Az idő mindenki számára ismert, mégis nehéz meghatározni és megérteni. A tudomány, a filozófia, a vallás és a művészetek eltérően definiálják az időt, ám ennek mérési rendszere viszonylag következetes.
Az órák másodperc, perc és óra alapján készülnek. Míg ezen egységek alapja megváltozott a történelem folyamán, gyökereik visszavezetik az ősi Szumeriát. A modern nemzetközi időegységet, a másodikt, a cézium atom. De pontosan mi az idő?
A fizikusok az időt az eseményeknek a múltból a jelenbe a jövőbe történő előrehaladásaként definiálják. Alapvetően, ha egy rendszer nem változik, akkor időtlen. Az idő a valóság negyedik dimenziójának tekinthető, az események háromdimenziós térben történő leírására használják. Ez nem valami, amit láthatunk, megérinthetünk vagy megkóstolhatunk, de megmérhetjük annak áthaladását.
A fizikai egyenletek ugyanolyan jól működnek, ha az idő előrehalad a jövőbe (pozitív idő), vagy visszafelé a múltba (negatív idő.) A természetes világban az időnek azonban van egy iránya, az úgynevezett az
az idő nyíl. Az a kérdés, hogy miért visszafordíthatatlan az idő, a tudomány egyik legnagyobb megoldatlan kérdése.Ennek egyik magyarázata, hogy a természeti világ a termodinamika törvényeit követi. Az a termodinamika második törvénye kijelenti, hogy egy zárt rendszerben a a rendszer entrópiája állandó marad, vagy növekszik. Ha az univerzumot zárt rendszernek tekintik, akkor entrópiája (rendellenességi foka) soha nem csökkenhet. Más szavakkal, az univerzum nem térhet vissza pontosan ugyanabba az állapotba, amelyben egy korábbi pontban volt. Az idő nem mozoghat hátra.
A klasszikus mechanikában az idő mindenhol azonos. A szinkronizált órák megegyeznek. Einstein speciális és általános relativitáselméletéből azonban tudjuk, hogy az idő relatív. Ez a megfigyelő referenciakeretétől függ. Ennek eredménye lehet időtágulás, ahol az események közötti idő hosszabb (dilatált), minél közelebb esik a fénysebességhez. A mozgó órák lassabban futnak mint a helyhez kötött órák, és a hatás egyre hangsúlyosabb lesz, amikor a mozgó óra közeledik fénysebesség. A fúvókákban vagy a pályán lévő órák lassabban rögzítik az időt, mint a Földön, muon részecskék lassabban bomlik, amikor esik, és a Michelson-Morley kísérlet megerősített hosszúság-összehúzódás és az időtágulás.
Az időutazás azt jelenti, hogy előre vagy hátra mozog a különböző időpontokban, hasonlóan ahhoz, mintha az űrben lévő különböző pontok között mozoghatna. Az időben történő előrelépés a természetben fordul elő. A Nemzetközi Űrállomás űrhajósai előrehaladnak az időben, amikor visszatérnek a Földre, mivel az állomáshoz képest lassabban haladnak.
Az ötlet vissza az időbenazonban problémákat vet fel. Az egyik kérdés az okozati összefüggés vagy az ok és a következmény. Az időbeli visszalépés időbeli paradoxont okozhat. A "nagyapja paradoxon" egy klasszikus példa. A paradoxon szerint ha időben visszatér és megöli nagyapját anyád vagy apád születése előtt, akkor megakadályozhatja a saját születését. Sok fizikus úgy véli, hogy az időutazás a múltba lehetetlen, de vannak megoldások az időbeli paradoxonra, például a párhuzamos univerzumok vagy elágazási pontok.
Az emberi agy fel van szerelve az idő követésére. Az agy szuprachiasmatikus sejtmagjai felelősek a napi vagy cirkadián ritmusokért. De a neurotranszmitterek és a gyógyszerek befolyásolják az időérzékelést. Az idegsejteket gerjesztő vegyi anyagok a normálnál gyorsabb tüzet okozva felgyorsítják az időt, míg a csökkent idegsejtégetés lelassítja az időérzékelést. Alapvetően, amikor úgy tűnik, hogy az idő felgyorsul, az agy egy-egy intervallumon belül több eseményt különböztet meg. Ebben a tekintetben az idő valóban úgy repül, ha szórakozik.
Úgy tűnik, hogy az idő vészhelyzet vagy veszély esetén lelassul. A houstoni Baylor Orvostudományi Főiskola tudósai szerint az agy valójában nem gyorsul fel, de az amygdala aktívabbá válik. Az amygdala az agy régiója, amely emlékeket teremt. Ahogy egyre több emlék képződik, úgy tűnik, hogy az idő kihúzott.
Ugyanez a jelenség magyarázza, hogy az idősebb emberek miért érzékelik az időt gyorsabban haladónak, mint amikor fiatalabb. A pszichológusok szerint az agy több emléket formál az új tapasztalatokról, mint az ismeretektől. Mivel kevesebb új emlék épül fel az élet későbbi szakaszában, úgy tűnik, hogy az idő gyorsabban telik el.
Ami az univerzumot illeti, az időnek volt kezdete. A kiindulási pont 13.799 milliárd évvel ezelőtt volt, amikor a Nagy durranás történtek. A kozmikus háttér sugárzást mikrohullámként mérhetjük a Nagyrobbanásból, de nincs olyan korábbi eredetű sugárzás. Az idő eredetének egyik érve az, hogy ha az idő végtelenségig terjed, az éjszakai égbolt tele lenne az idősebb csillagok fényével.
Az idő véget ér? A válasz erre a kérdésre ismeretlen. Ha a világegyetem örökre kiterjed, az idő folytatódna. Ha új Big Bang következik be, akkor az idővonalunk véget ér, és egy új kezdődik. A részecskefizikai kísérletek során a véletlenszerű részecskék vákuumból származnak, tehát nem tűnik valószínűnek, hogy az univerzum statikussá vagy időtelenné válik. Csak az idő fogja megmondani.