która godzina? – Kwaśne rzeczy

Czas jest jedną z niewielu rzeczy, które uważamy za regularne i niezmienne od początku wszechświata aż do dnia dzisiejszego. Czas działa poprzez mierzenie okresów czasu pomiędzy przeszłością, teraźniejszością i przyszłością.

Jest to jednak uproszczona i niejasna odpowiedź na niezwykle złożony problem.

Czas jest wszędzie i stanowi podstawę sposobu, w jaki rejestrujemy życie na Ziemi. Cywilizacje powstają i upadają, gwiazdy rodzą się i blakną, a sposób, w jaki śledzimy te momenty w odniesieniu do teraźniejszości, pozostaje niezmienny. Ale czas nie jest tak stały i prosty, jak się wydaje.

Fizyk XVII wieku Izaaka NewtonaUważał czas za strzałę wystrzeloną z łuku, biegnącą prosto, po linii prostej, nigdy nie zbaczającą ze swojej ścieżki. Według Newtona jedna sekunda na Ziemi ma taką samą długość jak Mars, Jowisz czy przestrzeń kosmiczna. Uważał, że nie można wykryć ruchu absolutnego, co oznacza, że ​​nic we wszechświecie, nawet światło, nie ma stałej prędkości. Stosując tę ​​teorię, doszedł do założenia, że ​​czas musi być stały. Odpowiednio, czas płynął z jednej sekundy na drugą, bez różnicy w długości dowolnych dwóch sekund.

Ale w 1905 r Alberta EinsteinaZaproponowano, że prędkość światła się nie zmienia, jest stała i przemieszcza się z prędkością 186 282 mil na sekundę (299 792 kilometrów na sekundę). Czas jest bardziej atrakcyjny i czas, przestrzeńZasugerował, że jest jak rzeka, która zwalnia lub przyspiesza w zależności od uderzenia wody. Czas przyspiesza i zwalnia wokół obiektów kosmicznych o różnych masach i prędkościach, zatem sekunda na Ziemi nie ma tej samej długości w całym wszechświecie.

Kilkadziesiąt lat później teoria Einsteina okazała się słuszna. Fizycy w październiku 1971 r Jc Hafele we Richarda KeatingaCztery Cez Testowali teorię Einsteina, latając zegarami atomowymi na wschód i zachód w samolotach.

W artykule z 1972 roku opublikowanym w czasopiśmie Science podali, że zegary pokładowe są o około 59 nanosekund wolniejsze niż naziemne zegary atomowe podczas podróży na wschód i o 273 nanosekundy szybsze niż naziemne zegary atomowe podczas podróży na zachód. Uzyskane wyniki potwierdziły teorię Einsteina, że ​​czas we wszechświecie jest zróżnicowany.

Istnieją dwa główne sposoby pomiaru czasu: dynamiczny i czas atomowy. Pierwsza opiera się na wykorzystaniu ruchów ciał niebieskich jako punktu odniesienia do pomiaru czasu. Ta notatka, Pulsara Może to być czas obrotu odległej gwiazdy, ruch gwiazdy na nocnym niebie lub czas obrotu Ziemi. Jednak ta metoda nie zawsze zapewnia pełne i dokładne wyniki.

Starożytna definicja sekundy opierała się na obrocie Ziemi. Ponieważ wschód słońca na wschodzie, zachód na zachodzie i wschód słońca zajmowały jeden dzień, dzień podzielono niemal dowolnie na 24 godziny, godzinę na 60 minut, a minutę na 60 sekund. Jednak z powodu nieregularnego obrotu Ziemi i tarcia pływowego okres obrotu Ziemi skraca się o około 30 sekund co 10 000 lat. naukowcy, Drugi skokOpracowali sposoby uwzględniania zmiany prędkości obrotowej Ziemi, jednak aby dokładniej i precyzyjniej mierzyć czas, konieczne jest zejście do bardzo małych skal.

Czas atomowy opiera się na zmianie energii atomu określonego pierwiastka (zwykle cezu). Wykorzystując taką liczbę przejść, czas można zmierzyć z dokładnością do ułamka sekundy na milion lat. Amerykański naukowiecWedług stwierdzenia , sekundę definiuje się obecnie jako 9 192 631 770 przejść w obrębie atomu cezu.

Zegary atomowe odmierzają czas na Ziemi bardzo precyzyjnie. Na orbicie wokół Ziemi GPS Podczas gdy całe systemy wykorzystują zegary atomowe do dokładnego śledzenia pozycji i przesyłania danych na planetę, całe centra naukowe są skonfigurowane tak, aby obliczać najdokładniejszy czas, zwykle poprzez pomiar zmian w atomie cezu.

