Zeit

Zeit ist die kontinuierliche Abfolge von Existenz und Ereignissen, die in einer scheinbar unumkehrbaren Abfolge von der Vergangenheit über die Gegenwart bis in die Zukunft erfolgt. Sie ist eine Teilgröße verschiedener Messungen, die dazu dienen, die Abfolge von Ereignissen zu bestimmen, die Dauer von Ereignissen oder die Intervalle zwischen ihnen zu vergleichen und die Veränderungsraten von Größen in der materiellen Realität oder in der bewussten Erfahrung zu quantifizieren. Die Zeit wird oft als vierte Dimension neben den drei räumlichen Dimensionen bezeichnet. ⓘ

Die Zeit ist seit langem ein wichtiger Untersuchungsgegenstand in der Religion, der Philosophie und der Wissenschaft, aber eine Definition, die auf alle Bereiche anwendbar ist, ohne zirkulär zu sein, ist den Gelehrten stets entgangen. Nichtsdestotrotz haben verschiedene Bereiche wie Wirtschaft, Industrie, Sport, Wissenschaft und darstellende Künste alle einen gewissen Begriff von Zeit in ihre jeweiligen Messsysteme integriert. ⓘ

In der Physik wird Zeit operativ als das definiert, was eine Uhr anzeigt. ⓘ

Die physikalische Natur der Zeit wird von der allgemeinen Relativitätstheorie in Bezug auf Ereignisse in der Raumzeit behandelt. Beispiele für Ereignisse sind der Zusammenstoß zweier Teilchen, die Explosion einer Supernova oder die Ankunft eines Raketenschiffs. Jedem Ereignis können vier Zahlen zugeordnet werden, die seine Zeit und Position (die Koordinaten des Ereignisses) angeben. Die Zahlenwerte sind jedoch für verschiedene Beobachter unterschiedlich. In der allgemeinen Relativitätstheorie hat die Frage, wie spät es jetzt ist, nur relativ zu einem bestimmten Beobachter Bedeutung. Entfernung und Zeit sind eng miteinander verbunden, und die Zeit, die das Licht benötigt, um eine bestimmte Entfernung zurückzulegen, ist für alle Beobachter gleich, wie Michelson und Morley erstmals öffentlich zeigten. Die allgemeine Relativitätstheorie geht nicht auf die Natur der Zeit für extrem kleine Intervalle ein, für die die Quantenmechanik gilt. Zurzeit gibt es keine allgemein anerkannte Theorie der allgemeinen Quantenrelativitätstheorie. ⓘ

Die Zeit ist eine der sieben grundlegenden physikalischen Größen sowohl im Internationalen Einheitensystem (SI) als auch im Internationalen System der Größen. Die SI-Basiseinheit der Zeit ist die Sekunde. Die Zeit wird zur Definition anderer Größen, wie z. B. der Geschwindigkeit, verwendet, so dass eine Definition der Zeit in Bezug auf solche Größen zu einem Definitionskreislauf führen würde. Eine operationelle Definition der Zeit, die besagt, dass die Beobachtung einer bestimmten Anzahl von Wiederholungen des einen oder anderen zyklischen Standardereignisses (z. B. der Durchgang eines frei schwingenden Pendels) eine Standardeinheit wie die Sekunde darstellt, ist sowohl bei der Durchführung fortgeschrittener Experimente als auch bei alltäglichen Angelegenheiten sehr nützlich. Um die Beobachtung eines Ereignisses zu beschreiben, werden in der Regel ein Ort (Position im Raum) und die Zeit angegeben. ⓘ

Die operationelle Definition der Zeit geht nicht darauf ein, was die grundlegende Natur der Zeit ist. Sie geht nicht darauf ein, warum sich Ereignisse im Raum vorwärts und rückwärts abspielen können, während Ereignisse nur im Vorwärtsgang der Zeit stattfinden. Die Erforschung der Beziehung zwischen Raum und Zeit führte die Physiker zur Definition des Raum-Zeit-Kontinuums. Die allgemeine Relativitätstheorie ist der wichtigste Rahmen für das Verständnis der Funktionsweise der Raumzeit. Durch Fortschritte bei der theoretischen und experimentellen Untersuchung der Raumzeit konnte gezeigt werden, dass die Zeit verzerrt und gedehnt werden kann, insbesondere an den Rändern von Schwarzen Löchern. ⓘ

Die Messung der Zeit hat Wissenschaftler und Technologen beschäftigt und war eine Hauptmotivation in der Navigation und Astronomie. Periodische Ereignisse und periodische Bewegungen dienen seit langem als Maßstab für Zeiteinheiten. Beispiele dafür sind die scheinbare Bewegung der Sonne über den Himmel, die Mondphasen, das Schwingen eines Pendels und der Schlag eines Herzens. Derzeit wird die internationale Zeiteinheit, die Sekunde, durch die Messung der elektronischen Übergangsfrequenz von Cäsiumatomen definiert. Die Zeit ist auch von großer gesellschaftlicher Bedeutung, da sie sowohl einen wirtschaftlichen ("Zeit ist Geld") als auch einen persönlichen Wert hat, da man sich der begrenzten Zeit eines jeden Tages und der menschlichen Lebensspanne bewusst ist. ⓘ

Es gibt viele Systeme zur Bestimmung der Uhrzeit, darunter das Global Positioning System, andere Satellitensysteme, die koordinierte Weltzeit und die mittlere Sonnenzeit. Im Allgemeinen unterscheiden sich die von den verschiedenen Zeitsystemen ermittelten Zahlen voneinander. ⓘ

Zur Angabe eines Zeitpunkts wird die Uhrzeit verwendet. Als bürgerliche Zeit (UT, MEZ usw.) richtet sie sich annähernd nach dem Sonnenstand und ist durch staatliche Regelungen jeweils innerhalb einer Zeitzone einheitlich. ⓘ

In der Philosophie fragt man seit jeher nach dem Wesen der Zeit, was auch Themen der Weltanschauung berührt. Für die physikalischen, die Bio- und Humanwissenschaften ist die Zeit ein zentraler, auch messtechnisch erfassbarer Parameter, u. a. bei allen bewegten Körpern (Dynamik, Entwicklung), in der Chronobiologie oder der Zeitsoziologie. Die Psychologie untersucht die Zeitwahrnehmung und das Zeitgefühl. Die Ökonomie betrachtet Zeit auch als Wertgegenstand. In den Sprachwissenschaften bedeutet „Zeit“ die grammatische Form der Zeitwörter, das Tempus. ⓘ

Messung

Das Fließen des Sandes in einer Sanduhr kann dazu dienen, den Lauf der Zeit zu messen. Außerdem stellt sie die Gegenwart konkret als etwas dar, das zwischen der Vergangenheit und der Zukunft liegt. ⓘ

Im Allgemeinen gibt es zwei verschiedene Methoden der Zeitmessung, die Chronometrie: den Kalender, ein mathematisches Instrument zur Einteilung von Zeitintervallen, und die Uhr, ein physikalischer Mechanismus, der den Ablauf der Zeit zählt. Im täglichen Leben wird die Uhr für Zeiträume von weniger als einem Tag konsultiert, während der Kalender für Zeiträume von mehr als einem Tag herangezogen wird. Immer mehr elektronische Geräte zeigen sowohl Kalender als auch Uhren gleichzeitig an. Die Zahl (wie auf einem Zifferblatt oder einem Kalender), die das Eintreten eines bestimmten Ereignisses in Bezug auf die Stunde oder das Datum markiert, wird durch Zählen von einer Referenzzeit - einem zentralen Bezugspunkt - aus ermittelt. ⓘ

Geschichte des Kalenders

Funde aus dem Paläolithikum deuten darauf hin, dass der Mond bereits vor 6 000 Jahren zur Zeitmessung verwendet wurde. Mondkalender gehörten zu den ersten Kalendern, deren Jahre entweder 12 oder 13 Mondmonate (354 oder 384 Tage) umfassten. Ohne die Interkalation, mit der einige Jahre um Tage oder Monate verlängert werden, verschieben sich die Jahreszeiten in einem Kalender, der nur auf zwölf Mondmonaten basiert, schnell. Bei Lunisolarkalendern wird einigen Jahren ein dreizehnter Monat hinzugefügt, um den Unterschied zwischen einem vollen Jahr (das heute bekanntlich etwa 365,24 Tage hat) und einem Jahr mit nur zwölf Mondmonaten auszugleichen. Die Zahlen Zwölf und Dreizehn spielten in vielen Kulturen eine wichtige Rolle, was zumindest teilweise auf dieses Verhältnis von Monaten und Jahren zurückzuführen ist. Andere frühe Formen von Kalendern entstanden in Mesoamerika, insbesondere in der alten Maya-Zivilisation. Diese Kalender waren religiös und astronomisch begründet, mit 18 Monaten im Jahr und 20 Tagen im Monat, plus fünf epagomenalen Tagen am Ende des Jahres. ⓘ

Mit den Reformen von Julius Cäsar im Jahr 45 v. Chr. wurde die römische Welt auf einen Sonnenkalender umgestellt. Dieser julianische Kalender war insofern fehlerhaft, als die astronomischen Sonnenwenden und Tagundnachtgleichen durch die Interkalation immer noch um etwa 11 Minuten pro Jahr verschoben wurden. Papst Gregor XIII. führte 1582 eine Korrektur ein; der gregorianische Kalender wurde erst nach und nach im Laufe der Jahrhunderte von verschiedenen Nationen übernommen, ist aber heute der bei weitem am häufigsten verwendete Kalender der Welt. ⓘ

Während der Französischen Revolution wurden eine neue Uhr und ein neuer Kalender erfunden, um die Zeit zu entchristlichen und ein rationaleres System zu schaffen, das den Gregorianischen Kalender ersetzen sollte. Die Tage des französischen republikanischen Kalenders bestanden aus zehn Stunden und hundert Minuten und hundert Sekunden, was eine Abweichung vom System der Basis 12 (Duodezimalsystem) bedeutete, das in vielen anderen Geräten und in vielen Kulturen verwendet wurde. Das System wurde 1806 abgeschafft. ⓘ

Geschichte anderer Geräte

Horizontale Sonnenuhr in Taganrog ⓘ

Eine alte Küchenuhr ⓘ

Zur Messung der Zeit wurde eine Vielzahl von Geräten erfunden. Das Studium dieser Geräte wird als Uhrenkunde bezeichnet. ⓘ

Ein ägyptisches Gerät aus der Zeit um 1500 v. Chr., das einem gebogenen T-Quadrat ähnelt, maß die Zeit anhand des Schattens, den sein Querbalken auf ein nichtlineares Lineal warf. Morgens war das T nach Osten ausgerichtet. Zur Mittagszeit wurde das Gerät umgedreht, so dass es seinen Schatten in die Abendrichtung werfen konnte. ⓘ

