Ми звернулись до Франтішека Кундраціка з математичного та фізичного факультету Карлового університету в Братиславі.

чому

Зростаючий час

Стародавні цивілізації спостерігали чергування дня і ночі, а також помічали рух Сонця по небу. В результаті вони почали визначати дні. Фази Місяця, у свою чергу, допомогли їм розділити час на місяці та чергувати пори року на роки. Поступово люди винайшли різні способи вимірювання часу, але один з них пов’язав їх - усі винаходи вимірювали час на основі регулярно повторюваних природних подій.

Час та пори року стали важливими для людей, коли вони зайнялися сільським господарством. "Вони повинні були знати, чи можна їм садити, чи весна ще не настала у справжньому розумінні цього слова, і це було лише місцеве потепління. Єгиптяни найчастіше згадуються в літературі, оскільки вони чекали повені Нілу, яка запліднила навколишні поля, і їм було важливо знати, коли настане потоп. Вони спостерігали за зірками і знали, що коли зірка Сіріус з’явиться на ранковому небі, повінь не забариться. Вже на той час було створено поділ на часовий період - рік, який тривав 365 днів, ніж сьогодні. Також було відомо, що це не зовсім точне значення, але приблизно раз на 4 роки такий календар випереджає реальність на один день ", - пояснює фізик Кундрачик.

Шумери та єгиптяни

Причину, чому день має 24 години і годину 60 хвилин і хвилину 60 секунд, або чому це 12 місяців, ми повинні шукати у старих шумерів у четвертому-третьому тисячолітті до нашої ери.

"Шумери використовували систему 60, оскільки число 60 можна точно розділити на половинки, третини, чверті, п'яті та шості. Ця система легко ділимих чисел була використана для поділу року на дні або для розділення кола та екліптики на дванадцять-дві годинні секції, створюючи тварину, у якої кожен персонаж має 30 градусів ». Підрахунок до 12 завжди був популярним. У нас було 12 місяців, 12 знаків зодіаку, 12 апостолів.

Дванадцять - десяток, дуже популярна міра в наших краях. Існує багато теорій, чому день має 2х12 годин. Один з них каже, що це тому, що древні цивілізації рахували на пальцях. Однак спочатку вони не рахували цілих пальців, а лише окремі статті. Якщо відкрити ліву долоню і порахувати окремі ланки решти пальців кінчиком великого пальця, ви отримаєте число 12. Дванадцять годин вдень і 12 вночі, і у нас цілодобовий день.

Академічна відпустка

Той факт, що рік має 365 днів, вже дізнався першокурсник. Однак тропічний рік, тобто час, коли Земля обертається навколо Сонця, становить більше 365 днів, а саме 365,24219 днів. Таким чином, календарний рік приблизно на чверть дня коротший за тропічний рік. Нам потрібно час від часу компенсувати цю різницю, точніше кожні чотири роки. "Перший день весни має вирішальне значення для початку вегетаційного періоду. Ось чому ми хочемо, щоб цей день був в один і той же час щороку. Однак, оскільки в тропічному році немає рівно 365 днів, через чотири роки ми отримуємо додатковий повний день. Якби не було високосного року, і цей день не додався б до 28 лютого, то могло б статися, що весна поступово переходить у літо, і це було б справжнім безладом ». Високосний рік вже був введений в римському юліанському календарі, але також цей розрахунок не був цілком точним, оскільки в кінці кожного року не залишалося точної чверті дня, а лише 0,24219. Що на рахунок того?

"Протягом століть таким чином накопичувалося кілька днів неточності. Григоріанський календар в Отже, 1582 р. Зробив чергову корекцію, щоб виправити помилку в часі, яка накопичується за сто років. Незважаючи на те, що сотня кратна чотирьом, цілі століття не є високосними ", - описує сучасну календарну систему Кундрачик. Однак навіть це не зовсім точний розрахунок, адже через тисячу років відбудеться зсув на 7,81 дня, що буде на додаток до реальності. "Тому, хоча століття не проникні, кожне четверте століття все ще проникне. Отже, 1700, 1800 і 1900 роки були не високосним, а 2000-м ». Таким чином, вирівнюються відмінності між тропічним та календарним роками.

Другий стрибок

Подібно до того, як один день додається до календаря кожні чотири роки, іноді, але з нерегулярними інтервалами, одна секунда додається або вилучається в атомній системі хронометражу UTC з 1972 року. "Наші дні отримують із середнього часу обертання Землі навколо власної осі, але він також змінюється. Він може прискорюватись або сповільнюватися залежно від того, як маса розподіляється на поверхні та всередині Землі. Наприклад, льодовики на полюсах утворюють масу. Якби вони танули, маса рухалась до області екватора, і Земля трохи сповільнювалась ".

Крім того, коли відбувається сильний землетрус і речовина рухається на Землі, швидкість його обертання також незначно змінюється, змінюючи час середнього дня. На практиці це означає, що другий день додається або видаляється за потреби. Ми називаємо це високосною секундою.

