-4

Время.

«В 4:23 артиллерия смолкла, хотя по плану орудия флота должны были продолжать обрабатывать удалённые цели. Как потом выяснилось, часы артиллеристов и пехотинцев просто не были сверены. Драгоценные минуты утекали. В 4:28 стало заметно, как турки заполняют траншеи, вытаскивают пулемёты на огневые позиции и пристреливают оружие. В 4:30 у австралийцев раздались свистки – сигналы к атаке. Но когда солдаты поднялись из окопов, их встретил огонь пулемётов в упор.»


Небольшая историческая вставка показывает, как жизненно важна точность измерения времени. Измерять время человек, скорее всего, начал с момента своего появления. Так как без этого невозможно даже простейшая координация совместных действий, что было, несомненно, очень важным фактором на охоте или в пути.


Первые измерения были связаны с движением небесных тел, в частности Солнца или звезд.
«Как только солнце станет на ладонь выше вот того баобаба, сразу начинай загонять антилоп» -  вот так могли звучать первые временные координаты.


Поэтому Солнце и было первыми «часами». Наблюдение за движением тени от палочки привело к идее использовать это для измерения времени. Так появились солнечные часы. Несомненно, жрецы в Вавилоне или Египте, одних из первых развитых государств, умели определять время и по звездам, а по фазам Луны вести более продолжительные измерения. Но для практических целей нужно было что-то более удобное – так и появились водяные часы. Простейшие – верхний и нижний сосуды, где вода капает из одного в другоё. В Китае такие часы были более совершенными, там в верхнем сосуде постоянно поддерживался одинаковый уровень воды, чтобы давление было равным и капли с одинаковым промежутком капали.

Для небольших отрезков использовались часы песочные – два конуса соединенные друг с другом перемычкой, через отверстие в которой пересыпался песок. Именно по песочным часам на кораблях «отбивали склянки», то есть отмеряли каждые полчаса времени.

Точные механические часы появились в результате открытия  Галилея. Он обнаружил, что частота колебаний маятника зависит только от длины подвеса. Это позволило ввести этот элемент в часы и получить высокую точность измерения временных промежутков.


Точное время было крайне необходимо морякам для определения их координат в море. Британское правительство даже выделило специальную премию для создания морского хронометра и задача была решена – такое устройство появилось. Первые хронометры обеспечивали точность измерения в пределах нескольких секунд в сутки и покоились на специальных карданных подвесах, чтобы устранить влияние качки на их механизм.


Но настоящая революция в измерении времени произошла с появлением кварцевых часов. Высочайшая точность стала доступна всем без исключения, так как стоимость их была невысока. Основой этих часов была колебательная система с кристаллом кварца, который под действием электротока производит регулярные колебания с постоянной частотой. Точность таких часов уже достигает нескольких секунд в год, хотя и может ухудшаться со временем из-за деградации кристалла кварца.


Современная наука требует значительно более высокой точности, поэтому все системы основаны на ядерных процессах вроде атомного распада или изменения орбиты электроном. При связи с космическими аппаратами приходится учитывать и замедление течения времени на них из-за разницы скоростей с Землей. В системах определения координат GPS и Глонасс это изменение приходится учитывать, так как без этого не получить высокой точности измерения. К сожалению, нужной точности измерения времени на спутниках получать пока не удается и поэтому часы на них приходится «подводить» раз в несколько дней.

Для астрономии точность измерения времени имеет огромное значение. Особенно для управления космическими аппаратами, которые исследуют другие планеты. Водородные мазеры, которые сейчас в основном используются на космических аппаратах, не устраивают ученых и поэтому сейчас разрабатываются новые устройства для измерения времени в космосе.

Наземные астрономические приборы также требуют высокой точности измерения. Именно достижения в этой области позволили создать прибор для «ловли» гравитационных волн.

Современные часы, основанные на переходе электронов с одного уровня на другой, дают точность в размере одной секунды за несколько миллиардов лет. То есть точнее уже некуда. Наверно.  Впрочем, кто знает, какая точность понадобится в будущем...

Дубликаты не найдены