Eine Sonnenuhr wirft mit Hilfe eines Gnomons einen Schatten auf eine Reihe von Markierungen, die auf die Stunde geeicht sind. Die Position des Schattens markiert die Stunde in der Ortszeit. Die Idee, den Tag in kleinere Abschnitte zu unterteilen, wird den Ägyptern zugeschrieben, da ihre Sonnenuhren nach dem Duodezimalsystem funktionierten. Die Bedeutung der Zahl 12 ergibt sich aus der Anzahl der Mondzyklen in einem Jahr und der Anzahl der Sterne, die zur Zählung des Nachtverlaufs verwendet werden. ⓘ

Das präziseste Zeitmessgerät der antiken Welt war die Wasseruhr oder Clepsydra, von der eine im Grab des ägyptischen Pharaos Amenhotep I. gefunden wurde. Sie konnte auch nachts die Stunden messen, musste aber manuell gewartet werden, um den Wasserfluss aufzufüllen. Die alten Griechen und die Menschen in Chaldäa (Südost-Mesopotamien) führten regelmäßig Aufzeichnungen über die Zeitmessung, die ein wesentlicher Bestandteil ihrer astronomischen Beobachtungen waren. Vor allem arabische Erfinder und Ingenieure verbesserten die Verwendung von Wasseruhren bis ins Mittelalter hinein. Im 11. Jahrhundert erfanden chinesische Erfinder und Ingenieure die ersten mechanischen Uhren, die durch einen Hemmungsmechanismus angetrieben wurden. ⓘ

Eine moderne Quarzuhr, 2007 ⓘ

Die Sanduhr nutzt den Fluss des Sandes, um den Lauf der Zeit zu messen. Sie wurden in der Navigation verwendet. Ferdinand Magellan benutzte bei seiner Weltumsegelung (1522) 18 Gläser auf jedem Schiff. ⓘ

Räucherstäbchen und Kerzen wurden und werden in Tempeln und Kirchen überall auf der Welt zur Zeitmessung verwendet. In den Abteien und Klöstern des Mittelalters wurden Wasseruhren und später mechanische Uhren verwendet, um die Ereignisse zu markieren. Richard von Wallingford (1292-1336), Abt der Abtei St. Alban's, baute um 1330 eine mechanische Uhr als astronomisches Oratorium. ⓘ

Große Fortschritte auf dem Gebiet der genauen Zeitmessung machten Galileo Galilei und vor allem Christiaan Huygens mit der Erfindung von Pendeluhren und der Erfindung des Minutenzeigers durch Jost Burgi. ⓘ

Das englische Wort clock stammt wahrscheinlich von dem mittelniederländischen Wort klocke ab, das sich wiederum von dem mittelalterlichen lateinischen Wort clocca ableitet, das letztlich aus dem Keltischen stammt und mit französischen, lateinischen und deutschen Wörtern für Glocke verwandt ist. Der Ablauf der Stunden auf See wurde durch Glocken markiert und bezeichnete die Zeit (siehe Schiffsglocke). Die Stunden wurden sowohl in Klöstern als auch auf See durch Glocken angezeigt. ⓘ

Atomuhren in Chipgröße, wie diese, die 2004 vorgestellt wurde, sollen die GPS-Ortung erheblich verbessern. ⓘ

Uhren können von Armbanduhren bis hin zu exotischeren Varianten wie der Uhr des langen Jetzt reichen. Sie können auf unterschiedliche Weise angetrieben werden, z. B. durch Schwerkraft, Federn und verschiedene Formen elektrischer Energie, und sie können auf unterschiedliche Weise reguliert werden, z. B. durch ein Pendel. ⓘ

Wecker tauchten erstmals im antiken Griechenland um 250 v. Chr. mit einer Wasseruhr auf, die einen Pfiff auslöste. Diese Idee wurde später von Levi Hutchins und Seth E. Thomas mechanisiert. ⓘ

Ein Chronometer ist ein tragbarer Zeitmesser, der bestimmte Präzisionsstandards erfüllt. Ursprünglich bezog sich der Begriff auf den Marinechronometer, einen Zeitmesser, der zur Bestimmung des Längengrads mit Hilfe der Himmelsnavigation verwendet wurde, eine Präzision, die erstmals von John Harrison erreicht wurde. In jüngerer Zeit wurde der Begriff auch auf die Chronometeruhr angewandt, eine Uhr, die den von der Schweizer Agentur COSC festgelegten Präzisionsstandards entspricht. ⓘ

Die genauesten Zeitmessgeräte sind Atomuhren, die auf Sekunden in vielen Millionen Jahren genau sind und zur Kalibrierung anderer Uhren und Zeitmessinstrumente verwendet werden. ⓘ

Atomuhren nutzen die Frequenz elektronischer Übergänge in bestimmten Atomen, um die Sekunde zu messen. Eines der verwendeten Atome ist Cäsium. Die meisten modernen Atomuhren untersuchen Cäsium mit Mikrowellen, um die Frequenz dieser Elektronenschwingungen zu bestimmen. Seit 1967 stützt das Internationale System der Messungen seine Zeiteinheit, die Sekunde, auf die Eigenschaften von Cäsiumatomen. SI definiert die Sekunde als 9.192.631.770 Zyklen der Strahlung, die dem Übergang zwischen zwei Elektronenspin-Energieniveaus des Grundzustands des ¹³³Cs-Atoms entspricht. ⓘ

Heute kann das Global Positioning System in Verbindung mit dem Network Time Protocol zur Synchronisierung von Zeitmesssystemen auf der ganzen Welt verwendet werden. ⓘ

In mittelalterlichen philosophischen Schriften war das Atom eine Zeiteinheit, die als kleinstmögliche Unterteilung der Zeit bezeichnet wurde. Die früheste bekannte Erwähnung in englischer Sprache findet sich in Byrhtferths Enchiridion (einem wissenschaftlichen Text) von 1010-1012, wo es als 1/564 eines Impulses (1½ Minuten) definiert wurde und somit 15/94 einer Sekunde entsprach. Sie wurde im computus, dem Verfahren zur Berechnung des Osterdatums, verwendet. ⓘ

Im Mai 2010 liegt die kleinste Unsicherheit des Zeitintervalls bei direkten Messungen in der Größenordnung von 12 Attosekunden (1,2 × 10-17 Sekunden), was etwa 3,7 × 10²⁶ Planck-Zeiten entspricht. ⓘ

Einheiten

Die Sekunde (s) ist die SI-Basiseinheit. Eine Minute (min) hat eine Länge von 60 Sekunden, und eine Stunde hat eine Länge von 60 Minuten oder 3600 Sekunden. Ein Tag hat in der Regel eine Länge von 24 Stunden oder 86.400 Sekunden; die Dauer eines Kalendertages kann jedoch aufgrund von Sommerzeit und Schaltsekunden variieren. ⓘ

Definitionen und Normen

Eine Zeitnorm ist eine Spezifikation zur Messung der Zeit: Zuweisung einer Zahl oder eines Kalenderdatums zu einem Zeitpunkt, Quantifizierung der Dauer eines Zeitintervalls und Festlegung einer Chronologie (Reihenfolge der Ereignisse). In der Neuzeit sind mehrere Zeitangaben offiziell als Normen anerkannt worden, während sie früher eine Sache der Gewohnheit und der Praxis waren. Die Erfindung der Cäsium-Atomuhr im Jahr 1955 hat dazu geführt, dass ältere und rein astronomische Zeitstandards wie die Sternzeit und die Ephemeridenzeit für die meisten praktischen Zwecke durch neuere Zeitstandards ersetzt wurden, die ganz oder teilweise auf der Atomzeit unter Verwendung der SI-Sekunde basieren. ⓘ

Die Internationale Atomzeit (TAI) ist der primäre internationale Zeitstandard, aus dem andere Zeitstandards berechnet werden. Die Weltzeit (UT1) ist die mittlere Sonnenzeit auf 0° Länge, die aus astronomischen Beobachtungen berechnet wird. Sie weicht aufgrund der Unregelmäßigkeiten der Erdrotation von der TAI ab. Die koordinierte Weltzeit (UTC) ist eine atomare Zeitskala, die der Weltzeit nahe kommt. Die UTC unterscheidet sich von der TAI durch eine ganzzahlige Anzahl von Sekunden. UTC wird durch die Einführung von Ein-Sekunden-Schritten, der "Schaltsekunde", auf 0,9 Sekunden genau an UT1 angepasst. Das Global Positioning System sendet ein sehr genaues Zeitsignal auf der Grundlage der UTC-Zeit. ⓘ

Die Erdoberfläche ist in eine Reihe von Zeitzonen unterteilt. Die Standardzeit oder bürgerliche Zeit in einer Zeitzone weicht um einen festen, runden Betrag, in der Regel eine ganze Zahl von Stunden, von einer Form der Weltzeit, meist UTC, ab. Die meisten Zeitzonen liegen genau eine Stunde auseinander und berechnen ihre Ortszeit vereinbarungsgemäß als Abweichung von der UTC. So basieren beispielsweise die Zeitzonen auf See auf UTC. An vielen Orten (jedoch nicht auf See) ändern sich diese Abweichungen zweimal im Jahr aufgrund der Sommerzeitumstellung. ⓘ

Einige andere Zeitstandards werden hauptsächlich für wissenschaftliche Arbeiten verwendet. Die terrestrische Zeit ist eine theoretische Idealskala, die von TAI realisiert wird. Die geozentrische Koordinatenzeit und die baryzentrische Koordinatenzeit sind Maßstäbe, die im Rahmen der allgemeinen Relativitätstheorie als Koordinatenzeiten definiert sind. Die baryzentrische dynamische Zeit ist eine ältere relativistische Skala, die immer noch in Gebrauch ist. ⓘ

Philosophie

Religion

Zeitskala in Jain-Texten logarithmisch dargestellt ⓘ

Linear und zyklisch

Alte Kulturen wie die Inka, Maya, Hopi und andere indianische Stämme sowie die Babylonier, die alten Griechen, der Hinduismus, der Buddhismus, der Jainismus und andere haben ein Konzept des Rades der Zeit: Sie betrachten die Zeit als zyklisch und quantisch, bestehend aus sich wiederholenden Zeitaltern, die jedem Wesen des Universums zwischen Geburt und Aussterben widerfahren. ⓘ

Die islamische und jüdisch-christliche Weltanschauung betrachtet die Zeit im Allgemeinen als linear und geradlinig, Sie beginnt mit dem Schöpfungsakt durch Gott. Nach der traditionellen christlichen Auffassung endet die Zeit teleologisch, mit dem eschatologischen Ende der gegenwärtigen Ordnung der Dinge, der "Endzeit". ⓘ

Im alttestamentlichen Buch Prediger, das traditionell Salomo (970-928 v. Chr.) zugeschrieben wird, wurde die Zeit (wie das hebräische Wort עידן, זמן iddan (Alter, wie in "Eiszeit") zĕman(Zeit) oft übersetzt wird) traditionell als Medium für den Ablauf vorherbestimmter Ereignisse betrachtet. (Ein anderes Wort, زمان" זמן" zamān, bedeutet Zeit, die für ein Ereignis geeignet ist, und wird als modernes arabisches, persisches und hebräisches Äquivalent zum englischen Wort "time" verwendet). ⓘ

