Вся жизнь человека связана с временем, и необходимость его измерения возникла еще в глубокой древности.
Первой естественной единицей меры времени были сутки, регулировавшие труд и отдых людей. С доисторической эпохи сутки делились на две части - день и ночь. Затем выделились утро (начало дня), полдень (середина дня), вечер (конец дня) и полночь (середина ночи). Еще позже сутки были разделены на 24 равные части, которые получили название «час». Для измерения более коротких промежутков времени час стали делить на 60 мин, минуту - на 60 с, секунду - на десятые, сотые, тысячные и т. д. доли секунды.
Периодическая смена дня и ночи происходит вследствие вращения Земли вокруг своей оси. Но мы, находясь на поверхности Земли и участвуя вместе с нею в этом вращении, не ощущаем его и судим о ее вращении по суточному движению Солнца, звезд и других небесных тел.
Промежуток времени между двумя последовательными верхними (или нижними) кульминациями центра Солнца на одном и том же географическом меридиане, равный периоду вращения Земли относительно Солнца, называется истинными солнечными сутками, а время, выраженное в долях этих суток - часах, минутах и секундах, - истинным солнечным временем Т 0 .
За начало истинных солнечных суток принимается момент нижней кульминации центра Солнца (истинная полночь), когда считается Т 0 = 0 ч. В момент верхней кульминации Солнца, в истинный полдень, T 0 = 12 ч. В любой другой момент суток истинное солнечное время T 0 = 12ч + t 0 , где t 0 - часовой угол (см. Небесные координаты) центра Солнца, который может быть определен, когда Солнце находится над горизонтом.
Но измерять время истинными солнечными сутками неудобно: в течение года они периодически меняют свою продолжительность - зимой они длиннее, летом короче. Наиболее длинные истинные солнечные сутки на 51 с продолжительнее самых коротких. Происходит это потому, что Земля кроме вращения вокруг своей оси движется по эллиптической орбите и вокруг Солнца. Следствием этого движения Земли является видимое годичное движение Солнца среди звезд по эклиптике, в направлении, противоположном его суточному движению, т. е. с запада на восток.
Движение Земли по орбите происходит с переменной скоростью. Когда Земля находится вблизи перигелия, скорость ее движения по орбите наибольшая, а когда она проходит вблизи афелия - ее скорость наименьшая. Неравномерное движение Земли по орбите, а также наклон ее оси вращения к плоскости орбиты служат причинами неравномерности изменения прямого восхождения Солнца в течение года, а следовательно, и непостоянства продолжительности истинных солнечных суток.
Для того чтобы устранить это неудобство, ввели понятие так называемого среднего солнца. Это воображаемая точка, которая в течение года (за такое же время, как и настоящее Солнце по эклиптике) совершает один полный оборот по небесному экватору, двигаясь при этом среди звезд с запада на восток совершенно равномерно и проходя точку весеннего равноденствия одновременно с Солнцем. Промежуток времени между двумя последовательными верхними (или нижними) кульминациями среднего солнца на одном и том же географическом меридиане называется средними солнечными сутками, а время, выраженное в их долях - часах, минутах и секундах, - средним солнечным временем Т ср. Продолжительность средних солнечных суток, очевидно, равна средней продолжительности за год истинных солнечных суток.
За начало средних солнечных суток принимается момент нижней кульминации среднего солнца (средняя полночь). В этот момент Т ср = 0 ч. В момент верхней кульминации среднего солнца (в средний полдень) среднее солнечное время Т ср = 12 ч, а в любой другой момент суток Т ср = 12ч + t ср, где t ср - часовой угол среднего солнца.
Среднее солнце - это воображаемая точка, на небе ничем не отмеченная, так что определить часовой угол t ср, непосредственно из наблюдений нельзя. Но его можно вычислить, если известно уравнение времени.
Уравнением времени называется разность между средним солнечным временем и истинным солнечным временем в один и тот же момент, или разность часовых углов среднего и истинного Солнца, т. е.
η = Т ср - Т0 0 = t ср - t 0 .
Уравнение времени может быть вычислено теоретически для любого момента времени. Обычно оно публикуется в астрономических ежегодниках и календарях для средней полночи на Гринвичском меридиане. Приближенная величина уравнения времени может быть найдена по прилагаемому графику.
Из графика видно, что 4 раза в году уравнение времени равно нулю. Это бывает около 15 апреля, 14 июня, 1 сентября и 24 декабря. Наибольшей положительной величины уравнение времени достигает около 11 февраля (η = +14 мин), а отрицательной - около 2 ноября (η = -16 мин).
