Warum wir den Tag in Sekunden, Minuten und Stunden aufteilen

Warum wir den Tag in Sekunden, Minuten und Stunden aufteilen

Heute habe ich herausgefunden, warum wir den Tag in Sekunden, Minuten und Stunden unterteilen.

Das Konzept, den Tag aufteilen zu müssen, erscheint selbst dem kleinsten Kind, das fragt: "Ist es Snackzeit?" Die Realität ist, auch wenn wir uns entschieden haben, dass die Zeit aufgeteilt werden muss. Der tatsächliche Prozess und die Art, wie wir vorgehen, hat sich seit Jahrtausenden verändert. Die grausame Ironie ist, dass, obwohl wir wissen, dass wir Zeit messen müssen, sich nie ein Konsens darüber gebildet hat, was Zeit wirklich ist.

In der gesamten Geschichte gab es zwei Hauptschulen zum Nachdenken über die Zeit und noch viel mehr Meinungen darüber, wie wir sie messen sollen. Das erste Konzept der Zeit ist das, was die meisten gegenwärtigen Physiker dazu neigen, zu unterschreiben, und das ist die grundlegende Dimension des Universums. Die 4th Dimension, in der sich die anderen drei Raumdimensionen (Länge, Breite und Höhe) der Reihe nach bewegen können. Der zweite Begriff der Zeit spricht sich gegen die Vorstellung aus, dass es sich um eine Dimension handelt, sondern um ein intellektuelles Konzept, das es den Menschen ermöglicht, Ereignisse zu sequenzieren und zu vergleichen. Diese Zeit existiert nicht für sich, sondern ist eine Art, wie wir die Dinge darstellen.

Während viele Physiker dazu neigen, die Zeit als eine Dimension zu betrachten, nehme ich an, weil sie versuchen, an Einsteins Theorien über die Raumzeit festzuhalten, aber ich ziehe es vor, sie als Werkzeug zu betrachten. Dies liegt daran, dass sich unser Universum ständig verändert. Von einem Moment zum nächsten ist es immer in Bewegung. Von Elektronen, die sich um Atomkerne bewegen, bis hin zum Basketballspieler, der versucht, seinen Schuss abzuwerfen, bevor die Spieluhr abläuft, ist alles in unserem Universum in Bewegung. Um es verstehen zu können, brauchen wir ein Werkzeug. Wenn Sie das Universum als Auto und Zeit als ein sehr wichtiges Werkzeug in einem Toolkit betrachten, können Sie sehen, wie Zeit keine Dimension sein würde. Sie benötigen Werkzeuge, um ein Auto auseinander zu nehmen, und genau wie das Steckdosenset, um alle inneren Abläufe dieses Automobils zu zerlegen und zu verstehen, ist auch Zeit erforderlich, um die Veränderungen in unserem Universum von einem Moment zum anderen auseinanderzunehmen und zu verstehen Nächster. Aber so wie das Steckdosen-Set niemals Teil des Autos sein wird, wird auch die Zeit niemals Teil des Universums sein, sondern nur ein notwendiges Werkzeug, um es zu verstehen.

Wie auch immer Ihre Position zur tatsächlichen Zeit ist, eine Konstante ist immer geblieben; Wie misst du es? In der Chronometrie (Die Wissenschaft der Zeitmessung) gibt es zwei verschiedene Messformen, den Kalender und die Uhr. Der Kalender wird zum Messen des Zeitablaufs verwendet, und die Uhr wird zum Zählen des laufenden Zeitverlaufs verwendet und für Zeiträume von weniger als einem Tag abgefragt. Wir werden uns natürlich auf Zeiträume von weniger als einem Tag konzentrieren, denn wenn wir in die Kalenderdebatte gehen, würden wir unweigerlich entscheiden, dass unsere Welt 2012 enden würde !!

Heute ist das am weitesten verbreitete numerische System ein Basis-10-System (dezimal). Dies scheint angemessen zu sein, da wir alle 10 Finger und Zehen haben, sodass Grundschüler und ich nach ein paar Bierchen problemlos Mathe machen können! Unglücklicherweise haben die Zivilisationen vor Dewey Decimal entweder nie versucht, die betrunkenen Schafe zu zählen oder einfach nur ihre Kinder zu hassen, aber alle schienen andere, kompliziertere Systeme wie eine Basis 12 (Duodecimal) oder eine Basis 60 (Sexagesimal) zu verwenden.

Die erste Gesellschaft, die den Tag in kleinere Teile aufgeteilt hatte, waren die Ägypter. Sie teilten sich einen Tag in zwei zwölfstündige Abschnitte; Nacht und Tag. Die Zeit, die sie zur Zeitmessung verwendeten, war die Sonnenuhr. Die ersten Sonnenuhren waren nur Pfähle im Boden und Sie wussten, wie spät es war, durch die Länge und Richtung des Sonnenschattens. Fortschritte in der Technologie, nämlich eine T-förmige Stange, die in den Boden eingesetzt wurde, ermöglichten eine genauere Messung des Tages in 12 verschiedenen Teilen. (Damn duodecimal system !!) Es wurde angenommen, dass eine Erklärung für dieses Basissystem darin besteht, dass man leicht zu zwölf kommen kann, indem man die Fingerknöchel aller vier Finger mit dem Daumen zählt. (Anscheinend hatten sie keine DUI-Patrouillen für betrunkenes Kamelfahren und uralte Polizisten, die Feld-Nüchternheitstests durchführen, bei denen die Leute den Daumen an die Finger drücken; ansonsten würden sie erkennen, dass diese Zählmethode keine gute Idee war!)

