พยายามให้คำจำกัดความที่แน่นอนทันที: เวลาคืออะไร? ความคิดหมุนรอบแนวคิดนี้พยายามที่จะเข้าใจ แต่เป็นการยากที่จะกำหนดคำจำกัดความที่ชัดเจน มีแนวคิดและการตีความเวลาที่แตกต่างกันในปรัชญา ฟิสิกส์ และมาตรวิทยา

กลศาสตร์และทฤษฎีสัมพัทธภาพคลาสสิกใช้แนวคิดเรื่องเวลาที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง ในกรณีแรก เวลาเป็นตัวกำหนดลำดับของเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นในพื้นที่สามมิติ ในวินาทีนั้นก็ถือเป็นพิกัดที่สี่ด้วย

แต่สิ่งแรกก่อน เรามาดูกันว่าผู้คนวัดเวลาอย่างไร เหตุใดหน่วยที่สองจึงเป็นหน่วยที่เล็กที่สุดที่ยอมรับได้ นอกจากนี้เรายังจะกำหนดแนวคิดเรื่องเวลาในฟิสิกส์และพิจารณาปรากฏการณ์ของการขยายเวลาแบบสัมพัทธภาพและแรงโน้มถ่วง

เวลาอะไร?

กาลเวลาผ่านไปเป็นปรากฏการณ์ทางธรรมชาติโดยสมบูรณ์ เวลากำลังทำงานทุกสิ่งรอบตัวเปลี่ยนแปลงไป เหตุการณ์ต่างๆ เกิดขึ้น นั่นคือเหตุผลว่าทำไมจึงควรพูดถึงเวลาจากมุมมองของฟิสิกส์ก่อนอื่นในบริบทของเหตุการณ์

ถ้าไม่มีอะไรเกิดขึ้นรอบตัวเรา แนวคิดเรื่องเวลาก็คงไม่มีความหมายดั้งเดิม กล่าวอีกนัยหนึ่ง หากไม่มีเหตุการณ์ เวลาก็จะไม่มีอยู่จริง ดังนั้น:

เวลาเป็นตัววัดว่าสิ่งต่างๆ เปลี่ยนแปลงไปอย่างไร โลก. เวลาเป็นตัวกำหนดระยะเวลาของการดำรงอยู่ของวัตถุ การเปลี่ยนแปลงในสถานะและกระบวนการที่เกิดขึ้นในวัตถุเหล่านั้น

ในระบบ เอสไอเวลามีหน่วยวัดเป็นวินาทีและระบุด้วยตัวอักษร ที .

ผู้คนวัดเวลาอย่างไร?

หากต้องการวัดเวลา คุณต้องมีเหตุการณ์ที่เกิดซ้ำในช่วงเวลาเดียวกัน เช่น การเปลี่ยนแปลงของกลางวันและกลางคืน ดวงอาทิตย์ขึ้นทุกวันทางทิศตะวันออกและตกทางทิศตะวันตก และทุก ๆ เดือนที่ดวงจันทร์โคจรผ่านวัฏจักรของการส่องสว่างจากแสงอาทิตย์ทั้งหมด - ตั้งแต่พระจันทร์เสี้ยวบาง ๆ ไปจนถึงพระจันทร์เต็มดวง

เดือนซินโนดิกคือเวลาตั้งแต่ข้างแรมข้างหนึ่งถึงข้างหนึ่ง ในช่วงเดือนซินโนดิก ดวงจันทร์จะโคจรรอบโลก

คนโบราณไม่มีทางเลือกอื่นนอกจากต้องผูกจังหวะเข้ากับการเคลื่อนไหว เทห์ฟากฟ้าและเหตุการณ์ที่เกี่ยวข้อง กล่าวคือการเปลี่ยนแปลงของวัน คืน และฤดูกาลของปี

ในปีนี้ 4 ฤดูกาลและ 12 เดือน นี่คือจำนวนครั้งที่ดวงจันทร์เปลี่ยนช่วงในฤดูใบไม้ผลิ ฤดูร้อน ฤดูใบไม้ร่วง และฤดูหนาว

เมื่อความก้าวหน้าพัฒนาขึ้น วิธีการวัดเวลาก็ดีขึ้น และแสงอาทิตย์ น้ำ ทราย ไฟ เครื่องกล อิเล็กทรอนิกส์ และในที่สุด นาฬิกาโมเลกุลก็ปรากฏขึ้น

ดู FOCS 1 ดู โฟกัส 1ในประเทศสวิตเซอร์แลนด์ พวกเขาวัดเวลาโดยมีข้อผิดพลาดประมาณหนึ่งวินาทีต่อ 30 ล้านปี นี่เป็นนาฬิกาที่แม่นยำมาก แต่หลังจาก 30 ล้านปีไปแล้วก็ยังต้องรีเซ็ต

ทำไมในหนึ่งชั่วโมงมี 60 นาที ในหนึ่งนาที และ 24 ชั่วโมงในหนึ่งวัน

ให้เราจองทันทีว่าสิ่งที่ระบุไว้ด้านล่างส่วนใหญ่เป็นข้อสันนิษฐานส่วนตัวของผู้เขียนบนพื้นฐานของข้อมูลทางประวัติศาสตร์ หากผู้อ่านของเรามีคำชี้แจงหรือคำถาม เรายินดีที่จะเห็นพวกเขาในการสนทนา

คนโบราณจำเป็นต้องมีพื้นฐานบางอย่างในการสร้างระบบจำนวนของพวกเขา ในบาบิโลน ตัวเลขดังกล่าวถือเป็นพื้นฐาน 60 .

ต้องขอบคุณระบบเลขฐานสิบหกที่ประดิษฐ์โดยชาวสุเมเรียนและต่อมาแพร่หลายในบาบิโลนโบราณ วงกลมมี 360 องศา องศาหนึ่งมี 60 นาที และหนึ่งนาทีมี 60 วินาที

ปีสามารถแสดงเป็นวงกลมที่มี 360 องศา บางทีอาจเป็นจำนวน 360 ในบริบทนี้มาจากข้อเท็จจริงที่ว่าในปี พ.ศ 365 วัน และตัวเลขนี้ก็ถูกปัดเศษเป็น 360 .

กาลครั้งหนึ่งมีหน่วยเวลาที่สั้นที่สุด ชั่วโมง. ชาวบาบิโลนโบราณเป็นนักคณิตศาสตร์ที่เข้มแข็งและตัดสินใจที่จะแนะนำหน่วยเวลาที่เล็กลงโดยใช้หน่วยเวลาเหล่านี้ หมายเลขที่ชื่นชอบ 60 . ดังนั้นภายในหนึ่งชั่วโมง 60 นาที และในหนึ่งนาที 60 วินาที

แต่ทำไมวันนั้นถึงแบ่งเป็น 12 ชั่วโมง? สำหรับสิ่งนี้ เราต้องขอบคุณชาวอียิปต์โบราณและระบบเลขฐานสองของพวกเขา กลางวันและกลางคืนถูกแบ่งออกเป็น 12 ส่วน ถือเป็นอาณาจักรแห่งการดำรงอยู่ที่แตกต่างกัน เป็นไปได้มากว่าการใช้ตัวเลขเดิม 12 เกี่ยวข้องกับจำนวนรอบการหมุนของดวงจันทร์รอบโลกต่อปี

หน่วยเวลาที่ใหญ่ที่สุด

หน่วยเวลาที่ใหญ่ที่สุดคือ กัลปา. กัลป์เป็นแนวคิดจากศาสนาฮินดูและพุทธศาสนา มันเป็นประมาณ 4,32 หลายพันล้านปีซึ่งตรงกับอายุของโลกถึงภายใน 5% .

ชาวฮินดูโบราณมีตัวเลขเช่นนี้ได้อย่างไร? เราไม่ทราบคำตอบสำหรับคำถามนี้ แต่ดูเหมือนว่าทั้งระบบจะบอกเราว่าตอนนั้นผู้คนรู้จักจักรวาลมากกว่าเราเล็กน้อย

กัลปะในศาสนาฮินดูเรียกอีกอย่างว่า "วันแห่งพระพรหม" กลางวันหลีกทางให้กลางคืนมีระยะเวลาเท่ากัน หนึ่งเดือนมี 30 วันและคืน และหนึ่งปีมี 12 เดือน พระพรหมมีอายุทั้งสิ้น 100 ปี หลังจากนั้นโลกก็พินาศไปพร้อมกับพระองค์

ถ้าเราเปลี่ยนพระพรหมหนึ่งร้อยปีมาเป็นของเรา ปีดั้งเดิมมันจะได้ผล 311 ล้านล้านและ 40 พันล้านปี! ถึงพระพรหมองค์ปัจจุบัน 51 ปี.

บทสรุป: หากทั้งหมดนี้เป็นจริงก็ไม่ต้องกังวล - จักรวาลจะมีอยู่อีกนาน

กัลปาเป็นหน่วยเวลาที่ใหญ่ที่สุดตาม Guinness Book of Records

ชั่วโมงแรก

ในตอนแรก มันก็เพียงพอแล้วที่จะมีไม้ซึ่งคุณสามารถทำรอยหยักด้วยขวานหินและนับถอยหลังวันที่ผ่านไป แต่มันเป็นเหมือนปฏิทินมากกว่านาฬิกา

นาฬิกาเรือนแรกและเก่าแก่ที่สุดคือนาฬิกาพระอาทิตย์ การกระทำของพวกเขาขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงความยาวของเงาของวัตถุเมื่อดวงอาทิตย์เคลื่อนผ่านท้องฟ้า นาฬิกาดังกล่าวเป็นโนมอน - มีเสายาวติดอยู่กับพื้น นาฬิกาแดดถูกนำมาใช้ในอียิปต์โบราณและจีน พวกเขาทราบกันดีอยู่แล้วใน 1200 ปีก่อนคริสตกาล

แล้วก็มา น้ำ, ทรายและ นาฬิกาดับเพลิง. การทำงานของกลไกเหล่านี้ไม่ได้เชื่อมโยงกับการเคลื่อนที่ของเทห์ฟากฟ้า เป็นเวลานานนาฬิกาน้ำเป็นเครื่องมือหลักในการจับเวลา

นาฬิกาจักรกลเรือนแรกผลิตโดยช่างฝีมือชาวจีนในปี 725 ปีคริสตศักราช อย่างไรก็ตาม ใช้งานได้กว้างพวกเขาได้รับมันเมื่อไม่นานมานี้

ใน ยุโรปยุคกลางนาฬิกากลไกได้รับการติดตั้งในหอคอยของโบสถ์และมีเข็มเพียงข้างเดียว นั่นก็คือเข็มชั่วโมง นาฬิกาพกปรากฏเฉพาะใน 1675 ปี (สิ่งประดิษฐ์ได้รับการจดสิทธิบัตรโดย Huygens) และข้อมือ - ในเวลาต่อมามาก

อันดับแรก นาฬิกาข้อมือเป็นเครื่องประดับของผู้หญิงโดยเฉพาะ พวกเขาเป็นผลิตภัณฑ์ที่ได้รับการตกแต่งอย่างหรูหราซึ่งมีข้อผิดพลาดครั้งใหญ่ซึ่งมีความแม่นยำ ผู้ชายที่เคารพตนเองไม่สามารถแม้แต่จะคิดที่จะสวมนาฬิกาข้อมือได้

