Почему мы делим день на секунды, минуты и часы

2024 Автор: Sherilyn Boyd | [email protected]. Последнее изменение: 2023-12-16 09:37

Концепция разделить день кажется второй природой даже самого маленького ребенка, который спрашивает: «Это время закуски». Реальность такова, хотя мы решили, что необходимо разделить время, фактический процесс и то, как мы это делаем, меняется на протяжении тысячелетий. Жестокая ирония заключается в том, что, хотя мы знаем, что нам нужно измерять время, никогда не было консенсуса относительно времени.

На протяжении всей истории в то время было две основные школы мысли и еще много мнений о том, как мы должны ее измерять. Первое понятие времени - это то, к которому стремятся подписаться большинство современных физиков, и это время является фундаментальным измерением во Вселенной. 4^го размер, в котором остальные три измерения пространства (длина и высота) могут перемещаться последовательно. Вторая концепция времени противоречит идее, что это измерение, а скорее интеллектуальная концепция, которая позволяет людям упорядочивать и сравнивать события. Это время не существует само по себе, но это способ, которым мы представляем вещи.

Хотя многие физики склонны рассматривать время как измерение, я полагаю, потому что они пытаются удержаться на теориях Эйнштейна в пространстве-времени, я предпочитаю рассматривать его как инструмент. Это потому, что наша Вселенная постоянно меняется. С одного момента на другой он всегда в движении. От электронов, движущихся вокруг атомных ядер, к баскетболисту, пытающемуся отстрелить их до истечения времени игры, все в нашей вселенной находится в движении. Чтобы понять это, нам нужен инструмент. Если вы рассматриваете вселенную как автомобиль и время как очень важный инструмент в наборе инструментов, вы можете видеть, как время не будет измерением. Вам нужны инструменты, чтобы разделить автомобиль и точно так же, как набор гнезд необходим, чтобы разобрать и понять все внутренние работы этого автомобиля, поэтому необходимо также время, чтобы разобраться и понять изменения в нашей вселенной с одного момента до следующий. Но точно так же, как набор гнезд никогда не будет частью автомобиля, так что и время никогда не будет частью вселенной, а просто необходимым инструментом для его понимания.

Какая бы ни была ваша позиция в какое время на самом деле, одна константа всегда оставалась; как вы его измеряете? В хронометрии (наука об измерении времени) существуют две различные формы измерения: календарь и часы. Календарь используется для измерения прохождения длительных периодов времени, а часы используются для подсчета текущего времени прохождения и проводятся консультации в течение периодов менее одного дня. Мы, очевидно, сосредоточимся на периодах менее одного дня, потому что, если мы пойдем в календарные дебаты, мы неизбежно решаем, что наш мир заканчивается в 2012 году!

Сегодня наиболее широко используемой числовой системой является базовая 10-система (десятичная). Это кажется подходящим, учитывая, что у всех нас есть 10 пальцев и пальцев ног, поэтому ученики классов и я, после нескольких сортов пива, могут легко сделать математику! К несчастью для нас, цивилизации до Дьюи Десятилетия никогда не пытались считать своих овец пьяными или просто ненавидели своих детей, но все, казалось, использовали другие более сложные системы, такие как база 12 (двенадцатеричная) или база 60 (сексуальная)

Первое общество, которому приписывалось разделение дня на более мелкие части, было египтянами. Они разделили день на две двенадцатичасовые секции; ночь и день. Часы, которые они использовали для измерения времени, были солнечными часами. Первые солнечные часы были просто кольями в земле, и вы знали, в какое время это было по длине и направлению тени солнца. Успехи в технике, а именно т-образный стержень, помещенный в землю, позволили им более точно измерить день в 12 отдельных частях. (Damn duodecimal system !!) Считалось, что одним из объяснений этой базовой системы было то, что можно было легко добраться до двенадцати, посчитав пальцы на всех четырех пальцах большим пальцем. (По-видимому, у них не было патрулей DUI для пьяного верблюда, а древние полицейские проводили полевые испытания на трезвость, когда люди касались пальцами своих пальцев, в противном случае они понимали бы, что этот метод подсчета не был хорошей идеей!)

Недостатком этих ранних часов было то, что ночью не было реального способа измерить время. Египтянам, как и нам, все еще нужно было измерять время после наступления темноты. В конце концов, как еще мы узнаем, когда бары закрываются? Таким образом, их ранние астрономы наблюдали набор из 36 звезд, 18 из которых они отмечали течение времени после падения солнца. Шесть из них будут использоваться для обозначения трех часов сумерек по обе стороны ночи, а двенадцать - для разделения тьмы на 12 равных частей. Позже, где-то между 1550 и 1070 годами до нашей эры, эта система была упрощена, чтобы просто использовать набор из 24 звезд, из которых 12 были использованы для обозначения времени.

В древние времена было много других методов измерения времени прохождения после наступления темноты. Наиболее точно известные часы были часами воды, называемыми clepsydra. Встреча с ок. 1400-1500 гг. До н.э., это устройство смогло отметить время прохождения в течение различных месяцев, несмотря на времена года. Он использовал наклонную внутреннюю поверхность, на которой были начертаны чешуйки, что позволяло снизить давление воды, когда вода вытекала из отверстия на дне сосуда.

Поскольку день и ночь теперь можно разделить на 12 равных частей, родилась концепция 24-часового дня. Интересно, что только в 150 г. до н.э. греческий астроном Гиппарх предложил идею фиксированного набора времени для каждого часа. Он предложил разделить день на 24 равноценных часа, наблюдаемых в дни равноденствия. К сожалению, для бонусных счетчиков, отвечающих за сверхурочные часы, большинство миряне продолжали использовать сезонные переменные часы в течение нескольких столетий. Только около 14^го века, когда механические часы были обычным явлением, что фиксированная длина в течение часа стала широко распространенной.

