Эталон времени
««Пока никто меня о том не спрашивает, я все понимаю, нисколько не затрудняясь; но как скоро хочу дать ответ об этом, я становлюсь совершенно в тупик», — так писал о времени один из известнейших философов I века н.э. блаженный Августин. С тех пор многие ученые, пытаясь разгадать законы течения времени, приходили примерно к такому же заключению. Кто и как систематизировал, «приручил» время, научился его исчислять, и как люди пришли к понятию «точное время», которое сегодня имеет огромное значение?
«Пока никто меня о том не спрашивает, я все понимаю, нисколько не затрудняясь; но как скоро хочу дать ответ об этом, я становлюсь совершенно в тупик», — так писал о времени один из известнейших философов I века н.э. блаженный Августин. С тех пор многие ученые, пытаясь разгадать законы течения времени, приходили примерно к такому же заключению. Кто и как систематизировал, «приручил» время, научился его исчислять, и как люди пришли к понятию «точное время», которое сегодня имеет огромное значение? Как считали время
С давних времен люди ощутили необходимость измерения времени, для чего избрали простой и логичный способ: разделение суток на примерно равные отрезки. Чего только не придумывали ученые мужи, чтобы научить людей ориентироваться во времени! Древние иудеи делили час на 1080 частей, а часть – на 76 мгновений; исландцы и индейцы майя делили сутки на 10 частей, арабам же хватало восьми «часов» в сутках.
Первыми сутки на 24 часа начали делить древние вавилоняне, правда, их 24 часа кардинально отличались от наших. По их мнению, ночь и день полагалось измерять отдельно, разделив темную и светлую часть суток на 12 часов. Соответственно, зимой ночные часы были длиннее, дневные — короче, а летом все наоборот.
Общая система измерения времени сформировалась только к Средневековью. Тогда ученые опирались на метод определения координат созвездий, изобретенный астрономом Птолемеем. Для собственного удобства Птолемей разделил диаметр круга, с помощью которого определял положение звезд, на 120 равных частей. Потом каждую часть разделил на 60 и еще раз на 60 — вот вам и секунда! Деление было не менее условное, чем все вышеописанные, но для средневековых людей казалось настоящим откровением, и время было загнано в циферблат, который нам так знаком.
Секунда — это...
Условная система исчисления времени по вращению Земли сохранилась до 60-х годов ХХ века. Но с развитием науки и техники стали повышаться требования к точности показаний часов. После того, как выяснилось, что Земля движется неравномерно, из-за чего «гуляет» длина секунды, появилась новая проблема: как найти, вычислить и сохранить длину секунды. Если эталон метра можно сохранить в виде платиновой пластинки определенной длины, спрятав ее под вакуумный колпак, то с секундой так не поступишь. Но и с этим ученые справились: после многочисленных исследований был создан цезиевый эталон времени. В 1967 году Международная конференция по мерам и весам официально постановила: «Секунда – это 9192631770 периодов излучения атома цезия-133».
Что же изменилось? Кому и зачем понадобилась такая точность? Приведем хотя бы один пример: навигация. Для морской навигации необходимая точность измерения времени составляет 0,1-0,5 микросекунд. Четыре радиостанции, посылающие сигнал на корабль, должны сделать это не просто одновременно, а в одну и ту же десятимиллионную секунды. В зависимости от того, с какой разницей во времени эти сигналы дойдут до корабля, определяются его местонахождение и курс. Естественно, что даже при минимальной неточности приборов времени корабль может просто заблудиться в океане.
Примерно по такому же принципу построена и система предотвращения столкновения самолетов. В этом случае самолеты «перекидываются» сигналами между собой и определяют, на каком расстоянии они находятся друг от друга. Для четкой работы всей системы наземная станция должна синхронизировать показания бортовых часов с точностью до 0,5 микросекунды. Поэтому все станции, от которых зависит работа воздушного и морского транспорта, имеют непосредственную связь с эталоном времени.
Не менее важны точные показания времени и для проведения космических полетов, и для геодезических исследований, и для промышленных автоматизированных предприятий…
Передача времени на расстояние
На сегодняшний день в России ─ пять действующих эталонов времени: в подмосковном ВНИИФТРИ, где и был сконструирован первый советский эталон, в Иркутске, Новосибирске, Петропавловске-Камчатском и Хабаровске. Ежедневно через спутниковую связь эталоны синхронизируют свои показания, а потом эти данные сравниваются с данными лондонского, парижского и других эталонов. Примерно так, если не вдаваться в подробности, работает общемировая система точного времени.
Так же незаметно и постоянно, как и течение самого времени, идет передача информации о точном времени. Постоянные ее «потребители» круглосуточно получают данные на частоте 66,9 МГц. Зашифрованная информация о годе, месяце, числе и текущем времени каждый день транслируется по телевидению, правда, невооруженным глазом этого не увидеть – показания заложены в 11 строке телевизионного растра и извлекаются только с помощью специальной аппаратуры.
Ну, а для тех, кому максимальная точность не так уж важна, есть сигналы точного времени — те самые пищащие позывные, которые можно слышать по радио. Кстати, в каждом последнем из шести сигналов зашифрована информация о часе, поэтому вечером последний сигнал длиннее, чем утром. По этим сигналам выставляется время в сети городских часов, на производственных предприятиях, в метро и т.д. Даже часы Спасской башни Кремля, которые принято считать «главными часами страны», не имеют прямой связи с эталоном, а корректируются по сигналам точного времени.
Точность не знает границ. Сегодняшняя длина секунды, известная до 15-го знака, – еще не предел. Исследования продолжаются, и ученые уверены, что когда-нибудь мы наконец-то узнаем, какое оно – время, и что у него «внутри».
Опубликовано в журнале "Часовой Бизнес" № 2-2001
Автор: При перепечатке активная ссылка на источник обязательна
При перепечатке активная ссылка обязательна
Теги: 2-2001