Miks me jagame päeva sekunditele, protokollidele ja tundidele

Miks me jagame päeva sekunditele, protokollidele ja tundidele

Täna avastasin, miks me jagame päeva sekunditeks, minutiks ja tundideks.

Kuupäeva jagamise vajaduse kontseptsioon tundub teisejärguliselt isegi väikseima lapsega, kes küsib: "Kas see on suupisteaeg?" Reaalsus on, kuigi oleme otsustanud, et on vaja jagada aega, on tegelik protsess ja viis, kuidas me selle üle käime, on aastakümneteks muutunud. Jeruulik iroonia on see, et kuigi me teame, et me peame mõõtma aega, ei ole kunagi olnud ühist seisukohta selle kohta, milline aeg tegelikult on.

Kogu ajaloo jooksul on olnud kaks peamist kooli, mis mõelnud, milline aeg on, ja isegi palju rohkem arvamusi selle kohta, kuidas me seda mõõta. Aeg on esimene, mida praegused füüsikud kipuvad tellima, ja see aeg on universumis fundamentaalne mõõde. 4th mille kolmemõõtmelised kolm ruumi (pikkuse laius ja kõrgus) võivad järjestada. Teine aja mõiste on vastu ideele, et see on mõõde, vaid pigem intellektuaalne mõiste, mis võimaldab inimestel sündmusi järjestada ja võrrelda. Seda aega ei eksisteeri üksi, vaid see on viis, kuidas me esindame asju.

Kuigi paljud füüsikud kipuvad mõtlema aja mõõtmisele, arvan ma, et nad püüavad hoida Einsteini kosmoseaja ajastuid kiiresti, eelistan ma seda kui vahendit. Seda seetõttu, et meie universum muutub pidevalt. Ühelt hetkelt teisele on see alati liikvel. Aatomite tuumast liikuvate elekterite puhul, et korvpallur, kes püüab oma tulistamist enne mänguaega otsa saada, on kõik meie universumis liikumas. Et seda mõista, vajame tööriista. Kui vaatate universumi kui autot ja aega kui tööriistakomplekti väga olulist tööriista, näete, kuidas aeg pole mõõde. Teil on vaja tööriistu, et autot ära võtta ja täpselt nagu pistikupesad on vajalikud, et lahutada ja mõista kõiki selle autode sisemisi tööviise, nii et on vaja aega, et kogu maailm muutub meie hetkest alates järgmine. Kuid just nagu pistikupesad ei kuulu kunagi auto osaks, pole ka aeg kunagi universumi osa, vaid see on vajalik selleks, et seda mõista.

Ükskõik milline on teie positsioon selle kohta, milline aeg tegelikult on, on üks konstant alati jäänud; kuidas sa seda mõõdad? Kronomeetrilis (aja mõõtmise teaduses) on kaks erinevat mõõtmise vormi, kalender ja kellaaeg. Kalendrit kasutatakse laialdaste ajavahemike läbimise mõõtmiseks ja kellaajat kasutatakse käimasoleva aja möödudes ja neid konsulteeritakse vähem kui ühe päeva jooksul. Me ilmselgelt keskendume vähem kui ühepäevasele perioodidele, sest kui me kavatseme kalendrisse arutleda, siis otsustaksime paratamatult, et meie maailm lõpeb aastal 2012!

Tänapäeval on kõige laialdasemalt kasutatav numbriline süsteem kümnendkohal põhinev süsteem (base 10). See tundub asjakohane, arvestades, et meil kõigil on kümme sõrme ja varba, nii et klassiõpilased ja mina, pärast mõnda õlu, saavad lihtsalt matemaatikat teha! Kahjuks ei olnud Dewey Decimali tsivilisatsioonid kunagi üritanud lugeda lambaid purjus või lihtsalt oma lapsi vihkasid, kuid kõik tundus, et nad kasutavad muid keerukamaid süsteeme nagu alusssteem 12 (kaksteistsõrmiku) või baas 60 (segasimaalsed)

Esimene ühiskond, mida tunnistati päevade eraldamisega väiksematesse osadesse, oli egiptlased. Nad jagasid päev kaks kaheteistkümne tunni pikkust sektsiooni; öö ja päev. Kell, mida nad aja mõõtmiseks kasutasid, oli päikesekell. Esimesed päikesetõusud olid lihtsalt kihid maapinnal ja sa tead, kui palju aega see oli päikese varju pikkus ja suund. Tehnoloogia areng, nimelt maapinnale pandud t-kujuline baar, võimaldas neil täpsemalt mõõta päeva 12 erinevas osas. (Kurja kaksteistsõrmiku süsteem !!) Arvati, et üks aluspõhimõtte süsteemi seletus oli see, et hõlpsasti saab kergesti kaheteistkümneks, lugedes kummaski käe pöidla nelja sõrmega. (Tundub, et neil ei olnud DUI-i patrullid joobes kaamel sõites ja iidsed politseinikud sooritasid kohapealseid testkatusi, kui inimesed puudutasid oma pöidlad sõrmedega, muidu nad mõistaksid, et see lugemismeetod pole hea mõte!)

