Sự huyền bí của Thời Gian

January 18, 2010          

Nếu biết coi đồng hồ, chúng ta biết ngay bây giờ là mấy giờ trong ngày. Thế nhưng không ai thực sự biết thời gian là gì. Chúng ta không thấy và không sờ được thời gian, mà chỉ biết về khái niệm thời gian qua cách ta đánh dấu thời gian đi qua.

Vì thế, mặc dù con người ngày nay có thể đo đếm những thời khắc li ti nhất, thời gian vẫn là một trong những điều bí ẩn lớn nhất trong vũ trụ.

Một cách để nghĩ tới thời gian là tưởng tượng ra một thế giới không có thời gian. Trong thế giới ấy sẽ không có chuyển động bởi vì không thể tách rời thời gian khỏi chuyển động.

Một thế giới không có thời gian chỉ hiện hữu trong khoảnh khắc không có thay đổi gì, bởi vì thời gian và thay đổi liên kết với nhau. Chúng ta biết thời gian đã trôi qua khi một điều gì đó thay đổi.

Trong thế giới chúng ta đang sống, một thế giới có thời gian, thì những thay đổi diễn ra không ngừng. Có những thay đổi lâu lâu xảy ra một lần, như hiện tượng nguyệt thực. Một số hiện tượng khác xảy ra liên tục, như mặt trời mọc và lặn. Từ khi sinh ra, loài người vẫn quan sát những hiện tượng thiên nhiên liên tục như thế. Khi con người bắt đầu đếm các hiện tượng ấy thì cùng lúc cũng khởi sự đo được thời gian.

Trong thời hoang sơ của nhân loại, những thay đổi duy nhất lặp đi lặp lại đều đặn là những chuyển động của các thiên thể trên bầu trời. Và trong những chuyển động liên tục ấy, điều dễ nhận ra nhất là sự khác biệt giữa Ngày và Đêm.

Mặt trời mọc ở phương đông, tạo nên ánh sáng. Mặt trời di chuyển trên bầu trời và lặn ở phương tây, tạo ra bóng tối. Sự xuất hiện rồi biến mất của mặt trời là một hiện tượng đều đặn và bất tận. Những thời kỳ ánh sáng và bóng tối nối tiếp nhau do mặt trời tạo ra là những điều đầu tiên được chấp nhận như những khoảng thời gian. Con người đặt tên cho mỗi thời kỳ ánh sáng rồi bóng tối ấy là một ngày.

Con người còn ghi nhận rằng mặt trời mọc cao hơn trên bầu trời vào những mùa hè so với những mùa đông. Họ đếm những ngày đi qua từ lúc mặt trời ở đỉnh cao nhất của nó cho tới khi nó trở lại vị trí cũ, và đếm được 365 ngày. Giờ đây chúng ta biết được đó là thời gian trái đất xoay quanh mặt trời nguyên một vòng. Chúng ta gọi khoảng thời gian này là một năm.

Con người buổi sơ khai cũng lưu ý tới những thay đổi của mặt trăng. Quan sát mặt trăng đổi vị trí trên bầu trời đêm, có lẽ họ đã tự hỏi: Tại sao mặt trăng lại đổi khác mỗi đêm? Tại sao mặt trăng lại biến mất? Và nó đi đâu?

Ngay cả trước khi trả lời được những thắc mắc ấy, loài người đã phát hiện ra cách sử dụng những sự thay đổi của mặt trăng để đếm thời gian.

Mặt trăng đầy khi trăng tròn và tỏa sáng. Những con người nguyên thủy đếm số lần mặt trời xuất hiện giữa hai đêm trăng đầy, và phát hiện ra rằng con số này luôn cố định: 29. 29 lần mặt trời xuất hiện thì sẽ có một lần mặt trăng đầy. Ngày nay, chúng ta gọi khoảng thời gian này là một tháng.

Con người thời Thượng cổ thường đi săn bắn và thu nhặt các thực vật hoang dã trong rừng. Họ di chuyển theo từng nhóm hoặc từng bộ lạc từ nơi này đến nơi khác để kiếm lương thực. Thế rồi loài người khám phá ra cách reo hạt giống để trồng cây. Họ học cách sử dụng các động vật để giúp họ trong công việc hàng ngày, hoặc dùng động vật để làm lương thực.

Đó là lúc loài người khám phá ra rằng họ không cần phải di chuyển hết nơi này đến nơi khác để có thể sống còn.

Trong tư cách thợ săn, con người không cần có phương cách để đo thời gian. Nhưng trong tư cách nông dân, họ cần reo hạt đúng lúc để có thể gặt hái trước khi mùa đông đến. Họ cần tìm hiểu khi nào thì đến điểm giao mùa, và vì thế, con người cần phát triển lịch.

Không ai biết cuốn lịch đầu tiên của loài người được đưa ra vào lúc nào. Nhưng theo các chuyên gia, lịch ấy có phần chắc là dựa trên những biến đổi của mặt trăng.

