L-am întrebat pe František Kundracik de la Facultatea de Matematică și Fizică, Universitatea Charles din Bratislava.

timp

Timp de creștere

Civilizațiile antice au observat alternanța dintre zi și noapte și au observat, de asemenea, mișcarea Soarelui peste cer. Drept urmare, au început să stabilească zilele. La rândul lor, fazele lunii i-au ajutat să împartă timpul în luni și să se alterneze anotimpurile în ani. Treptat, oamenii au inventat diferite moduri de măsurare a timpului, dar unul le-a conectat - toate invențiile au măsurat timpul pe baza evenimentelor naturale recurente în mod regulat.

Timpul și anotimpurile au început să fie importante pentru oameni pe măsură ce s-au implicat în agricultură. „Trebuiau să știe dacă pot planta sau dacă primăvara nu venise încă în adevăratul sens al cuvântului și era doar încălzire locală. Egiptenii sunt menționați cel mai adesea în literatură, deoarece așteptau inundațiile Nilului, care au fertilizat câmpurile din jur și era important pentru ei să știe când va veni inundația. Au privit stelele și au știut că atunci când steaua Sirius va apărea pe cerul dimineții, inundația nu va întârzia să apară. Deja în acel moment a fost creată o divizare într-o perioadă de timp - un an care a durat 365 de zile decât astăzi. Se știa, de asemenea, că aceasta nu este o valoare complet precisă, dar aproximativ o dată la 4 ani, un astfel de calendar este cu o zi înaintea realității ", explică fizicianul Kundracik.

Sumerieni și egipteni

Motivul pentru care o zi are 24 de ore și o oră 60 de minute și un minut 60 de secunde, sau de ce sunt 12 luni, trebuie să-l căutăm în vechii sumerieni din mileniul IV-III î.Hr.

„Sumerienii au folosit un sistem de 60, deoarece numărul 60 poate fi împărțit cu precizie în jumătăți, treimi, sferturi, cincimi și șase. Acest sistem de numere ușor divizibile a fost folosit pentru a împărți un an în zile sau pentru a împărți un cerc și ecliptica în secțiuni de douăsprezece și două ore, creând un animal în care fiecare caracter are 30 de grade. ”Numărul până la 12 a fost întotdeauna popular. Am avut 12 luni, 12 semne zodiacale, 12 apostoli.

Doisprezece - o duzină, o măsură foarte populară în regiunea noastră. Există multe teorii cu privire la motivul pentru care o zi are 2x12 ore. Unul dintre ei spune că se datorează faptului că civilizațiile antice contau pe degetele lor. La început, însă, nu numărau degetele întregi, ci doar articolele lor individuale. Dacă deschideți palma stângă și numărați legăturile individuale ale degetelor rămase cu vârful degetului mare, veți obține numărul 12. Doisprezece ore în timpul zilei și 12 noaptea și avem o zi de 24 de ore.

An bisect

Faptul că un an are 365 de zile este deja învățat de boboci. Cu toate acestea, anul tropical, adică timpul în care Pământul orbitează Soarele, este mai mare de 365 de zile, exact 365.24219 zile. Astfel, un an calendaristic este cu aproximativ un sfert de zi mai scurt decât un an tropical. Trebuie să compensăm această diferență din când în când, mai exact la fiecare patru ani. „Prima zi de primăvară este crucială pentru începutul sezonului de vegetație. De aceea ne dorim ca această zi să fie la aceeași oră în fiecare an. Cu toate acestea, deoarece anul tropical nu are exact 365 de zile, în patru ani primim o zi suplimentară suplimentară. Dacă nu a existat un an bisect și această zi nu s-a adăugat la 28 februarie, atunci s-ar putea întâmpla ca primăvara să se mute treptat în vară și asta ar fi o adevărată mizerie. ”Anul bisect a fost deja introdus în calendarul iulian roman, dar nici acest calcul nu a fost destul de precis, deoarece la sfârșitul fiecărui an nu mai rămăsese niciun sfert exact din zi, ci doar 0,24219. Ce zici de asta?

