لماذا نقسم اليوم إلى الثواني والدقائق والساعات

2024 مؤلف: Sherilyn Boyd | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-16 09:38

يبدو مفهوم الحاجة إلى تقسيم اليوم طبيعة ثانية حتى أصغر طفل يسأل ، "هل هو وقت وجبة خفيفة". والحقيقة هي أنه على الرغم من أننا قررنا أن هناك حاجة لتقسيم الوقت ، فإن العملية الفعلية والطريقة التي نتتبعها قد تغيرت منذ آلاف السنين. المفارقة القاسية أنه على الرغم من أننا نعلم أننا بحاجة إلى قياس الوقت ، لم يكن هناك إجماع على أي وقت في الواقع.

على مدار التاريخ كله ، كانت هناك مدرستان فكريتان أساسيتان في أي وقت ، وحتى العديد من الآراء حول كيفية قياسه. المفهوم الأول للوقت هو الذي يميل معظم الفيزيائيين الحاليين إلى الاشتراك فيه ، وهذا الوقت هو بُعد أساسي في الكون. 4^عشر البعد الذي يمكن للأبعاد الثلاثة الأخرى للفضاء (طوله عرضه وارتفاعه) أن ينتقل خلال التسلسل. المفهوم الثاني للزمن يجادل ضد فكرة أنه بعد ، ولكنه مفهوم فكري يسمح للناس بتسلسل وقارن الأحداث. هذا الوقت لا يوجد من تلقاء نفسه ، بل هو طريقة نمثل بها الأشياء.

في حين أن العديد من علماء الفيزياء يميلون إلى النظر إلى الوقت كبعد ، أفترض لأنهم يحاولون التمسك بنظريات أينشتاين في وقت الفراغ ، أنا أفضل عرضه كأداة. هذا لأن كوننا يتغير باستمرار. من لحظة إلى أخرى ، هو دائما في الحركة. من الإلكترونات التي تتنقل حول النوى الذرية ، إلى لاعب كرة السلة في محاولة للحصول على إطلاق النار قبل أن تنفد لعبة الساعة ، كل شيء في عالمنا يتحرك. حتى نتمكن من فهمه ، نحتاج إلى أداة. إذا كنت ترى الكون كسيارة ووقت كأداة مهمة جدًا في مجموعة أدوات ، يمكنك أن ترى كيف أن الوقت لن يكون بعدًا. تحتاج إلى أدوات لتفكيك سيارة ، ومثلما تحتاج مجموعة المقبس لتفكيك وفهم كل الأعمال الداخلية لهذه السيارة ، لذلك هناك حاجة إلى الوقت لفهم التغيير في عالمنا من لحظة إلى أخرى. التالى. ولكن مثل مجموعة المقبس لن تكون أبدًا جزءًا من السيارة ، لذا لن يكون الوقت أبدًا جزءًا من الكون ، فقط أداة مطلوبة لفهمها.

مهما كان وضعك في أي وقت هو في الواقع ، بقي ثابت واحد دائمًا ؛ كيف تقيسه؟ في الكرونومتر (علم قياس الوقت) ، هناك نوعان متميزان من القياس ، التقويم والساعة. يتم استخدام التقويم لقياس مرور فترات زمنية طويلة ، ويتم استخدام الساعة لحساب الوقت المستمر للوقت ويتم استشارته لفترات أقل من يوم واحد. من الواضح أننا سنركز على فترات أقل من يوم واحد ، لأنه إذا ذهبنا إلى المناقشة في التقويم ، فسنقرر حتمًا أن عالمنا سينتهي في عام 2012 !!

