Megnézed a telefonod, és azt írja, 15:42. Ez az időpont pontosnak tűnik. Szilárd. De hogyan tudjuk igazán, hogy ez 15:42? Mi teszi ezt a számot helyessé? Az idő mérésének hangzása egyszerűnek tűnik, amíg nem nézel a felszín alá. Akkor pedig egy különös keverékké válik, spinning bolygókkal, vibráló atomokkal és ember által alkotott rendszerekkel, amelyek mind próbálják értelmezni az egészet.
Az időmérés kezdete
Mielőtt a fizika vagy a matematika belekezdett volna, az időt felnézéssel követték nyomon. Az emberek árnyékokat figyeltek, ahogy mozognak, és csillagokat, ahogy elmozdulnak. A napokat napkelte és napkelte között számolták. Ez elég jól működött a mezőgazdaság és a korai rituálék számára.
Majd jöttek az árnyékórák. Aztán a vízórák. Az embereknek valami pontosabbra volt szükségük. Ahogy a társadalom egyre összetettebbé vált, a mérés iránti nyomás is nőtt.
Mit jelent valójában egy másodperc
Ma egy másodperc nem csupán egyhatoda egy percnek. Sokkal mélyebb meghatározása van. A tudósok atomokat használnak a definícióhoz. A hivatalos másodperc a cézium-133 atom rezgésén alapul.
Egy másodperc az az idő, amíg ez az atom 9 192 631 770 alkalommal rezeg. Ez a szám nem véletlenszerű. Ismételhető, stabil és mérhető. A cézium lett a precizitás arany standardje, mert nem változik sokat az idő múlásával.
Az atomórák mindent megváltoztattak
Amikor az atomórák az 1950-es években megjelentek, az időmérés egy teljesen új szintre lépett. Ezek az órák olyan pontosak, hogy kevesebb mint egy másodpercet veszítenének el millió évek alatt. Ez sokkal fontosabb, mint amennyit elsőre gondolnánk. A GPS, műholdak, internetes szinkronizálás és az elektromos hálózatok mind az atomidőre támaszkodnak.
Atomidő nélkül semmi sem egyeztethető össze. A telefonod elcsúszik. A GPS nem találja el a célpontját. A világ az atomokra épül most, nem fogaskerekekre és rugókra.
Az idő mérésének különböző módjai
Az időt nem csak egy módon mérjük. A tudósok több rendszert használnak, attól függően, mit kell nyomon követni.
- Napidő: A Föld forgásán alapul a naphoz képest
- Csillagidő: A Föld forgásán alapul a távoli csillagokhoz képest
- Atomidő: A cézium atom rezgésein alapul
- Egységes idő (UT1): A Föld tényleges forgását követi, beleértve a kis billegéseket
- Koordinált világidő (UTC): Az atom- és napidő keveréke, szökőmásodpercek hozzáadásával
A UTC az, amit a telefonod mutat. Atomprecizitást tart fenn, de kissé módosít, hogy szinkronban maradjon a bolygóval.
Miért adunk szökőmásodperceket hozzá
A Föld nem forog állandó sebességgel. Egy kicsit lassul idővel. Ez azt jelenti, hogy az atomidő és a napidő lassan eltér egymástól. Ennek javítására minden néhány évben szökőmásodpercet adunk hozzá.
Ez megakadályozza, hogy a UTC elcsússzon a nap pozíciójától. Olyan, mint egy gyors lökés az időnek, hogy a pályán maradjon. De ez problémákat okoz azoknak a technológiai rendszereknek, amelyek nem készültek fel az extra másodpercre.
Eszközök, amelyek szinkronban tartják a világot
A modern időmérés globális összefogás. Egy hálózat atomórák működik együtt világszerte. Ezeket az USA, Franciaország, Japán és sok más ország laboratóriumai működtetik. Ezek alkotják a Nemzetközi Atomidőt (TAI).
Innen számítják ki és sugározzák a UTC-t rádiójelekkel, műholdakon és az interneten keresztül. Így a telefonod mindig tudja a pontos időt, még akkor is, ha nincs hálózaton.
Miért fontos a precizitás, mint gondolnád
Sok dolog múlik a tökéletes időzítésen:
- A GPS műholdak atomidőt használnak a helymeghatározáshoz
- A pénzügyi rendszerek mikro-szekundum pontossággal időbélyegzik a tranzakciókat
- Az internetes szerverek UTC-vel szinkronizálnak az adatok világszerte való koordinálásához
- Az elektromos hálózatok szinkronizált ciklusokra támaszkodnak a kiesések elkerülése érdekében
- Mobiltelefon-tornyok időkódokat használnak a hálózatok közötti kézbesítés kezeléséhez
Egy apró időbeli hiba nagy problémákat okozhat ezekben a rendszerekben.
Mit mond nekünk mindez az időről
Az idő egyszerűnek tűnik, amíg meg nem próbálod pontosan mérni. Akkor pedig egy tánc lesz a forgó Föld, pulzáló atomok és emberi koordináció között. Meg kell, hogy legyen megbízható, még akkor is, ha az univerzum kaotikus.
Szóval a következő alkalommal, amikor az órád átugrik egy új percre, emlékezz rá, hogy a kis szám mögött egy egész tudományos világ rejtőzik, ami mindent szinkronban tart.