Die Zeit in der griechischen Mythologie

Die griechische Sprache kennt zwei unterschiedliche Prinzipien, Chronos und Kairos. Das erste bezieht sich auf die numerische oder chronologische Zeit. Letzteres, wörtlich "der richtige oder günstige Augenblick", bezieht sich speziell auf die metaphysische oder göttliche Zeit. In der Theologie ist der Kairos qualitativ und nicht quantitativ. ⓘ

In der griechischen Mythologie wird Chronos (altgriechisch: Χρόνος) als die Personifikation der Zeit bezeichnet. Sein Name bedeutet auf Griechisch "Zeit" und wird alternativ auch als Chronus (lateinische Schreibweise) oder Khronos geschrieben. Chronos wird in der Regel als alter, weiser Mann mit einem langen, grauen Bart dargestellt, etwa als "Vater Zeit". Zu den englischen Wörtern, deren etymologische Wurzel khronos/chronos ist, gehören chronology, chronometer, chronic, anachronism, synchronise und chronicle. ⓘ

Zeit in der Kabbala

Nach Ansicht der Kabbalisten ist "Zeit" ein Paradoxon und eine Illusion. Sowohl die Zukunft als auch die Vergangenheit werden als miteinander verbunden und gleichzeitig gegenwärtig angesehen. ⓘ

In der westlichen Philosophie

Der sterbliche Aspekt der Zeit wird in dieser Bronzestatue von Charles van der Stappen personifiziert. ⓘ

Zwei gegensätzliche Ansichten über die Zeit spalten prominente Philosophen. Die eine Auffassung besagt, dass die Zeit Teil der grundlegenden Struktur des Universums ist - eine von den Ereignissen unabhängige Dimension, in der die Ereignisse nacheinander auftreten. Isaac Newton vertrat diese realistische Sichtweise, weshalb sie manchmal auch als Newtonsche Zeit bezeichnet wird. Die gegenteilige Auffassung besagt, dass die Zeit weder eine Art "Behälter" ist, durch den sich Ereignisse und Objekte "bewegen", noch eine Entität, die "fließt", sondern dass sie stattdessen Teil einer grundlegenden intellektuellen Struktur (zusammen mit Raum und Zahl) ist, innerhalb derer die Menschen Ereignisse anordnen und vergleichen. Diese zweite Sichtweise, die in der Tradition von Gottfried Leibniz und Immanuel Kant steht, besagt, dass die Zeit weder ein Ereignis noch ein Ding ist und somit weder messbar noch reisbar ist. ⓘ

Darüber hinaus kann es sein, dass die Zeit eine subjektive Komponente hat, aber ob die Zeit selbst "gefühlt" wird, als eine Empfindung, oder ein Urteil ist, ist umstritten. ⓘ

In der Philosophie wurde die Zeit durch die Jahrhunderte hindurch in Frage gestellt: was Zeit ist und ob sie real ist oder nicht. Die griechischen Philosophen der Antike fragten, ob die Zeit linear oder zyklisch verläuft und ob sie endlos oder endlich ist. Diese Philosophen hatten verschiedene Erklärungsansätze für die Zeit; die alten indischen Philosophen hatten zum Beispiel etwas, das sie das Rad der Zeit nannten. Man glaubte, dass sich die Zeitalter im Laufe der Lebensspanne des Universums wiederholten. Dies führte zu Überzeugungen wie Zyklen der Wiedergeburt und Reinkarnation. Die griechischen Philosophen glaubten, dass das Universum unendlich sei und für die Menschen eine Illusion darstelle. Platon glaubte, dass die Zeit vom Schöpfer im gleichen Augenblick wie der Himmel geschaffen wurde. Er sagt auch, dass die Zeit eine Periode der Bewegung der Himmelskörper ist. Aristoteles glaubte, dass die Zeit mit der Bewegung zusammenhängt, dass die Zeit nicht für sich allein existiert, sondern mit der Bewegung von Objekten zusammenhängt. Er glaubte auch, dass die Zeit mit der Bewegung der Himmelskörper zusammenhängt; der Grund dafür, dass die Menschen die Zeit messen können, liegt in den Umlaufperioden, und deshalb gibt es eine Zeitdauer. ⓘ

Die Veden, die frühesten Texte der indischen Philosophie und der Hindu-Philosophie aus dem späten 2. Jahrtausend v. Chr., beschreiben die alte hinduistische Kosmologie, in der das Universum wiederholte Zyklen von Schöpfung, Zerstörung und Wiedergeburt durchläuft, wobei jeder Zyklus 4.320 Millionen Jahre dauert. Griechische Philosophen der Antike, darunter Parmenides und Heraklit, schrieben Abhandlungen über das Wesen der Zeit. Platon setzte im Timaios die Zeit mit der Bewegungszeit der Himmelskörper gleich. Aristoteles definierte in Buch IV seiner Physica die Zeit als "Zahl der Bewegung in Bezug auf das Vorher und Nachher". ⓘ

Augustinus von Hippo denkt in Buch 11 seiner Bekenntnisse über das Wesen der Zeit nach und fragt: "Was ist denn die Zeit? Wenn mich niemand fragt, so weiß ich es; wenn ich es aber einem Fragenden erklären will, so weiß ich es nicht." Er beginnt, die Zeit durch das zu definieren, was sie nicht ist, und nicht durch das, was sie ist, ein Ansatz, der dem anderer negativer Definitionen ähnelt. Am Ende nennt Augustinus die Zeit jedoch eine "Zerstreuung" des Geistes (Bekenntnisse 11.26), durch die wir gleichzeitig die Vergangenheit in der Erinnerung, die Gegenwart durch Aufmerksamkeit und die Zukunft durch Erwartung erfassen. ⓘ

Isaac Newton glaubte an den absoluten Raum und die absolute Zeit; Leibniz glaubte, dass Zeit und Raum relational sind. Die Unterschiede zwischen den Interpretationen von Leibniz und Newton spitzten sich in der berühmten Leibniz-Clarke-Korrespondenz zu. ⓘ

Die Philosophen des 17. und 18. Jahrhunderts stellten sich die Frage, ob die Zeit real und absolut ist oder ob es sich um ein intellektuelles Konzept handelt, das der Mensch verwendet, um Ereignisse zu verstehen und zu ordnen. Die Realisten glaubten, dass die Zeit ein grundlegender Bestandteil des Universums ist und dass sie durch Ereignisse wahrgenommen wird, die in einer bestimmten Reihenfolge und in einer bestimmten Dimension stattfinden. Isaac Newton sagte, dass wir die Zeit lediglich einnehmen, und er sagte auch, dass der Mensch nur die relative Zeit verstehen kann. Relative Zeit ist eine Messung von Objekten in Bewegung. Die Antirealisten glaubten, dass die Zeit lediglich ein bequemes intellektuelles Konzept für den Menschen ist, um Ereignisse zu verstehen. Das bedeutet, dass die Zeit nutzlos war, wenn es keine Objekte gab, mit denen sie interagieren konnte, was als relationale Zeit bezeichnet wurde. René Descartes, John Locke und David Hume vertraten die Ansicht, dass der Verstand die Zeit anerkennen muss, um zu verstehen, was Zeit ist. Immanuel Kant vertrat die Ansicht, dass wir nicht wissen können, was etwas ist, wenn wir es nicht aus erster Hand erfahren. ⓘ

Die Zeit ist kein empirischer Begriff. Denn weder Koexistenz noch Sukzession würden von uns wahrgenommen, wenn die Vorstellung von Zeit nicht als Grundlage a priori existieren würde. Ohne diese Voraussetzung könnten wir uns nicht vorstellen, dass die Dinge zusammen zu ein und derselben Zeit oder zu verschiedenen Zeiten, d.h. gleichzeitig oder nacheinander existieren.

Immanuel Kant, Kritik der reinen Vernunft (1781), trans. Vasilis Politis (London: Dent., 1991), S.54.

Immanuel Kant beschrieb in der Kritik der reinen Vernunft die Zeit als eine apriorische Intuition, die es uns (zusammen mit der anderen apriorischen Intuition, dem Raum) ermöglicht, Sinneserfahrungen zu verstehen. Bei Kant werden weder Raum noch Zeit als Substanzen aufgefasst, sondern beide sind Elemente eines systematischen geistigen Rahmens, der die Erfahrungen eines jeden rationalen Akteurs oder beobachtenden Subjekts notwendigerweise strukturiert. Kant betrachtete die Zeit als einen grundlegenden Teil eines abstrakten begrifflichen Rahmens, zusammen mit dem Raum und der Zahl, innerhalb dessen wir Ereignisse ordnen, ihre Dauer quantifizieren und die Bewegungen von Objekten vergleichen. In dieser Sichtweise bezieht sich die Zeit nicht auf irgendeine Art von Entität, die "fließt", durch die sich Objekte "bewegen" oder die ein "Behälter" für Ereignisse ist. Räumliche Messungen werden verwendet, um die Ausdehnung von und die Entfernungen zwischen Objekten zu quantifizieren, und zeitliche Messungen werden verwendet, um die Dauer von und zwischen Ereignissen zu quantifizieren. Die Zeit wurde von Kant als das reinste mögliche Schema eines reinen Begriffs oder einer reinen Kategorie bezeichnet. ⓘ

Henri Bergson war der Ansicht, dass die Zeit weder ein reales homogenes Medium noch ein mentales Konstrukt ist, sondern etwas besitzt, das er als Dauer bezeichnete. Für Bergson war die Dauer die Kreativität und das Gedächtnis als wesentlicher Bestandteil der Wirklichkeit. ⓘ

Nach Martin Heidegger existieren wir nicht innerhalb der Zeit, wir sind die Zeit. Daher ist die Beziehung zur Vergangenheit ein gegenwärtiges Bewusstsein des Gewesenen, das es der Vergangenheit ermöglicht, in der Gegenwart zu existieren. Die Beziehung zur Zukunft ist der Zustand der Vorwegnahme einer potenziellen Möglichkeit, Aufgabe oder Verpflichtung. Sie hängt mit der menschlichen Neigung zusammen, sich zu sorgen und besorgt zu sein, was dazu führt, dass man sich selbst voraus ist", wenn man an ein bevorstehendes Ereignis denkt. Die Sorge um ein mögliches Ereignis lässt also auch die Zukunft in der Gegenwart existieren. Die Gegenwart wird zu einer Erfahrung, die nicht quantitativ, sondern qualitativ ist. Heidegger scheint zu glauben, dass auf diese Weise eine lineare Beziehung zur Zeit oder zur zeitlichen Existenz unterbrochen oder transzendiert wird. Wir sind nicht in einer sequentiellen Zeit gefangen. Wir sind in der Lage, uns an die Vergangenheit zu erinnern und in die Zukunft zu projizieren - wir haben eine Art zufälligen Zugang zu unserer Darstellung der zeitlichen Existenz; wir können in unseren Gedanken aus der sequentiellen Zeit heraustreten (Ekstase). ⓘ

