Время, измерение времени:

Время, согласно одному из определе­ний, — это непрерывная смена событий.

Темп течения времени зависит от скорости движения наблюдателя.

Время, подобно расстоянию, разделяет события и предметы и поэтому считается одним из четырех измерений реальности. Современная физика не делает различия между пространством и време­нем, рассматривая их как единый пространствен­но-временной континуум. Но в отличие от длины, ширины и высоты время нельзя определить непо­средственно; оно измеряется путем наблюдения того, как меняются со временем. Лишь недавно время научились измерять с высокой точностью.

СЕКУНДА

Основной единицей времени является секунда. Первоначально она определялась как ^]/тт часть средних суток, однако Земля не слишком надеж­ный хронометр, поэтому пришлось искать другие эталоны. Ученые остановились на атоме, в котором происходят регулярные и точные явле­ния, и секунда получила новое определение на ос­нове естественных колебаний атома элемента це­зия. Для ученого одна секунда — это промежуток времени, за который атом цезия-133 совершает 9 192 631 770 колебаний.

СУТКИ и годы

Природные циклы дали первобытным людям точ­ки отсчета для измерения промежутков времени. Вероятно, самым очевидным отсчетом времени являются сутки — время, за которое Земля совер­шает одий оборот вокруг своей оси. Солнечные сутки длятся 24 ч и измеряются относительно среднего Солнца (воображаемого Солнца, движу­щегося по небу с постоянной скоростью, в отли­чие от переменной скорости реального Солнца). Сидерические сутки измеряются относительно фиксированных точек на небе д. е. это время меж­ду двумя последовательными прохождениями звезды через меридиан наблюдателя. Небесный меридиан — это воображаемая линия, проходящая через северный и южный полюсы мира и зенит. Сидерические сутки равны 23 ч 56 мин и 4 с. Год —это промежуток времени ,за который Земля совершает один оборот вокруг Солнца. Точный период обращения Земли составляет 365 сут 6 ч 9 мин 10 с и называется сидерическим го­дом. Он измеряется на основе движения сред­него Солнца (см. выше). Однако направление оси вращения Земли не постоянно,а колеблет­ся — это явление называется процессией. Вследствие этого видимый путь Солнца на не­бе меняется относительно звезд; это учитыва­ет тропический год, равный 365 сут 5 ч 48 мин 45 с. Именно тропический год и является осно­вой наших календарей.

ЧАСЫ

Древнейшим приспособлением для измерения времени являются солнечные часы, появившиеся за 3500 лет до н. э. Солнечные часы состоят из стержня или пластины, называемых гномоном, которые отбрасывают тень на плоскость; направ­ление тени зависит от положения Солнца и, сле­довательно, определяет время суток. Механические часы, приводимые в действие опускающимися гирями, появились в Европе в XIV в., хотя к тому времени они уже в течение нескольких столетий были известны в Китае. Первые механические часы, приводимые в дей­ствие скрученной пружиной, были сделаны в XVI в. Постоянно повышавшаяся точность таких устройств привела к делению времени на часы и минуты,получившему широкое распростране­ние с начала XVII в.

Первые маятниковые часы были изобретены в 1656 г. голландским физиком X. Гюйгенсом (1629—1695). Точные часы становились все более дешевыми в производстве,и в течение XVIII в. на­польные часы с маятником стали распространен­ной принадлежностью интерьера домов. Однако маятниковые часы нельзя было использо­вать на борту корабля из-за качки, поэтому Бри­танская палата координат назначила награду изо­бретателю морского хронометра. Первый хроно­метр изготовил в 1735 г. Джон Гаррисон (1693— 1776). Это изобретение позволило европейским мореплавателям совершать более далекие плава­ния и составлять точные карты. Среди других достижений в технологии изго­товления часов следует отметить часы, работа­ющие от электрической батареи,впервые изго­товленные в 1840 г., но доведенные до совер­шенства только в 1906 г. В начале XX в. появи­лись наручные часы.

КВАРЦЕВЫЕ И АТОМНЫЕ ЧАСЫ

По мере совершенствования технологии время измерялось все точнее. В 1929 г. появились пер­вые кварцевые часы. Принцип их работы основан на колебании кристалла кварца, к которому при­ложено электрическое напряжение. Точность та­ких колебаний составляет около 1 с за 10 лет; до­статочно дешевые кварцевые кристаллы в насто­ящее время являются сердцем большинства со­временных устройств для измерения времени. Атомные часы были разработаны в 1948 г. в США. Основанные на частоте излучения атомов цезия, они позволяют измерять время с точностью 1 с в 1,6 млн лет.

Всемирная система атомных часов взята за осно­ву Всемирного координированного времени. Уче­ные добиваются еще большей точности измере­ния времени путем усреднения показания этих часов. И все же вследствие незначительных воз­мущений на поверхности Земли и в ее вращении вокруг оси даже атомные часы не являются абсо­лютно точными. Чтобы устранить эти погрешнос­ти,в год время от времени вставляются «високос­ные секунды»,обычно в конце июня или декабря. Последним достижением измерения времени яв­ляются атомные часы в Гринвиче, Великобрита­ния, принимающие сигналы с пяти спутников, вы­веденных на околоземные орбиты, где они сво­бодны от влияний поверхностных возмущений. В настоящее время это самый точный метод изме­рения времени.