Tyd

Tyd kan naas hoogte, breedte en lengte as die vierde dimensie gesien word.

Van 'n gebeurtenis kan gesê word dat dit na 'n ander gebeurtenis plaasvind. 'n Gebeurtenis vind plek op een tydstip of moment en tyd word gesien as 'n opeenvolging van tydstippe. So kan bepaal word hoe lank een gebeurtenis na 'n ander plaasvind. Dit betref die tydsduur tussen die twee tydstippe. Tyd is die begrip waarmee hierdie volgorde en duur beskryf kan word.

Tyd volg uit die aksioom van oorsaaklikheid (ook na verwys as kousaliteit). Dit wil sê dat ons tyd alleen kan definieer as ons die bestaan van oorsaaklikheid erken, of andersom, dat oorsaaklikheid allen in terme van tyd gedefinieer kan word.

In die filosofie en taalwetenskap, spesifiek die semantiek, word tydslogika ondersoek. Dit behels formele logiese sisteme om die begrip tyd te formaliseer. In die tydmeetkunde hoef tyd nie werklik gedefinieer te word nie aangesien dit aan periodieke (byvoorbeeld astronomiese) bewegings en verskynsels gekoppel kan word. Hoewel tydsverloop ʼn daaglikse ervaring is, bly dit vir die mens 'n mistieke begrip en word dit moeilik gedefinieer.

Vir Parmenides van Elea (540-480 v.C.) het tyd byvoorbeeld geen dele, geen begin en geen einde gehad nie. Die wese of syn was vir hom ondeelbaar en tydloos. Plato (427-347 v.C.) het 'n tweeledige begrip geformuleer: 'n tydlose, volmaakte wêreld speel hom af in ʼn tydelike, onvolmaakte wêreld van sintuiglik waarneembare verskynsels. Hy het dit vergelyk met die son wat in water weerspieël word.

As die water geroer word, verdwyn die son se beeld en nie die son self nie. Aristoteles (384-322 v.C.) het die grondslag gelê vir die fisiese tydsbegrip waarby verandering of beweging 'n rol speel. Volgens hom kon 'n onderskeid gemaak word tussen die verlede, die hede en die toekoms. Tyd en beweging moet ook met behulp van mekaar gedefinieer word, want die tyd word gemeet aan die reëlmatige beweging van die hemelliggame.

Vir Augustinus (354-430) was die basis vir tyd die menslike gees en nie die natuur nie. Die verlede, die hede en die toekoms het volgens hom ook nie in die natuur voorgekom nie, en tyd het betrekking op menslike eienskappe: herinnering (memoria), waarneming (contuïtus), verwagting (expectatio). Martin Heidegger (1889- 1976) het van die stand punt uitgegaan dat bewustheid en tyd 'n eenheid vorm, want wanneer 'n waarneming gedoen word, is daar tog sprake van verlede (retensie) sowel as van toekoms (protensie).

Tyd is meetbaar en word gemeet in eenhede deur middel van 'n horlosie. Die internasionaal vasgelegde SI-eenheid is die sekonde.

Van vroeg af het mense gebruik gemaak van die aardrotasie vir tydmeting. Om vas te stel wanneer die aarde 'n rotasie voltooi het, moet 'n oriënteringspunt buite die aarde gekies word. Sodra hierdie punt 'n gekose meridiaanvlak vir die tweede maal verbygesteek het, is een dag voltooi. Watter dag dit is, hang van die gekose oriëntasiepunt af. Mense kies gereeld die son, byvoorbeeld met sonwysers, sodat dit een sonnedag betref. Deurdat die aarde ook rondom die son draai, duur dit 'n bietjie langer voordat die son die meridiaanvlak opnuut verbysteek.

Deur die verder weg geleë sterre as oriënteringspunt te gebruik, kan mens meer akkuraat die tydsduur, vir die aarde om 'n volledige omwenteling af te lê, meet. Dit is die sterredag, oftewel die 23 uur, 56 minute en 4,09 sekondes wat dit duur teenoor die sonnedag se 24 uur. Die tyd wat op die ware sonnedag gebaseer is noem mens die ware sonnetyd of ware tyd. Dit is die tyd wat deur 'n sonwyser aangewys word. Met die koms van eenparig lopende horlosies kom mens egter agter dat die sonnedag varieer gedurende die jaar.

