Spravodajský portál pre modernú generáciu, ktorá sa zaujíma o aktuálne dianie.
Zaujíma ťa aktuálne dianie? Správy z domova aj zo sveta nájdeš na spravodajskom webe. Čítaj reportáže, rozhovory aj komentáre z rôznych oblastí. Sleduj Refresher News, ak chceš byť v obraze.
Kliknutím na tlačidlo ťa presmerujeme na news.refresher.sk
24. júla 2016, 2:15
Čas čítania 0:00
Matúš Majer

Od slnečných hodín po atómovú presnosť. Ako vznikol čas a prečo každá sekunda trvá inú dobu?

ZAUJÍMAVOSTI
Uložiť Uložené

Veľké objavy sa diali aj na tomto poli.

Určite sa všetci zhodneme na tom, že mať k dispozícií informáciu, kedy zapadne Slnko, je pomerne silná výhoda. Už v praveku si "ľudia" uvedomovali, že čas plynie a niektoré obdobia trvajú zhruba podobne dlho. Prvým prelomovým bodom bola neolitická revolúcia - ľudia začali robiť aj niečo iné, ako naháňať zvieratá po lese, vznikali počiatky pestovania a ľudský život sa upokojil. Pravdepodobne tento faktor môže za vynález prvých hodín - slnečných. Nám teraz príde jasné, že tieň sa hýbe podľa Slnka a že Slnko sa na oblohe posúva skoro po priamke. Primitívnym civilizáciám však pútal pozornosť boj o život, a preto až spomalenie doby v neolite vnuklo ľuďom myšlienku, ako si svoj život zjednodušovať.

Praveké začiatky

Postupne sa začali objavovať veci, ako "Mesiac sa hýbe", "tieň sa hýbe" a podobné, až sa prišlo na to, že Slnko vždy vychádza na jednej strane a zapadá na druhej. Vtedy to musel byť úchvatný objav, no pamätajme, stále sa nachádzame v dobe asi 5000 p.n.l. No počiatky tejto pokročilejšej civilizácie so sebou priniesli aj prvé slnečné hodiny, takzvané gnomóny (gr. gnómon = ukazovateľ). Aj keď sa najstaršie našli na území Írska, populárne boli predovšetkým v Egypte. Bežné slnečné hodiny majú paličku a okolo nej boli v kruhu nakreslené čísla (pričom na polovicu z tých čísel tieň nikdy nepadne). V Egypte to bolo myslené podobne, akurát miesto malej paličky bol obrovský obelisk a miesto čísel bola na miesto dovlečená nejaká platňa, do ktorej sa do polovice (alebo podľa potreby) vyryla čiarka. Samozrejme, kvôli obehu Zeme okolo Slnka sa nová čiarka musela ryť pomerne často a celkovo to bolo pomerne nepresné, no na potreby vtedajšej doby to postačovalo.

Rekonštrukcia gnomónov.

Od slnečných hodín po atómovú presnosť. Ako vznikol čas a prečo každá sekunda trvá inú dobu?
Zdroj: wikimedia

Hodiny a minúty

A práve Egypťania boli tí, ktorí sa rozhodli, že bude fajn mať aj menšiu jednotku ako deň. Čas, kedy bolo slnko zapadnuté, rozsekali na dvanásť častí, a to podobné spravili aj s dobou, kedy bolo Slnko nad obzorom. Tu už pravdepodobne v mnohých svitne podozrenie. Vzhľadom na to, že Zem nie je plochá, ale je ako-tak guľatá, Slnko bude nad obzorom o niečo dlhšie, ako keď ho nevidno. Čiže aj keď si to oni sami pravdepodobne neuvedomovali, každá dvadsaťštyritina u Egypťanov trvala iný čas. Mimochodom, tento systém bol použitý aj v Biblii, v novších výtlačkoch to už je však prevedené.

Na scénu prichádzajú Gréci, národ, ktorý bol vždy o krok vpred. Pravdepodobne v roku 625 p.n.l. prichádza na svet Táles. O jeho prevratných objavoch už bolo popísané aj u nás, dovolíme si však krátke zhrnutie. Táles vniesol svetlo do oblasti geometrie a matematiky, určil jeden z filozofických smerov, podal dôvod vzniku zemetrasení, no najviac sa blysol na poli astronómie, kedže si všimol pár dôležitých detailov a prisudzuje sa mu aj jedno z prvých presných delení času. Napríklad asistoval pri tvorbe 24 rovnako dlhých hodín a dokázal podľa Slnka vypočítať, kedy začne ďalšia. Táles totiž odmeral dráhu, ktorú Slnko prejde, kým je na obzore a z nej zistil uhol. Dosadením do rovnice zistil, koľko času ubehne, kým Slnko nevidíme a následne celý čas rozdelil na 24 častí. Grékom sa pripisuje ešte jedno prvenstvo - ako prví definovali ešte niečo kratšie ako hodinu. Prvá verzia minúty vychádza z Tálesovho merania a trvá, kým Slnko neprejde jeden stupeň na oblohe, čiže asi ako štyri naše minúty.

Táles z Milétu

Od slnečných hodín po atómovú presnosť. Ako vznikol čas a prečo každá sekunda trvá inú dobu?
Zdroj: wikimedia

 

Objavy novej doby

Postupom času sa však požiadavky ľudí menili a v stredoveku už tomu bolo úplne inak ako v staroveku. Z toho titulu sa preslávil aj perzský matematik Al-Biruni. Ten v roku 1000 zaviedol veľké množstvo časových jednotiek. Uznané boli už aj minúty, ktoré boli tak ako dnes 1/60 hodiny. Presne tak fungovali aj ním vyhlásené sekundy. Al-Biruni takto pokračoval ešte ďalej a po sekundách (ang. seconds) zaviedol ešte thirdsfourths, ktoré vyjadrovali 1/60 predchádzajúcej celej hodnoty. Určite bude mnohých zaujímať, prečo práve číslo 60. Dané číslo bolo zvolené v rámci kompromisu voči svetu geometrie, s ktorým je matematika úzko spätá. V tej dobe bola populárna astronómia, ktorá využívala ako delenie času, tak aj geometriu a prepojené jednotky boli veľkým zjednodušením. Dnes už po sekunde nasledujú stotiny (1/100 sekundy), čiže tu sa systém s číslom 60 láme. Veď nakoniec, doba pokročila  a v dnešnej dobe už nie je potrebný.

Keď už ľudia vedeli čo ako dlho trvá, nejaké meradlo by bolo na mieste. Príchod prvých mechanických hodín sa datuje k roku 1579. Hodín vznikalo po svete viacero a každé z nich dokázali merať a tikať sekundy.  Jediný problém bol, že každým hodinám trvala sekunda iný časový úsek a spoľahlivosť hodín trvala dovtedy, kým majiteľ neuvidel druhé.

Ďalší zásadný objav predniesol William Clement v roku 1644. Vyhlásil, že kyvadlo špecifických fyzikálnych vlastností môže mať dobu kmitu dve sekundy. O 26 rokov neskôr predviedol hodiny, ktoré na tomto princípe fungovali a sekunda trvala vždy sekundu, bohužiaľ, predbehol ho Galileo, ktorý zhrnul všetok záujem. Týmto vynálezom sa sekundu podarilo presne definovať a vyjadriť a o dvesto rokov neskôr bola do definície sekundy pridaná veta, ktorá hlása, že sekunda je polovica kmitového času kyvadlových hodín, ktoré Clement použil. A od tej doby už nebolo čo riešiť.

Replika Galileových hodín.

Od slnečných hodín po atómovú presnosť. Ako vznikol čas a prečo každá sekunda trvá inú dobu?
Zdroj: galileo.rice.edu

Každá sekunda je o niečo dlhšia

Iste každý uzná, že definícia hovoriaca o kmitajúcom kyvadle nie je zrovna reprezentatívna pre novú dobu, a tak bola viackrát vymenená. Najjednoduchšia hovorí, že sekunda je 1/86400 slnečného dňa. Tá bola vtedy bezpochyby správna. Aktuálne je však oficiálna definícia mimoriadne zložitá. V sústave jednotiek SI totiž teraz stojí, že sekunda ubehne vtedy, keď 9 192 631 770 izotopov cézia 133Cs zaradom zmení stav zo základného do excitovaného (tzv. atómový čas). Alebo jednoduchšie - ak by sa v špeciálnych atómoch vzdialil elektrón od jadra o vrstvu ďalej a toto sa udialo fakt veľakrát po sebe, ubehla by sekunda.

Jednoznačne je teraz na mieste otázka "Prepána prečo?". Odpoveď je, našťastie, omnoho jednoduchšia ako súčasná definícia sekundy. Obeh Zeme okolo Slnka je čím ďalej tým pomalší. Spomaľuje sa ale tak veľmi nenápadne, že to nie je možné pozorovať na vzdialenosti medzi Slnkom a Zemou, no na chemických reakciách áno. Na kinetiku reakcií pôsobí množstvo faktorov a tlak je jedným z nich, preto bude vždy dĺžka priebehu reakcie úmerná k rýchlosti obehu Zeme okolo Slnka (pokiaľ nepríde do hry ďalší faktor). No a zhodou okolností vyše 9 miliárd izotopov cézia dalo presné číslo.


Tu história vývoja času končí a ako vidíme, prešla si mnohými turbulenciami. Veríme, že si znova o niečo múdrejší a že všetky veci boli starostlivo objasnené. "Domestifikácia" času stála množstvo námahy, nakoniec, skĺbilo sa to, čo je vesmírom dané, a to, čo od času chceli ľudia. Je skoro až neuveriteľné, že niečo tak komplexné stále funguje, aj keď nie zrovna na sekundu presne.

Späť
Zdieľať
Diskusia