Зная уравнение времени и истинное солнечное (из наблюдений Солнца) время для данного момента, можно найти среднее солнечное время. Однако среднее солнечное время проще и точнее вычисляется по определяемому из наблюдений звездному времени.
Промежуток времени между двумя последовательными верхними (или нижними) кульминациями точки весеннего равноденствия на одном и том же географическом меридиане называется звездными сутками, а время, выраженное в их долях - часах, минутах и секундах, - звездным временем.
За начало звездных суток принимается момент верхней кульминации точки весеннего равноденствия. В этот момент звездное время s=0 ч, а в момент нижней кульминации точки весеннего равноденствия 5=12 ч. В любой другой момент звездных суток звездное время s = t γ , где t γ - часовой угол точки весеннего равноденствия.
Точка весеннего равноденствия на небе ничем не отмечена, и найти ее часовой угол из наблюдений нельзя. Поэтому астрономы вычисляют звездное время, определяя часовой угол звезды t * , для которой известно прямое восхождение α; тогда s=α+t * .
В момент верхней кульминации звезды, когда t * = 0, звездное время s = α; в момент нижней кульминации звезды t * =12 ч и s = α + 12 ч (если а меньше 12 ч) или s = α - 12 ч (если α больше 12 ч).
Измерение времени звездными сутками и их долями (звездными часами, минутами и секундами) используется при решении многих астрономических задач.
Среднее солнечное время определяется с помощью звездного времени на основе следующего соотношения, установленного многочисленными наблюдениями:
365,2422 средних солнечных суток = 366,2422 звездных суток, откуда следует:
24 ч звездного времени = 23 ч 56 мин 4,091 с среднего солнечного времени;
24 ч среднего солнечного времени = 24 ч 3 мин 56,555 с звездного времени.
Измерение времени звездными и солнечными сутками связано с географическим меридианом. Время, измеренное на данном меридиане, называется местным временем этого меридиана, и оно одинаково для всех пунктов, находящихся на нем. Вследствие вращения Земли с запада на восток местное время в один и тот же момент на разных меридианах различно. Например, на меридиане, лежащем на 15° к востоку от данного, местное время будет больше на 1 ч, а на меридиане, расположенном на 15° к западу, - меньше на 1 ч, чем на данном меридиане. Разность местных времен двух пунктов равна разности их долгот, выраженной в часовой мере.
По международному соглашению за начальный меридиан для счета географических долгот принят меридиан, проходящий через бывшую Гринвичскую обсерваторию в Лондоне (сейчас она переведена в другое место, но Гринвичский меридиан оставили начальным). Местное среднее солнечное время Гринвичского меридиана называется всемирным временем. В астрономических календарях и ежегодниках моменты большинства явлений указываются по всемирному времени. Моменты этих явлений по местному времени какого-либо пункта легко определить, зная долготу этого пункта от Гринвича.
В повседневной жизни пользоваться местным временем неудобно, потому что местных систем счета времени в принципе столько же, [ сколько географических меридианов, т. е. бесчисленное множество. Большое различие между всемирным временем и местным временем меридианов, удаленных от Гринвичского на значительные расстояния, создает неудобства и при использовании всемирного времени в повседневной жизни. Так, например, если в Гринвиче полдень, т. е. 12 ч всемирного времени, то в Якутии и в Приморье на Дальнем Востоке нашей страны уже наступил поздний вечер.
С 1884 г. во многих странах мира стала применяться поясная система счета среднего солнечного времени. Эта система счета времени основана на разделении поверхности Земли на 24 часовых пояса; во всех пунктах в пределах одного пояса в каждый момент поясное время одинаково, в соседних поясах оно отличается ровно на 1 ч. В системе поясного времени 24 меридиана, отстоящих по долготе на 15° друг от друга, приняты за основные меридианы часовых поясов. Границы поясов на морях и океанах, а также в малонаселенных местах проводят по меридианам, отстоящим на 7,5° к востоку и западу от основного. В остальных районах Земли границы поясов для большего удобства проведены по близким к этим меридианам государственным и административным границам, рекам, горным хребтам и т. п.
По международному соглашению за начальный был принят меридиан с долготой 0° (Гринвичский). Соответствующий часовой пояс считается нулевым. Остальным поясам в направлении от нулевого на восток присвоены номера от 1 до 23.
Поясным временем какого-либо пункта называется местное среднее солнечное время основного меридиана того часового пояса, на территории которого этот пункт находится. Разность между поясным временем в каком-либо часовом поясе и всемирным временем (временем нулевого пояса) равна номеру часового пояса.
