Zakaj delimo dan v sekunde, minute in uro

2024 Avtor: Sherilyn Boyd | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-16 09:38

Koncept potrebe po delitvi dneva se zdi drugič, da je tudi najmanjši otrok, ki se sprašuje, "ali je čas za prigrizek". Resničnost je, čeprav smo se odločili, da je treba razdeliti čas, dejanski proces in način, kako se lotimo tega, se že tisočletja spreminja. Kruta ironija je, da čeprav vemo, da moramo meriti čas, nikoli ni bilo soglasja glede tega, v kakšnem času je res.

V vsej zgodovini so bile dve glavni šoli razmišljanja o tem, koliko časa je, in še veliko več mnenj o tem, kako bi ga morali izmeriti. Prvi koncept časa je tisti, na katerega se najbolj nagrajujejo najbolj aktualni fiziki, in to je čas, ki je temeljna dimenzija v vesolju. 4^th dimenzija, v kateri se lahko druge tri dimenzije prostora (dolžina širina in višina) premikajo zaporedoma. Drugi koncept časa nasprotuje zamisli, da je to dimenzija, temveč intelektualni koncept, ki ljudem omogoča, da zaporedje in primerjavo dogodkov. Ta čas ne obstaja samostojno, ampak je način, na katerega predstavljamo stvari.

Medtem ko mnogi fiziki pogosto gledajo na čas kot dimenzijo, domnevam, da se poskušajo hitro držati teorij Einsteina o vesolju, raje vidim kot orodje. To je zato, ker se naše vesolje stalno spreminja. Od trenutka do naslednjega je vedno v gibanju. Od elektrona, ki se gibljejo okoli atomskih jeder, do košarke, ki se trudi, da bi se ustrelil, preden zmanjka časa za igro, se v vesolju vrti vse v vesolju. Za razumevanje potrebujemo orodje. Če si vesolje ogledate kot avtomobil in čas kot zelo pomembno orodje v orodju, lahko vidite, kako čas ne bi bil dimenzija. Potrebujete orodja za razstavljanje avtomobila in tako, kot je potrebno, da je vtičnica pripravljena in razume vsa notranja dela tega avtomobila, zato je potreben preveč časa, da se ločite in razumete spremembo v našem vesolju od trenutka do Naslednji. Toda tako kot priklopni set nikoli ne bo del avtomobila, tudi čas ne bo nikoli del vesolja, ampak le potrebno orodje za razumevanje.

Ne glede na vaš položaj glede na čas, ki je dejansko, je bila vedno ena konstanta; kako ga merite? V kronometriji (znanost o merjenju časa) obstajata dve različni obliki meritev, koledar in ura. Koledar se uporablja za merjenje prehoda obsežnih časovnih obdobij in ura se uporablja za štetje tekočega časa in se posvetuje za obdobja, krajša od enega dneva. Očitno se bomo osredotočili na obdobja, krajša od enega dneva, saj če bi šli v koledarsko razpravo, bi se neizogibno odločili, da se bo naš svet končal leta 2012!

Danes je najpogosteje uporabljen numerični sistem osnovni sistem 10 (decimalno število). To se zdi primerno, glede na to, da imamo vsi 10 prstov in prstov, tako da lahko učenci razreda in mi, po nekaj pivah, enostavno opravljamo matematiko! Na žalost za nas pred-Dewey Decimal civilizacije niti nikoli niso poskušale šteti svojih ovc, ki so jih pili, ali pa so preprosto sovražili svoje otroke, vse pa se je zdelo, da uporabljajo druge bolj zapletene sisteme, kot so osnova 12 (dvomestna) ali bazo 60 (sexageimal)

Prvo družbo, pripisano ločitvi dneva na manjše dele, so bili Egipčani. Delili so dan na dva dvanajst urnih delov; noč in dan. Ura, ki so jo uporabljali za merjenje časa, je bila sončna ura. Prva sončna ura so bila le stebla v tleh in vedeli ste, koliko časa je trajala s senco sonca. Napredek v tehnologiji, in sicer t-obliko, ki je postavljena v tla, je omogočila natančnejše merjenje dneva v 12 različnih delih. (Damn duodecimalni sistem!) Mislil je, da je ena pojasnila za ta osnovni sistem bila, da se lahko dvanajst preprosto dvignete, tako da štejete zglobe na vseh štirih prstih s palcem. (Očitno niso imeli DUI patrulje za pijani kamelski vožnji in starodavni policisti, ki so opravljali teste treznosti na terenu, ko so se ljudje dotaknili svojih prstov na prste, sicer bi zavedali, da ta metoda za štetje ni dobra ideja!)