Der Nachteil dieser frühen Uhr war, dass es nachts keine Möglichkeit gab, die Zeit zu messen. Die Ägypter mussten wie wir immer noch Zeit nach Einbruch der Dunkelheit messen. Woher wissen wir sonst, wann die Bars schließen? So beobachteten ihre frühen Astronomen eine Reihe von 36 Sternen, von denen 18 den Lauf der Zeit nach dem Sonnenuntergang festlegten. Sechs von ihnen würden verwendet werden, um die 3 Stunden der Dämmerung auf beiden Seiten der Nacht zu markieren, und zwölf würden verwendet, um die Dunkelheit in 12 gleiche Teile zu unterteilen. Später, irgendwo zwischen 1550 und 1070 v. Chr., Wurde dieses System vereinfacht, um nur einen Satz von 24 Sternen zu verwenden, von denen 12 den Lauf der Zeit kennzeichneten.

Im Altertum gab es viele andere Methoden, um den Zeitverlauf nach Einbruch der Dunkelheit zu messen. Die am genauesten bekannte Uhr war eine Wasseruhr, Clepsydra genannt. Datierung bis ca. 1400-1500 v. Chr. Konnte dieses Gerät trotz der Jahreszeiten den Lauf der Zeit über mehrere Monate hinweg markieren. Es verwendete eine schräge Innenfläche, die mit Skalen beschriftet war, die eine Abnahme des Wasserdrucks ermöglichten, als das Wasser aus einem Loch am Boden des Gefäßes floss.

Da Tag und Nacht nun in 12 gleiche Teile aufgeteilt werden konnten, wurde das Konzept eines 24-Stunden-Tages geboren. Interessanterweise schlug der griechische Astronom Hipparchus nicht vor etwa 150 v. Chr. Vor, dass für jede Stunde ein fester Zeitrahmen erforderlich sei. Er schlug vor, den Tag in 24 Äquinoktialstunden aufzuteilen, die an Äquinoktikentagen beobachtet wurden. Unglücklicherweise für die Bohnenkostenzähler, die für Überstunden zuständig waren, benutzten die meisten Laien saisonal wechselnde Stunden für mehrere Jahrhunderte. Es war nicht vor dem 14th Jahrhundert, als mechanische Uhren alltäglich waren, wurde eine feste Länge für eine Stunde allgemein akzeptiert.

Hipparchus selbst und andere Astronomen verwendeten astronomische Techniken, die sie von den Babyloniern übernommen hatten, die Berechnungen mit einem Basis-60-System anstellten. Es ist nicht bekannt, warum die Babylonier, die sie von den Sumerern geerbt haben, ursprünglich 60 als Berechnungsgrundlage gewählt haben. Es ist jedoch äußerst praktisch, Zeitbruchteile mit 10, 12, 15, 20 und 30 auszudrücken.

Die Idee, dieses Basis-60-System als Mittel zur Aufteilung der Stunde zu verwenden, wurde aus der Idee geboren, ein geographisches System zu entwerfen, um die Erdgeometrie zu markieren. Der griechische Astronom Eratosthenes, der zwischen 276-194 v. Chr. Lebte, verwendete dieses Sexagesimalsystem, um einen Kreis in 60 Teile zu unterteilen. Diese Breitengrade waren horizontal und führten zu dieser Zeit durch bekannte Orte der Erde. Später entwickelte Hipparchus Längslinien, die 360 ​​Grad umfassten. Noch später erweiterte der Astronom Claudius Ptolemaios die Arbeit von Hipparchus und teilte jeden der 360 Breiten- und Längengrade in 60 gleiche Teile auf. Diese Teile wurden weiter in 60 kleinere Teile unterteilt. Er nannte die erste Division "partes minutae primae" oder erste Minute. Die unterteilten kleineren Teile nannte er "partes minutae secundae" oder zweite Minute, die als zweite bekannt wurde.

Wieder einmal gingen diese Messtechniken bis um die 16 Jahre in der Öffentlichkeit verlorenth Jahrhundert. Die ersten mechanischen Uhren würden die Stunden in Hälften, Viertel oder Drittel teilen. Es war nicht praktisch für den Laien, die in Minuten aufgeteilte Stunde zu benötigen.

Fortschritte in Technologie und Wissenschaft im Laufe der Jahrhunderte machten es erforderlich, einen genau definierten Wert für die Messung einer Sekunde festzulegen. Im Internationalen Einheitensystem (SI) ist die zweite Zeiteinheit die Basiseinheit. Diese wird dann multipliziert, um eine Minute, Stunde, Tag usw. zu erhalten.

Das erste genau messbare Mittel zur Definition einer Sekunde war das Aufkommen des Pendels. Diese Methode wurde häufig als Zeitzähler in frühen mechanischen Uhren verwendet. Im Jahr 1956 wurde das zweite Jahr für eine bestimmte Epoche als Umlaufzeit der Erde um die Sonne definiert. Da bereits bekannt war, dass die Rotation der Erde um ihre Achse nicht ausreichend einheitlich ist, wurde die zweite als definiert. "Die Fraktion 1 / 31.556.925,9747 des tropischen Jahres für Januar 0 Januar um 12 Uhr Ephemeridenzeit."

Mit der Entwicklung der Atomuhr wurde entschieden, dass es praktischer und genauer war, sie als Mittel zu verwenden, um eine Sekunde zu definieren, und nicht die Revolution der Erde um die Sonne. Unter Verwendung einer Common-View-Messmethode basierend auf den empfangenen Signalen von Radiosendern konnten Wissenschaftler feststellen, dass eine Sekunde der Ephemeridenzeit 9.192.631.770 ± 20 Zyklen der gewählten Cäsiumfrequenz betrug. So definierte die Dreizehnte Generalkonferenz über Maße und Maße 1967 die zweite Atomzeit im Internationalen Einheitensystem als; "Die Dauer von 9.192.631.770 Perioden der Strahlung, die dem Übergang zwischen den beiden Hyperfeinniveaus des Grundzustands des Cäsium-133-Atoms entspricht."

Unglücklicherweise für Laien, Wissenschaftler mit ihrem ständigen Bedürfnis, korrekt und absolut genau zu sein, haben die Auswirkungen der Gravitationskräfte dazu geführt, dass die Sekunde je nach der Höhe, in der sie gemessen wurde, unterschiedlich ist. Eine einheitliche Sekunde wurde 1977 hergestellt, indem die Leistung jeder Atomuhr auf den mittleren Meeresspiegel korrigiert wurde. Dies verlängerte jedoch die Sekunde um etwa 1 × 10−10. Diese Korrektur wurde dann Anfang 1977 angewandt.

Heute gibt es Atomuhren, die in verschiedenen Frequenz- und optischen Bereichen arbeiten. Während hochmoderne Cäsiumbrunnen-Atomuhren die am weitesten verbreitete Genauigkeit zu sein scheinen, sind optische Uhren in ihrer Leistung gegenüber ihren Mikrowellen-Pendants zunehmend wettbewerbsfähiger geworden.

Es scheint wahr zu bleiben, dass sich mit der fortschreitenden Entwicklung der Technologie die Notwendigkeit einer genaueren Zeitmessung weiterentwickelt. Für die meisten von uns gilt jedoch, dass wir einfache Ghetto-Mathematik anwenden können und einfach wissen, dass es 60 Sekunden in einer Minute, 60 Minuten in einer Stunde und 24 Stunden am Tag sind!

Bonus Fakten:

  • Da der zweite Wert auf der Anzahl der Übergänge des Cäsiumatoms zwischen den beiden Hyperfeinwerten seines Grundzustands im Vergleich zur Ephemeridenzeit und der Tatsache, dass sich die Erdrotation verlangsamt, basiert, ist es erforderlich, periodische "Schaltsekunden" hinzuzufügen die atomare Zeitskala, um die beiden innerhalb einer Sekunde voneinander zu halten.
  • Seit 1972 bis 2006 wurden 23 Schaltsekunden hinzugefügt, von 1 alle 6 Monate bis 1 alle 7 Jahre.
  • Der Internationale Dienst für Erdrotation und Referenzsysteme (IERS) überwacht die Differenz zwischen den beiden Zeitplänen und fordert, dass Schaltsekunden bei Bedarf eingefügt oder entfernt werden.
  • Obwohl es sich nicht um einen Standard handelt, der im Internationalen Einheitensystem definiert ist, ist die Stunde eine Einheit, die zur Verwendung mit SI akzeptiert wird, dargestellt durch das Symbol h.
  • In der Astronomie ist das julianische Jahr eine Zeiteinheit, definiert als 365.25 Tage mit jeweils 86400 SI-Sekunden.
  • Es ist jedoch so, dass der Mond bereits 10.000 bis 28.000 v. Chr. Zur Zeitberechnung verwendet wurde. Mondkalender waren unter den ersten, entweder 12 oder 13 Mondmonate (346 oder 364 Tage). Lunisolar-Kalender haben oft einen dreizehnten Monat, der zu einigen Jahren hinzugefügt wird, um den Unterschied zwischen einem vollen Jahr (heute als 365,24 Tage bekannt) und einem Jahr von nur zwölf Mondmonaten auszugleichen. Die Zahlen zwölf und dreizehn traten in vielen Kulturen hervor, zumindest teilweise aufgrund dieser Beziehung von Monaten zu Jahren.

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