Часы, поставленные по поясному времени во всех часовых поясах, показывают одно и то же количество секунд и минут, и их показания различаются только на целое число часов. Система поясного счета времени устраняет неудобства, связанные с использованием как местного, так и всемирного времени.
Поясное время некоторых часовых поясов имеет особые названия. Так, например, время нулевого пояса называется западно-европейским, время 1-го пояса - среднеевропейским, 2-го пояса - восточно-европейским. В США время 16, 17, 18, 19 и 20-го поясов называют соответственно тихоокеанским, горным, центральным, восточным и атлантическим временем.
Территорию СССР сейчас делят на 10 часовых поясов, которые имеют номера от 2-го до 11-го (см. карту часовых поясов).
На карте поясного времени по меридиану 180° долготы проведена линия перемены даты.
В целях экономии и более рационального распределения электроэнергии в течение суток, особенно в летний период, в некоторых странах весной стрелки часов переводят на час вперед и такое время называют летним временем. Осенью стрелка возвращается на час назад.
В нашей стране в 1930 г. декретом Советского правительства стрелки часов во всех часовых поясах были переведены на один час вперед на все время, впредь до отмены (такое время получило название декретного времени). Изменен этот порядок счета времени был в 1981 г., когда была введена система летнего времени (вводилось оно временно и ранее, до 1930 г.). По существующему правилу переход к летнему времени происходит ежегодно в 2 ч ночи последнего воскресенья марта, когда стрелки часов переводятся на 1 ч вперед. Отменяется оно в 3 ч ночи последнего воскресенья сентября, когда стрелки часов отводятся на 1 ч назад. Поскольку временный перевод стрелок производится по отношению к постоянному времени, идущему на 1 ч впереди поясного (оно совпадает с существовавшим ранее декретным временем), то в весенние и летние месяцы наши часы идут впереди поясного времени на 2 ч, а в осенние и зимние месяцы - на 1 ч. Столица нашей Родины Москва находится во 2-м часовом поясе, поэтому время, по которому живут в этом поясе (и летом, и зимой), называется московским временем. По московскому времени в СССР составляют расписания движения поездов, пароходов, самолетов, отмечается время на телеграммах и т. п.
В обыденной жизни время, которым пользуются в том или ином населенном пункте, часто называют местным временем этого пункта; его не следует путать с астрономическим понятием местного времени, о котором говорилось выше.
Начиная с 1960 г. в астрономических ежегодниках координаты Солнца, Луны, планет и их спутников публикуются в системе эфеме-ридного времени.
Еще в 30-х гг. XX в. было окончательно установлено, что Земля вращается вокруг своей оси неравномерно. При уменьшении скорости вращения Земли сутки (звездные и солнечные) удлиняются, а при увеличении ее - укорачиваются. Величина средних солнечных суток вследствие неравномерности вращения Земли увеличивается за 100 лет на 1-2 тысячных доли секунды. Это очень малое изменение несущественно для повседневной жизни человека, однако им нельзя пренебрегать в некоторых разделах современной науки и техники. Была введена равномерная система счета времени - эфемеридное время.
Эфемеридное время - равномерно текущее время, которое мы подразумеваем в формулах и законах динамики при вычислении координат (эфемерид) небесных тел. Для того чтобы вычислить разность между эфемеридным временем и всемирным временем, сравнивают наблюденные в системе всемирного времени координаты Луны и планет с их координатами, вычисленными по формулам и законам динамики. Разность эта была принята равной нулю в самом начале XX в. Но так как скорость вращения Земли в XX в. в среднем уменьшилась, т. е. наблюдаемые сутки были длиннее равномерных (эфемеридных) суток, то эфемеридное время «уходило» вперед относительно всемирного времени, и в 1986 г. разность составила плюс 56 с.
До открытия неравномерности вращения Земли производная единица меры времени - секунда - определялась как 1/86400 доля средних солнечных суток. Непостоянство средних солнечных суток вследствие неравномерного вращения Земли заставило отказаться от такого определения и дать следующее: «Секунда есть 1/31556925,9747 Доля тропического года для 1900 г., января 0, в 12 ч эфемеридного времени».
Определяемая таким путем секунда получила название эфемеридной. Число 31 556 925, 9747, равное произведению 86400 х 365,2421988, есть число секунд в тропическом году, продолжительность которого для 1900 г., января 0, в 12 ч эфемеридного времени равнялась 365,2421988 средних солнечных суток.
Иначе говоря, эфемеридная секунда есть промежуток времени, равный 786400 доле средней продолжительности средних солнечных суток, которую они имели в 1900 г., в январе 0, в 12 ч эфемеридного времени.