นาฬิกาสมัยใหม่

ทุกวันนี้ใครๆ ก็มีนาฬิกากลไกหรืออิเล็กทรอนิกส์ พวกเขาวัดเวลาโดยมีข้อผิดพลาดค่อนข้างน้อย อย่างไรก็ตาม นาฬิกาที่แม่นยำที่สุดในโลกคือนาฬิกาอะตอม เรียกอีกอย่างว่าโมเลกุลหรือควอนตัม

บิ๊กเบน - หอนาฬิกาชื่อดัง

ดังที่เราจำได้ เพื่อกำหนดหน่วยเวลา จำเป็นต้องมีกระบวนการตามระยะบางประเภท กาลครั้งหนึ่ง หน่วยที่สั้นที่สุดคือวัน นั่นคือหน่วยวัดเวลาจะเชื่อมโยงกับความถี่ของพระอาทิตย์ขึ้นและพระอาทิตย์ตก จากนั้นหน่วยขั้นต่ำก็กลายเป็นหนึ่งชั่วโมง เป็นต้น

กับ 1967 ปี ตามระบบสากล เอสไอคำจำกัดความของหนึ่งวินาทีนั้นสัมพันธ์กับคาบของการแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดขึ้นระหว่างการเปลี่ยนผ่านระหว่างระดับไฮเปอร์ไฟน์ของสถานะพื้นของอะตอม ซีเซียม-133. กล่าวคือ: หนึ่งวินาทีมีค่าเท่ากับ 9 192 631 770 ช่วงเวลาดังกล่าว

เวลาในวิชาฟิสิกส์

ในขณะนี้ยังไม่มีแนวคิดที่ชัดเจนและเป็นเอกภาพในการกำหนดเวลาในวิชาฟิสิกส์

ในกลศาสตร์คลาสสิก เวลาถือเป็นสิ่งต่อเนื่อง เป็นนิรนัย และลักษณะเฉพาะของโลกที่ไม่สามารถระบุได้

ในการวัดเวลา จะใช้ลำดับเหตุการณ์เป็นระยะๆ ในฟิสิกส์คลาสสิก เวลาไม่เปลี่ยนแปลงเมื่อเทียบกับกรอบอ้างอิงใดๆ กล่าวคือ เหตุการณ์ในระบบทั้งหมดเกิดขึ้นพร้อมๆ กัน

จะหาเวลาในวิชาฟิสิกส์ได้อย่างไร? สูตรที่ง่ายที่สุดที่กำหนดความสัมพันธ์ระหว่างระยะทางที่เดินทาง ความเร็ว และเวลา เป็นที่รู้จักของเด็กนักเรียนทุกคนและมีรูปแบบ:

นี่คือสูตรเวลาสำหรับการเคลื่อนที่สม่ำเสมอและเป็นเส้นตรง ที่นี่ ที - เวลา, ส - ระยะทางที่เดินทาง โวลต์ - ความเร็ว.

แต่สิ่งที่น่าสนใจที่สุดเริ่มต้นในฟิสิกส์เชิงสัมพันธ์ นี่คือคำพูดของ Stephen Hawking นักฟิสิกส์ผู้เขียน ประวัติโดยย่อเวลา.

เราต้องยอมรับว่าเวลาไม่ได้ถูกแยกออกจากอวกาศอย่างสมบูรณ์และไม่เป็นอิสระจากมัน แต่เมื่อรวมเข้ากับเวลานั้นก็ก่อให้เกิดวัตถุชิ้นเดียวซึ่งเรียกว่ากาลอวกาศ

นอกจากนี้ในฟิสิกส์สัมพัทธภาพ เวลาไม่แปรเปลี่ยนและเราสามารถพูดถึงทฤษฎีสัมพัทธภาพของเวลาได้ กล่าวอีกนัยหนึ่ง เวลาที่ผ่านไปขึ้นอยู่กับการเคลื่อนที่ของหน้าต่างอ้างอิง

นี่คือสิ่งที่เรียกว่าการขยายเวลาแบบสัมพัทธภาพ ถ้านาฬิกาอยู่ในกรอบอ้างอิงที่อยู่กับที่ กระบวนการทั้งหมดจะเกิดขึ้นช้ากว่าในตัววัตถุที่อยู่กับที่ นั่นคือเหตุผลว่าทำไมนักบินอวกาศที่เดินทางในอวกาศด้วยเรือที่เร็วเป็นพิเศษจึงมีอายุไม่มากเมื่อเทียบกับน้องชายฝาแฝดของเขาที่ยังคงอยู่บนโลก

นอกจากเวลาสัมพัทธภาพแล้ว ยังมีการขยายเวลาด้วยแรงโน้มถ่วงอีกด้วย มันคืออะไร? การขยายเวลาโน้มถ่วงคือการเปลี่ยนแปลงของอัตรานาฬิกาในสนามโน้มถ่วง ยังไง สนามที่แข็งแกร่งขึ้นแรงโน้มถ่วง ยิ่งการชะลอตัวรุนแรงขึ้น

ให้เราจำไว้ว่าวินาทีคือเวลาที่อะตอมไอโซโทปซีเซียมสร้างขึ้น 9 192 631 770 การเปลี่ยนแปลงควอนตัม ขึ้นอยู่กับตำแหน่งของอะตอม (บนโลก ในอวกาศ ห่างจากวัตถุใด ๆ หรือใกล้หลุมดำ) อะตอมที่สองจะมีความหมายที่แตกต่างกัน

ดังนั้นเวลาของกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับระบบอ้างอิงที่กำหนดจะแตกต่างกัน ดังนั้นสำหรับผู้สังเกตการณ์ใกล้กับขอบฟ้าเหตุการณ์ของหลุมดำชวาร์สไชลด์ เวลาจะหยุดนิ่ง แต่สำหรับผู้สังเกตการณ์บนโลก ทุกอย่างจะเกิดขึ้นเกือบจะในทันที

ผู้คนสนใจหัวข้อการเดินทางข้ามเวลามาโดยตลอด เราขอเชิญคุณชมภาพยนตร์วิทยาศาสตร์ยอดนิยมในหัวข้อนี้ และเตือนคุณว่าหากคุณไม่มีเวลาสำหรับเรื่องวิชาการ บริการนักศึกษาของเราจะช่วยให้คุณรับมือกับงานและปัญหาในปัจจุบันได้เสมอ

แฟคตรัมตรวจสอบแต่ละรายการตามลำดับ

1. ทฤษฎีเวลาของเซนต์ออกัสติน

นักบุญออกัสติน นักปรัชญาชาวคริสเตียน มีแนวคิดเกี่ยวกับเวลาที่ไม่เหมือนใคร ประการแรก เขาเชื่อว่าเวลาไม่มีที่สิ้นสุด เขากล่าวว่าเวลาถูกสร้างขึ้นโดยพระเจ้า และยิ่งไปกว่านั้น มันเป็นไปไม่ได้เลยที่จะสร้างบางสิ่งที่ไม่มีที่สิ้นสุด

เมื่อบางสิ่งยังคงอยู่ในอดีตมันไม่มีคุณสมบัติของการเป็นอีกต่อไปเพราะว่า มันไม่มีอยู่อีกต่อไป

และออกัสตินยังเชื่อด้วยว่าเวลามีอยู่จริงในใจของเราเท่านั้น และขึ้นอยู่กับว่าเราตีความมันอย่างไรเท่านั้น เราสามารถพูดได้ว่าบางสิ่งบางอย่างกินเวลานานหรือไม่ยาวนานนัก แต่ออกัสตินแย้งว่าไม่มีเลย วิธีที่แท้จริงประเมินมันอย่างเป็นกลาง

เมื่อสิ่งใดยังคงอยู่ในอดีต มันก็ไม่มีคุณสมบัติของการเป็นอีกต่อไป เพราะตอนนี้มันไม่มีอยู่แล้ว และเมื่อเราพูดว่าบางสิ่ง “ใช้เวลานานเกินไป” นั่นเป็นเพราะเราจำ “บางสิ่ง” ในลักษณะนี้

และเนื่องจากเราวัดเวลาตามวิธีที่เราจดจำเท่านั้น ดังนั้น เวลาจึงควรมีอยู่ในความทรงจำของเราเท่านั้น ส่วนอนาคตยังไม่มีจึงไม่สามารถวัดได้ มีเพียงปัจจุบันเท่านั้นที่มีอยู่ ดังนั้นข้อสรุปเชิงตรรกะเพียงอย่างเดียวก็คือ แนวคิดเรื่องเวลาอยู่ในหัวของเราโดยสิ้นเชิง

2. โทโพโลยีเวลา

เวลามีลักษณะอย่างไร? หากคุณลองจินตนาการดูว่ามันเป็นเส้นตรงที่ไม่มีที่สิ้นสุดหรือไม่? หรือบางทีคุณอาจนึกถึงนาฬิกาที่มือหมุนทุกวันและทุกปี?

แน่นอนว่าไม่มีคำตอบที่ถูกต้อง แต่มีแนวคิดที่น่าสนใจบางประการที่เกี่ยวข้องกัน

อริสโตเติลเชื่อว่าเวลาไม่สามารถดำรงอยู่เป็นเส้นได้ อย่างน้อยมันก็ไม่มีจุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุด แม้ว่าจะต้องมีเวลาที่ทุกสิ่งเริ่มต้นขึ้นก็ตาม และถ้าคุณจินตนาการถึงช่วงเวลาที่ทุกอย่างเริ่มต้นขึ้น คุณจะต้องทำเครื่องหมายก่อนช่วงเวลานี้ และถ้าโลกนี้สิ้นไป อีกจุดหนึ่งก็จะปรากฏขึ้นหลังจากช่วงเวลานี้

ยังไม่ชัดเจนว่าจะมีเส้นเวลาได้กี่เส้น มันอาจเป็นเพียงเส้นเวลาเดียวที่พุ่งไปข้างหน้า หรือมีเส้นเหล่านี้หลายเส้นที่ขนานกัน หรือกลับกัน - ตัดกัน? เวลาสามารถเป็นหนึ่งบรรทัดแบ่งออกเป็นหลายส่วนได้หรือไม่? เป็นไปได้ไหมที่ช่วงเวลาในกระแสเวลาดำรงอยู่โดยแยกจากกันโดยสิ้นเชิง? มีความคิดเห็นมากมายเกี่ยวกับเรื่องทั้งหมดนี้ และไม่ใช่คำตอบเดียว

3. ปัจจุบันที่เป็นไปได้

แนวคิดเรื่อง "ปัจจุบันที่เป็นไปได้" พยายามที่จะตอบคำถามว่าปัจจุบันคงอยู่ได้นานแค่ไหน คำตอบปกติที่เกี่ยวข้องกับสิ่งนี้คือ "ตอนนี้" แต่นั่นไม่ได้ให้ข้อมูลมากนัก

สมมุติว่าเวลาสนทนาไปถึงกลางประโยค หมายความว่า เราจบประโยคต้นประโยคแล้วและมันเป็นเรื่องของอดีตไปแล้วใช่ไหม? และบทสนทนานั้นเอง - อยู่ในกาลปัจจุบันหรือไม่? หรือบทสนทนาในปัจจุบันมีเพียงบางส่วนและส่วนหนึ่งเป็นอดีตไปแล้ว?