Deurdat die wentelsnelheid van die aarde rondom die son gedurende 'n volle jaar nie dieselfde waarde het nie, varieer die sonnetyd. Dit kom as gevolg van die feit dat die wentelbaan ellipties is, sodat die tweede wet van Kepler betrekking het. Hierop word konsep van die middelbare son ingebring met die middelbare sonnetyd of middelbare tyd. Die verskil tussen die ware tyd en die middelbare tyd is die tydsvereffening.

Horlosies word daarom gelykgestel op die lokale middelbare tyd. Met die invoer van die spoorweë word dit onprakties, deurdat plekke op verskillende lengtegrade verskillende tye het. Hierop word die standaardtyd ingevoer, die middelbare sonnetyd van 'n sentrale meridiaan.

Tot 1940 geld in Nederland die middelbare tyd van Amsterdam, wat ongeveer 19 minute voorloop op die middelbare tyd van die meridiaan van Greenwich, GMT. Om so dig moontlik by die lokale middelbare tyd te bly, word die tydsones ingevoer. In 1928 word die wêreldtyd Universal Time (UT) ingevoer, gebaseer op GMT. die poolbeweging blyk daarvoor te sorg dat hierdie tyd nie orals ter wêreld gelyk was nie. Hierop word 'n gekorrigeerde tyd ingevoer, UT1. die ander een, afgelei uit astronomiese observasies, word omgedoop tot UT0.

Met die koms van die noukeurige kwarts horlosies blyk daar 'n wêreldwye seisoensvariasie te wees, onder andere veroorsaak deur lug- en waterverplasings. Die hiervoor gekorrigeerde tyd was UT2. Hierdie word tans wel nie meer gebruik nie. Die aardrotasie blyk te onreëlmatig, sodat mens hom later gaan rig het op die tropiese jaar waaruit die efemeridetyd vasgestel is. Hoewel hierdie tyd uniform is, is dit ook moeilik om vas te stel. Deur die bekendstelling van die atoomhorlosie in 1955 kon mens die internasionale atoomtyd (TAI) invoer.

Die sekonde word nie meer gedefinieer as 'n vaste gedeelte van die dag nie, maar op die oorgang tussen twee hyperfynenergievlakke van die grondtoestand van 'n ¹³³cesiumatoom in rus by 'n temperatuur van 0 K. TAI loop nie gelyk met UT nie en daarom word UTC ingevoer. UTC korrigeert mens reëlmatig om hierdie binne een sekonde verskil met UT1 te behou. UTC en TAI loop dus steeds verder uit mekaar.

Dit blyk dat die mens ʼn soort interne horlosie (fisiologiese ritme) het. Aangesien daar egter tale fisiologiese ritmes bestaan (metabolisme, hartklop, asemhaling, ensovoorts), is dit moeilik om 'n bepaalde ritme vir die rol aan te wys. Daar is ook 'n tydsperspektief waarvolgens herinneringe vasgelê en toekomsverwagtinge geskep word.

Die belewing van tydsduur word egter deur sekere omstandighede beïnvloed. Hoewel 5 minute op 'n horlosie dieselfde bly, voel die 5 minute wat 'n persoon vir 'n trein wag, baie langer as die 5 minute by 'n feestelikheid. Die skynbare tydsduur word gekoppel aan die hoeveelheid informasie wat verwerk moet word, en die tyd word beskou as 'n neweproduk van psigologiese prosesse en nie as 'n eienskap van die omgewing of van die menslike organismes nie.

Sontyd word beskou as die tydsverloop tussen 2 opeenvolgende deurgange van die son, terwyl stertyd beskou word as die periode tussen 2 opeenvolgende deurgange van 'n ster. Stertyd is gerieflik vir sterrekundige gebruik, want daaruit kan die posisie van ʼn ster regstreeks bepaal word.

Son- en stertyd word ook van 0 tot 24 uur ingedeel, en word uitgedruk as die uurhoek van 'n betrokke punt aan die hemel. Die uurhoek is die hoek, gemeet langs die hemelekwator, tussen die meridiaan waarby die waarnemer is en die uursirkel van die ster, dit wil sê die sirkel deur die pole en die punt aan die hemel.

In 1884 is daar op ʼn konferensie in Washington (VSA) besluit om die aarde in 24 sones (elk 15°) in te deel, beginnende by die Greenwich-meridiaan. Die tyd in elke tydsone verskil dan met 1 uur van die tyd in 'n aanliggende sone. Daardeur kan die tyd in 'n land ten opsigte van die tyd in 'n ander land bereken word.

