL, ya que la dirección de lectura/escritura proporciona una orientación temporal cotidiana que difiere de una cultura a otra. En las culturas occidentales, el MTL puede desplegarse hacia la derecha (con el pasado a la izquierda y el futuro a la derecha) ya que las personas leen y escriben de izquierda a derecha.Los calendarios occidentales también continúan esta tendencia al colocar el pasado a la izquierda y el futuro progresando hacia la derecha. Por el contrario, los hablantes de árabe, farsi, urdu e israelí-hebreo leen de derecha a izquierda, y sus MTL se desarrollan hacia la izquierda (pasado a la derecha con futuro a la izquierda), y la evidencia sugiere que estos hablantes también organizan eventos temporales en sus mentes de esta manera..

Esta evidencia lingüística de que los conceptos abstractos se basan en conceptos espaciales también revela que la forma en que los humanos organizan mentalmente los eventos temporales varía entre culturas, es decir, un determinado sistema de organización mental específico no es universal. Entonces, aunque las culturas occidentales típicamente asocian eventos pasados ​​con la izquierda y eventos futuros con la derecha de acuerdo con un MTL determinado, este tipo de MTL horizontal y egocéntrico no es la organización espacial de todas las culturas. Aunque la mayoría de las naciones desarrolladas usan un sistema espacial egocéntrico, hay evidencia reciente de que algunas culturas usan una espacialización alocéntrica, a menudo basada en características ambientales.

Un estudio reciente del pueblo indígena Yupno de Papúa Nueva Guinea se centró en los gestos direccionales que se usan cuando las personas usan palabras relacionadas con el tiempo. Al hablar del pasado (como "el año pasado" o "tiempos pasados"), los individuos hacían gestos cuesta abajo, donde el río del valle desembocaba en el océano. Cuando hablaban del futuro, señalaban cuesta arriba, hacia el nacimiento del río. Esto era común independientemente de la dirección en la que se dirigiera la persona, lo que revela que la gente de Yupno puede usar un MTL alocéntrico, en el que el tiempo fluye cuesta arriba.

Un estudio similar de los Pormpuraawan, un grupo aborigen de Australia, reveló una distinción similar en la que cuando se les pide que organicen fotos de un hombre que envejece "en orden", las personas colocan las fotos más jóvenes al este y las fotos más antiguas al oeste. independientemente de la dirección en la que se enfrentaran. Esto chocó directamente con un grupo estadounidense que constantemente organizaba las fotos de izquierda a derecha. Por lo tanto, este grupo también parece tener un MTL alocéntrico, pero basado en las direcciones cardinales en lugar de las características geográficas.

La amplia gama de distinciones en la forma en que los diferentes grupos piensan sobre el tiempo lleva a la pregunta más amplia de que los diferentes grupos también pueden pensar sobre otros conceptos abstractos de diferentes maneras, como la causalidad y el número.

Usar

En sociología y antropología, la disciplina del tiempo es el nombre general que se le da a las reglas, convenciones, costumbres y expectativas sociales y económicas que rigen la medición del tiempo, la moneda social y la conciencia de las mediciones del tiempo, y las expectativas de las personas con respecto a la observancia de estas costumbres por parte de otros.. Arlie Russell Hochschild y Norbert Elias han escrito sobre el uso del tiempo desde una perspectiva sociológica.

El uso del tiempo es un tema importante para comprender el comportamiento humano, la educación y el comportamiento de viaje. La investigación sobre el uso del tiempo es un campo de estudio en desarrollo. La pregunta se refiere a cómo se distribuye el tiempo entre una serie de actividades (como el tiempo que se pasa en casa, en el trabajo, de compras, etc.). El uso del tiempo cambia con la tecnología, ya que la televisión o Internet crearon nuevas oportunidades para usar el tiempo de diferentes maneras. Sin embargo, algunos aspectos del uso del tiempo son relativamente estables durante largos períodos de tiempo, como la cantidad de tiempo que se dedica a viajar al trabajo, que, a pesar de los grandes cambios en el transporte, se ha observado que es de unos 20 a 30 minutos de ida para una gran cantidad de personas. número de ciudades durante un largo período.

La gestión del tiempo es la organización de tareas o eventos estimando primero cuánto tiempo requiere una tarea y cuándo debe completarse, y ajustando los eventos que interferirían con su finalización para que se realice en la cantidad de tiempo adecuada. Los calendarios y agendas son ejemplos comunes de herramientas de gestión del tiempo.

Secuencia de eventos

Una secuencia de eventos, o serie de eventos, es una secuencia de elementos, hechos, eventos, acciones, cambios o pasos de procedimiento, dispuestos en orden de tiempo (orden cronológico), a menudo con relaciones de causalidad entre los elementos. Debido a la causalidad, la causa precede al efecto, o la causa y el efecto pueden aparecer juntos en un solo elemento, pero el efecto nunca precede a la causa. Una secuencia de eventos se puede presentar en forma de texto, tablas, gráficos o líneas de tiempo. La descripción de los elementos o eventos puede incluir una marca de tiempo. Una secuencia de eventos que incluye el tiempo junto con información de lugar o ubicación para describir una ruta secuencial puede denominarse línea mundial.

Los usos de una secuencia de eventos incluyen historias, eventos históricos (cronología), instrucciones y pasos en los procedimientos y horarios para programar actividades. También se puede usar una secuencia de eventos para ayudar a describir procesos en ciencia, tecnología y medicina. Una secuencia de eventos puede estar enfocada en eventos pasados ​​(p. ej., historias, historia, cronología), en eventos futuros que deben estar en un orden predeterminado (p. ej., planes, horarios, procedimientos, cronogramas) o enfocada en la observación de eventos pasados. con la expectativa de que los eventos ocurrirán en el futuro (por ejemplo, procesos, proyecciones). El uso de una secuencia de eventos se da en campos tan diversos como las máquinas (cam timer), los documentales (Seconds From Disaster), ley (elección de la ley), finanzas (tiempo intrínseco de cambio de dirección), simulación por computadora (simulación de eventos discretos) y transmisión de energía eléctrica (registrador de secuencia de eventos). Un ejemplo específico de una secuencia de eventos es la línea de tiempo del desastre nuclear de Fukushima Daiichi.