อี.อาร์. เคลย์และวิลเลียม เจมส์เกิดแนวคิดเรื่อง "ปัจจุบันที่เป็นไปได้" ซึ่งเป็นช่วงเวลาหนึ่งที่เราประสบกับปัจจุบัน ตามที่เคลย์และเจมส์กล่าวไว้ ช่วงเวลานี้กินเวลาเพียงไม่กี่วินาทีและไม่สามารถอยู่นานกว่าหนึ่งนาทีได้ และนี่คือระยะเวลาที่เราตระหนักรู้อย่างมีสติ

แต่ถึงแม้จะอยู่ในกรอบนี้ก็มีบางสิ่งที่จะโต้แย้ง

ตามทฤษฎีแล้ว สิ่งที่กล่าวมาทั้งหมดสามารถเชื่อมโยงกับความจำระยะสั้นของบุคคลได้ ยิ่งความจำนี้ดีเท่าไร ปัจจุบันก็จะยิ่งนานขึ้นเท่านั้น มีความเห็นว่าทั้งหมดนี้เป็นเพียงเรื่องของการรับรู้ในทันที และทันทีที่คุณพึ่งพาความทรงจำระยะสั้น ช่วงเวลาดังกล่าวก็ไม่สามารถเป็นส่วนหนึ่งของปัจจุบันได้อีกต่อไป นั่นคือมีปัญหาเรื่อง "ปัจจุบันที่เป็นไปได้" และบางอย่างเช่น "ปัจจุบันขยาย" ซึ่งเกิดขึ้นทันทีหลังจากที่ "ปัจจุบันที่เป็นไปได้" หายไป

ที่จริงแล้ว ปัจจุบันไม่ควรมีระยะเวลาเลย เพราะถ้าเป็นเช่นนั้น ส่วนหนึ่งของปัจจุบันก็จะกลายเป็นอดีตและกลายเป็นอนาคตทันที และความขัดแย้งก็เกิดขึ้น และ "ปัจจุบันที่เป็นไปได้" พยายามอธิบายปัจจุบันว่าเป็นช่วงเวลาที่ยาวนาน และนี่เป็นเรื่องที่ถกเถียงกันมาก

4. คนตัวเตี้ยรับรู้ “ปัจจุบัน” ก่อนคนตัวสูง

ฟังดูแปลกแต่ก็สมเหตุสมผล ทฤษฎีนี้เสนอโดยนักประสาทวิทยา David Eagleman และเขาเรียกมันว่า "การผูกมัดเวลา"

ทั้งหมดนี้ขึ้นอยู่กับแนวคิดที่ว่าเรารับรู้โลกโดยรับชุดข้อมูลบางอย่างที่รวบรวมโดยประสาทสัมผัสของเราแล้วประมวลผลโดยสมอง ข้อมูลจาก ส่วนต่างๆร่างกายเข้าถึงสมองในเวลาที่ต่างกัน สมมติว่าคุณกำลังเดิน ส่งข้อความหาใครบางคนในขณะที่คุณไป และจู่ๆ หัวก็ฟาดเสาโทรเลข ในเวลาเดียวกัน คุณยังได้รับบาดเจ็บที่หัวแม่เท้าบนเสาเดียวกันด้วย ตามทฤษฎีแล้ว ข้อมูลเกี่ยวกับการบาดเจ็บที่ศีรษะควรเข้าถึงสมองของคุณได้เร็วกว่าข้อมูลเกี่ยวกับการบาดเจ็บ นิ้วหัวแม่มือขา อย่างไรก็ตาม คุณจะคิดว่าคุณรู้สึกทั้งหมดนี้ไปพร้อมๆ กัน

และทั้งหมดเป็นเพราะสมองเป็นโครงสร้างทางประสาทสัมผัสชนิดหนึ่งที่มีการจัดระเบียบที่ชัดเจน และโครงสร้างนี้จัดสิ่งต่าง ๆ ให้เราตามลำดับความหมายที่เพิ่มขึ้น

ความล่าช้าในการประมวลผลข้อมูลข้างต้นตกอยู่ในมือของคนจำนวนไม่มาก เพราะคนตัวเตี้ยจะพบกับเวลาที่แม่นยำกว่า เพราะในกรณีของพวกเขา ข้อมูลจะใช้เวลาเข้าสู่สมองน้อยกว่า

5. เวลาเดินช้าลงและเรามองเห็นได้

ปัญหาหนึ่งที่มีมายาวนานในวิชาฟิสิกส์เกี่ยวข้องกับการมีอยู่ของพลังงานมืด เราสามารถเห็นผลของพลังงานนี้ แต่เราไม่รู้ว่ามันคืออะไร

ทีมอาจารย์จากสเปนเชื่อว่าความพยายามทั้งหมดในการค้นหาพลังงานมืดนั้นไร้ประโยชน์เพียงเพราะมันไม่มีอยู่จริง พวกเขาเชื่อว่าผลกระทบทั้งหมดของพลังงานมืดสามารถอธิบายได้ด้วยแนวคิดทางเลือกที่ว่า แท้จริงแล้วเรากำลังเห็นเวลาช้าลงก่อนที่มันจะหยุดในที่สุด

มาดูปรากฏการณ์ทางดาราศาสตร์ที่เรียกว่า “เรดชิฟท์” เมื่อเราเห็นดวงดาวส่องแสงสีแดง เรารู้ว่าพวกมันกำลังเร่งความเร็ว ศาสตราจารย์ชาวสเปนกลุ่มหนึ่งอธิบายปรากฏการณ์ของการเร่งความเร็วของจักรวาลไม่ได้เป็นผลมาจากการมีอยู่ของพลังงานมืดในนั้น แต่เป็นภาพลวงตาที่เกิดจากการขยายเวลา

แสงสว่างมีเวลาเพียงพอจะมาหาเรา และเมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้นในที่สุด เวลาก็ช้าลง ทำให้เกิดภาพลวงตาว่าทุกสิ่งรอบตัวเร่งความเร็วขึ้น เวลาหยุดลงอย่างมากอย่างช้าๆ อย่างเหลือเชื่อ แต่เมื่อคุณพิจารณาถึงความกว้างใหญ่ของอวกาศและระยะทางที่เหลือเชื่อ เราสามารถเห็นเวลาช้าลงเพียงแค่มองดูดวงดาว

6. ไม่มีเวลา

นอกจากนี้ยังมีความเห็นว่าเวลาไม่มีอยู่เลย นี่คือสิ่งที่นักปรัชญา J.M.E. McTaggart โต้แย้งเมื่อต้นศตวรรษที่ผ่านมา จากข้อมูลของ McTaggart มีสองแนวทางที่เป็นไปได้ในการพิจารณาเวลา

แนวทางแรกเรียกว่า เอ-ทฤษฎี.

มันบอกว่าเวลามีความเป็นระเบียบและไหลอย่างต่อเนื่อง สิ่งต่าง ๆ ในนั้นถูกจัดระเบียบอย่างที่เราเห็น และเหตุการณ์นั้นก็เคลื่อนจากอดีตสู่ปัจจุบันและสู่อนาคต

ทฤษฎีบีในทางตรงกันข้าม ระบุว่าการยอมรับกรอบเวลาและเวลานั้นเป็นภาพลวงตา และไม่มีทางใดที่จะรับประกันได้ว่าเหตุการณ์ทั้งหมดในโลกจะเกิดขึ้นตามลำดับที่กำหนดไว้อย่างเคร่งครัด

“เวลา” เวอร์ชันนี้ได้รับการสนับสนุนโดยความทรงจำของเราเท่านั้น และตามกฎแล้ว เหตุการณ์แต่ละเหตุการณ์จะถูกบันทึกไว้ในความทรงจำของเรา และเราจำได้ว่าเหตุการณ์เหล่านั้นเป็น “กระเป๋าเวลา” ที่แยกจากกัน และไม่ใช่เป็นกระแสต่อเนื่อง

เมื่อคำนึงถึงทฤษฎีนี้ จึงสามารถพิสูจน์ได้ว่าไม่มีเวลาตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา กาลเวลาดำรงอยู่ เหตุการณ์ โลก และสถานการณ์ต่างๆ ล้วนต้องมีการเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่อง. ตามคำจำกัดความแล้ว ทฤษฎี B ไม่ได้หมายถึงเวลาที่ผ่านไป และไม่มีการพูดถึงการเปลี่ยนแปลงเช่นกัน ดังนั้นจึงไม่มีเวลา

อย่างไรก็ตาม หากทฤษฎี A ถูกต้อง การกล่าวอ้างว่าไม่มีเวลาก็ดูเร่งรีบเกินไป ตัวอย่างเช่น สมมติว่าวันที่คุณอายุ 21 ปี ในด้านหนึ่ง วันนี้เป็นวันหนึ่งในอนาคต ในทางกลับกัน วันเดียวกันนี้ก็คงจะเป็นอดีตไปแล้ว แต่ช่วงเวลาเดียวกันนั้นไม่สามารถเป็นอดีต ปัจจุบัน และอนาคตในเวลาเดียวกันได้ นั่นคือเหตุผลที่ McTaggart บอกว่าทฤษฎี A นั้นขัดแย้งกัน และดังนั้นจึงเป็นไปไม่ได้ เช่นเดียวกับเวลานั่นเอง

7. ทฤษฎีสี่มิติและบล็อกจักรวาล

ทฤษฎีสี่มิติและบล็อกของจักรวาลมีความเกี่ยวข้องกับแนวคิดเรื่องเวลาในฐานะมิติที่แท้จริง มีเวอร์ชันหนึ่งที่วัตถุทั้งหมดมีอยู่ในสี่มิติ ไม่ใช่สามมิติ มิติที่สี่คือเวลา

และในนั้นวัตถุยังสามารถพิจารณาได้จากมุมมองของทั้งสามขนาดนั่นคือสามมิติ ทฤษฎีบล็อกจักรวาลเป็นตัวแทนของจักรวาลทั้งหมดโดยเป็นกลุ่มมิติที่คั่นด้วย "ชั้น" ของเวลา

บล็อกนี้มีความยาว ความกว้าง และความสูง และสำหรับทุกสิ่งในบล็อกนี้ สำหรับแต่ละเหตุการณ์ จะมีชั้นเวลาที่แน่นอน แต่ละคนย่อมเป็นวัตถุสี่มิติที่มีอยู่ในนั้น ชั้นที่แตกต่างกันเวลา. มีชั้นของเวลาสำหรับวัยทารก มีชั้นสำหรับวัยเด็ก วัยรุ่น และอื่นๆ

ดังนั้นชั้นเวลาจึงไม่มีอดีต ปัจจุบัน หรืออนาคต อย่างไรก็ตาม แต่ละจุดภายในบล็อกของจักรวาลอาจเป็นได้ทั้งอดีต ปัจจุบัน หรืออนาคต โดยสัมพันธ์กับจุดอื่นๆ ในช่วงเวลาในบล็อกนี้

8. เอฟเฟกต์การขยายเวลา

บางครั้งเราได้ยินเรื่องราวจากผู้ที่พบว่าตัวเองตกอยู่ในสถานการณ์ที่คุกคามถึงชีวิตหรือน่ากลัว และคนเหล่านี้สาบานว่าเวลาจะช้าลงในสถานการณ์เหล่านี้ การชะลอตัวนี้มักเกิดขึ้นในช่วงเหตุการณ์ที่ไม่สามารถอธิบายได้หรือเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นกะทันหัน นี่เป็นปรากฏการณ์ทั่วไปและกลายเป็นประเด็นถกเถียงมากมายเกี่ยวกับสิ่งที่เรากำลังประสบอยู่จริงๆ

