Эйнштейн (единица измерения)

Субтитры

В этом выпуске серии "Подробнее о конвертере единиц" мы поговорим о времени. О том, в каких единицах и как его измеряют. О том, какие бывают часы и календари. Мы также обсудим, для чего нужны часовые пояса и что такое всемирное координированное время. Чтобы открыть конвертер времени, нажмите на ссылку внизу. О том, как пользоваться конвертером единиц TranslatorsCafe.com рассказывает это видео. Что же такое время и каковы его физические свойства? Время можно рассматривать двояко: как математическую систему, созданную, чтобы чтобы помочь нашему пониманию Вселенной и течения событий, или как измерение, часть структуры Вселенной. В классической механике время не зависит от других переменных и ход времени постоянен. Теория относительности Эйнштейна, наоборот, утверждает, что что события, одновременные в одной системе отсчета могут происходить асинхронно в другой, если она в движении по отношению к первой. Это явление называется релятивистским замедлением времени. Вышеописанная разница во времени значительна при скоростях, близких к скорости света, и была экспериментально доказана, например, в эксперименте Хафеле-Китинга. Ученые синхронизировали пять атомных часов. Одни часы остались неподвижными в лаборатории. Остальные часы дважды облетели вокруг Земли на пассажирских самолетах. Ха́феле и Ки́тинг обнаружили, что «часы-путешественники» отстают от стационарных часов, как и предсказывает теория относительности Усиление гравитации, так же, как и увеличение скорости, замедляет время. Как же измеряют время? Для измерения времени используют часы и календари. Часы определяют текущее время в единицах, меньших чем одни сутки, в то время как календари — это абстрактные системы, представляющие более длительные интервалы времени, такие как дни, недели, месяцы и годы. Самая маленькая единица времени — секунда, одна из семи единиц СИ. Эталон секунды — это 9 миллиардов 192 миллиона 631 тысяча 770 периодов изучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133. Механические часы обычно измеряют число циклических колебаний событий заданной длины, например, колебания маятника, совершающего одно колебание в секунду. Солнечные часы отслеживают движение Солнца по небу в течение дня и отображают время на циферблате при помощи тени. Водяные часы, широко использовавшиеся в древности и в средние века, измеряют время при помощи переливания воды между несколькими сосудами, в то время как песочные часы используют песок и аналогичные материалы. Фонд Long Now в Сан-Франциско разрабатывает 10000-летние часы под названием Clock of the Long Now, которые должны просуществовать и остаться точными на протяжении десяти тысяч лет. Проект направлен на создание простой, понятной и удобной в обращении и ремонте конструкции. В конструкции часов не будут применяться драгоценные металлы. В настоящее время конструкция предполагает обслуживание человеком, включая завод часов. Время отслеживается при помощи двойной системы, состоящей из неточного но надежного торсионного механического маятника и ненадежной (из-за погоды), но точной линзы, которая собирает солнечный свет. Атомные часы — это самые точные приборы для измерения времени. Их используют для обеспечения точности при радиовещании, в глобальных навигационных спутниковых системах, и во всемирном измерении точного времени. В этих часах атомы замедляют лазерами и охлаждают до температуры, близкой к абсолютному нулю. Счет времени осуществляется с помощью измерения частоты излучения, возникающего в результате перехода электронов между уровнями, причем частота этих колебаний зависит от электростатических сил между электронами и ядром, а также от массы ядра. В настоящее время наиболее распространенные атомные часы используют атомы цезия, рубидия, или водорода. Атомные часы, основанные на цезии — наиболее точные в долгосрочном использовании. Их погрешность составляет менее одной секунды за миллион лет. Водородные атомные часы примерно в десять раз более точны в течение более коротких отрезков времени, до недели. Среди других измерительных приборов — хронометры, измеряющие время с точностью, достаточной для использования в навигации. С их помощью определяют географическое положение, основываясь на положении звезд и планет. Сегодня хронометр обычно имеется на судах только в качестве резервного навигационного устройства. Конечно же, навигационные устройства спутниковых систем навигации в наше время применяются чаще, чем хронометры и секстанты. Всемирное координированное время (UTC) используется как универсальная система измерения времени. Оно основано на системе Международного атомного времени, которая для расчета точного времени использует средневзвешенное время более 200 атомных часов, расположенных в разных странах. С 2012 года Международное атомное время на 35 секунд опережает UTC, потому что UTC, в отличие от Международного атомного времени, использует средние солнечные сутки. Так как солнечный день немного длиннее 24 часов, для координации UTC с солнечным днем к UTC добавляются секунды координации. Иногда эти секунды координации вызывают различные