اليوم ، النظام العددي الأكثر استخدامًا هو نظام أساسي 10 (عشري). يبدو هذا مناسبًا نظرًا لأننا جميعًا لدينا 10 أصابع وأذنين ، لذا يمكن لطلاب الصف الدراسي وأنا ، بعد بضعة أنواع من البيرة ، القيام بالرياضيات بسهولة! لسوء الحظ بالنسبة إلينا ، لم تحاول حضارات ديوي العشرية السابقة أبداً أن تحسب أغنامها ، أو ببساطة كرهت أطفالها ، لكن كلهم كانوا يستخدمون أنظمة أخرى أكثر تعقيدًا مثل القاعدة 12 (الثنائي العشري) ، أو الأساس 60 (sexagesimal)

كان المجتمع الأول المعتمد بفصل اليوم إلى أجزاء أصغر هو المصريون. قسموا يومًا إلى قسمين اثني عشر ساعة. ليل ونهار. الساعة التي استخدموها لقياس الوقت كانت الساعة الشمسية. كانت الساعات الشمسية الأولى مجرد حصص في الأرض وكنت تعرف الوقت الذي كان عليه طول واتجاه ظل الشمس. التقدم في التكنولوجيا ، أي شريط على شكل حرف t موصولاً إلى الأرض ، سمح لهم بقياس يوم أكثر دقة في 12 جزءًا متميزًا. (نظام duodecimal لعنة !!) كان من المعتقد أن أحد التفسيرات لهذا النظام الأساسي هو أنه يمكن للمرء الوصول إلى اثني عشر بسهولة عن طريق حساب المفاصل على الأصابع الأربعة بإبهامهم. (على ما يبدو لم يكن لديهم دوريات DUI لقيادة الهوى في حالة سكر والشرطة القديمة أداء اختبارات الرصانة الميدانية مع الناس يلمسون إبهامهم إلى أصابعهم ؛ وإلا ، فإنهم يدركون أن هذه الطريقة لحساب ليست فكرة جيدة!)

وكان العيب إلى هذه الساعة المبكرة أنه في الليل لم تكن هناك طريقة حقيقية لقياس الوقت. ما زال المصريون ، مثلنا ، بحاجة إلى قياس الوقت بعد حلول الظلام. بعد كل شيء ، وإلا كيف نعرف عندما يتم إغلاق القضبان؟ لذا لاحظ علماء الفلك الأوائل مجموعة من 36 نجمًا ، 18 منهم اعتادوا على وضع علامة على مرور الوقت بعد سقوط الشمس. ستستخدم ستة منهم للاحتفال بثلاث ساعات من الشفق على كل من جانبي الليل واثني عشر ثم يتم استخدامها لتقسيم الظلام إلى 12 أجزاء متساوية. في وقت لاحق ، في مكان ما بين 1550 و 1070 قبل الميلاد ، تم تبسيط هذا النظام لاستخدام مجرد مجموعة من 24 نجمة ، منها 12 استخدمت للاحتفال بمرور الوقت.

كان هناك العديد من الطرق الأخرى ، في العصور القديمة ، لقياس مرور الوقت بعد حلول الظلام. وكانت الساعة الأكثر دقة معروفة هي الساعة المائية ، والتي تسمى clepsydra. يؤرّخ إلى تقريبا. 1400-1500 قبل الميلاد ، كان هذا الجهاز قادرا على تحديد مرور الوقت خلال عدة أشهر ، على الرغم من الفصول. واستخدمت سطحًا داخليًا مائلًا تم نقشه بمقاييس تسمح بانخفاض ضغط الماء أثناء تدفق المياه من حفرة في قاع الوعاء.

منذ اليوم والليل يمكن تقسيمها إلى 12 أجزاء متساوية ، ولدت مفهوم يوم 24 ساعة. ومن المثير للاهتمام أن الأمر لم يكن حتى عام 150 قبل الميلاد حيث اقترح الفلكي اليوناني هيبارخوس فكرة وجود مجموعة زمنية ثابتة لكل ساعة. اقترح تقسيم اليوم إلى 24 ساعة إحترافية ملاحظه في أيام الاعتدال. لسوء الحظ بالنسبة للعدادات العامة المسؤولة عن ساعات العمل الإضافي ، استمر معظم الناس العاديين في استخدام ساعات متفاوتة موسمياً لعدة قرون قادمة. لم يكن حتى حوالي 14^عشر القرن ، عندما كانت الساعات الميكانيكية شائعة ، أصبح الطول الثابت لمدة ساعة مقبولاً على نطاق واسع.