นักวิจัยตัดสินใจที่จะค้นหาว่าจะเกิดอะไรขึ้นหากเวลาช้าลงจริงๆ ตัวอย่างเช่น เราจะสามารถเห็นสิ่งต่างๆ ได้ดีขึ้น เนื่องจากสมองของเรามีนิสัยที่ไม่ดีที่จะรวมสิ่งเร้าที่คล้ายกันเข้าเป็นเหตุการณ์เดียวกัน หากช่วงเวลาระหว่างสิ่งเร้าน้อยกว่า 80 มิลลิวินาที

มีการทดลองครั้งหนึ่ง

ให้ผู้เรียนดูตัวเลขที่กะพริบและเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลา ดังนั้น นักวิทยาศาสตร์จึงต้องการระบุจุดที่สมองหยุดให้ความสนใจกับเวลา และบุคคลเริ่มแยกแยะระหว่างชุดตัวเลขต่างๆ

ในตอนแรก การทดลองดำเนินการภายใต้สภาวะปกติ จากนั้นจึงตัดสินใจทำซ้ำภายใต้สภาวะที่รุนแรง โดยขอให้ผู้เข้าร่วมดูชุดตัวเลขที่กะพริบขณะตกลงมาจากหอคอยสูง 46 เมตร

จากนั้นพวกเขาจะถูกขอให้ดูคนอื่นที่ตกลงมาจากหอคอยเดียวกัน และให้คะแนนว่าน้ำตกเหล่านั้นเทียบกับการตกลงมานานแค่ไหน

การล้มของผู้ถูกทดลองดูเหมือนจะนานขึ้น 36% นอกจากนี้ ในสถานการณ์ที่รุนแรง ผู้คนสามารถระบุตัวเลขที่กะพริบได้ดีขึ้น และทั้งหมดนี้ชี้ให้เห็นว่าไม่ใช่ช่วงเวลาที่ช้าลงสำหรับเรา แต่ความทรงจำของเราในช่วงเวลานี้กำลังช้าลง

แม้ว่าประโยชน์ในทางปฏิบัติของเอฟเฟกต์การขยายเวลาอาจเป็นเรื่องที่น่าประหลาดใจ แต่เราก็ไม่ควรลืมว่าผลกระทบแบบเดียวกันนี้อาจทำให้เหตุการณ์เลวร้ายในความทรงจำของเราคงอยู่ตลอดไปได้เป็นอย่างดี

9. โครโนส โครโนส และเวลา

แม้กระทั่งก่อนที่นักปรัชญาชาวกรีกจะพยายามอธิบายเวลา เวลาก็มีคำอธิบายที่เป็นตำนานเสียด้วยซ้ำ

ก่อนเริ่มกาล มีเพียงเทพเจ้าในยุคดึกดำบรรพ์เท่านั้นคือโครโนสและอานันเก้ โครโนสเป็นเทพเจ้าแห่งกาลเวลา กึ่งมนุษย์ ครึ่งสิงโต และครึ่งวัว

อานันเกเป็นงูขดพันรอบไข่ของโลกและเป็นสัญลักษณ์ของความเป็นนิรันดร์ โครโนสในตำนานกรีก-โรมันมักแสดงภาพยืนอยู่ในวงกลมนักษัตร โดยแสดงภาพเขาเป็นผู้ชาย และบุคคลนี้สามารถเป็นได้ทั้งเด็กและผู้ใหญ่

โครโนสเป็นบิดาแห่งไททันส์ และมักสับสนกับโครโนสผู้เกี่ยวข้องกับเวลาเช่นกัน โครนอสเป็นผู้โค่นล้มและตอนพ่อของเขาเอง และต่อมาถูกฆ่าโดยซุส ลูกชายของเขาเอง

โครโนสเป็นผู้รับผิดชอบการเปลี่ยนแปลงของฤดูกาลและกาลเวลาโดยทั่วไป แต่ไม่ใช่โครโนสที่รับผิดชอบต่อสิ่งที่เกิดขึ้นกับชายและหญิงในช่วงเวลานี้ แต่เป็นของคนอื่น

วงจรชีวิตของบุคคลการเกิดการเติบโตการแก่และการตายเป็นพื้นที่รับผิดชอบของผู้ที่ถูกเรียกว่าเทพีแห่งโชคชะตา - มอยราส Clotho ปั่นด้ายแห่งชีวิต Lachesis กำหนดชะตากรรมของมนุษย์ และในที่สุด Atropos ก็ตัดด้ายออก และชีวิตมนุษย์ก็จบลงที่นั่น

10. เราวัดเวลาได้ไม่ดี

เมื่อพูดถึงฟิสิกส์ของอวกาศ เวลา มิติ และทุกสิ่งที่มาพร้อมกับพวกมัน เวลาอาจเป็นสิ่งที่อธิบายได้ยากที่สุด

จริงๆ แล้วเราวัดเวลาไม่เก่งนัก

ในด้านหนึ่งมีเวลาดาวฤกษ์ คือ เวลาที่วัดโดยใช้ตำแหน่งของดวงดาวและการหมุนรอบโลก แน่นอนว่าแม้เวลานี้จะแตกต่างกันไป แต่ก็ถือว่าน้อยมาก

อย่างไรก็ตาม ในศตวรรษที่ 20 นักดาราศาสตร์พบว่าการหมุนของโลกช้าลง จึงมีการสร้างมาตราส่วนอื่นขึ้น - เวลาชั่วคราว

ในเวลาต่อมา สิ่งที่เรียกว่าเวลาโทโพเซนตริก (TDT) ก็ปรากฏขึ้น ซึ่งถือว่าแม่นยำที่สุด เนื่องจากอิงตามเวลาอะตอมสากล (IAT) ในปี 1991 เวลาอะตอมได้เปลี่ยนชื่อเป็น Earth Time (TT) และหากการติดตามเขตเวลาในปัจจุบันอาจดูเป็นเรื่องยากสำหรับใครบางคน เราก็ไม่ควรลืมว่าแม้ในปัจจุบันตำแหน่งของดวงดาวและเทห์ฟากฟ้าอื่นๆ ก็ถูกนำมาใช้ร่วมกับเวลาโลก เนื่องจากนี่คือความแม่นยำสูงสุดที่ได้รับ

ทั้งหมดนี้บอกได้เพียงสิ่งเดียวเท่านั้น คือ เรายังไม่รู้ว่าจะทำอย่างไรกับเวลา แม้ว่าเราจะใช้ชีวิตตามมันทุกวันก็ตาม

ในภาษารัสเซีย คำนามมีหมวดหมู่เพศ: ผู้ชาย เพศ ผู้หญิง หรือทั่วไป คำนามเหล่านี้อาจเป็นสิ่งมีชีวิตหรือไม่มีชีวิต เหมาะสมหรือธรรมดาก็ได้ และยังแตกต่างกันไปตามจำนวนและกรณีด้วย เปลี่ยน การสิ้นสุดคดีสอดคล้องกับการปฏิเสธบางประเภทซึ่งคำนึงถึงลักษณะที่ระบุไว้ทั้งหมด การสะกดคำนาม เวลาในกรณีเฉียงจะมีกฎเกณฑ์พิเศษ การรู้กฎเหล่านี้จะช่วยให้คุณหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดในการตอบคำถามว่าจะเขียนอย่างไร: เวลาหรือ เวลา?

เวลาคำนามเป็นของเพศกลาง แต่ในเอกพจน์จะเปลี่ยนในกรณีที่ไม่เป็นไปตามการวิธานประเภท II เช่นคำนาม ทะเล, หน้าต่าง ทะเลสาบแต่ตามที่เรียกว่าประเภทต่างกัน ประกอบด้วยคำนามเพศกลาง 10 คำที่ลงท้ายด้วย – ฉัน : เวลา, มงกุฏ, เต้านม, โกลน, แบนเนอร์, เมล็ดพันธุ์, ชื่อ, เปลวไฟ, เผ่า, ภาระ,และคำนามเพศชายหนึ่งคำ เส้นทาง.ในกรณีสัมพันธการก กรรมวิธี เครื่องมือ และบุพบท ยกเว้นตอนจบที่มั่นคง -และ , -กิน พวกเขาได้รับคำต่อท้าย - ห้องน้ำในตัว - และในการเสนอชื่อและกล่าวหานั้นตรงกันอย่างสมบูรณ์ในรูปแบบของการเขียน:

กรณีคำถาม	คำนามที่ขึ้นต้นด้วย -mya
และอะไร?)	เวลา	มงกุฎ	แบนเนอร์
ร. (อะไร?)	เวลา	มงกุฎ	แบนเนอร์
D. (เพื่ออะไร?)	เวลา	มงกุฎ	แบนเนอร์
ในอะไร?)	เวลา	มงกุฎ	แบนเนอร์
ต. (อะไร?)	เวลา	มืด	แบนเนอร์
ป. (เกี่ยวกับอะไร?)	(ประมาณเวลา	(o) มงกุฎ	(เกี่ยวกับ) แบนเนอร์

ขึ้นอยู่กับกรณีที่ใช้คำนาม เวลาในประโยคจะมีได้เพียงรูปแบบใดรูปแบบหนึ่งเท่านั้น: เวลา, เวลาหรือ เวลา.

ถึงเวลาเก็บเกี่ยวแอปเปิ้ลแล้ว (ชื่อ)

แม้จะล่วงเลยไปแล้ว แต่ก็ยังมีแสงสว่างอยู่ (วิน.พี.)

เวลาผ่านไปนานแค่ไหนแล้ว! (พล. น.)

คุณต้องเชื่อถือเวลาของคุณ (แดน.พี.)

ขณะเดียวกัน มีบางอย่างแปลกๆ เกิดขึ้นในหอประชุม (หน้าสร้างสรรค์)

สิ่งที่ต้องจำเกี่ยวกับอดีต! (หมดอายุหน้า)

เมื่อเลือกแบบเคสที่ต้องการ เวลาหรือ เวลาคุณควรใส่ใจกับคำถามที่สามารถใส่ลงไปในคำพูดได้ คำถาม อะไรตรงกับรูปร่าง เวลา, คำถาม อะไร? อะไร? เกี่ยวกับอะไร?- รูปร่าง เวลา.

เว็บไซต์ให้คำแนะนำต่อไปนี้เกี่ยวกับรูปแบบและการใช้รูปแบบกาลและกาลในคำพูด:

1. ในกรณีที่เสนอชื่อและกล่าวหาให้ใช้แบบฟอร์มที่ถูกต้อง เวลา. ในรูปแบบสัมพันธการก กรรมวิธี และบุพบท จะใช้แบบฟอร์ม เวลา.
2. คำนาม เวลาในประโยคจะทำหน้าที่เป็นประธานหรือวัตถุทางตรง รูปร่าง เวลาอาจเป็นการเพิ่มเติมหรือพฤติการณ์
3. ด้วยสรรพนามคำถาม เท่าไหร่และคำวิเศษณ์ มากรูปร่างรวมกัน กรณีสัมพันธการก: กี่โมง; มีเวลามาก.