Таким образом, новое определение секунды связано с движением Земли по эллиптической орбите вокруг Солнца, тогда как старое определение основывалось только на ее вращении вокруг своей оси.
Создание атомных часов позволило получить принципиально новую шкалу времени, не зависящую от движений Земли и получившую название атомного времени. В 1967 г. на Международной конференции по мерам и весам в качестве единицы меры времени была принята атомная секунда, определяемая как «время, равное 9 192 631 770 периодам излучения соответствующего перехода между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133».
Продолжительность атомной секунды выбрана таким образом, чтобы она была максимально близка к продолжительности эфемеридной секунды.
Атомная секунда является одной из семи основных единиц Международной системы единиц (СИ).
Шкала атомного времени основывается на показаниях цезиевых атомных часов обсерваторий и лабораторий служб времени нескольких стран мира, в том числе и Советского Союза.
Итак, мы познакомились со множеством различных систем измерения времени, но нужно четко представить себе, что все эти различные системы времени относятся к одному и тому же реально и объективно существующему времени. Иными словами, никаких различных времен не существует, есть лишь различные единицы времени и различные системы счета этих единиц.
(часто говорят «день»), отсчитываемые по минимальным полным циклам смены солнечной освещённости (день и ночь). В результате деления суток на меньшие временны́е интервалы одинаковой длины возникли часы , минуты и секунды . Происхождение деления, вероятно, связано с двенадцатеричной системой счисления , которой придерживались древние.Шаблон:Уточнить Сутки делили на два равных последовательных интервала (условно день и ночь). Каждый из них делили на 12 часов. Дальнейшее деление часа восходит к шестидесятеричной системе счисления . Каждый час делили на 60 минут . Каждую минуту - на 60 секунд .
Таким образом, в часе 3600 секунд; в сутках 24 часа = 1440 минут = 86 400 секунд.
Часы, минуты и секунды прочно вошли в наш обиход, стали естественно восприниматься даже на фоне десятичной системы счисления . Сейчас именно эти единицы (в первую очередь секунда) являются основными для измерения промежутков времени. Секунда стала основной единицей измерения времени в Международной системе единиц (СИ) и системе СГС .
Секунда обозначается «с» (без точки); ранее использовалось обозначение «сек» , которое и поныне часто употребляется в речи (из-за большего удобства в произношении, нежели «с»). Минута обозначается «мин», час - «ч». В астрономии используют обозначения ч , м , с (или h , m , s ) в верхнем индексе: 13 ч 20 м 10 с (или 13 h 20 m 10 s).
Использование для обозначения времени суток
В первую очередь часы, минуты и секунды были введены для облегчения указания временной координаты в пределах суток.
Точка на оси времени в пределах конкретно взятых календарных суток обозначается указанием целого количества часов, которые прошли с начала суток; затем целого количества минут, которые прошли с начала текущего часа; затем целого количества секунд, которые прошли с начала текущей минуты; при необходимости ещё точнее указать временную позицию далее используют десятичную систему, указывая десятичной дробью прошедшую долю текущей секунды (обычно до сотых или до тысячных).
На письме обычно не пишут буквенные обозначения «ч», «мин», «с», а указывают только числа через двоеточие или точку. Номер минуты и номер секунды может быть в пределе от 0 до 59 включительно. Если высокая точность не требуется, количество секунд не указывают.
Существует две системы указания времени суток. В так называемой французской системе не учитывается разделение суток на два интервала по 12 часов (день и ночь), а считается, что сутки напрямую делятся на 24 часа. Номер часа может быть от 0 до 23 включительно. В «английской системе» это разделение учитывается. Часы указывают с момента начала текущих полусуток, а после цифр пишут буквенный индекс половины суток. Первую половину суток (ночь, утро) обозначают AM, вторую (день, вечер) - PM от Шаблон:Lang-lat (до полудня/после полудня). Номер часа в 12 часовых системах в разных традициях записывается по разному: от 0 до 11 либо 12, 1, 2, …, 11. Поскольку все три временные субкоординаты не превосходят ста, для записи их в десятичной системе достаточно двух цифр; поэтому значения часов, минут и секунд пишут двузначным десятичным числом, добавляя ноль перед числом, если это необходимо (в английской системе, впрочем, номер часа пишут одно- или двузначным десятичным числом).
За начало отсчёта времени принята полночь. Таким образом, полночь во французской системе - это 00:00, а в английской - Шаблон:S . Полдень - 12:00 (Шаблон:S). Момент времени по прошествии 19 часов и ещё 14 минут с полуночи - 19:14 (в английской системе Шаблон:S).