проблемы, особенно в сферах, где используются компьютеры. Чтобы подобные проблемы не возникали, некоторые учреждения, такие как отдел серверов в компании Гугл, вместо секунд координации используют «високосное смазывание» — удлинение ряда секунд на миллисекунды, чтобы в сумме эти удлинения были равны одной секунде. UTC основано на показаниях атомных часов, в то время как среднее время по Гринвичу (GMT) основано на длине солнечного дня. GMT является менее точным, потому что оно зависит от периода вращения Земли, который непостоянен. GMT широко использовалось в прошлом, но теперь вместо него используют UTC. На основе всемирного координированного времени формируются административные часовые пояса или часовые зоны, имеющие примерно одинаковое местное время. Пояса формируются таким образом, чтобы различия во времени между ними были кратны одному часу. Таким образом, имеются 24 часовых пояса, а точкой отсчета является гринвичский меридиан. Соответствующий ему часовой пояс считается нулевым. При переходе из одного пояса в другой количество минут и секунд сохраняется. Иногда местное время отличается от всемирного не на целое количество часов, но еще и на 30 или 45 минут. Один из примеров — остров Ньюфаундленд, где местное время отстает от UTC на 3,5 часа. Календари состоят из одного или нескольких уровней циклов, таких как дни, недели, месяцы и годы. Их делят на лунные, солнечные, лунно-солнечные. Наш рассказ о календарях сопровождается видеорассказом о временах года. Лунные календари основаны на фазах Луны. Каждый месяц — один лунный цикл, а год — 12 месяцев или 354,37 дня. Лунный год короче солнечного года, и, как следствие, лунные календари синхронизируются с солнечным годом только один раз в каждые 33 лунных года. Один из таких календарей — Исламский. Его используют в религиозных целях и как официальный календарь в Саудовской Аравии. Солнечные календари основаны на движении Солнца и временах года. Их система отсчета — солнечный или тропический год, то есть время, необходимое Солнцу для завершения одного цикла времен года, например, от зимнего солнцестояния до зимнего солнцестояния. Тропический год равен равен 365,242 дня. Из-за прецессии земной оси, то есть, медленного изменения в положении оси вращения Земли, тропический год примерно на 20 минут короче, чем время, необходимое Земле для одного оборота по орбите вокруг Солнца относительно неподвижных звезд (сидерический год). Тропический год постепенно становится короче на 0,53 секунды каждые 100 тропических лет, поэтому в будущем, вероятно, нужна будет реформа, чтобы синхронизировать солнечные календари с тропическим годом. Наиболее известный и широко используемый солнечный календарь — Григорианский. Он основан на Юлианском календаре, который, в свою очередь, основан на старом Римском. Юлианский календарь предполагает, что год состоит из 365,25 дня. На самом деле, тропический год на 11 минут короче. В результате этой неточности, к 1582 году юлианский календарь ушел на 10 дней вперед, по сравнению с тропическим годом. Григорианский календарь стали использовать, чтобы исправить это несоответствие, и постепенно он заменил другие календари во многих странах. В некоторых случаях до сих пор используют Юлианский календарь. В частности, это делает православная церковь. К 2014 году разница между юлианским и григорианским календарями составляет 13 дней. Чтобы синхронизировать 365-дневный григорианский год с тропическим годом, длительность которого составляет 365,243 дня в григорианском календаре добавляют високосный год длиной 366 дней. Это делается каждые четыре года, за исключением годов, которые делится на 100, но не делятся на 400. Например, 2000 год был високосным, а 1900 — нет. Лунно-солнечные календари — сочетание лунного и солнечного календарей. Обычно месяц в них равен лунной фазе, и месяцы чередуются между 29 и 30 днями, так как приблизительная средняя длина лунного месяца — 29,53 дня. Чтобы синхронизировать лунно-солнечный календарь с тропическим годом, каждые несколько лет к году добавляется тринадцатый месяц. Например, в еврейском календаре тринадцатый месяц прибавляется семь раз в течение 19 лет — это называется 19-летним циклом, или метоновым циклом. Китайский и индуистский календари — также примеры лунно-солнечных календарей. Другие типы календарей основаны на астрономических явлениях, таких как движение Венеры, или исторических событиях, таких как смена правителей. Например японское летоисчисление нэнго, что означает «название эры или эпохи», используется в дополнение к григорианскому календарю. Название года соответствует названию периода, который также называется девизом императора, и году правления императора этого периода. При вступлении на престол, новый император утверждает свой девиз, и начинается отсчет нового периода. Девиз императора позже становится его посмертным именем. Согласно этой схеме, 2013 год называется Хэйсэй 25, то есть, 25-й год правления императора Акихито периода Хэйсэй. Слово Хэйсэй означает «Установление мира». Спасибо за внимание. Если вам понравилась наше видео, пожалуйста не забудьте подписаться на наш канал!