เนื้อหาของบทความ

เวลา,แนวคิดที่ช่วยให้สามารถกำหนดได้ว่าเหตุการณ์ใดเหตุการณ์หนึ่งเกิดขึ้นโดยสัมพันธ์กับเหตุการณ์อื่น ๆ เช่น กำหนดจำนวนวินาที นาที ชั่วโมง วัน เดือน ปี หรือศตวรรษ อันหนึ่งเกิดขึ้นเร็วหรือช้ากว่าอันอื่น การวัดเวลาหมายถึงการแนะนำมาตราส่วนเวลา ซึ่งเป็นไปได้ที่จะใช้เชื่อมโยงเหตุการณ์เหล่านี้ ความหมายที่แม่นยำเวลาขึ้นอยู่กับคำจำกัดความที่ยอมรับในดาราศาสตร์และมีคุณลักษณะที่มีความแม่นยำสูง

ปัจจุบันมีระบบการวัดเวลาหลักสามระบบที่ใช้อยู่ในปัจจุบัน แต่ละรายการจะขึ้นอยู่กับกระบวนการเฉพาะช่วงเวลา: การหมุนของโลกรอบแกนของมัน - เวลาสากล UT; การปฏิวัติของโลกรอบดวงอาทิตย์เป็นเวลาชั่วคราว ET; และการปล่อย (หรือการดูดซับ) ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าโดยอะตอมหรือโมเลกุลของสารบางชนิดภายใต้เงื่อนไขบางประการ - เวลาอะตอม AT ซึ่งกำหนดโดยใช้นาฬิกาอะตอมที่มีความแม่นยำสูง เวลามาตรฐานสากล หรือที่เรียกกันทั่วไปว่า "เวลามาตรฐานกรีนิช" คือเวลาเฉลี่ยสุริยะที่เส้นเมอริเดียนสำคัญ (โดยมีลองจิจูด 0°) ซึ่งตัดผ่านเมืองกรีนิช ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของเขตมหานครลอนดอน เวลาสากลใช้เพื่อกำหนดเวลามาตรฐานที่ใช้ในการคำนวณเวลาพลเรือน เวลาเอเฟเมอริสเป็นมาตราส่วนเวลาที่ใช้ในกลศาสตร์ท้องฟ้าในการศึกษาการเคลื่อนที่ของเทห์ฟากฟ้า โดยที่จำเป็นต้องใช้ ความแม่นยำสูงการคำนวณ เวลาอะตอมเป็นมาตราส่วนเวลาทางกายภาพที่ใช้ในกรณีที่ต้องมีการวัด "ช่วงเวลา" สำหรับปรากฏการณ์ที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการทางกายภาพที่แม่นยำอย่างยิ่ง

เวลามาตรฐาน.

ในทางปฏิบัติในท้องถิ่นในแต่ละวัน จะมีการใช้เวลามาตรฐาน ซึ่งแตกต่างจากเวลาสากลด้วยจำนวนชั่วโมงเป็นจำนวนเต็ม เวลาสากลใช้ในการคำนวณเวลาในการแก้ไขปัญหาทางแพ่งและการทหาร ในการนำทางบนท้องฟ้า เพื่อระบุลองจิจูดในธรณีวิทยาอย่างแม่นยำ รวมถึงในการกำหนดตำแหน่งของดาวเทียมโลกเทียมที่สัมพันธ์กับดวงดาว เนื่องจากความเร็วของการหมุนของโลกรอบแกนของมันนั้นไม่คงที่อย่างแน่นอน เวลาสากลจึงไม่สม่ำเสมออย่างเคร่งครัดเมื่อเทียบกับเวลาชั่วคราวหรือเวลาอะตอม

ระบบการนับเวลา

หน่วยของ “เวลาสุริยคติเฉลี่ย” ที่ใช้ในการปฏิบัติในชีวิตประจำวันคือ “วันสุริยคติเฉลี่ย” ซึ่งในทางกลับกันจะแบ่งออกเป็นดังนี้ 1 วันสุริยคติเฉลี่ย = 24 ชั่วโมงสุริยคติเฉลี่ย 1 ชั่วโมงเฉลี่ย ชั่วโมงแสงอาทิตย์= 60 นาทีสุริยะเฉลี่ย 1 นาทีสุริยะเฉลี่ย = 60 วินาทีสุริยะเฉลี่ย วันสุริยคติเฉลี่ยหนึ่งวันมี 86,400 วินาทีสุริยคติเฉลี่ย

เป็นที่ยอมรับกันว่าวันนั้นเริ่มต้นในเวลาเที่ยงคืนและกินเวลา 24 ชั่วโมง ในสหรัฐอเมริกา เพื่อวัตถุประสงค์ทางแพ่ง เป็นธรรมเนียมที่จะแบ่งวันออกเป็นสองส่วนเท่าๆ กัน - ก่อนเที่ยงและหลังเที่ยง และตามกรอบนี้ ให้นับเวลาไว้ 12 ชั่วโมง

การแก้ไขเวลาสากล

สัญญาณเวลาวิทยุจะถูกส่งในระบบเวลาเชิงพิกัด (UTC) คล้ายกับเวลามาตรฐานกรีนิช อย่างไรก็ตาม ในระบบ UTC เวลาที่ผ่านไปไม่สม่ำเสมอ การเบี่ยงเบนจะเกิดขึ้นที่นั่นด้วยระยะเวลาประมาณ 1 ปี. ตามข้อตกลงระหว่างประเทศ การแก้ไขจะถูกนำมาใช้กับสัญญาณที่ส่งเพื่อคำนึงถึงความเบี่ยงเบนเหล่านี้

ณ สถานีบริการน้ำมัน เวลาดาวฤกษ์ท้องถิ่นจะถูกกำหนด จากนั้นจึงคำนวณเวลาสุริยะเฉลี่ยในท้องถิ่น อย่างหลังจะถูกแปลงเป็นเวลาสากล (UT0) โดยการเพิ่มค่าที่สอดคล้องกันที่ใช้สำหรับลองจิจูดที่สถานีนั้นตั้งอยู่ (ทางตะวันตกของเส้นลมปราณกรีนิช) สิ่งนี้จะกำหนดเวลาสากลเชิงพิกัด

ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2435 เป็นที่ทราบกันดีว่าแกนของทรงรีของโลกแกว่งเมื่อเทียบกับแกนหมุนของโลกด้วยคาบประมาณ 14 เดือน ระยะห่างระหว่างแกนเหล่านี้ซึ่งวัดที่ขั้วใดๆ จะเป็นประมาณ 9 เมตร ด้วยเหตุนี้ ลองจิจูดและละติจูดของจุดใดๆ บนโลกจึงมีการเปลี่ยนแปลงเป็นระยะ เพื่อให้ได้มาตราส่วนเวลาที่สม่ำเสมอมากขึ้น การแก้ไขการเปลี่ยนแปลงลองจิจูดจะถูกนำมาใช้ในค่า UT0 ที่คำนวณสำหรับสถานีเฉพาะ ซึ่งสามารถถึง 30 ms (ขึ้นอยู่กับตำแหน่งของสถานี) สิ่งนี้ให้เวลา UT1

ความเร็วของการหมุนของโลกขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงตามฤดูกาล ซึ่งเป็นผลมาจากเวลาที่วัดโดยการหมุนของดาวเคราะห์ปรากฏทั้งเวลา "ข้างหน้า" หรือ "ด้านหลัง" ดาวฤกษ์ (ชั่วคราว) และการเบี่ยงเบนในระหว่างปีอาจสูงถึง 30 มิลลิวินาที . UT1 ซึ่งได้รับการแก้ไขเพื่อคำนึงถึง การเปลี่ยนแปลงตามฤดูกาล, แทน UT2 (เครื่องแบบเบื้องต้นหรือเสมือนเครื่องแบบ, เวลาสากล) UT2 ถูกกำหนดโดยความเร็วเฉลี่ยของการหมุนของโลก แต่ได้รับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงความเร็วนี้ในระยะยาว การแก้ไขที่อนุญาตให้คำนวณเวลา UT1 และ UT2 จาก UT0 ได้ถูกนำมาใช้ในรูปแบบรวมโดยสำนักเวลาระหว่างประเทศที่ตั้งอยู่ในปารีส

เวลาทางดาราศาสตร์

เวลาดาวฤกษ์และเวลาสุริยะ

ในการกำหนดเวลาเฉลี่ยบนดวงอาทิตย์ นักดาราศาสตร์ใช้การสังเกตการณ์ไม่ใช่จากจานสุริยะ แต่เป็นการสังเกตดาวฤกษ์ สิ่งที่เรียกว่าดาวนั้นถูกกำหนดโดยดวงดาว ดาวฤกษ์หรือดาวฤกษ์ (จากภาษาละติน siderius - ดาวหรือกลุ่มดาว) เวลา การใช้สูตรทางคณิตศาสตร์ตามเวลาดาวฤกษ์จะคำนวณเวลาสุริยะโดยเฉลี่ย

หากเป็นเส้นจินตภาพ แกนโลกขยายไปทั้งสองทิศทางจะตัดกับทรงกลมฟ้า ณ จุดที่เรียกว่า ขั้วโลก – เหนือและใต้ (รูปที่ 1) ที่ระยะเชิงมุม 90° จากจุดเหล่านี้จุดเหล่านี้จะผ่านไป วงกลมใหญ่เรียกว่าเส้นศูนย์สูตรท้องฟ้าซึ่งเป็นเส้นต่อเนื่องของระนาบของเส้นศูนย์สูตรของโลก เส้นทางปรากฏของดวงอาทิตย์เรียกว่าสุริยุปราคา ระนาบของเส้นศูนย์สูตรและสุริยุปราคาตัดกันที่มุมประมาณ 23.5°; จุดตัดกันเรียกว่าจุดวินอกซ์ ประมาณวันที่ 20-21 มีนาคมของทุกปี ดวงอาทิตย์เคลื่อนผ่านเส้นศูนย์สูตรและเคลื่อนจากใต้ไปเหนือที่วสันตวิษุวัต จุดนี้แทบจะไม่เคลื่อนที่เมื่อเทียบกับดวงดาวและใช้เป็นจุดอ้างอิงเพื่อกำหนดตำแหน่งของดวงดาวในระบบพิกัดทางดาราศาสตร์ตลอดจนเวลาดาวฤกษ์ ส่วนหลังวัดจากมุมชั่วโมงเช่น มุมระหว่างเส้นลมปราณที่วัตถุนั้นตั้งอยู่กับจุดวิษุวัต (นับทางทิศตะวันตกของเส้นลมปราณ) ในแง่ของเวลา หนึ่งชั่วโมงมีค่าเท่ากับส่วนโค้ง 15 องศา เมื่อสัมพันธ์กับผู้สังเกตการณ์ที่อยู่บนเส้นลมปราณจุดหนึ่ง จุดวสันตวิษุวัตจะอธิบายวิถีโคจรแบบปิดบนท้องฟ้าทุกวัน ช่วงเวลาระหว่างการข้ามเส้นลมปราณสองครั้งติดต่อกันเรียกว่าวันดาวฤกษ์

