Ο χρόνος είναι μια αφηρημένη έννοια με την οποία κάθε άτομο ασχολείται καθημερινά. Αλλά σκέφτηκε κανείς από πού προέρχεται η ώρα; Ποιος καθορίζει ακριβώς τι ώρα είναι; Υπάρχει ένα ορισμένο πρότυπο χρόνου που προσανατολίζεται σε όλο τον κόσμο.
Τι είναι μια χρονική αναφορά;
Το χρονικό πρότυπο είναι μια επιστημονική μονάδα χρόνου που αναπαράγεται από το πρωτεύον πρότυπο με τη μεγαλύτερη δυνατή ακρίβεια. Η μονάδα αναφοράς του χρόνου είναι ένα δευτερόλεπτο. Το δεύτερο και το hertz είναι οι τυπικές μονάδες χρόνου και συχνότητας.
Οι επιστήμονες έπρεπε να ξεπεράσουν πολλές δυσκολίες προκειμένου να ξεχωρίσουν την πιο ακριβή σταθερή μονάδα μέτρησης. Αρχικά, ο χρόνος μετρήθηκε με βάση την περιστροφή του πλανήτη γύρω από τον άξονα. Ωστόσο, αποδείχθηκε ότι οι παλίρροιες μπορούν να επηρεάσουν τη διάρκεια μιας ηλιόλουστης ημέρας.
Στο επόμενο στάδιο, μια τροπική χρονιά (από τη μια ισημερία στην άλλη) άρχισε να χρησιμοποιείται για τη μέτρηση. Η ακρίβεια των αποτελεσμάτων αυξήθηκε - το δεύτερο αντιστοιχούσε στο 1 / 31556925.9447 του τροπικού έτους. Καθοδηγούμενες από αυτές τις μελέτες, οι επιστήμονες εφευρέθηκαν ρολόγια εκκρεμούς και χαλαζία.
Στο μέλλον, υπήρχε ανάγκη για νέες μεθόδους μέτρησης, καθώς τα ρολόγια χαλαζία ήταν πιο ακριβή από τα φυσικά πρότυπα. Υπήρχε λοιπόν μια κβαντική γεννήτρια, ένα μοριακό χρονόμετρο και το 1967 άρχισαν να χρησιμοποιούν την ατομική μέθοδο για τον υπολογισμό της μονάδας αναφοράς.
Χάρη σε αυτόν, ήταν δυνατό να ελαχιστοποιηθεί το σφάλμα στον υπολογισμό του δευτερολέπτου αναφοράς.Με την έλευση αυτής της μεθόδου, ο δεύτερος άρχισε να αντιστοιχεί σε 9 192 631 770 ταλαντώσεις ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας που συμβαίνουν κατά τη μετάβαση μεταξύ των 2 επιπέδων της υπερκατασκευής του ατόμου καισίου-133.
Ενδιαφέρον γεγονός: Τα εθνικά κέντρα έχουν δημιουργηθεί σε διάφορες χώρες για να μελετήσουν τα πρότυπα μέτρησης. Στη Ρωσία, αυτό είναι το All-Russian Research Institute of Physical, Technical and Radio Engineering Measurements.
Ατομικό ρολόι
Ένα ατομικό ρολόι αναφοράς καθορίζει το χρόνο χρησιμοποιώντας δονήσεις που σχετίζονται με διεργασίες σε μοριακό και ατομικό επίπεδο. Η ουσία της δουλειάς τους είναι ότι τα άτομα υπό ορισμένες συνθήκες εκπέμπουν ηλεκτρομαγνητικά κύματα της ίδιας συχνότητας. Το άτομο καισίου-133 επιλέγεται ως το γενικά αποδεκτό πρότυπο.
Η συσκευή έχει σοβαρό ρόλο στην πλοήγηση, καθώς χωρίς αυτήν θα ήταν αδύνατο να καθοριστεί η θέση των οχημάτων, των πυραύλων και επίσης να χρησιμοποιηθούν δορυφορικές επικοινωνίες. Αποτελούνται από έναν διαχωριστή, μια γεννήτρια και ένα ηλεκτρονικό συγκρότημα.