استخدم هيبارخوس نفسه ، وغيره من علماء الفلك ، تقنيات فلكية استعاروها من البابليين الذين قاموا بحسابات باستخدام نظام قاعدة 60. من غير المعروف لماذا اختار البابليون ، الذين ورثوها من السومريين ، في الأساس استخدام 60 كقاعدة لنظام الحساب. ومع ذلك ، فمن الملائم للغاية للتعبير عن كسور من الوقت باستخدام 10 و 12 و 15 و 20 و 30.

ولدت فكرة استخدام هذا النظام الأساسي 60 كوسيلة لتقسيم الساعة من فكرة وضع نظام جغرافي لوضع علامة على هندسة الأرض. استخدم الفلكي اليوناني إراتوستينس ، الذي عاش بين 276-194 قبل الميلاد ، هذا النظام الجنسي لتقسيم دائرة إلى 60 جزءًا. كانت خطوط العرض هذه أفقية وتمر عبر أماكن معروفة على وجه الأرض في ذلك الوقت. في وقت لاحق ، ابتكر هيبارخوس خطوط طولية شملت 360 درجة. حتى في وقت لاحق ، توسّع عالم الفلك ، كلوديوس بطليموس ، في عمل هيبارخوس وقام بتقسيم كلٍّ من خطوط العرض والطول بمقدار 360 درجة إلى 60 جزءًا متساوًا. تم تقسيم هذه الأجزاء إلى 60 جزء أصغر. دعا التقسيم الأول "partes minutae primae" ، أو الدقيقة الأولى. الأجزاء الصغيرة المتفرعة التي أطلق عليها اسم "الأجزاء المدققة" ، أو الدقيقة الثانية ، والتي أصبحت تعرف باسم الثانية.

مرة أخرى ، فقدت تقنيات القياس هذه على العامة حتى حوالي 16^عشر مئة عام. أول ساعة ميكانيكية تقسم الساعة إلى نصفين أو أرباع أو ثلثي. لم يكن من العملي أن يحتاج الشخص العادي إلى ساعة مقسمة إلى دقائق.

وقد تطلب التقدم في مجال التكنولوجيا والعلوم على مر القرون أن تكون هناك قيمة محددة أكثر دقة لقياس الثانية. حاليا ، في النظام الدولي للوحدات (SI) ، والثاني هو الوحدة الأساسية للوقت. ثم يتم مضاعفة هذا للحصول على دقيقة ، ساعة ، يوم ، إلخ. إلخ.

أول وسيلة قابلة للقياس بدقة لتحديد الثانية جاءت مع ظهور البندول. تم استخدام هذه الطريقة عادة كوسيلة لحساب الوقت في الساعات الميكانيكية في وقت مبكر. في عام 1956 ، تم تعريف الثاني من حيث فترة ثورة الأرض حول الشمس لحقبة معينة. وبما أنه من المعروف بالفعل أن دوران الأرض على محورها لم يكن معيار قياس موحد بما فيه الكفاية ، فقد عُرِّف الثاني على أنه: "الجزء 1 / 31،556،925.9747 من العام المداري لعام 1900 من يوم 0 يناير عند الساعة 12 ساعة فلكيًا".