จากมุมมองของผู้สังเกตการณ์บนโลก ดวงอาทิตย์เคลื่อนที่ผ่านทรงกลมท้องฟ้าจากตะวันออกไปตะวันตกทุกวัน มุมระหว่างทิศทางของดวงอาทิตย์กับเส้นลมปราณท้องฟ้าของพื้นที่ที่กำหนด (วัดใน ไปทางทิศตะวันตกจากเส้นเมริเดียน) ให้นิยาม "เวลาสุริยะที่ปรากฏในท้องถิ่น" นี่คือเวลาที่พวกเขาแสดง นาฬิกาแดด. ช่วงเวลาระหว่างการข้ามเส้นลมปราณโดยดวงอาทิตย์สองครั้งติดต่อกันเรียกว่าวันสุริยคติที่แท้จริง ตลอดระยะเวลาหนึ่งปี (ประมาณ 365 วัน) ดวงอาทิตย์ “ทำให้เกิด” การปฏิวัติรอบสุริยุปราคาเต็มรูปแบบ (360°) ซึ่งหมายความว่าในแต่ละวันดวงอาทิตย์จะเคลื่อนตัวสัมพันธ์กับดวงดาวและจุดวสันตวิษุวัตประมาณ 1° . ด้วยเหตุนี้ วันสุริยะที่แท้จริงจึงยาวกว่าวันดาวฤกษ์ประมาณ 3 นาที 56 จากเวลาสุริยะเฉลี่ย เนื่องจากการเคลื่อนที่ปรากฏของดวงอาทิตย์สัมพันธ์กับดวงดาวไม่เท่ากัน วันสุริยคติที่แท้จริงจึงมีระยะเวลาไม่เท่ากันเช่นกัน การเคลื่อนที่ที่ไม่สม่ำเสมอของดาวฤกษ์เกิดขึ้นเนื่องจากการเยื้องศูนย์ของวงโคจรของโลกและความเอียงของเส้นศูนย์สูตรกับระนาบสุริยุปราคา (รูปที่ 2)

เวลาสุริยะเฉลี่ย

การปรากฏตัวในศตวรรษที่ 17 นาฬิกาจักรกลส่งผลให้จำเป็นต้องแนะนำเวลาสุริยะเฉลี่ย “ดวงอาทิตย์โดยเฉลี่ย (หรือสุริยุปราคาเฉลี่ย)” คือจุดที่สมมติขึ้นซึ่งเคลื่อนที่สม่ำเสมอไปตามเส้นศูนย์สูตรท้องฟ้าด้วยความเร็วเท่ากับความเร็วเฉลี่ยรายปีของดวงอาทิตย์ที่แท้จริงที่เคลื่อนที่ไปตามสุริยุปราคา เวลาสุริยคติเฉลี่ย (เช่น เวลาที่ผ่านไปจากจุดสุดยอดด้านล่างของดวงอาทิตย์เฉลี่ย) ณ เวลาใดๆ บนเส้นลมปราณที่กำหนดจะมีค่าเท่ากับมุมชั่วโมงของดวงอาทิตย์เฉลี่ย (แสดงเป็นหน่วยรายชั่วโมง) ลบ 12 ชั่วโมง ความแตกต่างระหว่างค่าจริง และค่าเวลาสุริยะเฉลี่ยซึ่งอาจถึง 16 นาที เรียกว่าสมการของเวลา (ทั้งที่จริงๆ แล้วไม่ใช่สมการก็ตาม)

ตามที่กล่าวไว้ข้างต้น เวลาเฉลี่ยสุริยะถูกกำหนดโดยการสังเกตดวงดาว ไม่ใช่ดวงอาทิตย์ เวลาสุริยะเฉลี่ยถูกกำหนดอย่างเคร่งครัดโดยตำแหน่งเชิงมุมของโลกสัมพันธ์กับแกนของมัน ไม่ว่าความเร็วการหมุนจะคงที่หรือแปรผันก็ตาม แต่เนื่องจากเวลาสุริยะเฉลี่ยเป็นหน่วยวัดการหมุนรอบโลก จึงใช้ในการระบุลองจิจูดของพื้นที่ รวมถึงในกรณีอื่นๆ ทั้งหมดที่ต้องการข้อมูลที่แม่นยำเกี่ยวกับตำแหน่งของโลกในอวกาศ

เวลาชั่วคราว.

การเคลื่อนที่ของวัตถุท้องฟ้าอธิบายได้ทางคณิตศาสตร์โดยสมการของกลศาสตร์ท้องฟ้า การแก้สมการเหล่านี้ทำให้สามารถกำหนดพิกัดของร่างกายตามฟังก์ชันของเวลาได้ เวลาที่รวมอยู่ในสมการเหล่านี้ ตามคำจำกัดความที่ยอมรับในกลศาสตร์ท้องฟ้านั้น มีความสม่ำเสมอหรือชั่วคราว มีตารางพิเศษของพิกัดชั่วคราว (คำนวณตามทฤษฎี) ที่ให้ตำแหน่งที่คำนวณของเทห์ฟากฟ้าในช่วงเวลาหนึ่ง (โดยปกติจะเท่ากัน) เวลาเอเฟเมอริสสามารถกำหนดได้จากการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ใดๆ หรือดาวเทียมของมัน ระบบสุริยะ. นักดาราศาสตร์พิจารณาได้จากการเคลื่อนที่ของโลกในวงโคจรรอบดวงอาทิตย์ สามารถพบได้โดยการสังเกตตำแหน่งของดวงอาทิตย์สัมพันธ์กับดวงดาว แต่โดยปกติจะทำได้โดยการเฝ้าดูการเคลื่อนที่ของดวงจันทร์รอบโลก เส้นทางที่ชัดเจนที่ดวงจันทร์ใช้ระหว่างเดือนท่ามกลางดวงดาวนั้นถือได้ว่าเป็นนาฬิกาประเภทหนึ่ง โดยที่ดวงดาวประกอบขึ้นเป็นหน้าปัด และดวงจันทร์ทำหน้าที่เป็นเข็มชั่วโมง ในกรณีนี้ พิกัดชั่วคราวของดวงจันทร์จะต้องคำนวณด้วยความแม่นยำระดับสูง และตำแหน่งที่สังเกตได้จะต้องถูกกำหนดอย่างแม่นยำเช่นกัน

โดยปกติตำแหน่งของดวงจันทร์จะถูกกำหนดตามเวลาที่เคลื่อนผ่านเส้นลมปราณและการครอบคลุมของดวงดาวโดยจานดวงจันทร์ วิธีการที่ทันสมัยที่สุดคือการถ่ายภาพดวงจันทร์ท่ามกลางดวงดาวโดยใช้กล้องพิเศษ กล้องนี้ใช้ฟิลเตอร์กระจกสีเข้มแนวระนาบขนานซึ่งจะเอียงระหว่างการเปิดรับแสง 20 วินาที; เป็นผลให้ภาพของดวงจันทร์เปลี่ยนไปและการกระจัดเทียมนี้ชดเชยการเคลื่อนที่ที่แท้จริงของดวงจันทร์ที่เกี่ยวข้องกับดวงดาว ดังนั้น ดวงจันทร์จึงรักษาตำแหน่งที่คงที่โดยสัมพันธ์กับดวงดาว และองค์ประกอบทั้งหมดในภาพจึงดูแตกต่างออกไป เนื่องจากทราบตำแหน่งของดวงดาว การวัดจากภาพจึงทำให้สามารถกำหนดพิกัดของดวงจันทร์ได้อย่างแม่นยำ ข้อมูลเหล่านี้รวบรวมในรูปแบบของตารางชั่วคราวของดวงจันทร์ และอนุญาตให้คำนวณเวลาชั่วคราวได้

การกำหนดเวลาโดยใช้การสังเกตการหมุนของโลก

ผลจากการหมุนของโลกรอบแกนของมัน ดวงดาวต่างๆ ดูเหมือนจะเคลื่อนตัวจากตะวันออกไปตะวันตก วิธีการสมัยใหม่ในการกำหนดเวลาที่แน่นอนใช้การสังเกตทางดาราศาสตร์ซึ่งประกอบด้วยการบันทึกช่วงเวลาของการเคลื่อนตัวของดวงดาวผ่านเส้นลมปราณท้องฟ้าซึ่งมีการกำหนดตำแหน่งอย่างเคร่งครัดโดยสัมพันธ์กับสถานีดาราศาสตร์ เพื่อจุดประสงค์เหล่านี้จึงเรียกว่า “เครื่องมือส่องผ่านขนาดเล็ก” คือกล้องโทรทรรศน์ที่ติดตั้งในลักษณะที่แกนนอนวางตัวตามแนวละติจูด (จากตะวันออกไปตะวันตก) ท่อกล้องโทรทรรศน์สามารถมุ่งตรงไปยังจุดใดก็ได้บนเส้นลมปราณท้องฟ้า ในการสังเกตการเคลื่อนตัวของดวงดาวผ่านเส้นลมปราณ จะมีการติดด้ายเส้นเล็กรูปกากบาทไว้ในระนาบโฟกัสของกล้องโทรทรรศน์ เวลาที่ดาวเคลื่อนผ่านจะถูกบันทึกโดยใช้โครโนกราฟ (อุปกรณ์ที่บันทึกสัญญาณเวลาและแรงกระตุ้นที่แม่นยำที่เกิดขึ้นภายในกล้องโทรทรรศน์ไปพร้อมๆ กัน) ด้วยวิธีนี้ จะกำหนดเวลาที่แน่นอนในการโคจรของดาวแต่ละดวงผ่านเส้นลมปราณที่กำหนด

การวัดเวลาการหมุนของโลกมีความแม่นยำมากขึ้นอย่างเห็นได้ชัดโดยการใช้ท่อจุดสุดยอดการถ่ายภาพ (PZT) FZT เป็นกล้องโทรทรรศน์ที่มี ความยาวโฟกัส 4.6 ม. และทางเข้าที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 20 ซม. หันหน้าไปทางจุดสุดยอดโดยตรง วางแผ่นถ่ายภาพขนาดเล็กไว้ใต้เลนส์ที่ระยะห่างประมาณ 10 ซม. 1.3 ซม. ยิ่งต่ำกว่านั้นที่ระยะเท่ากับครึ่งหนึ่งของทางยาวโฟกัสก็มีอาบปรอท (ขอบฟ้าปรอท) ปรอทสะท้อนแสงดาวซึ่งเน้นไปที่จานถ่ายภาพ ทั้งเลนส์และแผ่นถ่ายภาพสามารถหมุนเป็นยูนิตเดียวได้ 180° รอบแกนแนวตั้ง เมื่อถ่ายภาพดวงดาว การเปิดรับแสง 20 วินาทีสี่ครั้งจะถูกถ่ายที่ตำแหน่งเลนส์ที่แตกต่างกัน แผ่นเปลือกโลกถูกเคลื่อนโดยกลไกขับเคลื่อนในลักษณะที่จะชดเชยการเคลื่อนที่ที่ปรากฏในแต่ละวันของดาวฤกษ์ โดยคงให้ดาวอยู่ในขอบเขตการมองเห็น เมื่อแคร่ตลับหมึกที่มีตลับถ่ายภาพเคลื่อนที่ ช่วงเวลาที่เคลื่อนผ่านจุดใดจุดหนึ่งจะถูกบันทึกโดยอัตโนมัติ (เช่น โดยการปิดหน้าสัมผัสนาฬิกา) แผ่นถ่ายภาพที่ถ่ายได้รับการพัฒนาและวัดภาพที่ได้รับ ข้อมูลการวัดจะถูกเปรียบเทียบกับการอ่านแบบโครโนกราฟ ซึ่งทำให้สามารถกำหนดเวลาที่แน่นอนของการโคจรของดวงดาวผ่านเส้นลมปราณท้องฟ้าได้

