Као и друге величине, и друга је само релативан концепт који се заснива на договору о
1875. 17 водећих земаља тог времена, међукоји су били, укључујући, Аустроугарска, Руско и Отоманско царство, Француска, Немачка, Сједињене Америчке Државе и Бразил, потписале су Метричку конвенцију - међународни уговор који обезбеђује јединство мерних стандарда у различитим земљама. Да би развиле јединствене принципе и спровеле референтна мерења, државе су основале Међународни биро за тегове и мере.
На 27. Конференцији за тегове и мереПредставници различитих земаља сложили су се да савремена дефиниција другог престаје да задовољава потребну тачност мерења и захтева ревизију. Мапа пута предвиђа да ће на следећем састанку за четири године земље морати да изаберу нови, тачнији референтни систем и промене формулацију другог.
Прва мерења секунде
Вековима су људи мерили времеротација земље. Од старих Египћана до грчких астронома и Вавилонаца, човечанство је постепено мењало тачност мерења, што је захтевало нове јединице времена, а развојем технологије и њихово обједињавање и синхронизацију.
Први механички сатови који су се појавили уКСИВ века, није било ни минута. Бројчаници су се делили на половине, трећине, четвртине, а понекад и на 12 делова сата, али никада на 60. Први механички сатови који су показивали минуте појавили су се крајем 16. века. Истовремено, за разлику од сунчаних сатова који су показивали привидно време, механички сатови су прешли на просечно време.
Чињеница је да је орбитално кретање Земље околоСунце доводи до неуједначене дужине дана. Привидно соларно време користи време између два времена када је наша звезда у зениту као дефиницију дана. У овом случају, разломци (сати и минути) се одређују на основу кретања Сунца.&нбсп;
У ствари, када се мери на основуалтернативни системи, на пример, број кретања клатна у механичком сату, испоставља се да је трајање таквих дана различито. Дужина соларног дана варира током целе године, а кумулативни ефекат изазива сезонска одступања до 16 минута од просека.
Појавили су се први сатови који показују секундедруга половина 16. века. Најранији познати пролећни сат са секундном казаљком: датирано око 1560–1570. Истовремено, сви први аналози су били недовољно тачни.&нбсп;
Године 1656. холандски научник Кристијан Хајгенсизумео први сат са клатном. Имао је клатно дуго нешто мање од метра, што му је давало замах од једне секунде, и механизам за окидање који је откуцавао сваке секунде. Верује се да је ово био први сат који је могао тачно да покаже време у секундама.
Хенлајн џепни сат, почетак 16. века. Слика: Германисцхес Натионал Мусеум
Од делића дана до Земљине орбиталне ротације и атомских мерења
До краја 19. века тачност мерења секундидостигли су такве висине да су чинили основу међународног метричког система ИСС-а, који је утврдила Генерална конференција за тегове и мере 1889. године. Одобрен је метар као основна јединица дужине, килограм за тежину, а други за време. Ово последње је дефинисано као 1/86400 просечног сунчевог дана.
Пошто Земљина орбита око Сунцастабилније од ротације планете око своје осе, ова дефиниција је касније промењена и изражена у делићима године: 1 ⁄ 31,556,925,9747 године. Истовремено, да би се додатно смањила неизвесност, коришћена је временска скала ефемерида, израчуната на основу положаја орбита планета и звезда 1900. године.&нбсп;
Године 1967, након деценија истраживања,научници су напустили методу Земљине ротације и редефинисали време, уместо тога мерећи кретање честица унутар атома. Конкретно, тренутна дефиниција користи резонанцију природне фреквенције цезијума-133 за израчунавање. Од тог тренутка, други је одређен фиксном нумеричком вредношћу фреквенције вибрација атома цезијума.
Како функционише атомско време?
Ране атомске временске скале састојале су се одкварцни сатови са фреквенцијама калибрисаним коришћењем само атомских сатова. Засновани су на систему атома који могу бити у једном од два могућа енергетска стања.&нбсп;
Група атома у једном стању пролазимикроталасно зрачење. Ако зрачење има праву фреквенцију, број атома ће се променити у друго енергетско стање. Што је фреквенција ближа природној фреквенцији вибрација атома, то ће више атома променити стања.&нбсп;
Ово омогућава веома прецизно подешавање фреквенције.микроталасно зрачење. Када се микроталасно зрачење подеси на познату фреквенцију, може се користити као генератор времена за мерење протеклог времена.
