Теория относительности Эйнштейна меняет наше представление о времени, утверждая, что его течение не универсально и зависит от того, кто его изменяет. В этой картине реальности часы тикают с разной скоростью в зависимости от того, кто их носит.
Термин
Излучение — это испускание энергии электромагнитных волн движущимися или колеблющимися субатомными частицами.
Время — одна из семи основных величин физики в Международной системе единиц (СИ). Он используется для других величин, таких как скорость или ускорение, поэтому важно, чтобы это был точный стандарт. Четкое понимание времени помогает не только в экспериментах, но и в повседневной жизни.
Измерение времени является важной задачей навигации и астрономии. Периодические события и движения уже давно играют роль меры единиц времени. Среди них были смещение солнца на небе, фазы луны, маятники и даже биение сердца. Однако эти механизмы подвержены изменениям и поэтому не могут служить точным методом измерения. В период с 1000-х до 1960-х годов секунда считалась равной 1/86400 суток. В 1960-х и 1967-х годах это определение было изменено, когда стали учитывать периодичность орбиты Земли. Лучи, испускаемые атомами цезия, теперь используются для определения времени.
Часы NIST-F1 называют фонтанными, потому что атомы движутся по принципу движения воды в фонтане.
Одна секунда соответствует длительности периодичности излучения (9 192 631 770 раз). Это соответствует трансформации между двумя крошечными уровнями состояния атома цезия-133. Оказывается, его можно заставить колебаться и даже легко вычислить периодичность. Одна секунда соответствует времени, проведенному в этом колебании.
Самой крупной единицей измерения времени является калпа — понятие индуизма и буддизма. Это соответствует примерно 4,32 миллиарда лет, что с точностью до 5% соответствует возрасту Земли.
Единицы измерения времени
Современные единицы времени основаны на периодах вращения Земли вокруг своей оси и вокруг Солнца, а также вращения Луны вокруг Земли. Такой выбор единиц измерения обусловлен как историческими, так и практическими соображениями: необходимостью согласовать деятельность человека с чередованием дня и ночи или времен года.
Исторически основной единицей измерения коротких промежутков времени были сутки (часто называемые «день»), рассчитываемые на основе минимального количества полных циклов чередования солнечного света (день и ночь). Разделив сутки на более короткие промежутки равной длины, были созданы часы, минуты и секунды. Происхождение деления, вероятно, связано с 12-десятичной системой, которую использовали древние люди. Каждый из них был разделен на 12 часов. Дальнейшее деление времени восходит к шестнадцатеричной системе счисления. Каждый час делится на 60 минут. Каждая минута делится на 60 секунд.
Таким образом, в часе 3600 секунд, 24 часа = 1440 минут = 86 400 секунд.
Часы, минуты и секунды стали для нас очень привычными. Сегодня эти единицы, и особенно секунда, являются основными единицами измерения времени. Секунда стала основной единицей измерения времени в СИ и СГС.
Второй обозначается «с» (без точки); «с» использовалось ранее. В лингвистическом обиходе до сих пор часто используется слово «сек» (потому что его легче произносить, чем «с»). Минута — это «мин», час — это «ч». В астрономии h, m, s (или h, m, s ) обозначается надстрочным индексом: 13 h 20 m 10 s (или 13 h 20 m 10 s ).
Использование для обозначения времени суток
В основном часы, минуты и секунды были введены для облегчения указания временных координат в течение суток.
Точка на оси времени в пределах данного календарного дня обозначается целым числом часов, прошедших с начала дня; затем целым числом минут, прошедших с начала текущего часа; затем целым числом секунд, прошедших с начала текущей минуты; при необходимости более точного указания временной позиции используется десятичная система, обозначающая десятичную долю текущей секунды (обычно до сотых или тысячных).
Буквы «h», «min», «s» обычно не пишутся, только цифры с двоеточием или точкой. Минутные и секундные числа могут быть от 0 до 59 включительно. Если высокая точность не требуется, количество секунд не указывается.
Существуют две системы отображения времени суток. Так называемая французская система не делит сутки на два 12-часовых периода (день и ночь), а делит сутки сразу на 24 часа. Количество часов может варьироваться от 0 до 23 включительно. Английская система» учитывает это разделение. Часы указываются с начала текущего полудня, а за цифрами отображается алфавитный указатель полудня. Первая половина дня (ночь, утро) — AM, вторая половина (день, вечер) — PM, от латинского Ante Meridiem/Post Meridiem (до полудня/после полудня). Число времени в 12 системах времени в разных традициях записывается по-разному: от 0 до 11, или 12, 1, 2, …, 11. Поскольку все три показателя времени не превышают ста, для их записи в десятичной системе достаточно двух цифр, поэтому значения часа, минуты и секунды записываются двузначными десятичными цифрами, при необходимости перед числом добавляется ноль (в английской системе, однако, время записывается одно- или двузначной десятичной дробью).
