Đặt 1 chiếc đồng hồ trên đỉnh núi, 1 cái khác ở bãi biển: Cho ra 2 giờ khác nhau, tại sao?

Kể từ khi Einstein đưa ra thuyết tương đối rộng của mình, chúng ta đã hiểu rằng lực hấp dẫn có sức mạnh làm cong không gian và thời gian . Hiệu ứng "giãn nở thời gian" này xảy ra ngay cả ở mức độ nhỏ. Bên ngoài vật lý, chúng ta trải qua những biến dạng trong cách chúng ta nhận thức thời gian - đôi khi đến mức đáng kinh ngạc.

Đặt một chiếc đồng hồ trên đỉnh núi. Đặt một cái khác trên bãi biển. Cuối cùng, bạn sẽ thấy rằng mỗi đồng hồ báo một thời gian khác nhau.

Tại sao? Thời gian di chuyển chậm hơn khi bạn đến gần tâm Trái Đất hơn, bởi vì, như Einstein đã đặt ra trong Thuyết tương đối rộng của mình, lực hấp dẫn của một khối lượng lớn, như Trái Đất, sẽ làm cong không gian và thời gian xung quanh nó.

Các nhà khoa học lần đầu tiên quan sát thấy hiệu ứng "giãn nở thời gian" này trên quy mô vũ trụ, chẳng hạn như khi một ngôi sao đi qua gần một lỗ đen. Sau đó, vào năm 2010, các nhà nghiên cứu đã quan sát thấy hiệu ứng tương tự ở quy mô nhỏ hơn nhiều khi sử dụng hai đồng hồ nguyên tử cực kỳ chính xác, một đồng hồ đặt cao hơn đồng hồ kia 33 cm. Một lần nữa, thời gian di chuyển chậm hơn đối với đồng hồ gần tâm Trái Đất hơn.

Sự khác biệt rất nhỏ, nhưng hệ quả là rất lớn: "Thời gian tuyệt đối" không tồn tại!

Đối với mỗi chiếc đồng hồ trên thế giới và đối với mỗi chúng ta, thời gian trôi qua hơi khác nhau. Nhưng ngay cả khi thời gian đang trôi qua với tốc độ luôn dao động trong toàn vũ trụ, thì thời gian vẫn trôi qua theo một cách khách quan nào đó, phải không? Có thể không.

Trật tự của thời gian

Trong cuốn sách "Trật tự của thời gian - The Order of Time", nhà vật lý lý thuyết người Ý Carlo Rovelli gợi ý rằng nhận thức của chúng ta về thời gian - cảm giác của chúng ta rằng thời gian luôn trôi về phía trước - có thể là một dự báo mang tính chủ quan cao. Rốt cuộc, khi bạn nhìn vào thực tế ở quy mô nhỏ nhất (ít nhất là sử dụng các phương trình của lực hấp dẫn lượng tử), thời gian sẽ biến mất.

Rovelli viết: "Nếu tôi quan sát trạng thái vi mô của sự vật thì sự khác biệt giữa quá khứ và tương lai biến mất... trong ngữ pháp cơ bản của sự vật, không có sự phân biệt giữa 'nguyên nhân' và 'kết quả'".

Vậy, tại sao chúng ta lại nhận thức thời gian đang trôi về phía trước? Rovelli lưu ý rằng, mặc dù thời gian biến mất trên quy mô cực nhỏ, nhưng chúng ta vẫn nhận thấy rõ ràng các sự kiện diễn ra tuần tự trong thực tế. Nói cách khác, chúng ta quan sát Entropy: Thứ tự thay đổi thành rối loạn, lộn xộn.

Ảnh: ESA

Rovelli cho biết các khía cạnh chính của thời gian được mô tả bởi định luật thứ hai của nhiệt động lực học, định luật này phát biểu rằng nhiệt luôn chuyển từ nóng sang lạnh. Đây là đường một chiều. Ví dụ, một viên đá tan vào một tách trà nóng, không bao giờ ngược lại. Rovelli cho rằng một hiện tượng tương tự có thể giải thích tại sao chúng ta chỉ có thể nhận thức được quá khứ chứ không phải tương lai.

Rovelli viết cho Financial Times: "Bất cứ lúc nào tương lai cũng có thể phân biệt được với quá khứ, giống như nhiệt luôn chuyển tử nóng sang lạnh. Nhiệt động lực học theo hướng của thời gian đến một thứ gọi là 'entropy thấp của quá khứ', một hiện tượng vẫn còn bí ẩn khiến các cuộc thảo luận diễn ra gay gắt."

Tính chủ quan kỳ lạ của thời gian

Thời gian trên đỉnh núi khác với thời gian trên bãi biển. Nhưng bạn không cần phải đi bất kỳ nơi nào để trải nghiệm những biến dạng kỳ lạ trong nhận thức của bạn về thời gian.

Chẳng hạn, trong những khoảnh khắc sợ hãi về sự sống hay cái chết, não của bạn sẽ tiết ra một lượng lớn adrenaline (một hoocmon có tác dụng trên thần kinh giao cảm, sinh ra khi bạn sợ hãi, tức giận hay thích thú), làm tăng tốc độ đồng hồ sinh học bên trong của bạn, khiến bạn cảm nhận thế giới bên ngoài đang chuyển động chậm lại.

Một sự biến dạng phổ biến khác xảy ra khi chúng ta tập trung chú ý theo những cách cụ thể.

Aaron Sackett, Phó giáo sư marketing tại Đại học St. Thomas (Mỹ), nói với Gizmodo: "Bạn càng chú ý đến thời gian trôi qua thì thời gian càng trôi chậm hơn. Khi bạn trở nên mất tập trung vào thời gian trôi qua (ví dụ bạn đang trải qua điều gì đó thú vị), bạn có nhiều khả năng đánh mất thời gian hơn, điều này mang lại cho bạn cảm giác rằng nó đang trôi nhanh hơn trước.

Bài viết sử dụng nguồn: BT