Як отримують точний час?

Наша здатність визначати час з надзвичайною точністю перетворила сучасний світ. Багато з воістину вражаючих технологій можливі тільки завдяки винаходу дуже точних годин. Мобільні телефони, електростанції, супутникова навігація – всі вони засновані на нашій здатності визначати час з точністю до мільярдної частки секунди.

Але визначити час з такою неймовірною точністю – це напрочуд важке завдання, і щоб з’ясувати, як це роблять, нам потрібно спочатку завести годинник.

Колись дізнатися час було просто: коли Сонце вставало – був день, а коли сходила Місяць – була ніч. Але не було дійсно точного способу дізнатися час, поки 350 років тому голландець Крістіан Гюйгенс не винайшли годинник з маятником.

clockЧаси з маятником дозволяли вимірювати час з точністю до секунди, але хоча вони були дуже точними, годинник у всіх людей показували трохи різний час в залежності від того, де вони жили.

Спочатку це не створювало проблем до промислової революції і появи залізниць. Адже для того, щоб залізниці працювали, потрібно мати надійне розклад. Але, як це не дивно, до 19 століття кожне місто і селище встановлював свій власний час. Наприклад, в Лондоні могло бути 11:35, а в Глазго – 11:19. А це нікуди не годиться, якщо ви намагаєтеся визначити, коли вам потрібно встигнути на поїзд.

Вирішили налаштовувати всі годинники по одним еталонним годинах, тому з 1 грудня 1847 року годинник в Великобританії, а потім і в усьому світі встановлювали за часом, яке вимірюють в Грінвічі. Його стали називати Грінвічському середнім часом. Пізніше його обезсмертили британські годинник, що говорить.

Гринвічем середній час було величезним кроком вперед. І хоча як і раніше відмовлялися приходити вчасно, принаймні тепер все могли встановити, наскільки вони спізнюються.

Але до середини 20 століття визначати час з точністю до секунди всім вже було недостатньо, особливо фізикам хотілося більшої точності. Проблема полягала в тому, що всі механічні маятники цокає зі злегка різними швидкостями, на них впливають зміни атмосферних умов, таких, як температура і вологість. Вчені розуміли, що якимось чином їм потрібно створити більш точний маятник.

Прорив стався в 1949 році, коли вчені створили перші в світі атомний годинник. У Національному інституті стандартів і технологій в Болдері, штат Колорадо, знаходяться найточніший годинник у світі, вони вимірюють час з точністю, еквівалентної одній секунді в 70 мільйонів років. це означає, що якщо б ми поставили годинник в ті часи, коли навколо бродили тираннозавра 70 мільйонів років тому, і вони б працювали весь цей час, вони не пішли б вперед і не відстали б більше, ніж на секунду.

Нехай атомний годинник виглядали так, ніби їх зібрали зі шматків сумнівних водопровідних труб і зламаного Лего, але ці високотехнологічні пристрої повинні були змінити на краще світ.

Ось закладена в атомний годинник ідея: замість використання механічного маятника вони використовують атомний. Прорив настав, коли вчені виявили, що всі атоми коливаються з регулярною частотою. Вони швидко зрозуміли, що можуть порахувати ці коливання, і використовувати їх для вимірювання секунди так само, як вимірюють коливання звичайного маятника.

В результаті з’явилися цезієві атомний годинник, і вчені оголосили, що офіційна тривалість секунди складає точно 9192631770 коливання атома цезію.

Незабаром кожна розвинена країна в світі створила власні атомні годинники. Саме тоді виявили проблему вікової давнини: все атомний годинник показували трохи різний час. Тому все ще не існувало універсального часу для всього світу.

Щоб вирішити цю проблему, вчені вирішили порівняти час, зареєстроване трьомастами різними атомними годинами, розташованими більш, ніж в 60 країнах по всьому світу.

Замок в Парижі – це місце, куди стікається вся інформація. Щоб точно визначити, котра година, спочатку реєструють час, показане кожними з різних годин по всьому світу, а потім вираховують середнє значення. В результаті виникло те, що називають загальним скоординованим часом.

Загальне скоординоване час – це ті еталонні годинник, за якими встановлюють всі інші години. Але є одна заковика: йдуть тижні на те, щоб порівняти дані всіх цих годин, тому вони не можуть повідомити вам точний час, а тільки час 6 тижнів тому. Загальне скоординоване час, як зрозуміли в Міжнародному бюро мір і ваг, це не реальний час, це факт з минулого.

І це не єдина проблема. Використовуючи атомний годинник, вчені виявили, що день на тисячні частки секунди довше, ніж був у 1900 році. Це тому, що обертання Землі поступово сповільнюється через вплив припливів. Це може означати, що одного разу в віддаленому майбутньому наші годинник можуть сказати нам, що зараз полудень, але Сонце вже буде сідати.

Тому вчені знайшли хитромудре рішення – секунду координації. Кожні кілька років вони регулюють універсальне скоординоване час, додаючи зайву секунду або до 30 червня або до 31 дек

ПОДІЛИТИСЯ: