Какое бывает время как его найти

Категория: Наука

С давних времен люди привязывали время к циклическим событиям, которые происходили вокруг них. Это были смена дня и ночи, времена года. В современном мире такая точность при работе со временем часто является неудовлетворительной. Но именно к такому измерению времени привыкло человечество, и, достигнув высокой точности в определении количества времени, много усилий тратит на то, чтобы увязать старые методы измерения времени к современному точному измерению. 

Из-за этого человечество усложнило работу со временем различными календарями, часовыми поясами, зимним и летним временем, не говоря о том, что у него не было однозначного понимания такого фундаментального понятия как секунда. И сейчас, даже определившись с понятием секунда, оно пытается все придуманные ранее сложности согласовать с ним.

Каждое событие происходит в определенный момент времени. Чтобы как-то обозначить этот момент времени, и его воспринял другой человек, необходимо принять какой-то другой общепринятый момент времени, который будет началом отсчета, определиться какими интервалами будет проводиться отсчет и отсчитать необходимое количество интервалов. В принципе, это так же просто как определить положение точки на оси, на плоскости или в пространстве. Но как я уже писал ранее, человечество все сильно усложнило.

Календари

В современном мире, для многих задач время удобно измерять в секундах и долях секунды, но долгое время люди изменяли его при помощи суток и лет. Сутки (солнечные сутки) – это период, за который происходит цикл смены дня и ночи, а год (тропический год) – период, за который происходит цикл смены времен года.

Со школы всем известно, что смена времени суток происходит из-за вращения Земли вокруг своей оси относительно центра Солнца, а смена времен года – наклоном оси вращения Земли и ее вращением вокруг Солнца. Тропический год приблизительно равен 365 солнечных суток. Проблема заключается в том, что его нельзя выразить через целое число солнечных суток. В результате, через какое-то время, если ничего не предпринять, времена года сместятся внутри года.

Юлианский и Григорианский календари решают эту проблему с различной точностью путем ввода дополнительных суток в году.

Шкалы времени

Для того, чтобы сопоставить момент времени с численным значением используются различные шкалы времени. Наиболее распространенными являются следующие шкалы:

• TAI;

• Всемирное время (UT0, UT1, UT2);

• UTC;

• GPS;

• Земное время (TT).

TAI

На данный момент фундаментальным понятием в измерении времени является секунда. Сейчас принято считать, что 1 секунда -это интервал времени равный 9 192 631 770 периодам излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного (квантового) состояния атома цезия-133 в покое при 0 К и отсутствии возмущения внешними полями. Такая секунда называется атомной секундой. 0-я атомная секунда произошла 1 января 1958 года 0 часов, 0 минут, 0 секунд по всемирному времени (UT2).

Всемирное время UT

Всемирное время (UT) берет за основу вращение Земли относительно звездного пространства. В виду того, вращение происходит неравномерно, длительность секунды может незначительно изменяться. Определение всемирного времени несколько раз уточнялось, в результате на данный момент существуют несколько разных версий UT0, UT1, UT2. Сейчас широко используется UT1.

UTC

Для того, чтобы связать непостоянную секунду UT1 и постоянную атомную секунду было введено Universal Coordinated Time (UTC).

Суть его заключается в следующем, ученые постоянно наблюдают разницу между временем UT1 и UTC. Эта разница не должна превышать 0.9 атомных секунд. Чтобы не было превышения, принимается решение о введении високосной секунды. Причем в зависимости от разницы она может добавляться или удаляться.

Время UTC отличается от времени TAI на целое количество секунд и на дробное количество секунд от времени UT1. Все секунды времени UTC постоянны.

Секунда UTC равна атомной секунде, но количество секунд во времени UTC в сутках может быть 86400, 86399 или 86401 секунд. Это вызывает сложности при вычислениях, которые требуют большой точности, и поэтому уже долго ведутся научные споры об отмене високосных секунд.

GPS

Шкала времени GPS имеет постоянное, равное 19 с, расхождение с международным атомным временем TAI. Отсчёт времени ведётся в неделях GPS и секундах в рамках текущей недели, начало отсчёта – 00 ч 00 мин 06.01.1980. Так как под номер недели во времени GPS выделяется 10 бит, можно закодировать максимум 1024 недели и каждые 1024 недели отсчет начинается заново. 21 августа 1999 и 6 апреля 2019 проводилось обнуление счетчика недель.

Земное время (TT)

ТT – теоретическая шкала времени. Длительность секунды такая же, как и в TAI. Имеет смещение в 32.184 секунды относительно TAI. Так как время теоретическое, то у него отсутствует погрешность, в отличие от TAI, где погрешность есть, но она ничтожно мала.

Unix

Самым распространенным подходом к работе со временем в информационных технологиях является время Unix. По сути, значение времени Unix это значение счетчика секунд, которые прошли с 1 января 1970 года 0 часов 0 минут 0 секунд времени UTC. Отсчет ведется таким образом, что каждые сутки увеличивают значение счетчика на 86 400. Зная значения счетчика, можно определить дату и время, которые соответствуют этому значению. Так как в Unix времени в сутках всегда 86400 секунд, возникает неоднозначность записи времени UTC в виде Unix времени, когда существует високосная секунда. При дополнительной секунде в UTC последняя секунда суток во времени Unix должна повторяться, если в UTC нет одной секунды, эта секунда должна отсутствовать. Иными словами, секунды во времени Unix могут повторяться или отсутствовать, значение счетчика секунд не всегда однозначно идентифицирует момент во времени.

Для счетчика секунд используется целое число, и так как в разных реализациях операционных систем счетчик может переполняться, это может привести к неверному значению времени. Если используется знаковое 32 битное целое число, то это произойдет по прошествии 2^31 секунд или 19 января 2038 года в 03:14:07. За ним последует 13 декабря 1901 года. Если используется 64 разрядное число, то переполнение не произойдет даже в далеком будущем.

Java

В Java тоже во всех сутках 86400 секунд, но момент времени однозначно идентифицируется целым числом секунд. Делается это при помощи соглашения о том, что високосная секунда равномерно распределятся между последними 1000 секунд суток. Иными словами, принято

считать, что каждая из последних 1000 секунд суток с високосной секундой равна 0.999 или 1.001 атомной секунды (секунды UTC), что можно списать на погрешность, которая имеет место при замере времени часами RTC, где используется кварцевый генератор.

NTP (Network Time Protocol)

Сервера точного времени (NTP сервера) базируются на времени UTC, могут брать время из различных источников (трансляция сигналов точного времени по радио, сигналы GPS, другие NTP сервера) и учитывают високосную секунду. Но то, как это будет реализовано, зависит от сервера NTP и операционной системы. Сервер может анонсировать то, что через какое-то время появится високосная секунда, и обязанностью операционной системы является обработать високосную секунду (вернуться на одну секунду назад, заморозить секунду или сгладить во времени), а может сам сгладить во времени и даже не анонсировать ее.

Разные операционные системы по-разному обрабатывают високосную секунду. Windows, например, по умолчанию не поддерживает високосные секунды.

Смещение во времени в различных шкалах

Различные шкалы времени имеют различные начальные точки отсчета. Кроме того, один и тот же момент времени из-за смещения в секундах будет трактоваться по-разному в разных шкалах.

На графике приведены самые распространенные шкалы времени и смещения относительно их, начиная с 1 января 1972 года 0 часов 0 минут 0 секунд UTC (момент времени, когда UTC стал отличаться на целое число секунд от UT1, и было принято решение о високосных секундах).  На графике видно, например, что время TAI спешит относительно GPS на 19 секунд, а время UTC из-за вводимых високосных секунд все больше и больше отстает от TAI. Также на графике видно, как время UTC аппроксимирует время UT1.

Часовые пояса

Земной шар можно разделить по меридианам на 24 равных части и для каждой части установить смещение во времени относительно времени UTC на один час. Это смещение называется географическим часовым поясом. Для времени UTC оно равно +0, а вообще оно может принимать значения от -11 до +12. Но в этом случае учитывается только географическое положение, но не учитывается административная принадлежность. Чтобы учитывать административную принадлежность были введены административные часовые пояса, и тут возникает много интересных вещей.

В административных часовых поясах значение смещения не обязательно должно быть равно целому часу и не обязательно должно быть в диапазоне от -11 до +12, поэтому сейчас в мире существуют часовые пояса +14 и +5:30 или даже +5:45. Есть особый часовой пояс, который не проходит ни через одно государство со значением смещения -12. Это линия перемены дат.

Благодаря административным часовым поясам на территории Китая, который занимает несколько географических часовых поясов действует один административный часовой пояс, а в некоторых штатах США могут действовать разные административные часовые пояса в пределах штата.

Кроме того, смещение относительно UTC может меняться не только при движении с запада на восток или востока на запад, но и при движении с севера на юг или с юга на север.

GMT и часовые пояса

Раньше за полдень было принято считать момент времени, когда Солнце находилось в зените, поэтому для каждого города 12 часов дня это были разные моменты времени. В принципе это всех устраивало, так как, добравшись до города, можно было перевести часы и забыть, но, когда возникли паровозы, и нужно было составлять расписание движения поездов, это превратилось в кошмар, поэтому сначала все поезда стали ходить по Лондонскому времени, а потом появилось время GMT и часовые пояса. Время GMT позволяет однозначно определить момент времени на земном шаре, а часовые пояса используются для того, чтобы 12 часов дня были днем, а 6 часов вечера вечером на определенной территории. На данный момент под временем GMT понимается часовой пояс, который совпадает со временем UTC.

Линия перемены дат

Из-за того, что Земля круглая необходимо определиться, где на Земле сегодня, а где завтра. Граница, которая разделяет время на земном шаре на сегодня и завтра называется линией перемены дат. Ее можно было провести по Гринвичскому меридиану, но это было бы очень неудобно , так как он пересекает множество населенных территорий и было бы неудобно, когда на одной части территории сегодня, а на другой уже завтра, поэтому было принято решение провести ее по наименее населенной области планеты в Тихом океане. 

Стандартное и летнее время

На административных часовых поясах люди не остановились и добавили еще понятие летнего времени. Летнее время вводилось для экономии расхода электроэнергии. Суть его в следующем, что весной стрелки часов переводятся на час вперед относительно стандартного времени, а зимой на час назад. Когда именно в разных странах этот момент определяется по-разному, поэтому могут быть случаи, когда где-то еще продолжает действие летнее время, а где-то уже оно прекратилось. Часто это может является причиной срывов митингов в географически распределенных командах.

В последнее время многие ученые считают, что перевод часов вызывает стресс у человеческого организма, поскольку ему нужно перестраивать свои биологические часы.

Наблюдается тенденция отказа от летнего времени во многих странах.

Исторические часовые пояса

Если вам показалось этого мало, то следует заметить, что на разных территориях в разные периоды времени могли действовать разные административные часовые пояса. Чтобы упростить работу программиста с такими случаями, была разработана Time Zone Database, которая постоянно дополняется и корректируется. Она содержит исходный код для работы с часовыми поясами, а также описания всех известных часовых поясов (когда и какое часовой пояс использовался на определенной территории, когда вводилось или отменялось летнее время). Многие операционные системы и базы данных используют ее для работы с датой и временем. Так как определения изменяются со временем, нужно проводить обновления определений часовых поясов в операционной системе или СУБД.

Високосный год. Летнее время. Високосная секунда

Високосный год изменяет количество суток в году.

Летнее время оказывает влияние на смещение локального времени относительно UTC, а также изменяет количество часов в сутках, когда происходит переход на летнее время и обратно. Сутки, когда происходит переход на зимнее время, длятся 25 часов, на летнее – 23 часа. Так как во времени UTC нет понятия летнего времени – сутки по времени UTC длятся всегда 24 часа

Високосная секунда изменяет количество секунд в году. Теоретически на данный момент она может быть как плюс, как минус и вводиться до четырех раз в год.

Локальное время и UTC

В одних случаях удобно использовать локальное время, в других время UTC.

Например, рабочая смена начинается в 10 и длится 8 часов в соответствии с локальным временем. Т.е. если предположить, что смена началась в 10 часов вечера по локальному времени, то она должна закончиться в 6 часов утра по локальному времени в независимости от того, был ли переход на летнее или зимнее время во время смены. Фактически сотрудник может работать 7 или 9 реальных часов, но по локальному времени это будет 8 часов.

Возьмем другой пример. Самолет вылетает из аэропорта в 10 часов по локальному времени. Полет занимает 8 часов. Использовать локальное время для расчетов нельзя. Так как добавив 8 часов к локальному времени, мы получим 6 часов утра по локальному времени. Даже, если предположить, самолет не пересекал часовых поясов, мы можем получить неверный результат, если полет осуществлялся во время перехода с зимнего на летнее время или наоборот.

Возможны более сложные варианты, когда самолет вылетает из одного часового пояса, а прилетает в другой, причем в другом перевода на зимнее или летнее время не производится. Чтобы решить такую проблему, нужно локальное время перевести в UTC время, выполнить всю арифметику, а потом перевести в локальное время того часового пояса, для которого мы хотим знать локальное время прилета.

Выводы

В этой статье я не привел никакого исходного кода, программных библиотек, а осветил только базовые понятия, которые вам понадобятся для написания программ для работы со временем.

Но я думаю, информации, приведенной в этой статье вам достаточно чтобы систематизировать ваши знания о времени, и вы узнали что-то новое. Интересных фактов и особенностей работы со временем очень много, и разумеется, что они не уместились в этой статье, которую я старался сделать максимально краткой. Если тема времени окажется вам интересной и требующей продолжения, я его напишу.

Если вы найдете какие-то неточности в статье, буду рад, если вы сообщите о них в комментариях.

Существует ли время, если на него никто не смотрит? Абсолютно ли время и пространство и может ли время пойти вспять?

Ответы на эти вопросы люди ищут столетиями. Данное явление невозможно представить в уме, а потому ученые со всего мира пытаются объяснить его математически, что пока остается непосильной задачей и вызывает множество разногласий в научном сообществе. Если же ученому задать вопрос «Что такое время?», то скорее всего в ответ Вы услышите – «Это то, что измеряется часами». Это Иллюзия или физическая реальность?

В этой статье вы узнаете:

— что такое время с точки зрения физики;

— почему время измеряется часами;

— какие есть теории времени;

— какие тайны скрывает этот тикающий механизм;

— можно ли путешествовать во времени;

— для чего все-таки нужно время?

Проверьте часы перед прочтением, усядьтесь поудобнее, мы начинаем.

Время фигурирует в любой науке. А как объясняет время физика?

─ Это, пожалуй, один из самых сложных вопросов, который в принципе можно задавать в физике. Мы хорошо умеем измерять время, но до сих пор довольно плохо понимаем, что именно мы при этом измеряем.В Международной системе единиц все стандартные единицы сегодня уже привязаны к значениям фундаментальных констант, то есть их значения определены точно и не нуждаются в эксперименте. И только единица измерения времени, секунда, все еще определяется из опыта.Ответ на вопрос, что такое время, будет сильно зависеть от эпохи. В XX веке, например, этот вопрос много раз вставал с ног на голову.Первоначально человек вообще воспринимает время чисто психологически. Об этом, кстати, сообщал и Эйнштейн, когда пояснял свою теорию относительности на бытовом примере: он говорил, что час, проведенный в прекрасной компании, покажется короче, чем пять минут, проведенные на раскаленной плите. Но психологическое время, конечно, для физики никуда не годится, потому что оно неоднородно и может идти быстрее и медленнее. Поэтому нужны какие-то более стабильные источники ощущения течения каких-то процессов.

Люди довольно быстро научились измерять время, согласуя его с астрономическими циклами: суточный цикл, лунный цикл, годичный цикл. И долгое время именно астрономия предоставляла человечеству самый надежный источник понимания того, куда мы движемся. Люди видели вокруг себя повторяющиеся, периодические явления и учились сверять собственные ощущения текущих процессов с природными циклами.300 лет назад Ньютон сказал, что время ─ это ось, которая в каждой точке нашего пространства отсчитывает какой-то параметр.

Время в его концепции ─ это некая величина, которая может быть определена во всей Вселенной сразу, и поэтому можно говорить о том, что существует абсолютное время, которое мы можем определять без привязки к каким-то произвольным договоренностям.

Ньютоновское время ─ это некое Вселенское время, которое абсолютно объективно и не зависит от человеческих восприятий, эдакое идеальное время. Но, как мы знаем, ничего идеального в природе не существует, и ньютоновское время ─ это что-то вроде сферического коня в вакууме. Так что Эйнштейн в 1905 году сделал то, что давно было пора сделать с ньютоновским временем: он показал, что мы не можем его измерять.

Альберт Эйнштейн показал, что если мы можем обмениваться информацией только с конечной скоростью, например, скоростью света, то двум людям невозможно синхронизировать свои часы без всяких дополнительных договоренностей.

Год можно представить в виде окружности, содержащей 360 градусов. Остается загадкой, возможно число 360 в данном контексте взялось оттого, что в году 365 дней, и эту цифру просто округлили до 360. Когда-то самой короткой единицей измерения времени был час. Древние вавилоняне были сильными математиками и решили ввести меньшие единицы времени, используя свое любимое число 60. Поэтому, в часе 60 минут, а в минуте 60 секунд.

Но почему день делится на 12 часов?За это нужно сказать спасибо древним египтянам и их двенадцатиричной системе. День и ночь делились на 12 равных частей, считаясь разными царствами бытия. Скорее всего, первоначально использование числа 12 связано с количеством оборотов Луны вокруг Земли за год.Для физиков время нужно, чтобы измерять процессы эволюции, или как говорил Эйнштейн, чтобы все события не произошли одновременно.

Ученые были шокированы, когда в результате экспериментов обнаружили, что что машину времени невозможно построить, то есть нельзя построить такое пространство-время, в котором гарантированно нарушалась бы причинность.

Но!

Ученые выяснили, что мы можем на такое пространство наткнуться! Нельзя гарантировать, что при соблюдении каких-то действий, при выполнении каких-то действий, вы неизбежно попадете, как говорится, назад в прошлое…Перед учеными до сих пор стоит загадочный вопрос, возможны ли в действительности путешествия во времени и как они могут происходить — для этого нужна квантовая теория гравитации.

Квантовые поправки могут очень сильно повлиять на возможность путешествия во времени. Мы еще очень и очень далеки от любых экспериментов в этой области. Если вам понравилось это увлекательное путешествие, присоединяйтесь к сообществу любителей науки и космоса подпиской на канал.

Мне также будет приятно увидеть от вас отклик в виде повышения кармы — стрелочки вверх, так я пойму, что мои статьи вам нравятся!

Обнял!

Попробуйте сходу дать точное определение: что такое время? Мысль вертится вокруг этого понятия, пытается ухватиться, но вот сформулировать однозначное определение сложно. Есть разные концепции и трактовки времени в философии, физике, метрологии.

В классической механике и теории относительности используются совершенно разные концепции времени. В первом случае время характеризует последовательность событий, происходящих в трехмерном пространстве. Во втором рассматривается еще и как четвертая координата.

Но обо всем по порядку. Давайте узнаем, как люди измеряли время, почему секунда — его мельчайшая принятая единица. Также определим понятие времени в физике, рассмотрим явления релятивистского и гравитационного замедления времени.

Что такое время?

Течение времени – совершенно естественное явление. Время идет, все вокруг меняется, происходят разные события. Именно поэтому о времени с точки зрения физики, в первую очередь, стоит говорить в контексте событий.

Если бы вокруг ничего не происходило, понятие времени не имело бы традиционного смысла. Другими словами, без событий времени не существует. Итак:

Время – мера того, как меняется окружающий мир. Время определяет длительность существования объектов, изменение их состояний и процессы, протекающие в них.

В системе СИ время измеряется в секундах и обозначается буквой t.

Как люди измеряли время?

Для измерения времени нужны какие-либо повторяющиеся с одинаковым периодом события. Например, смена дня и ночи. Солнце каждый день встает на востоке и садится на западе, а Луна каждый синодический месяц проходит весь цикл фаз освещенности солнцем — от тоненького серпа полумесяца до полнолуния.

Синодический месяц – время от одного новолуния до другого. За синодический месяц Луна совершает оборот вокруг Земли.

Древним людям ничего не оставалось, как привязать отсчет времени к движению небесных тел и событиям, связанным с ним. А именно – к смене дней, ночей и сезонов года.

В году 4 сезона и 12 месяцев. Именно столько раз за весну, лето, осень и зиму Луна меняет свои фазы.

По мере развития прогресса методы измерения времени совершенствовались, появились солнечные, водяные, песочные, огненные, механические, электронные и, наконец, молекулярные часы.

Часы FOCS 1 в Швейцарии измеряют время с погрешностью хода около одной секунды за 30 миллионов лет. Это очень точные часы, но через 30 миллионов лет их все же придется «подвести».

Почему в часе 60 минут, в минуте – 60 секунд, а в сутках – 24 часа?

Сразу оговоримся, что изложенное ниже во многом является личными предположениями автора, сделанными на основе исторических сведений. Если у наших читателей появятся уточнения или вопросы, мы будем рады видеть их в обсуждениях.

Древним народам нужна была какая-то основа, чтобы строить свои системы счисления. В Вавилоне за такую основу было взято число 60. 

Именно благодаря шестидесятеричной системе счисления, придуманной шумерами и позже распространившейся в Древнем Вавилоне, окружность содержит 360 градусов, градус – 60 минут, а минута – 60 секунд.

Год можно представить в виде окружности, содержащей 360 градусов. Возможно, число 360 в данном контексте взялось оттого, что в году 365 дней, и эту цифру просто округлили до 360.

Когда-то самой короткой единицей измерения времени был час. Древние вавилоняне были сильными математиками и решили ввести меньшие единицы времени, используя свое любимое число 60. Поэтому, в часе 60 минут, а в минуте 60 секунд.

Но почему день делится на 12 часов? За это нужно сказать спасибо древним египтянам и их двенадцатиричной системе.  День и ночь делились на 12 раных частей, считаясь разными царствами бытия. Скорее всего, первоначально использование числа 12 связано с количеством оборотов Луны вокруг Земли за год.

Самая большая единица измерения времени

Самая большая единица измерения времени – кальпа.  Кальпа является понятием из индуизма и буддизма. Она равняется примерно 4,32 миллиардам лет, что совпадает с возрастом Земли с точностью до 5%.

Как в голову древним индуистам пришли такие цифры? Ответа на этот вопрос мы не знаем, но вся система как будто говорит нам, что тогда люди знали о Вселенной немного больше, чем мы.

Кальпу в индуизме еще называют «днем Брахмы». День сменяется ночью, равной ему по продолжительности. 30 дней и ночей составляют месяц, а год  состоит из 12 месяцев. Вся жизнь Брахмы – 100 лет, по прошествии которых мир погибает вместе с ним.

Если перевести сто лет Брахмы в наши традиционные годы, получится 311 триллионов и 40 миллиардов лет! Нынешнему Брахме 51 год.

Вывод: если все это правда, то беспокоится не стоит — Вселенная будет существовать еще долгое время.

Кальпа – самая большая единица измерения времени согласно книге рекордов Гиннеса.

Первые часы

Сначала было достаточно палочки, на которой каменным топором можно делать зарубки и тем самым отсчитывать прошедшие дни. Но это скорее был календарь, а не часы.

Первые и самые древние часы – солнечные. Их действие основано на изменении длины тени предметов по мере того, как солнце движется по небосводу.  Такие часы представляли собой гномон – длинный шест, воткнутый в землю.  Солнечные часы применялись в Древнем Египте и Китае. О них было доподлинно известно уже в 1200 году до нашей эры.

Затем появились водяные, песочные и огненные часы. Работа этих механизмов не была привязана к движению небесных светил. Долгое время водяные часы были главным инструментом для измерения времени.

Первые механические часы были изготовлены китайскими мастерами в 725 году нашей эры. Однако широкое распространение они получили относительно недавно.

В средневековой Европе механические часы устанавливались в башнях соборов и имели только одну стрелку – часовую. Карманные часы появились только в 1675 году (изобретение запатентовал Гюйгенс), а наручные – намного позже.

Первые наручные часы были исключительно женским аксессуаром. Они представляли собой богато украшенные изделия, точность хода которых отличалась огромными погрешностями. У уважающего себя мужчины не могло быть и мысли о том, чтобы носить наручные часы.

Современные часы

Сейчас механические или электронные часы есть у каждого. Они измеряют время с относительно небольшими погрешностями.  Однако самыми точными часами в мире являются атомные часы. Их еще называют молекулярными или квантовыми.

Как мы помним, для определения единицы времени необходим какой-то периодический процесс. Когда-то самой короткой единицей был день. То есть единица измерения время была привязана к периодичности восхода и заката солнца. Потом минимальной единицей стал час, и так далее.

С 1967 года, согласно международной системе СИ, определение одной секунды привязано к периоду электромагнитного излучения, возникающего при переходе между сверхтонкими уровнями основного состояния атома Цезия-133. А именно: одна секунда равна 9 192 631 770 таким периодам.

Время в физике

На данный момент не существует определенной и единой концепции определения времени в физике.

В классической механике время считается  непрерывной, априорной и ничем не определяемой характеристикой мира.

Для измерения времени используется какая-либо периодическая последовательность событий. В классической физике время инвариантно относительно любой системы отсчета. То есть во всех системах события происходят одновременно.

Как найти время в физике? Простейшая формула, определяющая связь между  пройденным путем, скоростью и временем, известна каждому школьнику и имеет вид:

Это формула времени для равномерного и прямолинейного движения. Здесь t — время, S — пройденное расстояние, v — cкорость.

Более подробно об основах классической механики читайте в нашей отдельной статье.

Кстати! Для наших читателей сейчас действует скидка 10% на любой вид работы

Термодинамика говорит, что время необратимо. Необратимо по причине возрастания энтропии замкнутой системы. Кстати, в нашем тематическом материале читайте о том, что такое энтропия.

Но самое интересное начинается в релятивистской физике. Приведем цитату Стивена Хокинга, физика, написавшего краткую историю времени.

Нам приходится принять, что время не отделено полностью от пространства и не независимо от него, но вместе с ним образует единый объект, который называется пространством-временем

Также в релятивистской физике время перестает быть инвариантом и можно говорить об относительности времени.  Другими словами, ход времени зависит от движения системы отсчета.

Это так называемое релятивистское замедление времени. Если часы находятся в неподвижной системе отсчета, то в движущемся теле все процессы происходят медленнее, чем в неподвижном. Именно поэтому космонавт, путешествующий в космосе на супер скоростном корабле, практически не постареет по сравнению со своим братом близнецом, оставшимся на Земле.

Помимо релятивистского существует гравитационное замедление времени. Что это такое? Гравитационное замедление времени – изменение хода часов в гравитационном поле. Чем сильнее поле гравитации, тем сильнее замедление.

Вспомним о том, что секунда – это время, за которое атом изотопа цезия совершает 9 192 631 770 квантовых переходов.  В зависимости от того, где находится атом (на земле, в космосе, вдали от любого объекта или у черной дыры) секунда будет иметь разные значения.

Поэтому и время процессов, связанных с данной системой отсчета, будет отличаться. Так, для наблюдателя у горизонта событий Шварцшильдовской черной дыры время практически остановится, а для наблюдателя на Земле все произойдет почти мгновенно.

Людей всегда волновала тема путешествий во времени. Предлагаем вам посмотреть научно-популярный фильм на эту тему и напоминаем, что если у вас совершенно нет времени на учебные дела, наш студенческий сервис всегда поможет справится с актуальными задачами и проблемами.

В сутках — 24 часа, или 1440 минут, или 86400 секунд. Эта величина постоянна. Её невозможно изменить в зависимости от наших желаний, настроения, обстоятельств, времени года или погоды. Хотя, согласитесь, нередко приходит на ум, что часы нас обманывают: сегодня время тянется, а завтра летит незаметно, и его хочется остановить… Почему так происходит?

Оказывается, время бывает реальным и воспринимаемым.
Час, проведенный в больнице в ожидании врача или результатов анализов, не сравнится с тем же часом, который мы провели с любимым человеком или близкой подругой. Хотя, если разобраться, и в одном, и в другом случае, затраченное (реальное) время одинаково — 60 минут. Эти два восприятия одного и того же реального промежутка времени совершенно несопоставимы.

Ежедневно мы сталкиваемся с самыми разными проявлениями времени, и часто не задумываемся о том, что же это такое на самом деле. Согласно классификации зарубежного исследователя Джуди Джеймс, наиболее распространёнными видами являются следующие:

1) нановремя — это то, что пролетает быстрее всего. Оно может сопутствовать панике или, наоборот, наслаждению. Оно может длиться секунду, а может — целый день. Мы ощущаем нановремя, когда:
торопимся дописать статью в срок;
пытаемся перезагрузить смартфон, чтобы сделать срочный звонок;
стараемся успеть сделать все запланированные покупки за обеденный перерыв;
рабочий день близится к своему окончанию, а впереди — долгожданное романтическое свидание или выходные. Чем ближе срок окончания работы, тем быстрее движется нановремя.

2) убитое время, наоборот, самое медленное. Одна минута убитого времени кажется неделей реального. С этим временем мы сталкиваемся, когда:
стоим в очереди в супермаркете, банке, на почте и т. д.;
ждём лифта;
нас просят подождать у телефона;
ждем счёта после скучного бизнес-ланча.

3) спешка — наиболее непропорциональный вид времени из всех возможных. Такое время сопутствует ситуациям, в которых мы бываем слишком загружены, чтобы что-то заметить. Оно существует автономно, независимо от внешнего мира, когда:
ждём следующий автобус (трамвай, маршрутку, такси);
открываем письмо и умираем от любопытства, что же в нём написано;
остаётся пара минут до прихода гостей, и мы пытаемся успеть накрыть на стол, накрасить ногти и подтереть пол в прихожей.

4) потерянное время. В этот момент мы испытываем скуку, уныние или депрессию. Нам не хочется куда-то бежать, что-то делать, а иногда даже жить. Это самое грустное время, сопровождающее неприятные дела, которыми нам приходится заниматься в силу своих обязанностей. Потерянное время имеет место, когда:
мы сидим на «летучке» и слушаем претензии начальника по поводу работы или поведения некоторых сотрудников;
словно в замедленном показе видим, как молоко поднимется из кастрюли и пытается «убежать» на вымытую плиту, и т. д.

5) обыкновенное время. Его мы наблюдаем, когда каждый прожитый день, как брат-близнец, похож на предыдущий. Такое время может быть как приятным, так и неприятным. Его главное отличие в том, что для нас оно становится привычным, обыденным, а зачастую даже скучным.

6) мёртвое время говорит само за себя. В такие моменты мы не делаем ничего. Совсем ничего. Грустно!

Пусть, друзья, у Вас всегда имеется время на себя, любимых, а ваша жизнь будет красивой, яркой, интересной!