Pomanjkljivost v zgodnji uri je bila, da ponoči ni bilo resničnega načina za merjenje časa. Egipčani, kot smo mi, še vedno potrebovali merjenje časa po temi. Navsezadnje, kako bi drugače vedeli, kdaj bodo zapirale? Torej, njihovi zgodnji astronomi so opazili skupino 36 zvezd, od katerih jih je 18 označevalo čas, ko je sonce padlo. Šest od njih bi se uporabljalo za označitev 3 ure mraka na obeh straneh noči in dvanajst bi se potem uporabilo za razdelitev teme v 12 enakih delov. Kasneje, nekje med leti 1550 in 1070 pr. N. Št., Je bil ta sistem poenostavljen, da bi uporabil samo 24 zvezdic, od katerih jih je bilo 12 označenih za prehod časa.

V starih časih je bilo še veliko drugih metod za merjenje prehoda časa po temnem. Najbolj natančno znana ura je bila vodna ura, imenovana Clepsydra. Nazaj na cca. 1400-1500 pr. N. Št., Je ta naprava kljub sezonskim obdobjem lahko označila prehod časa v različnih mesecih. Uporabila je poševno notranjo površino, ki je bila vpisana z lestvicami, kar je omogočilo zmanjšanje tlaka vode, ko je voda izlila iz luknje na dnu posode.

Ker se dan in noč lahko razdelimo na 12 enakih delov, se je rodil koncept 24-urnega dneva. Zanimivo je, da je šele okoli 150 pr. N. Št., Da je grški astronom Hipparchus predlagal zamisel o določenem času za vsako uro. Predlagal je, da se dan razdeli na 24 ekvivalenčnih ur, zabeleženih v enodnevnih dneh. Na žalost za števce, ki so bili odgovorni za nadurno delo, je večina ljudi še naprej uporabljala sezonsko spreminjajoče se uro nekaj stoletij. Šele okoli 14^th stoletja, ko so bile mehanske ure običajne, da je postala določena dolžina za eno uro širše sprejeta.

Hipparchus sam in drugi astronomi so uporabili astronomske tehnike, ki so si jih izposodili od babiloncev, ki so izračunali z bazo 60 sistema. Ni znano, zakaj so se Babilonci, ki so ga podedovali od Sumerov, prvotno odločili za uporabo 60 kot osnovo za računski sistem. Vendar pa je izjemno priročno za izražanje frakcij časa z uporabo 10, 12, 15, 20 in 30.

Zamisel o uporabi tega osnovnega sistema 60 kot načina delitve uro se je rodila iz ideje o oblikovanju geografskega sistema, ki označuje geometrijo Zemlje. Grški astronom Eratosthenes, ki je živel med 276-194 B.C., je uporabil ta sistem, da bi razdelil krog v 60 delov. Te linije zemljepisne širine so bile vodoravne in potekale skozi znane kraje na Zemlji takrat. Kasneje je Hipparchus zasnoval vzdolžne črte, ki so obsegale 360 stopinj. Še kasneje se je astronom Claudius Ptolemy razširil na delo Hipparchusa in razdelil vsako od 360 stopinj zemljepisne širine in dolžine na 60 enakih delov. Ti deli so bili nadalje razdeljeni na 60 manjših delov. Poklical je prvo divizijo "partes minute primae" ali prvo minuto. Podrejene manjše dele, ki jih je imenoval "partes minute secundae", ali druga minuta, ki so postali znani kot drugi.

Še enkrat so te merilne tehnike izgubljene za širšo javnost do približno 16^th stoletje. Prve mehanske ure bi delile uro na polovice, četrtine ali tretjine. Ni bilo praktično, da bi layer potreboval uro, razdeljeno na minute.

Napredek na področju tehnologije in znanosti skozi stoletja je zahteval, da obstaja natančnejša določena vrednost za merjenje sekunde. Trenutno je v mednarodnem sistemu enot (SI) druga, osnovna enota za čas. To se nato pomnoži, da dobite minuto, uro, dan itd. Itd.