Podczas gdy większość zegarów atomowych opiera się na polach magnetycznych, nowoczesne zegary wykorzystują lasery do monitorowania i wykrywania zmian energii w atomach cezu oraz dokładniejszego pomiaru czasu. Zegary cezowe są obecnie często używane do pomiaru czasu na całym świecie. Stront Ich zegary zapewniają dwukrotnie większą dokładność pomiaru czasu.

Naukowcy kiedyś myśleli, że przestrzeń i czas to odrębne byty, a wszechświat to zbiór ciał kosmicznych ułożonych w trzech wymiarach. Jednak Einstein wprowadził koncepcję czasu jako czwartego wymiaru; Oznacza to, że przestrzeń i czas są ze sobą nierozerwalnie związane. Ogólna teoria względności Jego teoria sugerowała, że ​​czasoprzestrzeń rozszerza się i kurczy w zależności od prędkości i masy pobliskich obiektów.

Wiele lat po publikacji ogólna teoria względności Einsteina została odkryta przez należącą do NASA sondę grawitacyjną, która wykazała, że ​​przestrzeń i czas rzeczywiście są ze sobą powiązane.Sonda grawitacyjna b„Udowodnione przez cztery Żyroskop Wskazując na odległą gwiazdę, gdyby grawitacja nie wpływała na przestrzeń i czas, zostałyby zablokowane w tej samej pozycji. Jednakże naukowcy zaobserwowali efekt „oporu ramki” wynikający z grawitacji Ziemi; Oznaczało to, że żyroskopy były zawsze lekko przesunięte z pozycji. Pokazuje, że strukturę przestrzeni można zmienić i że jeśli przestrzeń i czas są połączone, czas można rozciągać lub ściskać pod wpływem grawitacji.

Chociaż Newton i Einstein zaproponowali sprzeczne teorie wyjaśniające działanie czasu, obaj naukowcy zgodzili się, że czas płynie tylko do przodu. Jak dotąd nie znaleziono żadnych fizycznych dowodów na to, że cokolwiek we wszechświecie może uciec przed czasem i podróżować do tyłu lub do przodu. Naukowcy nie są do końca pewni, dlaczego czas po prostu płynie do przodu, ale mają na ten temat pewne teorie.

Jedna z teorii opiera się na drugiej zasadzie termodynamiki. Prawo to stwierdza, że ​​wszystko we wszechświecie ewoluowało od prostoty Wielkiego Wybuchu do dzisiejszego niemal losowego układu galaktyk i ich mieszkańców. EntropiaOdnosi się do tendencji do przechodzenia od niskiej do wysokiej entropii lub od równowagi do nieuporządkowania. Filozof analityczny ich cenaW 2006 roku Seminarium PoincarégoZnana była jako „Strzałka czasu” lub czasami „Strzałka czasu” i prawdopodobnie została odkryta w 1928 roku przez brytyjskiego astronoma. Arthura Eddingtona Mówi się, że zostały przez nich odkryte.

Eddington zasugerował, że czas nie jest symetryczny: „Kiedy podążamy za strzałką, znajdujemy więcej przypadkowych elementów stanu świata, strzałka wskazuje w stronę przyszłości; jeśli jest mniej przypadkowych elementów, strzałka wskazuje w stronę przeszłości”. W 1928 roku”Natura świata fizycznego„Na przykład, jeśli zaobserwujesz gwiazdę, która jest mniej więcej taka sama, ale następnie eksploduje jako supernowa i staje się mgławicą rozproszoną, wiesz, że czas przeszedł od równowagi do chaosu.

Inna teoria sugeruje, że upływ czasu jest spowodowany rozszerzaniem się wszechświata. W miarę rozszerzania się wszechświata pociąga za sobą czas, ponieważ przestrzeń i czas są ze sobą powiązane jako całość. Oznacza to jednak, że jeśli wszechświat osiągnie teoretyczną granicę ekspansji i zacznie się kurczyć, czas się cofnie; To drobna sprzeczność. Gdzie wszystko powraca do epoki prostoty”Wielki wypadekCzy czas naprawdę może się cofnąć, kiedy kończy się na „”? Jest mało prawdopodobne, że dowiemy się o tym, ale możemy spekulować, co naszym zdaniem może się wydarzyć.

Naukowcy mogą nie znać odpowiedzi na wszystkie pytania, ale w ciągu ostatniego stulecia poczynili imponujący postęp w zrozumieniu działania czasu. Od starożytnych zegarów słonecznych wskazujących czas po współczesne zegary atomowe – teraz możliwe jest śledzenie ułamków sekundy dokładniej niż kiedykolwiek wcześniej. Czas pozostaje złożonym tematem, ale dzięki naukowym wizjonerom jesteśmy coraz bliżej odkrycia tajemnic tej niestabilnej uniwersalnej stałej.