„De-a lungul secolelor, câteva zile de inexactitate s-au acumulat în acest fel. Calendar gregorian în Prin urmare, 1582 a făcut o altă ajustare pentru a corecta o eroare de timp care se acumulează într-o sută de ani. În ciuda faptului că o sută este multiplu de patru, secole întregi nu au fost ani bisecți ", descrie actualul sistem calendaristic Kundracik. Cu toate acestea, chiar și acesta nu este un calcul complet precis, deoarece peste o mie de ani va exista o schimbare de 7,81 zile, care va fi pe lângă realitate. „Prin urmare, chiar dacă secolele nu sunt permeabile, fiecare secol al patrulea este încă permeabil. Prin urmare, anii 1700, 1800 și 1900 nu au fost un an bisect, ci anul 2000 a fost ".

Salt în al doilea rând

Așa cum o zi este adăugată la calendar la fiecare patru ani, uneori, dar la intervale neregulate, o secundă este adăugată sau eliminată în sistemul de sincronizare atomică UTC din 1972. "A noastra zilele sunt derivate din timpul mediu de rotație a Pământului în jurul propriei axe, dar se schimbă și. Poate accelera sau decelera în funcție de modul în care masa este distribuită pe suprafață și în interiorul Pământului. De exemplu, ghețarii de la poli formează o masă. Dacă s-ar topi, masa s-ar muta în regiunea ecuatorului și Pământul ar încetini puțin. "

De asemenea, atunci când are loc un cutremur mare și materia se mișcă pe Pământ, viteza de rotație a acestuia se schimbă ușor, modificând timpul zilei medii. În practică, aceasta înseamnă că a doua zi este fie adăugată, fie eliminată după cum este necesar. Noi îl numim saltul al doilea.

Vara și iarna

De astăzi, deci, timpul de iarnă, care este firesc, se aplică din nou. Ora de vară a fost introdusă pentru prima dată în 1916 și numai în câteva țări europene. Pe teritoriul Cehoslovaciei, ora de vară a funcționat cu pauze din anii 1940, ora anuală de vară a fost introdusă doar în 1979. "În trecut, energia era scumpă, deci schimbarea ceasului, astfel încât să nu trebuiască să strălucească atât de mult, avea sens. Astăzi, conform estimărilor, ora de vară economisește doar 0,5% din consumul de energie, ceea ce este neglijabil. Prin urmare, se dezbate adesea dacă schimbarea timpului este anulată sau nu ", conchide povestea vremii fizicienilor.

Ceasul cel mai precis controlează atomii

Ceasul atomic a devenit cel mai precis ceas din lume. Ei măsoară timpul folosind frecvența rezonantă a atomilor. „Cronometrarea exactă a fost afectată de temperatură sau umiditate. Prin urmare, oamenii au găsit ceva care nu este afectat de nicio condiție externă. Au fost procese în atomi. Funcționează prin eliberarea atomilor din cesiu, rubidiu sau iterbiu încălzit și producerea unui dispozitiv tehnic care poate măsura oscilațiile regulate ale acestor atomi. De exemplu, un atom de cesiu (Cs) produce 9.129.631.770 oscilații pe secundă. Acestea sunt cele mai precise ceasuri, deoarece atomii se comportă la fel, indiferent dacă este cald, rece sau umed. Ceasurile atomice de ultimă generație de astăzi sunt atât de exacte încât, chiar dacă ar avea 15 miliarde de ani, abaterea lor de la timpul astronomic real nu ar depăși un minut ", dezvăluie fizicianul Kundracik. Timpul atomic este extrem de important, de exemplu, cu dispozitivele GPS, care vă determină poziția măsurând timpul necesar unui semnal radio de la un satelit pentru a vă trece. Momentul incorect ar dezactiva navigarea.

Ce vreme?

Oamenii percep timpul ca o succesiune între evenimente. „Înseamnă că, dacă există o cauză, va avea ceva timp. Dacă aprind aragazul, apa va începe să fiarbă o vreme. Percepem timpul ca pe ceva care ne depășește, dar știm că totul este în ordine. La urma urmei, o fiică nu se naște înaintea unei mame. Prin urmare, timpul este legat de unele evenimente care se succed. Oamenii au inventat treptat unități de măsurare pentru acest flux lin ", spune Kundracik despre cantitatea misterioasă.