На циферблатах большинства современных часов (со стрелками) используется именно английская система. Однако выпускаются и такие стрелочные часы, где используется французская 24-часовая система. Такие часы находят применение в тех областях, где судить о дне и ночи затруднительно (например, на подводных лодках или за Полярным кругом, где существует полярная ночь и полярный день).
Использование для обозначения временно́го интервала
Для измерения интервалов времени часы, минуты и секунды не очень удобны, поскольку не используют десятичную систему счисления. Поэтому для измерения временны́х интервалов обычно используют только секунды.
Тем не менее, иногда используют и собственно часы, минуты и секунды. Так, продолжительность 50 000 с можно записать как 13 ч 53 мин 20 с.
Эталонизация
Отталкиваясь от секунды СИ, минуту определяют как 60 секунд, час как 60 минут, и календарные (юлианские) сутки как равные точно Шаблон:S . В настоящее время юлианские сутки короче средних солнечных суток примерно на 2 миллисекунды; для устранения накапливающихся расхождений вводят високосные секунды . Определяют также юлианский год (точно 365,25 юлианских суток, или Шаблон:S), иногда называемый научным годом.
В астрономии и в ряде других областей наряду с секундой СИ применяется эфемеридная секунда, определение которой основано на астрономических наблюдениях. Считая, что в тропическом году Шаблон:S суток, а сутки полагая постоянной длительности (т. н. эфемеридное исчисление), получают, что в году Шаблон:S секунд. Тогда полагают, что секунда - это 1/Шаблон:S часть тропического года. Вековое изменение продолжительности тропического года заставляет привязывать это определение к определённой эпохе ; так, данное определение относится к тропическому году в момент 1900,0.
Кратные и дольные единицы
Секунда - единственная единица времени, с которой используются приставки СИ для образования дольных и (редко) кратных единиц.
Год, месяц, неделя
Для измерения более длинных интервалов времени используются единицы измерения год , месяц и неделя , состоящие из целого числа солнечных суток . Год приблизительно равен периоду обращения Земли вокруг Солнца (примерно 365,25 суток), месяц - периоду полной смены фаз Луны (называемому синодическим месяцем , равным 29,53 суток).
В наиболее распространённом григорианском , а также в юлианском календаре за основу принят год равный 365 суткам. Так как тропический год не равен целому количеству солнечных суток(365,2422), для синхронизации календарных времён года с астрономическими в календаре используется високосные года , продолжительностью 366 дней. Год делится на двенадцать календарных месяцев разной продолжительности (от 28 до 31 дня). Обычно, на каждый календарный месяц выпадает по одному полнолунию , но так как фазы Луны сменяются немного быстрее, чем 12 раз в году, иногда случаются и вторые полнолуния за месяц, называемые голубой луной .
Век, тысячелетие
Ещё более крупные единицы времени - век (100 лет) и тысячелетие (1000 лет). Век иногда делят на десятилетия . В таких науках как астрономия и геология , которые изучают очень продолжительные периоды времени (миллионы и миллиарды лет), иногда применяют и ещё большие единицы измерения времени, например гигагод (миллиард лет).
Редкие и устаревшие единицы
В основном для целей бухгалтерского учёта используется единица квартал , равная трём месяцам (четверть года).
В сфере образования используется единица измерения времени академический час (45 минут). Также в средних школах нередко встречается слово «час» в значении длительности одного урока, то есть 40 минут), «четверть» (примерно ¼ учебного года), примерно равный последней «триместр» (от лат. tri - три, mensis - месяц; приблизительно 3 месяца) и «семестр» (от лат. sex - шесть, mensis - месяц; приблизительно 6 месяцев), совпадающий с «полугодием». Триместр используется также в акушерстве и гинекологии для указания сроков
Попробуйте сходу дать точное определение: что такое время? Мысль вертится вокруг этого понятия, пытается ухватиться, но вот сформулировать однозначное определение сложно. Есть разные концепции и трактовки времени в философии, физике, метрологии.
В классической механике и теории относительности используются совершенно разные концепции времени. В первом случае время характеризует последовательность событий, происходящих в трехмерном пространстве. Во втором рассматривается еще и как четвертая координата.
Но обо всем по порядку. Давайте узнаем, как люди измеряли время, почему секунда - его мельчайшая принятая единица. Также определим понятие времени в физике, рассмотрим явления релятивистского и гравитационного замедления времени.
Что такое время?
Течение времени – совершенно естественное явление. Время идет, все вокруг меняется, происходят разные события. Именно поэтому о времени с точки зрения физики, в первую очередь, стоит говорить в контексте событий.