Khi loài người bắt đầu xoay sang nghề nông, một số người khôn ngoan trong bộ lạc trở thành những nhân vật quan trọng. Họ quan sát, nghiên cứu bầu trời, rồi thu thập đủ thông tin để biết được khi nào đến lúc đổi mùa. Dựa vào đó, họ loan báo lúc nào là lúc nên reo giống trồng cây.

Sự phân chia thời giờ trong ngày mà chúng ta còn dùng hiện nay đã được phát triển dưới triều đại cổ Babylon cách đây 4000 năm về trước. Các nhà thiên văn của triều đại này tin rằng cứ mỗi 365 ngày thì mặt trời di chuyển quanh Trái đất hết một vòng. Họ chia cuộc hành trình thành 12 phần bằng nhau, gọi là tháng. Mỗi tháng gồm 30 ngày. Thế rồi họ chia mỗi ngày thành 24 phần bằng nhau, gọi là giờ. Mỗi giờ được chia thành 60 phần bằng nhau, gọi là phút, rồi mỗi phút chia ra thành 60 giây.

Trải qua nhiều thời đại, loài người đã sử dụng nhiều dụng cụ để đo thời gian. Đồng hồ mặt trời là một trong những dụng cụ đầu tiên và đơn giản nhất.

Đồng hồ mặt trời đo sự chuyển động của mặt trời trên bầu trời mỗi ngày. Một cái que được gắn lên mặt phẳng của đồng hồ. Chiếc que che ánh nắng mặt trời, tạo ra một bóng dâm. Khi mặt trời di chuyển, bóng cũng chuyển theo trên mặt đồng hồ. Những con số được khắc trên mặt đồng hồ cho thấy những giờ, đôi khi những phút trôi qua.

Đồng hồ mặt trời chỉ hoạt động khi nào có ánh sáng mặt trời. Và vì thế, con người phải tìm ra những phương cách mới để đo thời gian.

Một thiết bị khác được sử dụng là đồng hồ cát. Đồng hồ cát là một ống thủy tinh rộng ở hai đầu nhưng tóp lại ở giữa tương tự như một cái eo nhỏ. Người ta đo thời giờ bằng cách lật ngược ống thủy tinh để cát đổ xuống qua khe như một dòng suối mỏng. Khi cát đã đổ hết xuống thì có nghĩa là một giờ đã trôi qua. Bình lại được lật ngược để đánh dấu thêm một giờ đồng hồ nữa.

Đến thế kỷ 18, đồng hồ lớn và đồng hồ đeo tay chạy bằng động cơ đã xuất hiện. Ngày nay, nhiều đồng hồ treo và đồng hồ đeo tay đều chạy bằng pin hay điện.

Và như thế, con người đã có được những thiết bị để đo thời gian đi qua. Nhưng bây giờ là mấy giờ? Đồng hồ ở nhiều nơi khác nhau trên trái đất không cùng lúc chỉ đúng giờ như nhau. Đó là bởi vì thời gian trên trái đất được dựa trên vị trí của mặt trời trên bầu trời.

Giữa trưa, tức là 12 giờ trưa là lúc mặt trời lên tới đỉnh cao nhất trên bầu trời. Nhưng tại nơi này là 12 giờ trưa, thì ở nơi khác có thể là 10 giờ tối.

Trong bối cảnh thông tin liên lạc và các cuộc du hành gia tăng, rõ rệt có nhu cầu trở phải thiết lập một thời gian chung cho mọi nơi trên thế giới.

Năm 1884, một hội nghị quốc tế phân chia thế giới thành 24 múi giờ. Mỗi múi đại diện cho một giờ. Greenwich được quy ước nằm trên kinh tuyến số 0, và đài quan sát thiên văn ở Greenwich bên Anh Quốc, được chọn làm khởi điểm các múi giờ, với 12 múi giờ nằm ở hướng Tây, và 12 múi giờ ở hướng Đông.

Giờ trung bình tại Greenwich, viết tắt từ tiếng Anh là GMT, Greenwich Mean Time, dựa trên vị trí của mặt trời quan sát tại Đài Thiên Văn Greenwich gần London, được coi là giờ quốc tế.

Do mặt trời không thực sự tròn, những chuyển động của Mặt Trời cũng không đều, đưa đến chênh lệch giờ Mặt trời, cộng thêm việc trái đất quay chung quanh mình cũng không đều, nên con người xoay qua sử dụng các đồng hồ nguyên tử. Giờ GMT được đổi thành Giờ Phối hợp Quốc tế, UTC, được giữ bởi nhiều đồng hồ nguyên tử quanh thế giới.

Hầu hết chúng ta đều dễ dàng chấp nhận rằng thời gian đi tới thay vì đi trở lùi. Chúng ta được chứng kiến trẻ ra đời, lớn lên rồi già đi. Chúng ta nhớ quá khứ chứ không biết tương lai.

Mặc dù vậy, một số nhà khoa học vẫn không chấp nhận rằng thời gian phải luôn luôn đi tới trước. Và cuộc tranh luận trong giới khoa học vẫn tiếp tục về bản chất của thời gian, và vì thế, thời gian vẫn còn là một sự huyền bí đang chờ được khám phá.