Сам Гиппарх и другие астрономы использовали астрономические методы, которые они заимствовали у вавилонян, которые делали расчеты с использованием базовой системы 60. Неизвестно, почему вавилоняне, унаследовавшие его от шумеров, изначально решили использовать 60 в качестве базы для системы расчета. Однако очень удобно выражать доли времени, используя 10, 12, 15, 20 и 30.

Идея использования этой базы 60-й системы как средства разделения часового пояса возникла из идеи разработки географической системы для обозначения геометрии Земли. Греческий астроном Эратосфен, который жил между 276-194 г. до н.э., использовал эту систему, состоящую из семидесяти частей, чтобы разделить круг на 60 частей. Эти линии широты были горизонтальными и проходили через известные места на Земле в то время. Позже Гиппарх разработал продольные линии, которые охватывали 360 градусов. Еще позже астроном Клавдий Птолемей расширил работу Гиппарха и разделил каждую из 360 градусов широты и долготы на 60 равных частей. Эти части были дополнительно подразделены на 60 меньших частей. Он назвал первое подразделение «partes minutae primae» или в первую минуту. Разделенные меньшие части он называл «partes minutae secundae», или вторая минута, которая стала известной как вторая.

Еще раз, эти методы измерения были потеряны для широкой общественности, пока вокруг 16^го века. Первые механические часы разделили бы час на половинки, четверти или третьи. Для непрофессионала было нецелесообразно, чтобы час делился на минуты.

Достижения в области технологий и науки на протяжении веков требовали, чтобы было более точное определенное значение для измерения секунды. В настоящее время в Международной системе единиц (СИ) вторая является базовой единицей времени. Затем это умножается, чтобы получить минуту, час, день и т. Д. И т. Д.

Первое точно измеримое средство определения второго произошло с появлением маятника. Этот метод обычно использовался как средство подсчета времени в ранних механических часах. В 1956 году вторая была определена в терминах периода обращения Земли вокруг Солнца на определенную эпоху. Поскольку уже было известно, что вращение Земли на его оси не было достаточно однородным стандартом измерения, второе определялось как; «Доля 1 / 31,556,925.9747 тропического года за 1900 год 0 января в 12 часов эфемериды».

С развитием атомных часов было решено, что было бы более практичным и точным использовать их в качестве средства определения второй, а не революции Земли вокруг Солнца. Используя метод измерения общего вида, основанный на полученных сигналах от радиостанции, ученые смогли определить, что второе время эфемерид составляло 9,192,631,770 ± 20 циклов выбранной частоты цезия. Так, в 1967 году Тринадцатая Генеральная конференция по весам и мерам определила второе атомное время в Международной системе единиц как; «Длительность 9 192 631 770 периодов излучения, соответствующая переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133».

К сожалению, для мирян, ученый с их постоянной необходимостью быть верным и абсолютно точным, обнаружил, что эффекты гравитационных сил заставляют второй отличаться в зависимости от высоты, на которой он был измерен. Единая вторая была произведена в 1977 году, исправляя выход каждого атомного часа, чтобы обозначить уровень моря. Это, однако, удлиняло второй примерно на 1 × 10^−10. Эта коррекция была применена в начале 1977 года.

Сегодня существуют атомные часы, которые работают в нескольких разных частотных и оптических областях. В то время как современные атомные часы из цезиевого фонтана кажутся наиболее точными, оптические часы становятся все более конкурентоспособными по сравнению с их микроволновыми коллегами.

То, что, по-видимому, остается верным, заключается в том, что по мере того, как технология становится все более развитой, потребность в более точном измерении времени будет продолжать развиваться. Что остается верным для большинства из нас, однако, так это то, что мы привыкли использовать математику математики гетто и просто знаем, что есть 60 секунд в минуту, 60 минут в час и 24 часа в день!

Бонусные факты:

• Поскольку второе основано на количестве переходов атомов цезия между двумя сверхтонкими уровнями его основного состояния по сравнению с временем эфемерид и тем, что вращение Земли замедляется, возникает необходимость добавлять периодические «прыжки секунд» в атомную шкалу времени, чтобы удерживать две в течение одной секунды друг от друга.
• С 1972 по 2006 год добавлено 23 прыгательных секунды, от одного раза в 6 месяцев до 1 каждые 7 лет.
• Международная служба вращения Земли и опорных систем (IERS) - это организация, которая контролирует разницу в двух временных масштабах и призывает к вводу или удалению секунд прыжка, когда это необходимо.
• Хотя это не стандарт, определенный Международной системой единиц, час является единицей, принятой для использования с СИ, представленной символом час
• В астрономии юлианский год представляет собой единицу времени, определяемую как 365,25 дня из 86400 секунд СИ.
• Хотя луна использовалась для вычисления времени уже в 10 000-28 000 лет до нашей эры. Лунные календари были в числе первых - 12 или 13 лунных месяцев (346 или 364 дня). Лунизолярные календари часто имеют тринадцатый месяц, добавленный к некоторым годам, чтобы компенсировать разницу между полным годом (теперь это известно около 365,24 дня) и годом всего двенадцати лунных месяцев. Цифры двенадцать и тринадцать стали заметными во многих культурах, по крайней мере частично из-за этой взаимосвязи между месяцами и годами.