مع تطور الساعة الذرية ، تقرر أنه أكثر عملية ودقة لاستخدامها كوسيلة لتحديد ثانية ، بدلا من ثورة الأرض حول الشمس. باستخدام الرؤية المشتركة طريقة القياس بناء على الاشارات الواردة من محطة إذاعية، تمكنوا من تحديد أن الثانية من الوقت التقويم الفلكي كانت 9192631770 ± 20 دورات من وتيرة السيزيوم اختار العلماء. لذلك في عام 1967 ، حدد المؤتمر العام الثالث عشر للأوزان والمقاييس ثاني وقت ذري في النظام الدولي للوحدات على النحو التالي: "مدة 9،192،731،770 فترة من الإشعاع المقابلة للانتقال بين مستويي فائق الدقة للحالة الأرضية للذرة السيزيوم 133."

ولسوء حظ الأشخاص العاديين، عالم مع الحاجة المستمرة لتكون صحيحة ودقيقة للغاية، وجدت آثار قوى الجاذبية تسبب الثانية تختلف اعتمادا على الارتفاع الذي تم قياسه. تم إنتاج ثانية موحدة في عام 1977 عن طريق تصحيح إنتاج كل ساعة ذرية إلى مستوى سطح البحر. هذا ، ومع ذلك ، تطول الثانية بنحو 1 × 10^−10. تم تطبيق هذا التصحيح في بداية عام 1977.

واليوم ، توجد ساعات ذرية تعمل في مناطق ترددية وبصرية مختلفة. في حين يبدو أن الساعات الذرية الأكثر حداثة للنافورة السيزيوم هي الأكثر دقة على نطاق واسع ، فقد أصبحت الساعات الضوئية تنافسية بشكل متزايد في أدائها ضد نظيراتها من أجهزة الميكروويف.

ما يبدو أنه صحيح هو أنه مع تقدم التكنولوجيا أكثر فأكثر ، ستستمر الحاجة إلى قياس الوقت بدقة أكبر. ما يبقى صحيحًا بالنسبة لمعظمنا هو أننا نستخدم الرياضيات السهلة في الغيتو ونعرف ببساطة أن هناك 60 ثانية في الدقيقة ، و 60 دقيقة في الساعة ، و 24 ساعة في اليوم!

حقائق المكافأة:

• لأنه يعتمد الثاني على عدد مرات الانتقال السيزيوم ذرة بين مستويات فائق الدقة الدولتين أرضه مقابل الوقت التقويم الفلكي، وحقيقة أن دوران الأرض يتباطأ، فإنه يصبح من الضروري إضافة دورية "قفزة ثانية" في الجدول الزمني الذري للحفاظ على اثنين في الثانية الواحدة من بعضها البعض.
• منذ عام 1972 وحتى عام 2006 ، أضيفت 23 ثانية قفزًا ، تتراوح من ثانية واحدة كل 6 أشهر إلى 1 كل 7 سنوات.
• الخدمة الدولية لنظام تناوب الأرض والمراجع (IERS) هي المنظمة التي تراقب الاختلاف في المقياسين الزمنيين وتدعو لثلاث ثوانٍ لإدخالها أو إزالتها عند الضرورة.
• على الرغم من أن الساعة ليست معيارًا يحدده النظام الدولي للوحدات ، فإن الساعة هي وحدة مقبولة للاستخدام مع SI ، ممثلة بالرمز ح.
• في علم الفلك ، تعد سنة اليوليان وحدة زمنية ، تُعرّف بـ 365.25 يومًا من كل ثانية 86400 SI.
• على الرغم من أنه تم استخدام القمر لحساب الوقت في وقت مبكر من 10،000-28،000 قبل الميلاد. كانت التقاويم القمرية من بين أول التقاويم ، إما 12 أو 13 شهرًا قمريًا (346 أو 364 يومًا). غالبًا ما يكون تقويمات لونيسولار قد أضيفت إلى الشهر الثالث عشر لبعض السنوات لتعويض الفارق بين السنة الكاملة (المعروفة الآن بنحو 365.24 يومًا) وسنة من اثني عشر شهرًا قمريًا فقط. ظهرت الأعداد اثنتا عشرة والثانية عشرة بشكل بارز في العديد من الثقافات ، على الأقل جزئياً بسبب هذه العلاقة من الشهور إلى السنوات.