Если бы вокруг ничего не происходило, понятие времени не имело бы традиционного смысла. Другими словами, без событий времени не существует. Итак:
Время – мера того, как меняется окружающий мир. Время определяет длительность существования объектов, изменение их состояний и процессы, протекающие в них.
В системе СИ время измеряется в секундах и обозначается буквой t .
Как люди измеряли время?
Для измерения времени нужны какие-либо повторяющиеся с одинаковым периодом события. Например, смена дня и ночи. Солнце каждый день встает на востоке и садится на западе, а Луна каждый синодический месяц проходит весь цикл фаз освещенности солнцем - от тоненького серпа полумесяца до полнолуния.
Синодический месяц – время от одного новолуния до другого. За синодический месяц Луна совершает оборот вокруг Земли.
Древним людям ничего не оставалось, как привязать отсчет времени к движению небесных тел и событиям, связанным с ним. А именно – к смене дней, ночей и сезонов года.
В году 4 сезона и 12 месяцев. Именно столько раз за весну, лето, осень и зиму Луна меняет свои фазы.
По мере развития прогресса методы измерения времени совершенствовались, появились солнечные, водяные, песочные, огненные, механические, электронные и, наконец, молекулярные часы.
Часы FOCS 1
Часы FOCS 1
в Швейцарии
измеряют время с погрешностью хода около одной секунды за 30 миллионов лет. Это очень точные часы, но через 30 миллионов лет их все же придется "подвести".
Почему в часе 60 минут, в минуте – 60 секунд, а в сутках – 24 часа?
Сразу оговоримся, что изложенное ниже во многом является личными предположениями автора, сделанными на основе исторических сведений. Если у наших читателей появятся уточнения или вопросы, мы будем рады видеть их в обсуждениях.
Древним народам нужна была какая-то основа, чтобы строить свои системы счисления. В Вавилоне за такую основу было взято число 60 .
Именно благодаря шестидесятеричной системе счисления, придуманной шумерами и позже распространившейся в Древнем Вавилоне, окружность содержит 360 градусов, градус – 60 минут, а минута – 60 секунд.
Год можно представить в виде окружности, содержащей 360 градусов. Возможно, число 360 в данном контексте взялось оттого, что в году 365 дней, и эту цифру просто округлили до 360 .
Когда-то самой короткой единицей измерения времени был час . Древние вавилоняне были сильными математиками и решили ввести меньшие единицы времени, используя свое любимое число 60 . Поэтому, в часе 60 минут, а в минуте 60 секунд.
Но почему день делится на 12 часов? За это нужно сказать спасибо древним египтянам и их двенадцатиричной системе. День и ночь делились на 12 раных частей, считаясь разными царствами бытия. Скорее всего, первоначально использование числа 12 связано с количеством оборотов Луны вокруг Земли за год.
Самая большая единица измерения времени
Самая большая единица измерения времени – кальпа . Кальпа является понятием из индуизма и буддизма. Она равняется примерно 4,32 миллиардам лет, что совпадает с возрастом Земли с точностью до 5% .
Как в голову древним индуистам пришли такие цифры? Ответа на этот вопрос мы не знаем, но вся система как будто говорит нам, что тогда люди знали о Вселенной немного больше, чем мы.
Кальпу в индуизме еще называют «днем Брахмы». День сменяется ночью, равной ему по продолжительности. 30 дней и ночей составляют месяц, а год состоит из 12 месяцев. Вся жизнь Брахмы – 100 лет, по прошествии которых мир погибает вместе с ним.
Если перевести сто лет Брахмы в наши традиционные годы, получится 311 триллионов и 40 миллиардов лет! Нынешнему Брахме 51 год.
Вывод: если все это правда, то беспокоится не стоит - Вселенная будет существовать еще долгое время.
Кальпа – самая большая единица измерения времени согласно книге рекордов Гиннеса.
Первые часы
Сначала было достаточно палочки, на которой каменным топором можно делать зарубки и тем самым отсчитывать прошедшие дни. Но это скорее был календарь, а не часы.
Первые и самые древние часы – солнечные. Их действие основано на изменении длины тени предметов по мере того, как солнце движется по небосводу. Такие часы представляли собой гномон – длинный шест, воткнутый в землю. Солнечные часы применялись в Древнем Египте и Китае. О них было доподлинно известно уже в 1200 году до нашей эры.
Затем появились водяные , песочные и огненные часы . Работа этих механизмов не была привязана к движению небесных светил. Долгое время водяные часы были главным инструментом для измерения времени.