Die indeling van ure, minute en sekondes bly behoue, met die sekonde as die basiese (SI-) eenheid. Hoewel die standaardsekonde vroeër in terme van die beweging van die hemelliggame uitgedruk is, blyk dit dat daar afwykings in die bewegings is, en word die atoomsekonde as standaard aanvaar. Die atoomsekonde word uitgedruk in terme van die trillingsfrekwensie van 'n sesiumatoom, naamlik 9192 631 770 hertz (Hz). Die periode van die trilling is die omgekeerde van die frekwensie (t=1 / f) en is dus 1/9192 631 770. Hierdie periode of duur is baie stabiel en dien as grondslag vir die berekening van ʼn sekonde.

Die ontwikkeling van die Spesiale Relatiwiteitsteorie deur Albert Einstein in die begin van die 20ste eeu het die absolute begrip van tyd, soos ons dit in die daaglikse lewe ervaar, omvergewerp. Uit twee postulate lei Einstein af dat tyd geen absolute begrip is nie. Van twee gebeurtenisse, a en b, is dan nie altyd te sê of a vóór, gelyktydig met, of na b plaasgevind het nie. Die een waarnemer kan eers a waarneem en dan b, terwyl 'n andere eers b en dan a sal waarneem.

Essensieel hierby is of daar een kousale or oorsaaklike verband moontlik is tussen die gebeurtenisse a en b, in ag genome dat 'n sein nooit vinniger as lig kan beweeg nie. Veronderstel dat b volgens 'n waarnemer kort na a gebeur, maar dat die afstand tussen a en b baie groot is. In hierdie geval kan b geen gevolg van a wees nie, omdat 'n sein vanuit a nooit op tyd by b aankom nie. Die twee gebeurtenisse a en b is dus nie kousaal verbonde nie, daar word wel gesê dat hulle 'n ruimte-agtige verband het. In hierdie situasie sal alle ander waarnemers ook 'n ruimte-agtige verband waarneem, onder hulle is dan sommige wat waarneem dat a en b gelyktydig plaasvind, of dat a ná b gebeur.

Stel nou voor dat a en b gebeurtenisse is wat volgens een waarnemer gebeur op plekke wat nie ver van mekaar geleë is nie, maar dat b wel veel later asa gebeur, en dat 'n sein stadiger as die lig van a na b kan reis. In hierdie geval kan daar 'n kousale verband tussen die gebeurtenisse wees, en kan b 'n gevolg van a wees. Daar word ook wel gesê dat hulle 'n tyd-agtige verband het. Alle ander waarnemers sal ook 'n tyd-agtige verband waarnemen, en altyd sal a vóór b gebeur.

Daar is ooreenkomste tussen die begrippe ruimte en tyd. 'n Gebeurtenis het behalwe 'n plek ook 'n tydstip, en netso kan 'n objek bepaalde afmetings in die ruimte hê, maar ook in die tyd indien het gedurende een bepaalde duur bestaat. Omdat die ruimte uit drie dimensies bestaan, word tyd wel soms die vierde dimensie genoem. 'n Gebeurtenis het dus 'n "posisie" in die sogenaamde ruimte-tyd, oftewel Minkowski-ruimte. In die natuurwetenskap is hierdie manier van saam beskou van ruimte en tyd soms prakties.

Aan die ander kant is daar 'n onderskeiding tussen ruimte en tyd. In ruimte kan mens vryelik beweeg, maar nie in die geval van tyd nie. Vanuit 'n teoretiese oogpunt is dit alles die gevolg van die wette van oorsaaklikheid en die verskille tussen ruimte-agtige en tyd-agtige verbande soos dit volg uit die relatiwiteitsteorie. Elke natuurwet of -teorie sal dus ook moet onderskei tussen tyd en ruimte volgens hierdie beginsels.

Tyd word gereeld gepersonifiseer as 'n ou man met 'n baard en 'n sens (Engels: scythe) in sy hand. Dit is 'n verwysing na die ou Griekse god Chronos.

• Wêreldspektrum, 1982, ISBN 0908409680, volume 27, bl. 206, 207

• Wikiwoordeboek het 'n inskrywing vir tyd.
• Voorbeeld van 'n atoomhorlosie