Die Philosophen der Neuzeit fragten: Ist die Zeit real oder unwirklich, findet sie auf einmal statt oder ist sie von Dauer, ist die Zeit angespannt oder spannungslos, und gibt es eine Zukunft? Es gibt eine Theorie, die so genannte spannungslose oder B-Theorie, die besagt, dass jede gespannte Terminologie durch eine spannungslose Terminologie ersetzt werden kann. Zum Beispiel kann "wir werden das Spiel gewinnen" durch "wir gewinnen das Spiel" ersetzt werden, wobei die Zukunftsform wegfällt. Andererseits gibt es eine Theorie, die als Tense- oder A-Theorie bezeichnet wird; diese Theorie besagt, dass unsere Sprache aus einem bestimmten Grund Verben in Zeitform hat und dass die Zukunft nicht bestimmt werden kann. Es gibt auch eine Theorie der imaginären Zeit, die von Stephen Hawking stammt. Er sagt, dass der Raum und die imaginäre Zeit endlich sind, aber keine Grenzen haben. Die imaginäre Zeit ist weder real noch unwirklich, sie ist etwas, das man sich nur schwer vorstellen kann. Philosophen sind sich einig, dass die physikalische Zeit außerhalb des menschlichen Geistes existiert und objektiv ist, während die psychologische Zeit vom Geist abhängt und subjektiv ist. ⓘ

In der Antike haben sich u. a. die Philosophen Heraklit, Platon, Aristoteles und Augustinus mit dem Begriff der Zeit befasst, in der Neuzeit vor allem Newton, Leibniz, Kant, Heidegger und Bergson. ⓘ

Heraklits Flussbilder, die vom gleichbleibenden Flussbett symbolisiert werden, in dem aber alles fließt (panta rhei), stehen als Metapher für die Zeit. Unwandelbare periodische Übergänge von Tag und Nacht, also die Beständigkeit des Flusslaufes, und die Dynamik seines Fließens stehen als die Einheit der Gegensätze. ⓘ

Für Platon haben Raum und Zeit keine Wesenheit, sondern sind nur bewegte Abbilder des eigentlich Seienden (Ideenlehre). Für Aristoteles ist der Zeitbegriff untrennbar an Veränderungen gebunden, Zeit ist das Maß jeder Bewegung und kann nur durch diese gemessen werden. Sie lässt sich in unendlich viele Zeitintervalle einteilen (Kontinuum). ⓘ

Im Gegensatz dazu meint Gottfried Wilhelm Leibniz, dass Zeit und Raum nur gedankliche Konstruktionen sind, um die Beziehungen zwischen Ereignissen zu beschreiben. Sie haben kein „Wesen“ und es gebe daher auch keinen „Fluss“ der Zeit. Er definiert die Zeit so: „Die Zeit ist die Ordnung des nicht zugleich Existierenden. Sie ist somit die allgemeine Ordnung der Veränderungen, in der nämlich nicht auf die bestimmte Art der Veränderungen gesehen wird.“ ⓘ

Nach Immanuel Kant ist die Zeit ebenso wie der Raum eine „reine Anschauungsform“ des inneren Sinnes. Sie seien unser Zugang zur Welt, gehörten also zu den subjektiv-menschlichen Bedingungen der Welterkenntnis, in deren Form das menschliche Bewusstsein die Sinneseindrücke erlebt. ⓘ

Kant schreibt ihr jedoch eine empirische Qualität für Zeitmessungen und entfernte Ereignisse zu. Wir können die Zeit aus unserer Erfahrung nicht wegdenken und auch nicht erkennen, ob sie einer – wie auch immer gearteten – Welt an sich zukommt. In ähnlicher Weise beschreibt Martin Heideggers Hauptwerk Sein und Zeit letztere als eine Wirklichkeit, die das Menschsein zutiefst prägt. ⓘ

Unwirklichkeit

Im 5. Jahrhundert v. Chr. vertrat der griechische Sophist Antiphon in einem Fragment seines Hauptwerks Über die Wahrheit die Ansicht, dass: "Die Zeit ist keine Wirklichkeit (hypostasis), sondern ein Begriff (noêma) oder ein Maß (metron)." Parmenides ging noch weiter und behauptete, Zeit, Bewegung und Veränderung seien Illusionen, was zu den Paradoxien seines Nachfolgers Zenon führte. Die Zeit als Illusion ist auch im buddhistischen Denken ein häufiges Thema. ⓘ

J. M. E. McTaggarts 1908 erschienenes Werk The Unreality of Time (Die Unwirklichkeit der Zeit) argumentiert, dass die Zeit eine in sich widersprüchliche Idee ist, da jedes Ereignis die Eigenschaft hat, sowohl gegenwärtig als auch nicht gegenwärtig (d. h. Zukunft oder Vergangenheit) zu sein (siehe auch The flow of time). ⓘ

Diese Argumente drehen sich oft darum, was es bedeutet, dass etwas unwirklich ist. Moderne Physiker sind im Allgemeinen der Ansicht, dass die Zeit ebenso real ist wie der Raum - andere, wie Julian Barbour in seinem Buch Das Ende der Zeit, argumentieren jedoch, dass die Quantengleichungen des Universums ihre wahre Form annehmen, wenn sie in einem zeitlosen Bereich ausgedrückt werden, der alle möglichen Jetzt- oder Moment-Konfigurationen des Universums enthält, von Barbour "Platonia" genannt. ⓘ

Eine moderne philosophische Theorie, der so genannte Präsentismus, betrachtet die Vergangenheit und die Zukunft als Interpretationen von Bewegungen durch den menschlichen Geist und nicht als reale Teile der Zeit (oder "Dimensionen"), die neben der Gegenwart existieren. Diese Theorie lehnt jegliche direkte Interaktion mit der Vergangenheit oder der Zukunft ab und hält nur die Gegenwart für greifbar. Dies ist eines der philosophischen Argumente gegen Zeitreisen. Sie steht im Gegensatz zum Eternalismus (alle Zeit: Gegenwart, Vergangenheit und Zukunft, ist real) und zur Theorie der wachsenden Blöcke (die Gegenwart und die Vergangenheit sind real, die Zukunft jedoch nicht). ⓘ

Physikalische Definition

Bis zu Einsteins Neuinterpretation der physikalischen Konzepte von Zeit und Raum im Jahr 1907 galt die Zeit überall im Universum als gleich, wobei alle Beobachter für jedes Ereignis das gleiche Zeitintervall messen. Die nichtrelativistische klassische Mechanik basiert auf dieser Newtonschen Vorstellung von Zeit. ⓘ

Einstein postulierte in seiner speziellen Relativitätstheorie, die Konstanz und Endlichkeit der Lichtgeschwindigkeit für alle Beobachter postuliert. Er zeigte, dass dieses Postulat zusammen mit einer vernünftigen Definition dessen, was es bedeutet, dass zwei Ereignisse gleichzeitig stattfinden, erfordert, dass Entfernungen komprimiert und Zeitintervalle für Ereignisse, die mit Objekten verbunden sind, die sich relativ zu einem inertialen Beobachter bewegen, verlängert erscheinen. ⓘ

Die spezielle Relativitätstheorie findet eine geeignete Formulierung in der Minkowski-Raumzeit, einer mathematischen Struktur, die drei Raumdimensionen mit einer einzigen Zeitdimension kombiniert. In diesem Formalismus können Entfernungen im Raum dadurch gemessen werden, wie lange das Licht braucht, um diese Entfernung zurückzulegen, z. B. ist ein Lichtjahr ein Entfernungsmaß, und ein Meter wird nun dadurch definiert, wie weit das Licht in einer bestimmten Zeit zurücklegt. Zwei Ereignisse in der Minkowski-Raumzeit sind durch ein invariantes Intervall getrennt, das entweder raumartig, lichtartig oder zeitartig sein kann. Ereignisse, die einen zeitlichen Abstand haben, können in keinem Bezugssystem gleichzeitig sein, es muss eine zeitliche Komponente (und möglicherweise eine räumliche) zu ihrem Abstand geben. Ereignisse, die einen raumartigen Abstand haben, sind in irgendeinem Bezugssystem gleichzeitig, und es gibt kein Bezugssystem, in dem sie keinen räumlichen Abstand haben. Verschiedene Beobachter können unterschiedliche Entfernungen und unterschiedliche Zeitintervalle zwischen zwei Ereignissen berechnen, aber das unveränderliche Intervall zwischen den Ereignissen ist unabhängig vom Beobachter (und seiner Geschwindigkeit). ⓘ

Der Zeitbegriff hängt eng mit dem Kausalitäts­begriff zusammen. So betrachten wir es als selbstverständlich, dass die Ursache vor ihrer Wirkung oder gleichzeitig mit ihr auftritt, genauer gesagt wird jeder Beobachter von korrelierten Ereignissen den Vorgang so beschreiben, dass in seinem Modell des Vorgangs die Wirkung durch die Ursache bedingt ist. Die Vergangenheit ist unveränderlich, sie kann nicht mehr von gegenwärtigen Ereignissen beeinflusst werden. Die Zukunft hingegen hängt von der Gegenwart kausal ab, kann also durch Ereignisse oder Handlungen in der Gegenwart beeinflusst werden. ⓘ

In der Relativitätstheorie wird die zeitliche Reihenfolge von Ereignissen, die an verschiedenen raumartig getrennten Orten stattfinden, von relativ zueinander bewegten Beobachtern unterschiedlich beurteilt. Das ist genau dann der Fall, wenn die beiden Ereignisse nur durch ein Signal mit Überlichtgeschwindigkeit in Kontakt treten könnten. Könnte eine solche Wechselwirkung mit Überlichtgeschwindigkeit stattfinden, dann könnte man mit folgendem System eine Botschaft in die Vergangenheit schicken:

1. Das Signal wird mit Überlichtgeschwindigkeit an eine genügend weit entfernte Relaisstation geschickt.
2. Diese beschleunigt konventionell vom ursprünglichen Sender weg (alternativ: sie überträgt das Signal konventionell auf eine weitere, sich vom Empfänger weg bewegende Relaisstation, z. B. die andere Seite einer rotierenden Plattform). Dadurch wird das Absendeereignis aus der Vergangenheit in die Zukunft „verschoben“.
3. Schließlich wird das Signal wieder mit Überlichtgeschwindigkeit zurückgesendet. Sind die beteiligten Geschwindigkeiten genügend hoch, so kommt das Signal vor dem Aussenden des Ursprungssignals an.

