Выдвигается множество теорий (они могут быть и частью более общих теорий или философских учений), в которых обосновывается это явление. Важнейшим следствием, подтверждающим однородность времени, является закон сохранения энергии, согласно теореме Эмми Нётер, которую она доказала в 1918 году.
Уравнения электродинамики Джеймса Максвелла не изменяют своего вида при смене знака времени на противоположный. Они симметричны относительно обращения времени (T - симметрия).
Время одномерно, для его измерения необходимо число. Промежуткам времени можно поставить в соответствие векторные величины, которые можно складывать и вычитать как отрезки прямой. При использовании некоторой репрезентативной модели, прошлое, как правило, представляют статичным и неизменяемым, а будущее — неопределённым и туманным. С течением времени момент, который был настоящим, становится частью прошлого, а часть будущего, в свою очередь, становится новым настоящим. Таким образом, описывают то, что называют течением времени, — когда вполне определённая точка «настоящее» «движется» вперёд в будущее и оставляет за собой прошлое. Такие представления в философии называют презентизмом (англ. present — настоящее время). Согласно универсальному нигилизму, прошлое и будущее не занимают времени в настоящем. Кроме того, невозможно точно определить длительность, которую мы называем «настоящим временем»: ведь любое количество времени, которое вы назовёте «настоящим временем», можно разделить на три части — прошлое, настоящее и будущее и так далее — до бесконечности.
Однако процесс, который происходит в «настоящий», постоянно ускользающий, момент времени или в какое - то мгновенье, все же можно запечатлеть, например, с помощью фотоаппарата, в цифровом варианте которого встроены часы и время автоматически наносится на отснятый кадр.
Если текущее время t [1], с учетом краткого интервала времени или мгновенья, δt > 0, разделить на три чётко различаемых отрезка:
tп = (t - δt) — «прошедшее время»,
tн — «настоящее время»,
tб = (t + δt) — «будущее время»,
то всякое значение «настоящего времени» tн будет находиться в интервале значений tп < tн < tб или (t - δt) < tн < (t + δt) и можно определить его среднеквадратическую величину по известной формуле [2]:
Очевидно, что в данном случае величина tн, также связана с величинами t и δt по закону прямоугольного треугольника, открытого Пифагором:
из которого, при a = δt, b = t и c = tн, будем иметь зависимость tн2 = t2 + δt2 .
Если величины «прошедшего» и «будущего» времени, представить в виде комплексных чисел tп = (t - iδt) и tб = (t + iδt), где i = (-1) – мнимая единица, то для среднеквадратической величины «настоящего времени» получим следующее выражение:
При этом отметим, что величину √(t2 - δt2 ) можно представить и в виде среднего пропорционального (или среднего геометрического) двух исходных величин, т. е. (tн)сп = √(tп tб) = √[(t - δt)(t + δt)].
Возникает вопрос, с какой точностью можно измерить миг или мгновенье времени δt? В 2016 году международная команда ученых впервые в мире смогла отследить квантовые процессы и измерить мгновенье с точностью до нескольких аттосекунд – одной миллиардной доли миллиардной доли секунды. На атомарном уровне процессы протекают чрезвычайно быстро. Движения атомов в молекуле, разрыв и образование связей между ними происходят за время, исчисляемое фемтосекундами (10-15 секунды). А электронные процессы, которые и определяют химические связи, протекают еще в тысячу раз быстрее – за время, исчисляемое уже аттосекундами (10-18 секунды). Чтобы ощутить чудовищную малость этого времени, скажем, для сравнения, что одна аттосекунда меньше одной секунды во столько же раз, во сколько раз одна секунда меньше времени жизни Вселенной, оцениваемой примерно в 14 миллиардов лет.
Коллектив исследователей сумел провести эксперимент, в котором впервые в мире удалось отследить сверхбыстрые движения электронов с точностью до трех аттосекунд. Они наблюдали за вылетом фотоэлектронов, выбитых излучением лазера из атомов. Подробности эксперимента описаны учеными в статье, опубликованной в последнем номере журнала Nature Photonics. Такие измерения возможны только с помощью лазеров с излучением очень высокой частоты. А в данном случае необходимы лазеры, частота которых попадает в рентгеновский диапазон. Причем для подобных исследований пригодны лишь, так называемые, рентгеновские лазеры на свободных электронах. В них рентгеновское излучение возникает при движении ускоренного электронного пучка очень высокого качества по синусоиде под действием отклоняющих магнитных полей. Подобное излучение обладает уникальной комбинацией свойств: когерентностью, большой яркостью, ультракороткими фемтосекундными импульсами, перестраиваемой частотой и поляризацией. Описываемый эксперимент проводился на лазере FERMI, установленном в международном исследовательском центре «Elettra Sincrotrone» в итальянском городе Триесте.
Сложность работы заключалась в том, что частоты излучения этого лазера не позволяют проводить наблюдения за аттосекундными изменениями, однако исследователи нашли выход из положения. В эксперименте они облучали атом неона излучением не одной длины волны, а сразу двух – 63,0 и 31,5 нанометров (10-9 м), различающихся в 2 раза. Меняя временную задержку между ними, ученые следили за изменением направления вылета фотоэлектронов. В результате, им удалось отследить вылет электронов с интервалом в три аттосекунды!