Међународно атомско време јевременски пондерисан просек од више од 450 атомских сатова у више од 80 националних лабораторија широм света. Овај приступ нам омогућава да избегнемо дисторзије повезане са гравитационим дилатацијом времена.&нбсп;
Сати у различитим установама се редовно упоређујумеђусобно користећи сателитске комуникације и ГПС. Буреау Интернатионал дес Поидс ет Месурес (БИПМ, Француска) комбинује ова мерења да би израчунао ретроспективни пондерисани просек који формира најстабилнију могућу временску скалу.
Први атомски сат на свету. Слика: Национална физичка лабораторија, јавно власништво, преко Викимедиа Цоммонс-а
Шта желе да промене?
Даљи развој технологије омогућава још вишедодатно побољшати тачност мерења. На пример, као алтернативу класичном цезијумском сату, физичари предлажу коришћење оптичког сата. Ови сатови користе више фреквенције „откуцаја“ елемената као што су стронцијум и итербијум, омогућавајући им да разбију време на још мање делове.
Досадашња потешкоћа лежи у томе што званичвреме се не може генерисати само помоћу сатова. Метролози морају да усредсређују очитавања стотина сати широм света. За сатове са цезијумом, време се може пренети помоћу микроталасних сигнала, али такво зрачење је сувише ниске фреквенције да би пренело откуцавање оптичког сата.
Напротив, пренос сигнала кроз ваздух доОптичке таласне дужине нису тако једноставне као слање микроталаса јер молекули у ваздуху лако апсорбују светлост, драматично смањујући јачину сигнала. Поред тога, турбуленција може усмерити ласерски зрак даље од мете.&нбсп;
Међутим, промене у овом правцу сунапредак, на пример, недавно су кинески научници представили резултате свог рада на синхронизацији оптичких сатова на удаљености од 117 км. Ово је седам пута више од претходног рекорда. Даљи развој у овом правцу помоћи ће побољшању тачности одређивања другог за 100 или више пута.
Одлуком Конференције за тегове и мереучесници се подстичу да наставе да развијају алтернативне методе за мерење и синхронизовање времена. На основу њих, до следећег састанка 2026. биће формулисани предлози новог стандарда и прелазног периода.
Итербијум оптички атомски сат. Слика: НИСТ
Скок други
Ако је ово и даље питање новог стандардамало неизвесности, онда је још једна промена која ће утицати на привремене стандарде коначно прихваћена. Већ 2035. свет би требало да напусти преступне секунде.
Поента је да у преласку на прецизно мерењевреме засновано на атомским сатовима, научници су открили да просечан дан није једнак 86.400 стандардних секунди. Разлика је само неколико милисекунди, али се временом акумулира.
Решење је било у преступним секундама:корекције од једне секунде примењене су крајем децембра или јуна на ад хоц основи. Промене су планиране како би се осигурало да се систем мерења времена који користимо, универзално координисано време (УТЦ), никада не разликује за више од 0,9 секунди од атомског времена.&нбсп;
Пошто су такве промене биле једнократнекарактера, "прескочне" секунде стварале су велике потешкоће софтверским, енергетским и сателитским системима. Прво, тешко је тачно предвидети када је потребна следећа прескочна секунда, тако да програмери не могу да се припреме за уредно, редовно уметање. Стога су различите мреже развиле сопствене недоследне методе за укључивање преступне секунде.
Штавише, модерно глобално рачунарствосистеми су постали тешње међусобно повезани и више зависни од супер-прецизног временског мерења, понекад чак и до милијардних делова секунде. Додавање додатне секунде повећава ризик да системи одговорни за телекомуникационе мреже, пренос енергије, финансијске трансакције и друге виталне послове неће успети или неће успети да се синхронизују.
Да би избегли овај проблем, научници су усвојилиодлука о постепеном укидању ових уметака од 2035. године. Од 1972. године, током протеклих 50 година, разлика између УТЦ и међународног атомског времена износила је само 37 с, са 10 с додатих одмах и још 27 с уметнутим касније. Научници предлажу да се разлика која ће се акумулирати до 2035. поправити и не мењати најмање наредних 100 година.
Опширније:
Магнетна олуја се спрема да погоди Земљу
Открива се право значење мумификације: све ово време научници су грешили
Именована главна опасност лунарне мисије "Артемис"