В классической физике время — это априорная характеристика, которая ничем не определяется. Это значит, что, по сути, человек сам придумал такое понятие, как время, и задал его характеристики. В частности, человек придумал такую меру времени, как секунда.
Какие часы самые точные в мире и как они устроены
Время — деньги. Иногда от точности наших часов может зависеть жизнь. Какие только технологии люди не использовали, чтобы точнее отмерять время. Сегодня мы расскажем про часы, точнее которых пока ничего не изобрели.
Unsplash
Время от времени нам приходится корректировать свои часы, ведь они начинают отставать или спешить. Но есть устройства, которым нужно три миллиона лет, чтобы отстать от эталонного времени на секунду.
В Древнем Египте люди отмеряли время с точностью до часов: они делили день и ночь на 12 равных частей, которыми и оперировали. Позже в обиход людей пришли минуты, которые представляли собой час, деленный на 60 равных частей. Почему 60? Потому что так решили жители Вавилонии, которые даже день делили на 60 частей. Позже, с изобретением часов, люди начали отмерять время все точнее.
Так, в 1579 году швейцарский часовщик Йост Бюрги изготовил первые часы, которые могли отмерять секунды. Однако позже астроном Тихо Браге жаловался, что показания разных часов в его обсерватории отличаются аж на четыре секунды. Такая точность для ученого была неприемлемо низкой. Позже мастера начали делать часы с секундным маятником, который увеличил их точность. Но до сих пор не было понятно, что же представляет из себя эта секунда.
В 1956 году эту единицу измерения определили как «1/31 556 925,9747 доля тропического года для 0 января 1900 в 12 часов эфемеридного времени». Но спустя 10 лет — в 1967 году — это определение решили пересмотреть и по-новому описать секунду. В результате ученые пришли к принятому сегодня определению: «Секунда — это время, равное 9 192 631 770 периодам излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133».
Именно на принципе перехода атома между двумя состояниями построены самые точные часы в мире — атомные. Они состоят из двух частей: в первой происходят колебания атомов четко определенного изотопа, которые фиксируются приборами. Во второй части колеблется кварцевый кристалл с постоянной известной частотой. Сам по себе кварцевый кристалл можно использовать для определения времени, так как он колеблется с точно известной постоянной частотой.
Однако, через время стабильность кристалла может нарушаться и измеренное с помощью него время будет не таким точным. Поэтому во второй части конструкции атомных часов используют устройство для генерации атомных колебаний — механизм часов сверяет два значения и подстраивает показания кварцевого генератора под то, что показывает детектор атомных колебаний. В результате получаются часы, которые отклоняются от эталонного времени на секунду за три миллиона лет.