Așa s-a măsurat timpul

Secolul al XV-lea î.Hr. - Ceasul solar

Metoda veche folosea rotația Pământului pentru a măsura timpul, ceea ce face ca Soarele să se deplaseze pe cer. Aruncă o umbră cu ajutorul unei nuanțe și arată ora. Unul dintre primele dispozitive care determină timpul prin umbre datează de aproximativ 1500 î.Hr. n. l. Cadranele solare de perete, care erau amplasate pe fațadele clădirilor, erau adesea folosite.

Secolele XV - XIV î.Hr. - Ceas cu apă

La un moment dat, oamenii au început să aibă nevoie să măsoare timpul, chiar și când era înnorat sau noaptea. Prin urmare, au început să inventeze alte metode de măsurare a timpului, precum cadranele solare. Ceasul de apă funcționa prin picurare de apă dintr-un recipient la un interval regulat într-un alt recipient. Nu se știe exact unde au fost folosite pentru prima dată, dar Babilonul și China sunt adesea menționate. Cu toate acestea, au fost folosite în mod popular în special în Grecia antică, unde au fost numite klepsydra - un hoț de apă. Prin intermediul lor, de exemplu, au definit același timp de apărare pentru ambele părți implicate în instanță.

150 p.n.l - 335 n. l - Clepsidra

Acestea se bazează pe un principiu similar cu cel al unui ceas de apă, în care apa nu este rolul principal, ci nisipul. Pentru a măsura timpul, ei folosesc mișcarea acestuia cauzată de gravitație. Clepsidra constă din două baloane de sticlă așezate unul deasupra celuilalt, care sunt legate printr-un gât îngust, prin care nisipul se deplasează de la malul superior la cel inferior.

520 - Lumânări

Măsurarea lumânării a funcționat prin măsurarea timpului pe baza pierderii de ceară arsă sau parafină. Unele lumânări purtau cântare care ajutau la determinarea unităților de timp. Astfel de măsurători au fost afectate de diferite tulburări, cum ar fi vântul. Lumânările erau folosite în mod popular în Evul Mediu în latitudinile noastre, în special în biserici și mănăstiri.

Secolele XIII - XIV - Ceas mecanic

Primele ceasuri mecanice cu greutăți și un sistem de angrenaje care reglementează funcționarea mașinii au fost turn. Nu aveau mâini, ci doar băteau timpul. Ceasul a fost acționat de energia gravitațională a unei greutăți descendente, care a pus în mișcare angrenajele. Mâinile au crescut treptat.

Secolele VI - XVII - Ceas cu pendul

Principiul pendulului a fost descoperit în jurul anului 1600 de astronomul italian Galileo Galilei. El a avut ideea de a construi o mașină mecanică care să numere oscilațiile pendulului și să arate timpul prin roata dințată. Cu toate acestea, nu a proiectat niciodată un ceas cu pendul. Acestea au fost realizate de fiul său Vincenzo și perfecționate de olandezul Christian Huygens. Ceasul cu pendul a devenit mult timp principala modalitate de măsurare a timpului.

Secolul al XVII-lea - ceas portabil

Astfel de ceasuri au un inel în locul unui pendul, care oscilează în jurul axei sale datorită șirului. Oscilațiile unui astfel de inel sunt mult mai puțin afectate de mișcare în timpul transmiterii lor decât a fost cazul ceasurilor cu pendul.

Secolul XX - Ceas cu cuarț

La începutul secolului al XX-lea, au apărut cronometrele electronice. Era începutului ceasurilor mici. Au găsit un loc nu numai pe mână, ci și pe deget și gât. Majoritatea ceasurilor de astăzi nu conțin un pendul sau un inel oscilant, ci un cristal de cuarț oscilant, care a început să fie folosit în 1927. Oscilațiile cristalului sunt cauzate de impulsuri electrice și timpul este măsurat prin numărarea oscilațiilor cristalului. Deoarece frecvența oscilațiilor cristalului de cuarț este foarte stabilă, astfel de ceasuri sunt mult mai precise în comparație cu cele mecanice.