อีกเครื่องมือหนึ่งในการกำหนดเวลาดาวฤกษ์ ปริซึมแอสโทรลาเบ (อย่าสับสนกับเครื่องมือโกนิโอมิเตอร์ในยุคกลางที่มีชื่อเดียวกัน) ปริซึม 60 องศา (ด้านเท่ากันหมด) และขอบฟ้าปรอทวางอยู่ด้านหน้าเลนส์กล้องโทรทรรศน์ แอสโทรลาบแบบปริซึมจะสร้างภาพดาวฤกษ์ที่สังเกตได้สองภาพ ซึ่งเกิดขึ้นพร้อมกันเมื่อดาวดวงนั้นอยู่เหนือขอบฟ้า 60° ในกรณีนี้ การอ่านค่านาฬิกาจะถูกบันทึกโดยอัตโนมัติ

เครื่องมือทั้งหมดนี้ใช้หลักการเดียวกัน - สำหรับดาวฤกษ์ที่ทราบพิกัด เวลา (ดาวฤกษ์หรือค่าเฉลี่ย) ที่เคลื่อนผ่านเส้นบางเส้น เช่น เส้นลมปราณท้องฟ้า จะถูกกำหนด เมื่อสังเกตด้วยนาฬิกาแบบพิเศษ เวลาที่ผ่านไปจะถูกบันทึก ความแตกต่างระหว่างเวลาที่คำนวณและการอ่านนาฬิกาทำให้เกิดการแก้ไข ค่าแก้ไขจะแสดงจำนวนนาทีหรือวินาทีที่ต้องเพิ่มในการอ่านนาฬิกาเพื่อให้ได้เวลาที่แน่นอน ตัวอย่างเช่น หากเวลาโดยประมาณคือ 3 ชั่วโมง 15 นาที 26.785 วินาที และนาฬิกาแสดง 3 ชั่วโมง 15 นาที 26.773 วินาที นาฬิกาจะช้ากว่า 0.012 วินาที และการแก้ไขคือ 0.012 วินาที

โดยทั่วไปจะมีการสังเกตดวงดาว 10–20 ดวงต่อคืน และการคำนวณการแก้ไขโดยเฉลี่ยจะมาจากดาวเหล่านั้น การแก้ไขตามลำดับทำให้คุณสามารถระบุความแม่นยำของนาฬิกาได้ การใช้เครื่องมือ เช่น FZT และแอสโตรลาเบ ทำให้สามารถตั้งเวลาได้ภายในหนึ่งคืนด้วยความแม่นยำประมาณ 0.006 วิ

เครื่องมือทั้งหมดนี้ได้รับการออกแบบมาเพื่อกำหนดเวลาดาวฤกษ์ซึ่งใช้ในการกำหนดเวลาสุริยะเฉลี่ย และเครื่องมือหลังจะถูกแปลงเป็นเวลามาตรฐาน

ดู

เพื่อติดตามเวลาที่ผ่านไป คุณต้องมีวิธีง่ายๆ ในการพิจารณา ในสมัยโบราณน้ำหรือ นาฬิกาทราย. การกำหนดเวลาที่แม่นยำเกิดขึ้นได้หลังจากที่กาลิเลโอตั้งขึ้นในปี 1581 ว่าคาบการแกว่งของลูกตุ้มแทบไม่ขึ้นอยู่กับแอมพลิจูดของมัน อย่างไรก็ตาม การใช้หลักการนี้ในนาฬิกาลูกตุ้มในทางปฏิบัติได้เริ่มขึ้นในอีกหนึ่งร้อยปีต่อมา นาฬิกาลูกตุ้มที่ทันสมัยที่สุดในปัจจุบันมีความแม่นยำประมาณ 0.001–0.002 วินาทีต่อวัน เริ่มต้นในทศวรรษ 1950 นาฬิกาลูกตุ้มหยุดใช้ในการวัดเวลาที่แม่นยำ และเปิดทางให้กับนาฬิกาควอทซ์และอะตอม

นาฬิกาควอทซ์

ควอตซ์มีสิ่งที่เรียกว่า คุณสมบัติ "เพียโซอิเล็กทริก": เมื่อคริสตัลเสียรูปจะมีประจุไฟฟ้าเกิดขึ้นและในทางกลับกันภายใต้อิทธิพล สนามไฟฟ้าการเสียรูปของคริสตัลเกิดขึ้น การควบคุมที่ดำเนินการโดยใช้คริสตัลควอตซ์ทำให้สามารถรับความถี่ของการสั่นของแม่เหล็กไฟฟ้าในวงจรไฟฟ้าได้เกือบคงที่ โดยทั่วไปออสซิลเลเตอร์คริสตัลเพียโซอิเล็กทริกจะสร้างการสั่นด้วยความถี่ 100,000 เฮิรตซ์หรือสูงกว่า อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์พิเศษที่เรียกว่าตัวแบ่งความถี่ช่วยให้ความถี่ลดลงเหลือ 1,000 เฮิร์ตซ์ สัญญาณที่ได้รับที่เอาต์พุตจะถูกขยายและขับเคลื่อนมอเตอร์ไฟฟ้าซิงโครนัสของนาฬิกา ในความเป็นจริงการทำงานของมอเตอร์ไฟฟ้านั้นประสานกับการสั่นสะเทือนของคริสตัลเพียโซอิเล็กทริก มอเตอร์สามารถเชื่อมต่อกับเข็มแสดงชั่วโมง นาที และวินาทีโดยใช้ระบบเกียร์ โดยพื้นฐานแล้ว นาฬิกาควอทซ์เป็นการผสมผสานระหว่างออสซิลเลเตอร์เพียโซควอตซ์ ตัวแบ่งความถี่ และมอเตอร์ไฟฟ้าซิงโครนัส ความแม่นยำของนาฬิกาควอทซ์ที่ดีที่สุดนั้นสูงถึงหลายล้านวินาทีต่อวัน

นาฬิกาอะตอม

กระบวนการดูดซับ (หรือการปล่อย) คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าโดยอะตอมหรือโมเลกุลของสารบางชนิดสามารถใช้เพื่อนับเวลาได้เช่นกัน เพื่อจุดประสงค์นี้ จะใช้การรวมกันของเครื่องกำเนิดการสั่นของอะตอม ตัวแบ่งความถี่ และมอเตอร์ซิงโครนัส ตามทฤษฎีควอนตัม อะตอมสามารถอยู่ในสถานะที่แตกต่างกัน ซึ่งแต่ละสถานะจะสอดคล้องกับระดับพลังงานเฉพาะ อี, เป็นตัวแทนของปริมาณที่ไม่ต่อเนื่อง เมื่อเคลื่อนจากระดับพลังงานที่สูงขึ้นไปสู่ระดับพลังงานที่ต่ำกว่า รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าและในทางกลับกัน เมื่อย้ายไปยังมากขึ้น ระดับสูงรังสีถูกดูดซับ ความถี่ของการแผ่รังสีเช่น จำนวนการสั่นสะเทือนต่อวินาทีถูกกำหนดโดยสูตร:

ฉ = (อี 2 – อี 1)/ชม.,

ที่ไหน อี 2 – พลังงานเริ่มต้น อี 1 – พลังงานสุดท้าย และ ชม.– ค่าคงตัวของพลังค์

การเปลี่ยนผ่านควอนตัมหลายครั้งทำให้เกิดความถี่ที่สูงมาก ประมาณ 5-10 14 เฮิรตซ์ และการแผ่รังสีที่เกิดขึ้นจะอยู่ในช่วงแสงที่มองเห็นได้ ในการสร้างเครื่องกำเนิดอะตอม (ควอนตัม) จำเป็นต้องค้นหาการเปลี่ยนแปลงของอะตอม (หรือโมเลกุล) ซึ่งสามารถทำซ้ำความถี่ได้โดยใช้เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์ อุปกรณ์ไมโครเวฟเช่นเดียวกับที่ใช้ในเรดาร์สามารถสร้างความถี่ได้ประมาณ 10 10 (10 พันล้าน) เฮิรตซ์

นาฬิกาอะตอมที่แม่นยำเครื่องแรกที่ใช้ซีเซียมได้รับการพัฒนาโดยแอล. เอสเซน และเจ. ดับเบิลยู. แอล. แพร์รีที่ห้องปฏิบัติการกายภาพแห่งชาติในเมืองเทดดิงตัน (สหราชอาณาจักร) ในเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2498 อะตอมของซีเซียมสามารถดำรงอยู่ในสองสถานะ และในแต่ละสถานะจะถูกดึงดูดโดยสถานะใดสถานะหนึ่งหรือสถานะใดสถานะหนึ่ง อีกขั้วหนึ่งของแม่เหล็ก อะตอมที่ออกมาจาก การติดตั้งเครื่องทำความร้อนให้ผ่านท่อที่อยู่ระหว่างขั้วแม่เหล็ก "A" อะตอมในสถานะ 1 ที่กำหนดตามอัตภาพจะถูกแม่เหล็กเบี่ยงเบนไปกระแทกผนังของท่อ ในขณะที่อะตอมในสถานะ 2 จะเบนไปในทิศทางอื่นเพื่อให้พวกมันเคลื่อนผ่านไปตามท่อผ่านสนามแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งมีความถี่การสั่นสะเทือนสอดคล้องกับความถี่วิทยุ และ จากนั้นมุ่งตรงไปยังแม่เหล็กอันที่สอง “B” หากเลือกความถี่วิทยุอย่างถูกต้อง อะตอมที่อยู่ในสถานะ 1 จะถูกเบี่ยงเบนโดยแม่เหล็ก "B" และจับโดยเครื่องตรวจจับ มิฉะนั้น อะตอมจะคงสถานะ 2 ไว้และเบี่ยงเบนไปจากเครื่องตรวจจับ ความถี่ สนามแม่เหล็กไฟฟ้าเปลี่ยนแปลงจนกระทั่งตัวนับที่เชื่อมต่อกับเครื่องตรวจจับแสดงว่ามีการสร้างความถี่ที่ต้องการ ความถี่เรโซแนนซ์ที่สร้างโดยอะตอมซีเซียม (133 Cs) คือ 9,192,631,770 ± 20 ครั้งต่อวินาที (เวลาชั่วคราว) ค่านี้เรียกว่ามาตรฐานซีเซียม

ข้อดีของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าอะตอมเหนือเครื่องควอตซ์เพียโซอิเล็กทริกคือความถี่ของมันไม่เปลี่ยนแปลงเมื่อเวลาผ่านไป อย่างไรก็ตาม ไม่สามารถทำงานต่อเนื่องได้ตราบเท่าที่นาฬิกาควอทซ์ ดังนั้นจึงเป็นเรื่องปกติที่จะรวมออสซิลเลเตอร์ควอตซ์เพียโซอิเล็กทริกเข้ากับนาฬิกาอะตอมมิกในนาฬิกาเรือนเดียว ความถี่ของคริสตัลออสซิลเลเตอร์จะถูกตรวจสอบเป็นครั้งคราวเทียบกับอะตอมมิกออสซิลเลเตอร์