Первые механические часы были изготовлены китайскими мастерами в 725 году нашей эры. Однако широкое распространение они получили относительно недавно.
В средневековой Европе механические часы устанавливались в башнях соборов и имели только одну стрелку – часовую. Карманные часы появились только в 1675 году (изобретение запатентовал Гюйгенс), а наручные – намного позже.
Первые наручные часы были исключительно женским аксессуаром. Они представляли собой богато украшенные изделия, точность хода которых отличалась огромными погрешностями. У уважающего себя мужчины не могло быть и мысли о том, чтобы носить наручные часы.
Современные часы
Сейчас механические или электронные часы есть у каждого. Они измеряют время с относительно небольшими погрешностями. Однако самыми точными часами в мире являются атомные часы. Их еще называют молекулярными или квантовыми.
Биг Бен - знаменитые башенные часы
Как мы помним, для определения единицы времени необходим какой-то периодический процесс. Когда-то самой короткой единицей был день. То есть единица измерения время была привязана к периодичности восхода и заката солнца. Потом минимальной единицей стал час, и так далее.
С 1967 года, согласно международной системе СИ , определение одной секунды привязано к периоду электромагнитного излучения, возникающего при переходе между сверхтонкими уровнями основного состояния атома Цезия-133 . А именно: одна секунда равна 9 192 631 770 таким периодам.
Время в физике
На данный момент не существует определенной и единой концепции определения времени в физике.
В классической механике время считается непрерывной, априорной и ничем не определяемой характеристикой мира.
Для измерения времени используется какая-либо периодическая последовательность событий. В классической физике время инвариантно относительно любой системы отсчета. То есть во всех системах события происходят одновременно.
Как найти время в физике? Простейшая формула, определяющая связь между пройденным путем, скоростью и временем, известна каждому школьнику и имеет вид:
Это формула времени для равномерного и прямолинейного движения. Здесь t - время, S - пройденное расстояние, v - cкорость.
Но самое интересное начинается в релятивистской физике . Приведем цитату Стивена Хокинга, физика, написавшего краткую историю времени.
Нам приходится принять, что время не отделено полностью от пространства и не независимо от него, но вместе с ним образует единый объект, который называется пространством-временем
Также в релятивистской физике время перестает быть инвариантом и можно говорить об относительности времени. Другими словами, ход времени зависит от движения системы отсчета.
Это так называемое релятивистское замедление времени. Если часы находятся в неподвижной системе отсчета, то в движущемся теле все процессы происходят медленнее, чем в неподвижном. Именно поэтому космонавт, путешествующий в космосе на супер скоростном корабле, практически не постареет по сравнению со своим братом близнецом, оставшимся на Земле.
Помимо релятивистского существует гравитационное замедление времени. Что это такое? Гравитационное замедление времени – изменение хода часов в гравитационном поле. Чем сильнее поле гравитации, тем сильнее замедление.
Вспомним о том, что секунда – это время, за которое атом изотопа цезия совершает 9 192 631 770 квантовых переходов. В зависимости от того, где находится атом (на земле, в космосе, вдали от любого объекта или у черной дыры) секунда будет иметь разные значения.
Поэтому и время процессов, связанных с данной системой отсчета, будет отличаться. Так, для наблюдателя у горизонта событий Шварцшильдовской черной дыры время практически остановится, а для наблюдателя на Земле все произойдет почти мгновенно.
Людей всегда волновала тема путешествий во времени. Предлагаем вам посмотреть научно-популярный фильм на эту тему и напоминаем, что если у вас совершенно нет времени на учебные дела, наш студенческий сервис всегда поможет справится с актуальными задачами и проблемами.
Время летит. Время - в течении. Оно деньги, оно терпит или нет, есть или нет, оно же - четвертое измерение в пространстве Минковского, одной из многих рациональных проекций малопознаваемой Вселенной. И этому измерению придается огромное число свойств, действительных и выдуманных.
Между тем, в наши дни в разных странах мира могут быть различными календари и азбуки, единицы расстояния и массы, зато секунды, минуты и часы приняты повсеместно. Хотя никто не мешает выделить свою самобытность и поступать, как кассиры и продавцы, у которых «буду через 5 мин.» растягивается до нескольких часов (и все при этом остаются живы).
Почему так случилось? Тем паче, что одни люди живут явно медленнее других. Возможно, потому, что хотевшим жить на Земле всегда приходилось «уметь вертеться» на разных скоростях - так, как умеет сама планета. Из ее оборотов вокруг самой себя складываются дни, точнее, сутки, вокруг Солнца - годы. В Непале сейчас - 2071-й, в Эфиопии - 2006-й.
