只有在统计力学和热力学的观点下才可被理论地解释。热力学第二定律说在一个封闭的系统中（我们可以将宇宙看成是最大的可能的封闭系统）熵只能增大，不能减小。宇宙中的熵增大后不能减小，因此时间是不可逆的。
天文学.最早研究时间的科学不是物理学，而是天文学。天文学的一个最重要的任务就是测量时间，从确定日的长短，四季的变化，到制定历法。在古代中国和在西方一样，制定历法的需要是推动天文学理论发展的重要因素之一。今天的天文学已与历法或时间测量毫无关联了，但天文学观测对时间概念的发展依然非常重要。