时间是什么？时间如何在宇宙运作？

宇宙中的一切都在发生变化，时间是少数拥有规律，而且难以改变的事物之一。

时间具有稳定向前发展的特性，因此时间可以帮助我们探索过去、体验现在、预测未来，时间的本质非常复杂，但是时间的作用非常简单。

在17世纪，牛顿提出“时间不变，光速可变”的假设，因为每天都有24小时，每一秒钟的时长都没有任何差异；但是在1905年，爱因斯坦的相对论，提出“时间可变，光速不变”的理论，该理论在1971年，通过铯原子钟的实验得到证实。

时间的基础，就是一秒，目前我们使用的一秒，是铯原子内跃迁周期的9192631770倍，爱因斯坦将时间定义为宇宙维度的一种，并且时间在宇宙中的运作，只能向前发展，不能出现时光倒流。

什么是时间？

时间是宇宙的一种客观规律，由于地球生命的寿命有限，因此人类定义了时间。

我们在生活中感受到的事物变化，让我们对时间有一个直观的感受，从而形成了时间的概念。

最初的一秒钟，是通过地球自转周期进行定义，但是地球的自转周期一直在发生变化，大约每10000年增加30秒，因此科学家开始通过原子内的能量跃迁周期，来定义一秒钟，精准的原子钟，可以在4亿年时间里，将误差控制在1秒内。

从物理学的角度来看，时间并非是我们定义的一秒钟、一分钟、一小时，而是宇宙的第四维度。

爱因斯坦将宇宙定义为三维空间加一维时间的四维时空，因此时间和空间是密不可分的一部分。时间决定了物体的空间状态，随着时间的流动，宇宙万物开始运转，当时间停止，宇宙的一切都会同时停止。

时间对应着我们当前的状态和位置，如果科学家可以找到时间和空间的公式，或许就可以预测未来，但是量子力学暗示未来存在概率性，因此宇宙可能存在无数个平行宇宙，时间对应着平行宇宙的不同状态，预测未来也会变得没有意义。

时间的运转，为何只能向前？

牛顿和爱因斯坦虽然在光速上存在偏见，但是两位学者都认为时间只能向前发展，不能出现时间倒流，也不能出现时间的跳跃。

通过爱因斯坦的公式，我们可以得到速度越快，相对时间越慢的结论，如果到达光速，相对时间的流逝就会趋于静止，但是爱因斯坦也提出了光速不可超越的结论——随着速度的增加，质能守恒会让物体质量呈现指数上升，如果到达光速，物体质量会变为无穷大。

很多人认为，如果超越光速，时间或许就会出现倒流，这一结论没有任何的物理依据。爱因斯坦的公式中，如果速度大于光速，公式就会突破极限，得到一个毫无意义的结果，并没有暗示时光倒流的出现。

因此爱因斯坦认为光速无法超越，并且时间只能向前。人类想要超越光速，只能通过空间搭建类似“虫洞”的空间捷径，而无法通过速度的提高去超越光速。

时间只能向前运转，科学家对此有两种解释：

• 热力学第二定律：

根据热力学第二定律，宇宙的一切事物都趋于熵增，也就是从有序到无序逐渐发展。事物发展的规律，就是无序度和随机性的增加，这一现象也被称之为“时间之箭”，从而让时间只能向前。如果宇宙出现大规模的熵减，就有可能是时间出现了倒流。

• 宇宙膨胀理论：

由于宇宙在不断膨胀，部分科学家认为宇宙膨胀的同时，会拉扯时间，从而让时间只能向前。除非宇宙从膨胀转为坍塌收缩，否则时间就只能向前。

总结：

时间是寿命有限的人类，创造出的一个概念，对于宇宙来说，时间只是一个独特的物理维度。

我们能够感受到时间的流逝，才能学会珍惜时间，珍惜身边的一切；我们知道时间无法倒流，才会谨慎进行每一个选择。在了解宇宙规律的同时，我们也可以清楚认识到时间的珍贵！

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发布媒体：好百科 作者：新初科学