История и различные науки сохранили для нас все-таки несколько альтернативных мер для времени. Например, известно слово «момент». Но когда его употребляют вслух, редко подразумевают, что подождать собеседнику или клиенту следует ровно полторы минуты. То есть, единица времени «момент» исторически равняется 90 секундам - одной сороковой часа. Так было принято дробить вечность и наносить деления на циферблаты в Средние века. Интересно, можно ли приравнять к 60 или иному числу секунд русский аналог «момента» - словечко «минуточку»?
Во всем мире , электронные и механические, настраивают по т.н. атомным часам, эволюция которых, как у компьютеров, уже достигла карманного размера. С атома наш нынешний список единиц «четвертого измерения» и начнётся.
Атом
«Том» - значит «резать», «делить», «атом» - значит «неделимый», как установили в своё время античные греки. До каких-то пор атом считался мельчайшей частицей материи. А в старом английском языке (Anglisc) «атомом» называли что-то вроде мгновения. То есть, самое краткое количество времени, которое можно измерить.
В таком значении слова 1 «неделимый» атом равен 1/376 минуты. Это 0,15957 секунды. С появлением кинематографа и современной физики потребность в такой единице времени очевидно отпала.
Гари
Индийское слово «ghurry» похоже на кулинарный термин «карри», и также отличается остротой подхода к вопросу. В Средние века индийцы «поменяли телами» часы и минуты, как если бы в сутках было 60 часов по 24 минуты каждый.
Водяные часы модели «Гари» являлись гениальным изобретением в своей простоте и точности. Берется деревянный или металлический казан определенного размера с определенными его дизайном дырками. Такую тару пустой погружают в бассейн или корыто с водой, жидкость начинает поступать в сосуд через отверстия, и в финале переполненная водой гари тонет, погружаясь на дно бассейна. Обычно использовались 24-минутные тазики, поэтому сутки равнялись 60 гари.
Люстр
Словом «люстр» называется период времени, равный пяти годам. Модное слово «люстрация» в Древнем Риме означало очищающее жертвоприношение животных на Марсовом поле после очередной переписи населения империи. Торжественному огню предавали , и это якобы берегло от гнева богов весь зарегистрированный Римом гражданский люд. Такие пламенные переписи в Вечном городе и его владениях проводились с 566 года до н.э.
Последний обряд огненной люстрации был проведен Веспасианом в 74-м году, затем кесарь-реформатор обычай упразднил. В нынешнее время одноименная процедура если совершается, то без смертоубийства, а слово «люстр» для обозначения периода времени навека вытеснила «пятилетка».
Миля
Как световой год является мерой не календаря, а расстояния, так и дистанция может быть мерилом времени. Например, сухопутная миля. А именно - mileway. Этим термином в Средневековье порой именовали время, за которое расстояние в одну милю пройдет средний пешеход. Не имея точного значения, временная миля обычно конвертировалась примерно в 20 минут.
Нундины
В Древнем Риме нундинами (от слов «novem dies» - 9-й день) назывались рыночные дни, в которые крестьяне приходили в города реализовывать агропродукцию. Многие жители предместий только и жили, что от нундины до другой, а между рыночными датами устанавливался 8-дневный перерыв. Поэтому нундинами в обиходе стали называть и сами периоды времени от торговли до торговли.
Кензьем
Во французском языке слово «quinzième» буквально означает «пятнадцатый». После норманского завоевания Англии «кензьем» был заимствован новорожденным английским языком, и сим термином именовался 15-пенсовый налог, которым облагался в монархии каждый фунт.
В начале пятнадцатого века слово «кензьем» стало использоваться в религиозном контексте. Означая день некоторого христианского праздника и следующие за ним две послепраздничных недели. То есть, получался 15-дневный период.
Скрупль
Слово происходит от латинского «scrupulus», что значит «мелкий камушек» или «галька». Исторически скруплем называли термин из профессионального языка аптекарей. Скрупль равнялся 1/24 части унции, т.е. примерно 1,3 грамма. По-русски сказали бы «щепотка».
В фигуральном смысле «малое количество чего-либо» слово «скрупль» в начале 17-го столетия стало использоваться как имя для меры времени. Скруплем стали называть расстояние от деления до деления на 60-значном циферблате, т.е. 1/60-ю долю круга. Это могла быть и минута (а 60 минут равны часу), и секунда (1/60 минуты), и 24 минуты (шестидесятая часть суток). Последней мерой, напомним, отсчитывали свои времена средневековые обитатели Индии.