Daher wäre das Kausalitätsprinzip verletzt. Mitte des 20. Jahrhunderts wurden Vermutungen angestellt, ob es überlichtschnelle Tachyonen geben könnte. Sollten sie mit gewöhnlicher Materie in Wechselwirkung treten können, so wäre die Kausalität verletzt. Die Vermutung der Existenz von Tachyonen hat daher kaum Anhänger. ⓘ

Klassische Mechanik

In der nichtrelativistischen klassischen Mechanik kann Newtons Konzept der "relativen, scheinbaren und gemeinsamen Zeit" für die Formulierung einer Vorschrift für die Synchronisierung von Uhren verwendet werden. Ereignisse, die von zwei verschiedenen Beobachtern gesehen werden, die sich relativ zueinander bewegen, ergeben ein mathematisches Konzept der Zeit, das für die Beschreibung der Alltagsphänomene der meisten Menschen ausreichend gut funktioniert. Im späten 19. Jahrhundert stießen die Physiker im Zusammenhang mit dem Verhalten von Elektrizität und Magnetismus auf Probleme mit dem klassischen Zeitverständnis. Einstein löste diese Probleme, indem er sich auf eine Methode zur Synchronisierung von Uhren berief, die die konstante, endliche Lichtgeschwindigkeit als maximale Signalgeschwindigkeit verwendet. Dies führte direkt zu der Schlussfolgerung, dass Beobachter, die sich relativ zueinander bewegen, für ein und dasselbe Ereignis unterschiedliche Zeiten messen. ⓘ

Zweidimensionaler Raum, dargestellt in der dreidimensionalen Raumzeit. Die Lichtkegel der Vergangenheit und der Zukunft sind absolut, die "Gegenwart" ist ein relatives Konzept, das sich für Beobachter in relativer Bewegung unterscheidet. ⓘ

Raumzeit

Die Zeit ist seit jeher eng mit dem Raum verbunden, wobei beide in Einsteins spezieller und allgemeiner Relativitätstheorie zur Raumzeit verschmolzen werden. Nach diesen Theorien hängt das Konzept der Zeit vom räumlichen Bezugsrahmen des Beobachters ab, und die menschliche Wahrnehmung sowie die Messung durch Instrumente wie Uhren sind für Beobachter in relativer Bewegung unterschiedlich. Wenn beispielsweise ein Raumschiff mit einer Uhr an Bord mit (fast) Lichtgeschwindigkeit durch den Weltraum fliegt, bemerkt die Besatzung keine Veränderung der Zeit an Bord ihres Schiffes, da sich alles, was sich mit derselben Geschwindigkeit bewegt, mit derselben Geschwindigkeit verlangsamt (einschließlich der Uhr, der Denkprozesse der Besatzung und der Funktionen ihres Körpers). Einem stationären Beobachter, der das Raumschiff vorbeifliegen sieht, erscheint das Raumschiff jedoch in seiner Flugrichtung abgeflacht und die Uhr an Bord des Raumschiffs scheint sehr langsam zu gehen. ⓘ

Andererseits nimmt die Besatzung an Bord des Raumschiffs den Beobachter ebenfalls als verlangsamt und abgeflacht in der Flugrichtung des Raumschiffs wahr, da sich beide mit nahezu Lichtgeschwindigkeit relativ zueinander bewegen. Da das äußere Universum für das Raumschiff flach erscheint, nimmt die Besatzung sich selbst als schnell zwischen Regionen des Raums reisend wahr, die (für den stationären Beobachter) viele Lichtjahre voneinander entfernt sind. Dies wird dadurch ausgeglichen, dass sich die Zeitwahrnehmung der Besatzung von der des stationären Beobachters unterscheidet; was der Besatzung wie Sekunden vorkommt, kann für den stationären Beobachter Hunderte von Jahren sein. In beiden Fällen bleibt die Kausalität jedoch unverändert: Die Vergangenheit ist die Menge der Ereignisse, die Lichtsignale an eine Einheit senden können, und die Zukunft ist die Menge der Ereignisse, an die eine Einheit Lichtsignale senden kann. ⓘ

Dilatation

Relativitätstheorie der Gleichzeitigkeit: Ereignis B findet im grünen Bezugssystem gleichzeitig mit A statt, im blauen Bezugssystem jedoch vorher und im roten Bezugssystem später. ⓘ

Einstein zeigte in seinen Gedankenexperimenten, dass Menschen, die sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten fortbewegen, obwohl sie sich über Ursache und Wirkung einig sind, unterschiedliche Zeitabstände zwischen Ereignissen messen und sogar unterschiedliche zeitliche Reihenfolgen zwischen nicht kausal zusammenhängenden Ereignissen beobachten können. Obwohl diese Effekte in der menschlichen Erfahrung typischerweise winzig sind, ist der Effekt bei Objekten, die sich mit annähernd Lichtgeschwindigkeit bewegen, viel ausgeprägter. Subatomare Teilchen existieren in einem Labor in relativer Ruhe für den bekannten durchschnittlichen Bruchteil einer Sekunde, aber wenn sie sich in der Nähe der Lichtgeschwindigkeit bewegen, wird gemessen, dass sie sich weiter bewegen und viel länger existieren als im Ruhezustand. Nach der speziellen Relativitätstheorie existiert das Teilchen im Bezugssystem des Hochgeschwindigkeitsteilchens im Durchschnitt für eine Standardzeit, die als mittlere Lebensdauer bezeichnet wird, und die Strecke, die es in dieser Zeit zurücklegt, ist gleich Null, da seine Geschwindigkeit gleich Null ist. Im Vergleich zu einem ruhenden Bezugssystem scheint sich die Zeit für das Teilchen zu "verlangsamen". Bezogen auf das Hochgeschwindigkeitsteilchen scheinen sich die Entfernungen zu verkürzen. Einstein zeigte, wie sowohl die zeitliche als auch die räumliche Dimension durch Hochgeschwindigkeitsbewegungen verändert (oder "verzerrt") werden können. ⓘ

Einstein (Die Bedeutung der Relativitätstheorie): "Zwei Ereignisse, die an den Punkten A und B eines Systems K stattfinden, sind simultan, wenn sie vom Mittelpunkt M des Intervalls AB aus betrachtet im selben Augenblick auftreten. Die Zeit ist dann definiert als das Ensemble der Anzeigen gleichartiger, relativ zu K ruhender Uhren, die dasselbe gleichzeitig registrieren." ⓘ

Einstein schrieb in seinem Buch Relativität, dass die Gleichzeitigkeit auch relativ ist, d. h. zwei Ereignisse, die einem Beobachter in einem bestimmten Inertialsystem gleichzeitig erscheinen, müssen von einem zweiten Beobachter in einem anderen Inertialsystem nicht als gleichzeitig angesehen werden. ⓘ

Relativistisch versus Newtonisch

Ansichten der Raumzeit entlang der Weltlinie eines schnell beschleunigenden Beobachters in einem relativistischen Universum. Die Ereignisse ("Punkte"), die die beiden diagonalen Linien in der unteren Hälfte des Bildes (den vergangenen Lichtkegel des Beobachters im Ursprung) passieren, sind die für den Beobachter sichtbaren Ereignisse. ⓘ

Die Animationen veranschaulichen die unterschiedliche Behandlung der Zeit in der Newtonschen und der relativistischen Beschreibung. Der Kern dieser Unterschiede sind die Galilei- und Lorentz-Transformationen, die in der Newtonschen bzw. der relativistischen Theorie gelten. ⓘ

In den Abbildungen gibt die vertikale Richtung die Zeit an. Die horizontale Richtung gibt die Entfernung an (es wird nur eine räumliche Dimension berücksichtigt), und die dicke gestrichelte Kurve ist die Raumzeittrajektorie ("Weltlinie") des Beobachters. Die kleinen Punkte zeigen bestimmte (vergangene und zukünftige) Ereignisse in der Raumzeit an. ⓘ

Die Neigung der Weltlinie (Abweichung von der Senkrechten) gibt die relative Geschwindigkeit zum Beobachter an. Man beachte, wie sich in beiden Bildern die Sicht auf die Raumzeit ändert, wenn der Beobachter beschleunigt. ⓘ

In der Newtonschen Beschreibung sind diese Veränderungen so, dass die Zeit absolut ist: Die Bewegungen des Beobachters haben keinen Einfluss darauf, ob ein Ereignis im "Jetzt" stattfindet (d. h. ob ein Ereignis die horizontale Linie durch den Beobachter passiert). ⓘ

In der relativistischen Beschreibung hingegen ist die Beobachtbarkeit von Ereignissen absolut: Die Bewegungen des Beobachters haben keinen Einfluss darauf, ob ein Ereignis den "Lichtkegel" des Beobachters passiert. Beachten Sie, dass mit dem Übergang von einer Newtonschen zu einer relativistischen Beschreibung das Konzept der absoluten Zeit nicht mehr anwendbar ist: Ereignisse bewegen sich in der Abbildung in Abhängigkeit von der Beschleunigung des Beobachters auf und ab. ⓘ

Pfeil

Die Gesetze der Physik, die dem Elektromagnetismus und der Gravitation und damit den Phänomenen unseres Alltags zugrunde liegen, sind invariant bezüglich einer Inversion der Zeit. Das bedeutet, dass zu jedem Vorgang, der diesen Gesetzen gehorcht, auch der zeitumgekehrte im Prinzip möglich ist. Diese Aussage steht im Widerspruch zu unserer Alltagserfahrung. Fällt eine Keramiktasse zu Boden, so zerbricht sie in Scherben. Dass sich umgekehrt diese Scherben von selbst wieder zu einer intakten Tasse zusammenfügen, ist dagegen noch nie beobachtet worden. Ein solcher Vorgang stünde jedoch nicht prinzipiell im Widerspruch zu den Naturgesetzen. Er ist lediglich extrem unwahrscheinlich. ⓘ

Der Hintergrund dieses Umstandes ist eine Wahrscheinlichkeits­überlegung, die im zweiten Hauptsatz der Thermodynamik formuliert wird. Danach kann in einem abgeschlossenen System vieler Teilchen die Entropie, welche das Maß der Unordnung angibt, praktisch nur zunehmen und damit seine Ordnung abnehmen. Das Gegenteil, eine spontane Zunahme der Ordnung, ist prinzipiell nicht ausgeschlossen, aber umso weniger wahrscheinlich, je größer die Zunahme und je größer die Zahl der beteiligten Teilchen ist. Um z. B. die spontane Wiedervereinigung von Scherben zu einer Tasse erleben zu können, müsste man eine mehr als astronomische Zahl von Scherbenhaufen anlegen und beobachten. ⓘ

Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik – und auch die damit zusammenhängenden Reibungsphänomene – verletzen also die Symmetrie bezüglich der beiden Richtungen der Zeit. Der Satz lässt sich daher auch nicht aus den Grundgesetzen der Physik herleiten, sondern hat die Eigenschaft eines Postulats. Die beiden Richtungen der Zeit verlieren damit ihre Gleichwertigkeit und man spricht vom thermodynamischen Zeitpfeil. Er wird als potenzielle Basis für das Fließen der Zeit von der Vergangenheit in die Zukunft angesehen, so wie wir es in unserer Alltagswelt erfahren. ⓘ

Oft ist in diesem Zusammenhang von einer Umkehrbarkeit oder Unumkehrbarkeit der Zeit die Rede. Dabei handelt es sich jedoch um eine sprachliche und logische Ungenauigkeit. Könnte jemand die Zeit umkehren, dann sähe er sämtliche Vorgänge nur dann rückwärts ablaufen, wenn sein eigenes, subjektives Zeitempfinden von der Umkehrung ausgenommen würde. Der umgekehrte Lauf der Zeit wäre also nur aus der Sicht eines Beobachters erkennbar, der einer Art persönlicher Zeit unterworfen ist, die weiterhin unverändert vorwärts läuft. Eine solche Spaltung der Zeit in zwei – eine, die im Gedankenexperiment umgekehrt wird, und eine zweite unveränderte – hat jedoch keinen Sinn. ⓘ