Μόνο ορισμένα άτομα είναι κατάλληλα για τη δημιουργία τους - αυτά που είναι ανεξάρτητα από εξωτερικές επιρροές, όπως πεδία διαφόρων προελεύσεων (για παράδειγμα, μαγνητικά). Κατάλληλα άτομα είναι το καίσιο, το ασβέστιο, το ρουβίδιο κ.λπ. Το πρωταρχικό πρότυπο είναι η μετάβαση του ατόμου καισίου. Τα υπόλοιπα θεωρούνται δευτερεύοντα και συγκρίνονται με το καίσιο - την αναφορά.
Ακρίβεια ρολογιού αναφοράς
Για το ρολόι αναφοράς, δημιουργήσαμε μια κλίμακα χρόνου - AT. Ωστόσο, αυτή η συσκευή έχει επίσης ένα συγκεκριμένο σφάλμα. Ως εκ τούτου, χρησιμοποιείται διεθνής ατομικός χρόνος - TAI.Προσδιορίζεται με σύγκριση των μετρήσεων των ατομικών ρολογιών, τα οποία είναι εγκατεστημένα σε διάφορα μετρολογικά ιδρύματα σε όλο τον κόσμο.
Συνολικά, υπάρχουν περίπου 400 τέτοια ρολόγια. Ακριβώς συγκρίνοντας τους δείκτες τους, ελέγχεται η ακρίβεια του ρολογιού αναφοράς. Στην πόλη Sevres (Γαλλία) βρίσκεται το Διεθνές Γραφείο Βαρών και Μέτρων (BIPM).
Ιδρύθηκε το 1875 ως ίδρυμα όπου αποθηκεύονται πρότυπα μονάδων μέτρησης, πραγματοποιείται μετρολογική εργασία, πραγματοποιείται έρευνα και διασφαλίζεται η ύπαρξη ενός ενοποιημένου συστήματος μέτρησης. Συγκρίνοντας τακτικά την απόδοση των ατομικών ρολογιών με εκείνα αναφοράς, οι ειδικοί του γραφείου αναλύουν τα δεδομένα και κάνουν διορθώσεις στις ενδείξεις εάν είναι απαραίτητο.
Υπάρχει επίσης ένας συντονισμένος καθολικός χρόνος - UTC. Με αυτό το πρότυπο τα ρολόγια ρυθμίζονται παγκοσμίως. Βασίζεται στο σύστημα μέτρησης TAI, αλλά το UTC θεωρείται πιο βολικό στην καθημερινή ζωή. Περιοδικά, ο χρόνος UTC προσαρμόζεται 1-2 φορές το χρόνο (30 Ιουνίου ή 31 Δεκεμβρίου) προσθέτοντας ένα δευτερόλεπτο.
Ενδιαφέρον γεγονός: Ο συντονισμός του χρόνου UTC πραγματοποιείται σύμφωνα με τον καθολικό χρόνο (UT), ο οποίος σχετίζεται άμεσα με την περιστροφή της Γης γύρω από τον άξονά της. Δεδομένου ότι ο πλανήτης μας αρχίζει σταδιακά να περιστρέφεται πιο αργά (λόγω της υπερθέρμανσης του πλανήτη), στο μέλλον θα είναι απαραίτητο να τροποποιείται συχνότερα το UTC.
Το σημείο αναφοράς για το χρόνο είναι το TAI. Το ρολόι αναφοράς αποθηκεύεται σε ένα ειδικό International Bureau of Weights and Measures, το οποίο βρίσκεται στη Γαλλία.Οι μετρήσεις τους συγκρίνονται τακτικά με εκατοντάδες άλλα ατομικά ρολόγια σε διάφορους μετρολογικούς σταθμούς. Με βάση τα δεδομένα που λαμβάνονται, γίνονται διορθώσεις εάν είναι απαραίτητο.