Prvi točno merljivi način določitve drugega je prišel s pojavom nihala. Ta metoda je bila običajno uporabljena kot sredstvo za štetje časa v zgodnjih mehanskih urah. Leta 1956 je bila druga določena v obdobju obdobja revolucije Zemlje okoli Sonca za določeno obdobje. Ker je bilo že znano, da rotacija Zemlje na svoji osi ni bila dovolj enotna merilna metoda, je druga postala definirana kot; "Frakcija 1 / 31.556.925.9747 tropskega leta za 1900. januar 0 v 12 urah ephemeris čas."

Z razvojem atomske ure se je odločilo, da bi bilo bolj praktično in natančno, če bi jih uporabili kot sredstvo za določitev drugega, namesto revolucije Zemlje okoli Sonca. Z uporabo metode skupnega pogleda, ki temelji na prejetih signalih radijske postaje, so znanstveniki lahko ugotovili, da je bil drugi od ephemerisnega časa 9.192.631.770 ± 20 ciklov izbrane frekvence cezija. Tako je leta 1967 Trinajsta splošna konferenca o utežeh in merah opredelila drugo od atomskega časa v Mednarodnem sistemu enot kot; "Trajanje 9.192.631.770 obdobij sevanja, ki ustrezajo prehodu med dvema visokotonskima nivojema osnovnega stanja atoma cezija-133".

Na žalost za laiki, znanstvenik s svojo stalno potrebo po pravilnosti in absolutnosti, ugotovi, da učinki gravitacijskih sil povzročajo, da se druga razlikuje, odvisno od višine, na kateri je bila izmerjena. Enotna sekunda je bila izdelana leta 1977 tako, da je popravila izhodno energijo vsakega atomskega ura do srednjega nivoja morja. To pa je podaljšalo drugo za približno 1 × 10^−10. Ta popravek je bil nato uporabljen v začetku leta 1977.

Danes obstajajo atomske ure, ki delujejo v več različnih frekvencah in optičnih regijah. Medtem ko so najsodobnejše atomske ure atomske cesije navidezno najbolj natančne, so optične ure postale vse bolj konkurenčne pri njihovem delovanju proti svojim mikrovalovnim kolegom.

Zdi se, da ostaja resnično, da se bo tehnologija, ko postaja vse bolj napredna, še naprej razvijala potrebo po natančnejšem merjenju časa. Kaj ostaja resnično za večino nas, pa je, da lahko uporabimo enostavno geto matematiko in preprosto vemo, da je 60 sekund v minuti, 60 minut v uri in 24 ur na dan!

Bonus Dejstva:

• Ker drugi temelji na tem, koliko atomov cezija prehaja med dvema hiperfina v svojem osnovnem stanju v primerjavi z ephemerisnim časom in dejstvom, da se zemeljska rotacija upočasni, je treba dodati periodične "skokne sekunde" v atomski časovni okvir, da obdržita obe v eni sekundi drug od drugega.
• Od leta 1972 do 2006 je bilo dodanih 23 skočnih sekund, od enega na vsakih 6 mesecev do 1 na vsakih 7 let.
• Mednarodna služba za rotacijo vrtljajev in referenčnih sistemov (IERS) je organizacija, ki spremlja razliko v dveh časovnih zaporedjih in zahteva, da se po potrebi vstavijo ali odstrani skokne sekunde.
• Čeprav to ni standard, ki ga opredeljuje Mednarodni sistem enot, je ura enota, sprejeta za uporabo s SI, ki jo predstavlja simbol h.
• V astronomiji je Julijsko leto enota časa, ki je definirana kot 365,25 dni od 86400 SI sekund.
• Čeprav je bila luna uporabljena za izračun časa že od 10.000 do 28.000 pr. N. Št. Lunarni koledarji so bili med prvimi, ki so se pojavili bodisi v 12 ali 13 mesečnih mesecih (346 ali 364 dni). Lunisolarni koledarji pogosto trinajsti mesec dodajo nekaj let, da bi se nadomestili za polno leto (zdaj znano, da je približno 365,24 dni) in leto le dvanajstih mesecev lune. Številke dvanajst in trinajst let so se pojavljale v mnogih kulturah, vsaj delno zaradi tega razmerja med meseci in leti.