Год, месяц, неделя
Для более длительных периодов времени используются единицы измерения год, месяц и неделя, состоящие из целого числа солнечных дней. Год — это примерно продолжительность оборота Земли вокруг Солнца (около 365,25 дней), а месяц — продолжительность полной смены фаз Луны (называется боковым месяцем и имеет длину 29,53 дня).
Более распространенный григорианский календарь, так же как и юлианский, основан на годе, состоящем из 365 дней. Поскольку тропический год не имеет полных 365 дней (365,2422), календарь использует високосные годы с 366 днями, чтобы синхронизировать продолжительность года с астрономическим годом. Год делится на двенадцать календарных месяцев разной продолжительности (от 28 до 31 дня). Обычно в каждом календарном месяце бывает полнолуние, но поскольку фазы Луны меняются немного быстрее, чем 12 раз в году, иногда бывает второе полнолуние в месяце, называемое голубой луной.
Еврейский календарь основан на сидерическом лунном месяце и тропическом годе, где год может состоять из 12 или 13 лунных месяцев. В долгосрочной перспективе одни и те же месяцы календаря выпадают примерно в одно и то же время.
Исламский календарь основан на сидерическом лунном месяце, и год всегда состоит ровно из 12 лунных месяцев, что соответствует примерно 354 дням, на 11 дней меньше, чем тропический год. По этой причине начало года и все мусульманские праздники ежегодно сдвигаются относительно климатических сезонов и равноденствий.
Неделя, которая обычно состоит из 7 дней, не связана ни с каким астрономическим событием, но широко используется как единица измерения времени. Недели можно рассматривать как самостоятельный календарь, используемый параллельно с несколькими другими календарями. Считается, что продолжительность недели определяется продолжительностью одной из четырех фаз Луны, округленной до целого числа дней.
Век, тысячелетие
Еще более крупными единицами измерения времени являются век (100 лет) и тысячелетие (1000 лет). Век иногда делится на десятилетия. В таких науках, как астрономия и геология, которые изучают очень длительные периоды времени (миллионы и миллиарды лет), иногда используются еще более крупные единицы времени, например, гигагоды (миллиарды лет).
В Великобритании и странах Содружества наций используется единица времени, эквивалентная двум неделям.
В разное время в СССР вместо семидневной недели использовались шестидневные и пятидневные недели, а для экономического планирования применялись пятилетние периоды.
Для бухгалтерского учета обычно используется единица квартала, которая соответствует трем месяцам (одна четверть года).
В образовании в качестве единицы измерения времени используется академический час (45 минут). В средних школах слово «час» также часто используется для обозначения продолжительности урока, то есть 40 минут), «четверть» (примерно ¼ учебного года), что примерно соответствует последней «четверти» (от лат. tri — три, mensis — месяц; около 3 месяцев), и «семестр» (от лат. sex — шесть, mensis — месяц; около 6 месяцев), что соответствует «семестру». Триместр также используется в акушерстве и гинекологии для обозначения периода беременности, так что он точно соответствует трем месяцам.
Иногда встречается также единица терция, которая соответствует 1/60 секунды.
Десятая единица может обозначать 10 дней или (реже) 10 лет, в зависимости от контекста.
Индиктус, используемый в Римской империи (при Диоклетиане), а затем в Византии, древней Болгарии и Древней Руси, составляет 15 лет.
Олимпиада использовалась в древности как единица измерения времени и соответствовала 4 годам.
Сарос — это период в 18 лет и 11⅓ дней, известный древним вавилонянам. Календарный период в 3600 лет назывался Сарос, а более короткие периоды назывались Нерос (600 лет) и Сосос (60 лет).
В планковской или физической системе единиц, которая основана на фундаментальных константах, единица времени (планковское время) выражается гравитационной постоянной и скоростью света.
> \approx 5,39121(40)\times10^\,c.» width=»» height=»» />
На сегодняшний день самый короткий экспериментально наблюдаемый промежуток времени составляет порядка аттосекунды (1 0-18 с), что соответствует 10 26 планковским временам. Как и в случае с длиной Планка, интервал времени, меньший, чем время Планка, не может быть измерен.
В индуизме «день Брахмы», калпа, эквивалентен 4,32 миллиарда лет. Эта единица внесена в Книгу рекордов Гиннесса как самая длинная единица измерения времени.