Selle varajase kella puuduseks oli, et öösel ei olnud reaalset aega aja mõõtmiseks. Egiptlased, nagu meie, vajavad ikka veel pimedas aega mõõtmiseks. Lõppude lõpuks, kuidas muidu me teame, millal baarid suletakse? Nii et nende varajased astronoomid täheldasid komplekti 36 tähte, millest 18 nad kasutasid aja möödumist pärast päikese allutamist. Neist kuus neist kasutatakse öösel mõlemal pool 3-tunnilist hämarat tähistamiseks ja siis kaksteist siis kasutatakse pimeduse jagamiseks 12 võrdsesse ossa. Hiljem, kusagil 1550-1070 eKr, lihtsustati seda süsteemi, et lihtsalt kasutada 24-tähte komplekti, millest 12 kasutati aja möödumist.

Pikemate aegade läbimise mõõtmiseks anti aegadel palju muid meetodeid. Kõige täpsemalt tuntud kell oli veekell, mida nimetatakse Clepsydraks. Tutvumine tagasi umbes 1400-1500 eKr, see seade suutis märgata aja möödumist erinevatel kuudel, hoolimata aastaajast. Ta kasutas kaldega kallutatavat sisepinda, mis võimaldas vähendada veesurvet, kui vesi voolas laeva põhja aukust välja.

Kuna päevast ja ööst võib nüüd jagada 12 võrdseks osaks, sündis 24-tunnist päevakava. Huvitaval kombel oli see, et umbes 150 aasta e eelt, et Kreeka astronoom Hipparchus soovitas mõnda tunnis kindlat ajakava ideed, oli vaja. Ta tegi ettepaneku jagada päevast päeva võrdseks päevaks võrdselt 24 tunni võrra. Kahjuks olid üleööajaga tegelevad ubade loendurid jätkuvalt kasutanud hooajaliselt erinevaid tunde mitmete sajandite jooksul. See oli alles 14th sajandil, kui mehaanilised kellad olid levinud, sai tund aega kindlaksmääratud pikkus tunnustatuks.

Hipparchus ise ja teised astronoomid kasutasid baabelislaste poolt laenatud astronoomilisi meetodeid, kes arvutasid baas-60 süsteemi kasutades. On teadmata, miks abielurikke pärinevad babüloonlased algselt valisid arvutusseadme aluseks 60. Siiski on äärmiselt mugav kasutada aja murdoskusi, kasutades 10, 12, 15, 20 ja 30.

Idee selle baasi 60 süsteemi kui tunni jagamise vahendi kasutamiseks sündis geograafilise süsteemi kujundamise ideest Maa geomeetria tähistamiseks. Kreeka astronoom Eratosthenes, kes elas ajavahemikus 276-194 B.C., kasutas seda suguküpsema süsteemi ringi jagamiseks 60 osaks. Need laiuskraadid olid horisontaalsed ja läbisid Maa ajal tuntud kohad. Hiljem kujundas Hipparchus välja 360-kraadiseid pikisuunalisi jooni. Isegi hiljem laiendas astronoom Claudius Ptolemy Hipparchuse tööd ja jagas 360 laiuskraadi ja pikkuskraadi 60 võrdsesse ossa. Need osad jagati veel 60 väiksemasse ossa. Ta kutsus esimest sektsiooni "partes minutae primae" või esimest minutit. Madalamad osad, mida ta nimetas "partes minutae secundae", või teine ​​minut, mis sai tuntuks kui teine.

Veel kord jäid need mõõtmismeetodid üldsusele kaduma, kuni umbes 16th sajandil. Esimesed mehaanilised kellad jagavad tunni pooleks, kvartaliks või kolmandaks. Loomulikult ei olnud tunde vaja, et tund oleks jagatud minutiks.

Tehnoloogiate ja teaduse edusammud sajandite jooksul on nõudnud sekundi mõõtmiseks täpsemat määratletud väärtust. Praegu on rahvusvaheline ühikute süsteem (SI) teine ​​aeg aja baaseadmest. Seejärel korrutatakse see, et minut, tund, päev jne saada.