Die Gesetze der Physik, die die Phänomene der schwachen und starken Wechselwirkung beschreiben, sind nicht invariant bezüglich einer Zeitumkehr. Zu einem Prozess im Bereich der Kern- und Elementarteilchenphysik ist der zeitumgekehrte daher nicht unbedingt mit den Gesetzen der Physik verträglich. Er wäre es, wenn er nicht nur zeitumgekehrt, sondern zusätzlich spiegelbildlich betrachtet und mit Antimaterie statt Materie abliefe. Dies ist der Inhalt des CPT-Theorems, das zu den am besten bestätigten Gesetzen der Physik zählt. Aus dem CPT-Theorem folgt, dass Prozesse, welche eine Verletzung der CP-Symmetrie zeigen, wie sie bei einigen Elementarteilchen vorkommen, nicht invariant bezüglich einer Zeitumkehr sein können. ⓘ

Im Formalismus der Beschreibung von Antimaterie sind Antiteilchen gleichwertig zu gewöhnlichen Teilchen, die sich in gewissem Sinne rückwärts in der Zeit bewegen. In diesem Sinne hat die Paarvernichtung von einem Teilchen mit seinem Antiteilchen eine formale Ähnlichkeit mit einem einzigen Teilchen, das sich an dieser Stelle in die Vergangenheit zurückzubewegen beginnt, sodass es dort doppelt und in der Zukunft gar nicht existiert. ⓘ

Quantisierung

Es gibt deutliche Hinweise darauf, dass das Phänomen Zeit im Bereich der Planck-Zeit von 10⁻⁴³ s seine Eigenschaften als Kontinuum verliert. So führt die konsequente Anwendung der bekannten physikalischen Gesetze zu dem Ergebnis, dass jeder Vorgang, der kürzer ist als die Planck-Zeit, nur einem Objekt zugeordnet werden kann, das sofort zu einem Schwarzen Loch kollabieren muss (siehe Planck-Einheiten). Diese Überlegung zeigt, dass die bekannten physikalischen Gesetze jenseits der Planck-Zeit versagen. Eine Klärung der damit verbundenen Fragen erhofft man sich von einer noch zu entwickelnden Theorie der Quantengravitation, die die beiden fundamentalen Theorien der Physik, die Relativitätstheorie und die Quantenphysik, vereinigen würde. In einer solchen Theorie wäre die Zeit im Bereich der Planck-Zeit möglicherweise quantisiert. So geht man beispielsweise in der Loop-Quantengravitation, einem Kandidaten für die Theorie der Quantengravitation, davon aus, dass das Gefüge der Raumzeit ein vierdimensionales, schaumartiges Spin-Netzwerk mit „Blasen“ von der Größenordnung der Planck-Einheiten darstellt. Allerdings darf man sich diesen „Schaum“ nicht in Raum und Zeit eingebettet vorstellen, sondern der Schaum ist in dieser Theorie Raum und Zeit. ⓘ

Die Zeitquantisierung ist ein hypothetisches Konzept. In den modernen etablierten physikalischen Theorien (dem Standardmodell der Teilchen und Wechselwirkungen und der Allgemeinen Relativitätstheorie) ist die Zeit nicht quantisiert. ⓘ

Reisen

Unter Zeitreisen versteht man das Konzept, sich rückwärts oder vorwärts zu verschiedenen Zeitpunkten zu bewegen, und zwar in einer Weise, die der Bewegung durch den Raum entspricht und sich vom normalen "Fluss" der Zeit für einen erdgebundenen Beobachter unterscheidet. In dieser Sichtweise "bestehen" alle Zeitpunkte (einschließlich zukünftiger Zeiten) in irgendeiner Weise fort. Zeitreisen sind seit dem 19. Jahrhundert ein beliebtes Mittel in der Belletristik. Zeitreisen in die Vergangenheit oder in die Zukunft sind nie nachgewiesen worden, und es gibt viele theoretische Probleme und widersprüchliche Logik, die bis heute nicht gelöst wurden. Jedes technische Gerät, ob fiktiv oder hypothetisch, mit dem Zeitreisen möglich sind, wird als Zeitmaschine bezeichnet. ⓘ

Ein zentrales Problem bei Zeitreisen in die Vergangenheit ist die Verletzung der Kausalität; sollte eine Wirkung ihrer Ursache vorausgehen, würde dies die Möglichkeit eines zeitlichen Paradoxons nach sich ziehen. Einige Interpretationen von Zeitreisen lösen dieses Problem, indem sie die Möglichkeit von Reisen zwischen Verzweigungspunkten, parallelen Realitäten oder Universen akzeptieren. ⓘ

Eine andere Lösung für das Problem der kausalitätsbedingten Zeitparadoxa besteht darin, dass solche Paradoxa nicht auftreten können, weil sie nicht aufgetreten sind. Wie in zahlreichen belletristischen Werken dargestellt, existiert der freie Wille in der Vergangenheit entweder nicht mehr oder die Ergebnisse solcher Entscheidungen sind vorherbestimmt. So wäre es nicht möglich, das Großvater-Paradoxon zu verwirklichen, weil es eine historische Tatsache ist, dass der eigene Großvater nicht getötet wurde, bevor sein Kind (der eigene Elternteil) gezeugt wurde. Diese Sichtweise geht nicht einfach davon aus, dass die Geschichte eine unveränderliche Konstante ist, sondern dass jede Veränderung, die ein hypothetischer Zeitreisender in der Zukunft vornimmt, bereits in seiner Vergangenheit stattgefunden hat, was zu der Realität führt, aus der der Reisende kommt. Eine genauere Erläuterung dieser Ansicht findet sich im Novikov-Prinzip der Selbstkonsistenz. ⓘ

Die erwähnten relativistischen Effekte lassen sich im Prinzip als Zeitreisen interpretieren. Inwieweit über die Krümmung der Raumzeit und andere Phänomene auch Reisen in die Vergangenheit prinzipiell möglich sind, ist nicht abschließend geklärt. Mögliche Kandidaten sind sogenannte Wurmlöcher, die Bereiche der Raumzeit mit unterschiedlicher Zeit verbinden könnten, ferner spezielle Flugbahnen in der Umgebung eines hinreichend schnell rotierenden Schwarzen Loches und schließlich die Umgebung zweier kosmischer Strings, die hinreichend schnell aneinander vorbeifliegen. Der erforderliche Aufwand für eine praktische Nutzung einer dieser potenziellen Möglichkeiten würde jedoch die heutigen Mittel der Menschheit bei Weitem übersteigen. ⓘ

Die bei Reisen in die Vergangenheit auftretenden Paradoxe ließen sich im Rahmen der Everettschen Vielwelten-Theorie vermeiden. Danach wäre die Vergangenheit, in die man reist, in einer Parallelwelt angesiedelt. Der ursprüngliche Ablauf der Dinge und der durch die Zeitreise modifizierte würden sich beide parallel und unabhängig voneinander abspielen. ⓘ

Wahrnehmung

Der Philosoph und Psychologe William James ⓘ

Die Scheingegenwart bezieht sich auf die Zeitspanne, in der die eigenen Wahrnehmungen als gegenwärtig angesehen werden. Die erlebte Gegenwart wird als "Scheingegenwart" bezeichnet, da sie im Gegensatz zur objektiven Gegenwart ein Intervall und kein zeitlich unbegrenzter Augenblick ist. Der Begriff "Scheingegenwart" wurde erstmals von dem Psychologen E.R. Clay eingeführt und später von William James weiterentwickelt. ⓘ

Biopsychologie

Es ist bekannt, dass die Zeiteinschätzung des Gehirns ein hochgradig verteiltes System ist, das zumindest die Großhirnrinde, das Kleinhirn und die Basalganglien als Komponenten umfasst. Eine besondere Komponente, der suprachiasmatische Kern, ist für den zirkadianen (oder täglichen) Rhythmus verantwortlich, während andere Zellverbände offenbar in der Lage sind, die Zeit in kürzeren Abständen (ultradian) zu messen. ⓘ

Psychoaktive Drogen können das Zeitempfinden beeinträchtigen. Stimulanzien können sowohl bei Menschen als auch bei Ratten dazu führen, dass Zeitintervalle überschätzt werden, während Depressiva den gegenteiligen Effekt haben können. Die Aktivität von Neurotransmittern wie Dopamin und Noradrenalin im Gehirn kann der Grund dafür sein. Diese Chemikalien erregen oder hemmen das Feuern der Neuronen im Gehirn, wobei eine höhere Feuerrate es dem Gehirn ermöglicht, das Auftreten von mehr Ereignissen innerhalb eines bestimmten Intervalls zu registrieren (Beschleunigung der Zeit), und eine geringere Feuerrate die Fähigkeit des Gehirns verringert, Ereignisse innerhalb eines bestimmten Intervalls zu unterscheiden (Verlangsamung der Zeit). ⓘ

Mentale Chronometrie ist die Verwendung der Reaktionszeit bei perzeptiv-motorischen Aufgaben, um auf den Inhalt, die Dauer und die zeitliche Abfolge kognitiver Operationen zu schließen. ⓘ

Frühkindliche Bildung

Die sich entwickelnden kognitiven Fähigkeiten von Kindern ermöglichen es ihnen, die Zeit besser zu verstehen. Das Zeitverständnis von Zwei- und Dreijährigen beschränkt sich hauptsächlich auf "jetzt und nicht jetzt". Fünf- und Sechsjährige können die Vorstellungen von Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft erfassen. Sieben- bis Zehnjährige können mit Uhren und Kalendern umgehen. ⓘ

Veränderungen

Neben psychoaktiven Drogen kann das Zeitempfinden auch durch zeitliche Täuschungen (z. B. den Kappa-Effekt), Alter und Hypnose verändert werden. Bei einigen Menschen mit neurologischen Erkrankungen wie der Parkinson-Krankheit und einer Aufmerksamkeitsstörung ist das Zeitempfinden beeinträchtigt. ⓘ

Psychologen behaupten, dass die Zeit mit zunehmendem Alter schneller zu vergehen scheint, aber die Literatur über diese altersbedingte Zeitwahrnehmung ist nach wie vor umstritten. Die Befürworter dieser These argumentieren, dass junge Menschen, die über mehr erregende Neurotransmitter verfügen, in der Lage sind, schnellere äußere Ereignisse zu verarbeiten. ⓘ

Räumliche Konzeptualisierung

Obwohl die Zeit als abstraktes Konzept betrachtet wird, gibt es immer mehr Hinweise darauf, dass die Zeit im Kopf in Form von Raum konzeptualisiert wird. Das heißt, dass der Mensch nicht allgemein und abstrakt über die Zeit nachdenkt, sondern räumlich, und dass er sie mental so organisiert. Die Verwendung des Raums für das Denken über Zeit ermöglicht es dem Menschen, zeitliche Ereignisse auf eine bestimmte Weise zu organisieren. ⓘ