Літній та зимовий час

Отже, з цього часу зимовий час, який є природним, застосовується знову. Вперше літній час був введений в 1916, і лише в деяких європейських країнах. На території Чехословаччини літній час працював з перервами в 1940-х роках, річний літній час вводився лише в 1979 рік ".У минулому енергія була дорогою, тому переведення годинника так, щоб їй не потрібно було так сильно світити, мало сенс. Сьогодні, за підрахунками, літній час економить лише 0,5% споживання енергії, що є незначним. Тому часто дискутують, скасовано зміну часу чи ні ", - завершує розповідь про час фізиків.

Найточніший годинник контролює атоми

Атомний годинник став найточнішим годинником у світі. Вони вимірюють час, використовуючи резонансну частоту атомів. "На точне вимірювання часу впливали температура або вологість. Тому люди знайшли щось, на що ніякі зовнішні умови не впливають. Вони являли собою процеси в атомах. Він працює, вивільняючи атоми з нагрітого цезію, рубідію або ітербію і виробляючи технічний пристрій, який може вимірювати регулярні коливання цих атомів. Наприклад, атом цезію (Cs) робить 9 129 631 770 коливань в секунду. Це найточніші годинники, оскільки атоми поводяться однаково, незалежно від того, теплі вони, холодні чи вологі. Сучасні атомні годинники настільки точні, що навіть якби їм було 15 мільярдів років, їх відхилення від реального астрономічного часу не перевищувало би хвилини ", - виявляє фізик Кундрачик. Атомний час надзвичайно важливий, наприклад, з GPS-пристроями, які визначають ваше положення, вимірюючи час, необхідний для проходження радіосигналу від супутника до вас. Неточний час вимкне навігацію.

Який час?

Люди сприймають час як послідовність між подіями. "Це означає, що якщо є причина, у неї буде трохи часу. Якщо ввімкнути плиту, вода на деякий час почне кипіти. Ми сприймаємо час як щось, що виходить за нас, але ми знаємо, що все в порядку. Адже дочка не народжується раніше матері. Тому час прив’язаний до деяких подій, що слідують одна за одною. Люди поступово винайшли одиниці вимірювання для цього плавного потоку ", - говорить Кундрацік про таємничу величину.

Так вимірювали час

15 століття до нашої ери - сонячний годинник

Древній метод використовував обертання Землі для вимірювання часу, через що Сонце рухається по небу. Він відкидає тінь за допомогою тіні і показує час. Одне з перших приладів для визначення часу за допомогою тіней датується приблизно 1500 роком до н. n. л. Часто використовувались настінні сонячні годинники, які розташовувались на фасадах будівель.

15 - 14 століття до нашої ери - Водні годинники

У якийсь момент людям почало потрібно вимірювати час, навіть коли було хмарно або вночі. Тому вони почали винаходити інші методи вимірювання часу, наприклад, сонячні годинники. Водяний годинник працював, капаючи воду з однієї ємності з регулярним інтервалом в іншу ємність. Достеменно невідомо, де їх вперше використовували, але часто згадують Вавилон та Китай. Однак вони широко використовувались у Стародавній Греції, де їх називали клепсидра - злодій води. Наприклад, вони визначили однаковий час захисту обох сторін, які беруть участь у суді.

150 п. Н. - 335 п. л - Пісочний годинник

Вони засновані на подібному принципі, як водяний годинник, в якому вода не головна роль, а пісок. Для вимірювання часу вони використовують його рух, спричинений гравітацією. Пісочний годинник складається з двох скляних колб, розміщених одна над одною, які з’єднані вузькою горловиною, через яку пісок рухається від верхнього берега до нижнього.

520 - Свічки

Вимірювання свічки спрацьовувало шляхом вимірювання часу на основі втрати згорілого воску або парафіну. Деякі свічки носили ваги, які допомагали визначати одиниці часу. На такі вимірювання впливали різні збурення, такі як вітер. Свічки широко використовувались в середні віки в наших широтах, особливо в церквах і монастирях.

13 - 14 століття - Механічний годинник

Першими механічними годинниками з обважнювачами та системою шестерень, що регулювали роботу машини, були баштові. У них не було рук, вони просто били час. Годинник рухався гравітаційною енергією спадаючої ваги, яка приводила в рух шестерні. Руки поступово збільшувались.

6 - 17 століття - маятниковий годинник

Принцип роботи маятника був відкритий близько 1600 року італійським астрономом Галілео Галілеєм. Йому виникла ідея побудувати механічну машину, яка б рахувала коливання маятника і показувала час крізь шестерню. Однак він ніколи не розробляв маятниковий годинник. Вони були зроблені його сином Вінченцо, а вдосконалені - голландцем Крістіаном Гюйгенсом. Маятниковий годинник давно став основним способом вимірювання часу.

17 століття - переносний годинник

Такі годинники мають замість маятника кільце, яке коливається навколо своєї осі завдяки струні. На коливання такого кільця набагато менше впливає рух під час їх передачі, ніж у маятникових годинниках.

20 століття - кварцовий годинник

На початку 20 століття з’явилися електронні хронометристи. Почалася ера малих годинників. Вони знайшли місце не тільки на руці, а й на пальці та шиї. Більшість сучасних годинників містять не маятник або коливальне кільце, а коливальний кварцовий кристал, який почали використовувати в 1927 р. Коливання кристала викликані електричними імпульсами, а час вимірюється підрахунком коливань кристала. Оскільки частота коливань кристала кварцу дуже стабільна, такі годинники набагато точніші порівняно з механічними.