ในการสร้างเครื่องกำเนิดไฟฟ้าก็ใช้การเปลี่ยนแปลงสถานะของโมเลกุลแอมโมเนีย NH 3 ด้วย ในอุปกรณ์ที่เรียกว่า "เมเซอร์" (ออสซิลเลเตอร์ควอนตัมไมโครเวฟ) การสั่นในช่วงความถี่วิทยุที่มีความถี่เกือบคงที่จะถูกสร้างขึ้นภายในตัวสะท้อนกลับแบบกลวง โมเลกุลของแอมโมเนียอาจอยู่ในสถานะพลังงานหนึ่งในสองสถานะ ซึ่งมีปฏิกิริยาแตกต่างกับประจุไฟฟ้าของสัญญาณบางอย่าง ลำแสงโมเลกุลผ่านเข้าไปในสนามของแผ่นประจุไฟฟ้า ในกรณีนี้ พวกที่อยู่ในระดับพลังงานที่สูงกว่าภายใต้อิทธิพลของสนาม จะถูกนำทางเข้าไปในรูทางเข้าเล็ก ๆ ที่นำไปสู่ตัวสะท้อนกลับกลวง และโมเลกุลที่อยู่ระดับต่ำกว่าจะถูกเบี่ยงเบนไปด้านข้าง โมเลกุลบางส่วนที่เข้าสู่เครื่องสะท้อนกลับจะเคลื่อนที่ไปยังระดับพลังงานที่ต่ำกว่า โดยปล่อยรังสีออกมา ซึ่งความถี่จะได้รับผลกระทบจากการออกแบบตัวสะท้อนเสียง จากผลการทดลองที่หอดูดาวเนอชาแตลในสวิตเซอร์แลนด์ ความถี่ที่ได้รับคือ 22,789,421,730 เฮิรตซ์ (ใช้ความถี่เรโซแนนซ์ของซีเซียมเป็นมาตรฐาน) การเปรียบเทียบความถี่การสั่นสะเทือนทางวิทยุระหว่างประเทศที่วัดสำหรับลำแสงอะตอมของซีเซียมแสดงให้เห็นว่าขนาดของความคลาดเคลื่อนของความถี่ที่ได้รับในการติดตั้ง การออกแบบต่างๆมีค่าประมาณสองพันล้าน เครื่องกำเนิดควอนตัมที่ใช้ซีเซียมหรือรูบิเดียมเรียกว่าเซลล์แสงอาทิตย์ที่เติมก๊าซ ไฮโดรเจนยังใช้เป็นเครื่องกำเนิดความถี่ควอนตัม (เมเซอร์) การประดิษฐ์นาฬิกาอะตอม (ควอนตัม) มีส่วนอย่างมากต่อการวิจัยเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงอัตราการหมุนของโลกและการพัฒนาทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป

ที่สอง.

การใช้อะตอมวินาทีเป็นหน่วยเวลามาตรฐานถูกนำมาใช้ในวันที่ 12 การประชุมนานาชาติว่าด้วยเรื่องน้ำหนักและการวัดในกรุงปารีส เมื่อปี พ.ศ. 2507 โดยกำหนดบนพื้นฐานของมาตรฐานซีเซียม โดยใช้ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์การสั่นของเครื่องกำเนิดซีเซียมจะถูกนับ และเวลาที่เกิดการสั่น 9,192,631,770 ครั้ง ถือเป็นวินาทีมาตรฐาน

เวลาแรงโน้มถ่วง (หรือชั่วคราว) และเวลาอะตอมเวลาเอเฟเมอริสนั้นถูกกำหนดขึ้นตามการสังเกตทางดาราศาสตร์และเป็นไปตามกฎแห่งปฏิสัมพันธ์แรงโน้มถ่วงของเทห์ฟากฟ้า การกำหนดเวลาโดยใช้มาตรฐานความถี่ควอนตัมจะขึ้นอยู่กับปฏิสัมพันธ์ทางไฟฟ้าและนิวเคลียร์ภายในอะตอม ค่อนข้างเป็นไปได้ที่สเกลของเวลาอะตอมและแรงโน้มถ่วงไม่ตรงกัน ในกรณีเช่นนี้ ความถี่ของการสั่นสะเทือนที่เกิดจากอะตอมซีเซียมจะแปรผันตามเวลาวินาทีชั่วคราวตลอดทั้งปี และการเปลี่ยนแปลงนี้ไม่สามารถนำมาประกอบกับข้อผิดพลาดจากการสังเกตได้

การสลายตัวของสารกัมมันตรังสี.

เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าอะตอมของบางชนิดจึงเรียกว่า ธาตุกัมมันตภาพรังสีสลายตัวตามธรรมชาติ เพื่อเป็นตัวบ่งชี้อัตราการสลายตัวจึงใช้ "ครึ่งชีวิต" - ช่วงเวลาที่จำนวนอะตอมกัมมันตภาพรังสี ของสารนี้ลดลงครึ่งหนึ่ง การสลายตัวของกัมมันตภาพรังสีสามารถใช้เป็นหน่วยวัดเวลาได้เช่นกัน - ในการทำเช่นนี้ก็เพียงพอที่จะคำนวณว่าส่วนใดของ จำนวนทั้งหมดอะตอมได้สลายตัวไปแล้ว เมื่อพิจารณาจากปริมาณไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีของยูเรเนียม อายุของหินคาดว่าจะอยู่ภายในหลายพันล้านปี ความสำคัญอย่างยิ่งมีไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีคาร์บอน 14 C เกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของรังสีคอสมิก ขึ้นอยู่กับเนื้อหาของไอโซโทปนี้ซึ่งมีครึ่งชีวิต 5568 ปี เป็นไปได้ที่จะระบุตัวอย่างที่มีอายุมากกว่า 10,000 ปีเล็กน้อย โดยเฉพาะอย่างยิ่งใช้เพื่อกำหนดอายุของวัตถุที่เกี่ยวข้องกับกิจกรรมของมนุษย์ทั้งในยุคประวัติศาสตร์และยุคก่อนประวัติศาสตร์

การหมุนของโลก.

ตามที่นักดาราศาสตร์สันนิษฐานไว้ ระยะเวลาการหมุนของโลกรอบแกนของมันเปลี่ยนแปลงไปตามกาลเวลา ดังนั้นปรากฎว่าเวลาที่ผ่านไปซึ่งคำนวณตามการหมุนของโลก บางครั้งมีความเร่งและบางครั้งก็ช้ากว่าเมื่อเปรียบเทียบกับที่กำหนดโดยการเคลื่อนที่ของวงโคจรของโลก ดวงจันทร์ และดาวเคราะห์ดวงอื่น ในช่วง 200 ปีที่ผ่านมา ข้อผิดพลาดในการกำหนดเวลาตามการหมุนของโลกในแต่ละวันเมื่อเทียบกับ “นาฬิกาในอุดมคติ” สูงถึง 30 วินาที

ตลอดทั้งวัน ค่าเบี่ยงเบนจะอยู่ที่หนึ่งในพันของวินาที แต่ข้อผิดพลาด 1-2 วินาทีสะสมตลอดระยะเวลาหนึ่งปี การเปลี่ยนแปลงอัตราการหมุนของโลกมีอยู่สามประเภท: ฆราวาสซึ่งเป็นผลมาจากกระแสน้ำภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วงของดวงจันทร์และทำให้ความยาวของวันเพิ่มขึ้นประมาณ 0.001 วินาทีต่อศตวรรษ; การเปลี่ยนแปลงอย่างกะทันหันเล็กน้อยในความยาวของวัน เหตุผลที่ยังไม่ได้รับการกำหนดอย่างแม่นยำ ทำให้วันยาวขึ้นหรือสั้นลงหลายพันวินาที และระยะเวลาที่ผิดปกติดังกล่าวสามารถคงอยู่ได้นาน 5-10 ปี ในที่สุดก็สังเกตการเปลี่ยนแปลงเป็นระยะ ๆ โดยส่วนใหญ่จะมีระยะเวลาหนึ่งปี

เราทุกคนจำได้ว่าในช่วงสหภาพโซเวียต สาธารณรัฐต่างๆ ต่างรอคอยเสียงระฆังดังขึ้นด้วยความเหนื่อยใจ วันส่งท้ายปีเก่า. ทุกวันนี้นาฬิกาเหล่านี้ตีเวลาเฉพาะในรัสเซีย แต่ไม่ได้ทำให้พวกเขาขาดความมหัศจรรย์และความน่าดึงดูดเป็นพิเศษ

หอคอยเครมลิน (หรือที่เรียกว่า Spasskaya) ที่ใช้ติดตั้งนาฬิกานี้ สร้างขึ้นในปี 1491 ในปี 1625 ได้รับการปรับปรุงให้ทันสมัย ​​- ตอนนั้นเองที่มีการติดตั้งอุปกรณ์นาฬิกาบนหอคอย ในปี 1626 นาฬิกาถูกทำลายเนื่องจากไฟไหม้ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องสร้างนาฬิกาที่คล้ายกันขึ้นมา ในปี 1706 นาฬิกาก็ถูกแทนที่ด้วยนาฬิกาใหม่อีกครั้ง คราวนี้พวกเขาถูกนำโดยปีเตอร์มหาราชเป็นการส่วนตัว อย่างไรก็ตาม พวกเขาได้รับความเสียหายจากไฟไหม้เช่นกัน

หน้าปัดถูกเปลี่ยนครั้งล่าสุดเมื่อศตวรรษที่ผ่านมาหลังจากที่ถูกกระสุนปืนโจมตีในปี 1917 มีคนไม่กี่คนที่รู้ แต่ในตอนแรกหอคอยนี้ถูกเรียกว่า Frolovskaya เนื่องจากผู้สร้าง (ชาวอิตาลี Pietro Antonio Solari) เลือกชื่อสำหรับโครงสร้างของเขาตามโบสถ์ Frol และ Laurus ที่อยู่ใกล้เคียง เฉพาะในปี ค.ศ. 1658 เท่านั้นที่ตัดสินใจเปลี่ยนชื่อหอคอย Spasskaya สิ่งนี้ถูกบันทึกไว้ในพระราชกฤษฎีกาและพื้นฐานสำหรับการเปลี่ยนชื่อคือตำแหน่งของไอคอนของพระผู้ช่วยให้รอดที่ไม่ได้ทำด้วยมือเหนือประตู

ปัจจุบัน ความแม่นยำของเวลาสัมบูรณ์เกิดขึ้นได้โดยการเชื่อมต่อนาฬิกากับนาฬิกาอ้างอิง เพื่อจุดประสงค์นี้จึงมีการวางสายเคเบิลพิเศษไว้ใต้ดิน

ระฆังสามารถเล่นท่วงทำนองได้หลากหลาย จนถึงปีพ. ศ. 2475 มีการเล่น "The Internationale" ทุกวันในมื้อกลางวัน ปัจจุบันเพลงหลักคือเพลงสรรเสริญพระบารมีของสหพันธรัฐรัสเซีย

การเข้าถึงหน้าปัดนั้นจำกัดจำนวนคนเท่านั้น ในขณะเดียวกันไม่มีลิฟต์ในหอคอย - คุณต้องปีนขึ้นไปบนตึกเก่า บันไดเวียน. ความยาวของลูกศรแต่ละอันคือ 3 เมตร และขนาดของเกียร์และล้อทุกชนิดเกินความสูงของมนุษย์ น้ำหนักรวมของโครงสร้างเกิน 25 ตัน