Diese räumliche Darstellung der Zeit wird im Kopf oft als mentale Zeitleiste (MTL) dargestellt. Die Verwendung des Raums, um über die Zeit nachzudenken, ermöglicht es dem Menschen, die zeitliche Ordnung geistig zu organisieren. Diese Ursprünge werden von vielen Umweltfaktoren geprägt - so scheint beispielsweise die Lese- und Schreibfähigkeit eine große Rolle bei den verschiedenen Arten von MTLs zu spielen, da die Richtung des Lesens/Schreibens eine alltägliche zeitliche Orientierung bietet, die sich von Kultur zu Kultur unterscheidet. In westlichen Kulturen kann sich die MTL nach rechts entfalten (mit der Vergangenheit auf der linken und der Zukunft auf der rechten Seite), da die Menschen von links nach rechts lesen und schreiben. Auch westliche Kalender setzen diesen Trend fort, indem sie die Vergangenheit auf der linken Seite und die Zukunft auf der rechten Seite anordnen. Umgekehrt lesen die Sprecher von Arabisch, Farsi, Urdu und Israelisch-Hebräisch von rechts nach links, und ihre MTLs entfalten sich nach links (Vergangenheit rechts, Zukunft links), und es gibt Hinweise darauf, dass diese Sprecher die Zeitereignisse auch in ihrem Kopf so organisieren. ⓘ

Dieser sprachliche Nachweis, dass abstrakte Konzepte auf räumlichen Konzepten beruhen, zeigt auch, dass die Art und Weise, wie Menschen Zeitereignisse mental organisieren, von Kultur zu Kultur variiert, d. h. ein bestimmtes mentales Organisationssystem ist nicht universell. Obwohl also in westlichen Kulturen vergangene Ereignisse typischerweise mit der linken und zukünftige Ereignisse mit der rechten Seite assoziiert werden, entspricht diese Art der horizontalen, egozentrischen MTL nicht der räumlichen Organisation aller Kulturen. Obwohl die meisten Industrienationen ein egozentrisches Raumsystem verwenden, gibt es neuere Belege dafür, dass einige Kulturen eine allozentrische Raumaufteilung verwenden, die oft auf Umweltmerkmalen beruht. ⓘ

Eine kürzlich durchgeführte Studie über das indigene Volk der Yupno in Papua-Neuguinea konzentrierte sich auf die Richtungsgesten, die verwendet wurden, wenn Personen zeitbezogene Wörter benutzten. Wenn sie von der Vergangenheit sprachen (z. B. "letztes Jahr" oder "vergangene Zeiten"), gestikulierten sie bergab, wo der Fluss im Tal in den Ozean mündete. Wenn sie von der Zukunft sprachen, gestikulierten sie bergauf, in Richtung der Quelle des Flusses. Dies war unabhängig davon, in welche Richtung die Person blickte, üblich, was darauf hindeutet, dass das Volk der Yupno möglicherweise eine allozentrische MTL verwendet, bei der die Zeit bergauf fließt. ⓘ

Eine ähnliche Studie bei den Pormpuraawans, einer australischen Ureinwohnergruppe, ergab eine ähnliche Unterscheidung: Bei der Aufforderung, die Fotos eines alternden Mannes "in der richtigen Reihenfolge" anzuordnen, ordneten die Personen die jüngsten Fotos durchweg im Osten und die ältesten Fotos im Westen an, unabhängig davon, in welche Richtung sie blickten. Dies stand in direktem Widerspruch zu einer amerikanischen Gruppe, die die Fotos konsequent von links nach rechts anordnete. Daher scheint diese Gruppe ebenfalls eine allozentrische MTL zu haben, die jedoch auf den Himmelsrichtungen und nicht auf geografischen Merkmalen basiert. ⓘ

Die große Bandbreite an Unterschieden in der Art und Weise, wie verschiedene Gruppen über Zeit denken, führt zu der weitergehenden Frage, ob verschiedene Gruppen auch über andere abstrakte Konzepte wie Kausalität und Zahl unterschiedlich denken. ⓘ

Verwenden Sie

In der Soziologie und Anthropologie ist Zeitdisziplin die allgemeine Bezeichnung für soziale und wirtschaftliche Regeln, Konventionen, Bräuche und Erwartungen, die die Messung der Zeit, die soziale Währung und das Bewusstsein für Zeitmessungen sowie die Erwartungen der Menschen hinsichtlich der Einhaltung dieser Bräuche durch andere regeln. Arlie Russell Hochschild und Norbert Elias haben über den Gebrauch der Zeit aus soziologischer Sicht geschrieben. ⓘ

Die Nutzung der Zeit ist ein wichtiges Thema für das Verständnis des menschlichen Verhaltens, der Bildung und des Reiseverhaltens. Die Zeitnutzungsforschung ist ein sich entwickelndes Forschungsgebiet. Dabei geht es um die Frage, wie die Zeit auf eine Reihe von Aktivitäten verteilt wird (z. B. zu Hause, bei der Arbeit, beim Einkaufen usw.). Die Zeitverwendung ändert sich mit der Technologie, da das Fernsehen oder das Internet neue Möglichkeiten geschaffen haben, die Zeit auf unterschiedliche Weise zu nutzen. Einige Aspekte der Zeitverwendung sind jedoch über lange Zeiträume hinweg relativ stabil, wie z. B. die Zeit, die für den Weg zur Arbeit aufgewendet wird, die trotz großer Veränderungen im Verkehrswesen in vielen Städten über einen langen Zeitraum hinweg etwa 20-30 Minuten für eine einfache Strecke beträgt. ⓘ

Zeitmanagement ist die Organisation von Aufgaben oder Ereignissen, indem zunächst geschätzt wird, wie viel Zeit eine Aufgabe benötigt und wann sie erledigt werden muss, und indem Ereignisse, die die Erledigung behindern würden, so angepasst werden, dass die Aufgabe in der angemessenen Zeit erledigt wird. Kalender und Tagesplaner sind gängige Beispiele für Instrumente des Zeitmanagements. ⓘ

Abfolge von Ereignissen

Eine Ereignisfolge oder Ereignisreihe ist eine Abfolge von Elementen, Fakten, Ereignissen, Handlungen, Veränderungen oder Verfahrensschritten, die in zeitlicher Reihenfolge (chronologische Reihenfolge) angeordnet sind, wobei häufig Kausalitätsbeziehungen zwischen den Elementen bestehen. Aufgrund der Kausalität geht die Ursache der Wirkung voraus, oder Ursache und Wirkung können zusammen in einem einzigen Element erscheinen, aber die Wirkung geht nie der Ursache voraus. Eine Abfolge von Ereignissen kann in Text, Tabellen, Diagrammen oder Zeitleisten dargestellt werden. Die Beschreibung der Elemente oder Ereignisse kann einen Zeitstempel enthalten. Eine Abfolge von Ereignissen, die die Zeit zusammen mit Ortsangaben enthält, um einen sequentiellen Pfad zu beschreiben, kann als Weltlinie bezeichnet werden. ⓘ

Zu den Verwendungszwecken einer Ereignisabfolge gehören Geschichten, historische Ereignisse (Chronologie), Anweisungen und Schritte in Verfahren, und Zeitpläne für die Planung von Aktivitäten. Eine Abfolge von Ereignissen kann auch zur Beschreibung von Prozessen in Wissenschaft, Technik und Medizin verwendet werden. Eine Abfolge von Ereignissen kann sich auf vergangene Ereignisse (z. B. Geschichten, Geschichte, Chronologie), auf zukünftige Ereignisse, die in einer bestimmten Reihenfolge ablaufen müssen (z. B. Pläne, Zeitpläne, Verfahren, Zeitpläne), oder auf die Beobachtung vergangener Ereignisse mit der Erwartung, dass die Ereignisse in der Zukunft eintreten werden (z. B. Prozesse, Projektionen), konzentrieren. Die Verwendung einer Ereignisfolge kommt in so unterschiedlichen Bereichen wie Maschinen (Nockenschaltwerk), Dokumentarfilmen (Seconds From Disaster), Recht (Rechtswahl), Finanzwesen (Richtungsänderung der Eigenzeit), Computersimulation (diskrete Ereignissimulation) und Stromübertragung (Ereignisfolge-Rekorder). Ein konkretes Beispiel für eine Ereignisabfolge ist die Zeitleiste der Nuklearkatastrophe von Fukushima Daiichi. ⓘ

Zeit als physikalische Größe

In der Physik ist Zeit (Formelzeichen: t oder τ, von lat. tempus (Zeit)) die fundamentale Größe, über die sich zusammen mit dem Raum die Dauer von Vorgängen und die Reihenfolge von Ereignissen bestimmen lassen. Da sie sich bisher nicht auf grundlegendere Phänomene zurückführen lässt, wird sie über Verfahren zu ihrer Messung definiert, wie es auch bei Raum und Masse der Fall ist. Im SI-Einheitensystem wird Zeit in Sekunden (Einheitenzeichen s) gemessen. Daraus leiten sich unmittelbar die Einheiten Minute und Stunde ab, mittelbar (über die Erdbewegung und gesetzlich festgelegte Schaltsekunden) auch Tag und Woche, dazu (abhängig vom Kalender) Monat, Jahr, Jahrzehnt, Jahrhundert und Jahrtausend. ⓘ

Newtonsche Physik

Isaac Newton beschreibt das Phänomen der Zeit mit den folgenden Worten:

„Die absolute, wahre und mathematische Zeit verfließt an sich und vermöge ihrer Natur gleichförmig und ohne Beziehung auf irgendeinen äußeren Gegenstand.“

– Isaac Newton: Mathematische Prinzipien der Naturlehre. London 1687 ⓘ

Der grundlegende Begriff der „absoluten Zeit“ galt in der Physik lange als „selbstverständlich zutreffend“, von etwa 1700 bis zum Jahr 1905, d. h. bis zur Formulierung der speziellen Relativitätstheorie durch Albert Einstein. Der Newtonsche Zeitbegriff liegt auch heute noch dem Alltagsverständnis des Phänomens zugrunde, obwohl sich durch viele Präzisionsmessungen erwiesen hat, dass nicht Newton, sondern eher Einstein „Recht hatte“. ⓘ

Quantenmechanik

Obwohl die Energie-Zeit-Unschärferelation $\Delta E\Delta t\geq {\frac {\hbar }{2}}$ auf den ersten Blick die Form der Heisenbergschen Unschärferelation besitzt, ist sie anderer Natur. In der Quantenmechanik ist die Zeit $t$ keine Observable (wie Ort, Energie etc.), sondern ein Parameter. Einen Operator ${\hat {t}}$ für eine entsprechende Messgröße kann es nicht geben, denn bei Versuchen, ihn einzuführen, stößt man auf Widersprüche. ⓘ

Psychologie

Zwischen der subjektiv wahrgenommenen Zeit und der objektiv messbaren bestehen oft deutliche Differenzen. Die folgenden Abschnitte sollen diese kurz und übersichtlich darstellen. ⓘ