Pendli tulekuga tulid esimesed täpselt mõõdetavad teineteise määratlemise viisid. Seda meetodit kasutati enamasti mehaaniliste kellade varajaseks lugemiseks. 1956. Aastal määratleti teine ​​Maa pöördeperioodi jooksul päikese ümber teatud ajaperioodiks. Kuna juba oli teada, et Maa pöörlemine selle teljel ei olnud piisavalt ühtlane mõõtmismoodul, määrati teine ​​määratletud; "Mürk 1 / 31556,925.9747 troopilises aastas 1900. aasta 1. jaanuaril kell 12 tundi ephemerise ajal."

Aatomkellade väljaarendamise tulemusena otsustati, et see on praktilisem ja täpsem, kui kasutada seda vahendina, et määratleda teine, mitte Maa revolutsioon Päikese ümber. Kasutades ühisvaate mõõtmismeetodit, mis põhineb raadiojaamas vastuvõetud signaalidel, võisid teadlased otsustada, et teine ​​ephemeriisaeg oli valitud 9,192,631,770 ± 20 tsüklit sagedusega. Nii et 1967. aastal määratles kolmeteistkümnes kaalude ja mõõtude üldkonverents teine ​​aatomiaeg rahvusvahelises üksuste süsteemis; "Kestus 9 192 631 770 kiirgusperioodi, mis vastab tseesium-133 aatomi peamise oleku kahele ülisuurele tasemele üleminekul."

Kahjuks on teadlased, kellel on pidev vajadus olla õiged ja täiesti täpsed, leidnud, et gravitatsioonijõudude tagajärjed muudavad teineteisest sõltuvalt kõrguse, milles see mõõdeti. 1977. aastal valmistati ühtne teine, korrigeerides iga aatomi kella väljundit mere tasemele. See aga pikendas teist umbes 1 × 10 võrra−10. See korrigeerimine rakendati seejärel 1977. aasta alguses.

Täna on aatomkellasid, mis töötavad mitmes erinevas sageduses ja optilises piirkonnas. Kuigi state-of-the-art tseesiumfountain aatomi kellad näivad olevat kõige laiemalt täpne, optilised kellad on muutunud üha konkurentsivõimelisemaks oma tulemusi võrreldes nende mikrolainete kolleegidega.

Mis paistab olevat tõsi, on see, et kui tehnoloogia muutub üha arenenumaks, suureneb vajadus täpsemalt mõõta aega, et areneb edasi. Mis enamikule meist siiski kehtib, on see, et me saame kasutada lihtsat geto matemaatikat ja lihtsalt teame, et 60 sekundit minutis, 60 minutit tunnis ja 24 tundi päevas!

Boonus faktid:

  • Kuna teine ​​põhineb mitmel korral, kui tseesiumi aatom ületab oma peamise oleku kahte ülisuure taset kahe ephemeriumi aja vahel ja asjaolu, et maa pöörlemine aeglustub, on vajalik lisada perioodilisi "hüpe sekundeid" aatomiajakordaja, et hoida neid mõlema teise sekundi jooksul.
  • Alates 1972-2006 on lisatud 23 hüpet sekundit, ulatudes üks kord iga 6 kuu tagant 1 kuni iga 7 aasta tagant.
  • Rahvusvaheline maa pöörlemis- ja referentssüsteemide teenus (IERS) on organisatsioon, mis jälgib kahe erineva ajavahemiku erinevust ja nõuab vajaduse korral lisamist või eemaldamist.
  • Kuigi see ei ole rahvusvaheline ühikute süsteem defineeritud, on tunnuseks SI kasutamiseks kasutatav ühik, mida tähistab sümbol h
  • Astronoomia puhul on Julia aasta ajaühik, mis on määratletud kui 365,25 päeva 86400 SI sekundiga.
  • Kuid kuu kasutamist arvutati juba varem 10 000-28 000 eKr. Kuuekalendrid olid esimeste hulgas, kes ilmusid kas 12 või 13 kuu kuuga (kas 346 või 364 päeva). Lunisolari kalendrite sageli on mitu aastat lisanud kolmeteistkümnendat kuud, et korvata kogu aasta (praegu teadaolevalt ligikaudu 365,24 päeva) ja ainult kaheteistkümne kuu kuu vahelise erinevuse. Arvukad kaksteist ja kolmteist tulid paljudes kultuurides silma peal, vähemalt osaliselt tänu sellele suhtele kuude või aastate jooksul.

Jäta Oma Kommentaar