Die Wahrnehmung der Zeitdauer

Die Wahrnehmung der Zeitdauer hängt davon ab, was in der Zeit passiert. Ein ereignisreicher Zeitraum erscheint kurz, „vergeht wie im Flug“. Hingegen dauern ereignisarme Zeiträume manchmal quälend lange. Von dieser Beobachtung leiten sich auch die Begriffe Kurzweil und Langeweile ab. ⓘ

Paradoxerweise empfindet man im Rückblick die Zeiten gerade umgekehrt: In ereignisreichen Zeiten hat man viele Informationen eingespeichert, sodass dieser Zeitraum lange erscheint. Umgekehrt erscheinen ereignisarme Zeiten im Rückblick kurz, da kaum Informationen über sie gespeichert sind. ⓘ

Die Wahrnehmung der Gleichzeitigkeit

Gleichzeitigkeit in der Wahrnehmung ist komplexer, als es auf den ersten Blick den Anschein hat. Es gibt verschiedene Schwellen:

• Die Schwelle, ab der zwei Ereignisse als getrennt erkannt werden, ist vom jeweiligen Sinnesorgan abhängig. So müssen beim Menschen optische Eindrücke 20 bis 30 Millisekunden auseinanderliegen, um zeitlich getrennt wahrgenommen zu werden, während für akustische Wahrnehmungen bereits drei Millisekunden ausreichen.
• Die Schwelle, ab der die Reihenfolge zweier Reize unterschieden werden kann, ist unabhängig von der Art der Wahrnehmung etwa 30 bis 40 Millisekunden, richtet sich aber stets nach der langsamsten Reizübertragung.
• Darüber hinaus ist die Wahrnehmung der Gegenwart durch einen Drei-Sekunden-Zeitraum angegeben, dieser Zeitraum wird als Gegenwartsdauer bezeichnet. ⓘ

Biologie

Fast alle Lebewesen, bis hin zum Einzeller, besitzen eine biologische innere Uhr, die sich mit dem Tag-Nacht-Wechsel und anderen natürlichen Zyklen synchronisiert. Die innere Uhr zum Tagesrhythmus läuft aber auch ohne Tageslicht, wie an Pflanzen in der Dunkelheit gezeigt werden konnte, aber auch an Menschen in Bunker-Experimenten, in denen die freiwilligen Versuchspersonen ohne jeden Hinweis auf äußere Zeitrhythmen lebten. Dabei stellte sich nach einiger Zeit ein konstanter Wach-Schlaf-Rhythmus von im Mittel etwa 25 Stunden ein. Man bezeichnet ihn als circadianen Rhythmus (von lat. circa, ungefähr, und lat. dies, Tag). ⓘ

Vergleichende Kulturwissenschaft

Die vergleichende Kulturwissenschaft und die philosophische Reflexion darauf führen immer mehr zu der Einsicht, dass es die Zeit als anthropologische Konstante, die allen Menschen gleicherweise zukommt, überhaupt nicht gibt. Vielmehr existieren kulturspezifische Zeitauffassungen mit diversen Strukturen, wie:

• die zyklische der Vorsokratiker und der Naturethnien, die sich in der Annahme von der ewigen Wiederkehr des Gleichen dokumentiert,
• die eschatologische, die einen Anfang hat und auf ein Endziel gerichtet ist und auch die vormoderne Geschichtsauffassung bestimmt,
• die gradlinig-kontinuierliche, aus der Vergangenheit kommende und über die Gegenwart in die Zukunft gehende, die in der traditionellen Physik zugrunde gelegt wird und die wir heute zumeist als universell unterstellen, die aber ein westliches Kulturprodukt ist. ⓘ

Soziologie und Gesellschaft

Aus soziologischer Sicht sind Zeitstrukturen notwendig, um die Bürger vom Entscheidungsstress zu entlasten (A. Gehlen), ihre bürgerlichen Pflichten festzusetzen, ihre Angelegenheiten zu verwalten und ihre Handlungen zu koordinieren. Hilfreich dafür sind Kalender mit festgelegten Zeitrhythmen (Jahr, Monate, Wochen, Sonn- und Feiertage usw.) und Funktionen (z. B. kirchlich, national oder international wiederkehrende Anlässe, deren es zu gedenken gilt). Je nach der Komplexität gesellschaftlicher Ordnung werden Zeitfenster zur Einteilung der Lebensalter mit ihren jeweiligen Funktionen bestimmt: Säuglingsalter, Zeit der Kindheit, Jugendlichenalter, Zeit des Erwachsenseins, Greisenalter oder: Kindergartenzeit, Schulzeit, Zeit des Studiums bzw. Lehrzeit, Erwerbsarbeitszeit, Freizeit. Innerhalb dieser gesellschaftlichen Zeitfestlegungen fädeln die Bürger ihre individuellen Biographien auf: z. B. Geburt, Initiationsriten (Taufe o. Ä.), Schuleintritt, schulische Karriere, Studium oder Berufseintritt, Heirat etc. ⓘ

Zeit und Recht

Welche gesetzliche Zeit an welchem Ort gilt, ist eine politische Entscheidung des jeweiligen Staates. In Deutschland steht das Recht der Zeitbestimmung nach Art. 73 Abs. 1 Nr. 4 GG allein dem Bund zu. Die Zeit in Deutschland wurde bis 12. Juli 2008 durch das Gesetz über die Zeitbestimmung und wird seither durch das Einheiten- und Zeitgesetz geregelt. ⓘ

Zeit in der Literatur

• Walter Biemel untersucht in seinem Buch Zeitigung und Romanstruktur. Philosophische Analysen zur Deutung des modernen Romans am Beispiel der fünf Romane Der Nachsommer von Adalbert Stifter, Madame Bovary von Gustave Flaubert, Der Zauberberg von Thomas Mann, A Fable von William Faulkner und La Casa Verde (Das grüne Haus) von Mario Vargas Llosa die Mannigfaltigkeit des Zeitigens, wobei in jedem Roman ein anderes Schwergewicht, eine andere Wirklichkeitsdeutung sichtbar wird.
• Im Roman Der Zauberberg von Thomas Mann ist die Zeit ein zentrales Motiv, verwoben mit der Leben/Tod-Thematik. In ihm wird u. a. erörtert, inwieweit „Interessantheit und Neuheit des Gehalts die Zeit vertreibe, das heißt: verkürze, während Monotonie und Leere ihren Gang beschwere und hemme“ (kurzfristig). Erörtert wird auch das Problem der „Erzählbarkeit“ von Zeit, des Zusammenhangs zwischen der Dauer eines Berichts und der Länge des Zeitraums, auf den er sich bezieht (Erzählzeit, erzählte Zeit). Die letzten beiden Kapitel raffen sechs für den Romanhelden von Routine und Monotonie geprägte Jahre. Dabei verarbeitet Mann Arthur Schopenhauers „zeitloses Jetzt“, lat. nunc stans. Der Asymmetrie im Romanaufbau entspricht auf der Erzählebene eine verzerrte Wahrnehmung der Zeit durch den Protagonisten selbst.
• Im Roman Auf der Suche nach der verlorenen Zeit von Marcel Proust bemerkt der Romanheld, dass die Vergangenheit einzig in seiner Erinnerung bewahrt ist. Er erkennt am Ende seines Lebens, dass ein Roman seiner Erinnerungen die letzte Möglichkeit ist, das Kunstwerk zu schaffen, das er sich vorgenommen hatte. So endet das Buch damit, dass der Autor beginnt, es zu schreiben. Die „verlorene Zeit“ ist mehrdeutig:
  • Zeit, die der Erzähler vergeudet hat,
  • Zeit, die unwiederbringlich verloren ist, wenn sie nicht in der Erinnerung oder in einem Kunstwerk konserviert wurde,
  • die Erinnerungen oder Imaginationen, die Namen oder Gegenstände hervorrufen.
• „Die Zeit heilt alles, dachte ich, außer die Wahrheit.“ (Carlos Ruiz Zafón)
• Martin Amis veröffentlichte 1991 seinen Roman Pfeil der Zeit (engl. Time's Arrow), in dem die Zeit – mit allen interessanten Konsequenzen – rückwärts läuft.
• Weitere Gedankenexperimente unternahm Alan Lightman in seinem 1992 erschienenen Roman Und immer wieder die Zeit (engl. Einstein’s Dreams); dort verläuft die Zeit nicht gleichmäßig, sondern treibt Kapriolen wie Sprünge, Verzögerungen oder Umkehrungen.
• Über die Zeit hinaus weist Andreas Gryphius:

Mein sind die Jahre nicht.
Die mir die Zeit genommen;
Mein sind die Jahre nicht,
Die etwa möchten kommen; ⓘ

Der Augenblick ist mein,
Und nehm ich den in acht,
So ist der mein,
Der Jahr und Ewigkeit gemacht.

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Tempus

Als Tempus bezeichnet man die Zeitform in der Grammatik. In verschiedenen Sprachen gibt es unterschiedliche Zeitformen, die unterschiedlich gebildet werden. In der hochdeutschen Sprache wird die Zeit auf drei Weisen dargestellt.

• Die Zeitform des Verbs erlaubt die Unterscheidung von Gegenwart (Präsens) und Vergangenheit (Präteritum). Beispiel: ich gehe und ich ging.
• Die Angabe von Hilfsverben (haben, sein) erlaubt die Unterscheidung von Vergangenheitsformen wie Perfekt und Plusquamperfekt. Beispiel: ich bin gegangen und ich war gegangen. Außerdem dienen Hilfsverben (hier: werden) zu Darstellung der Zukunft (Futur). Beispiele: Ich werde gehen. Ich werde gegangen sein.
• Möglich ist eine explizite Angabe des Zeitpunktes oder Zeitraumes. Beispiele: Jetzt gehe ich in die Schule. Morgen gehe ich in die Schule. Morgen werde ich in die Schule gehen. Es war gestern: Ich gehe da gerade die Straße entlang, da sehe ich einen Zwanzig-Euro-Schein. ⓘ

Einen zeitlich anhaltenden Verlauf kann man auch mit Partizip angeben. Beispiel: das fließende Wasser. ⓘ

Einen Extremfall stellt die umstrittene Behauptung von Benjamin Lee Whorf dar, der in einer Untersuchung der Sprache der Hopi festgestellt haben will, dass die Hopi-Sprache kein Konzept für den Begriff der Zeit besäße. Dies führte zum linguistischen Relativitätsprinzip alias Sapir-Whorf-Hypothese, wonach das Denken von den gesprochenen Sprachen abhängt. ⓘ

Tempus ist außerdem ein Grundbegriff der Musiktheorie. ⓘ

Musik als Medium in der Zeit

Als Musik ist Zeit nicht nur durch das Metrum, zum Beispiel Tempus, zu verstehen, sondern durch die Schwingung selbst und jede denkbare praktische Involvierung. Derart tritt Zeit als elementare Voraussetzung der Musik auf. Musik ist von den Künsten der Zeit am nächsten, was durch entsprechende Stellungnahmen, Musik sei besonders flüchtig und ein „Medium in der Zeit“, betont wird. Musik jenseits der Zeit wird indes von Musikern oft angesteuert und bildet damit einen eigenen theoretischen Horizont. ⓘ