Ми вимірюємо його годинником, плануємо по ньому своє життя і хочемо, щоб воно бігло швидше, коли знаходимося в очікуванні. Але що таке час насправді? Експерт Пермського Політеху розповів, хто і як дізнався вік нашої планети, чому всі сприймають час по-різному, що означає UTC, Грінвіч та гномон, чому на Русі відзначали Новий рік 1 вересня, як з'явився високосний рік і хто поділив життя на хвилини, години та року.

У ПНІПУ розповіли, розповіли, чому хвилини тягнуться, а годинник летить / © Jim Kalligas, Unsplash

Скільки років на Землі?

Вік нашої планети становить 4,54 мільярда років. Ключову роль у визначенні цієї цифри відіграв вчений Клер Паттерсон.

— Він розробив метод, відомий як свинець-свинцеве радіометричне датування. Його суть полягала у вимірі різних видів цього металу у стародавніх породах. Справа в тому, що цей елемент (як і інші) може існувати в декількох ізотопних формах – це різновиди атомів, що мають однаковий заряд ядра (кількість протонів), але різне число нейтронів. Одні з них стабільні, інші радіоактивні. Останні з часом перетворюються на інші елементи з певною швидкістю. Паттерсон, взявши зразок з метеорита Каньйон-Дьябло, виміряв співвідношення трьох ізотопів свинцю (204, 206 і 207) у стародавніх зразках і, знаючи швидкість їхнього розпаду, побудував графіки, які називаються ізохронами. На їх основі 1953 року визначив вік порід, отже, і вік нашої планети, — розповідає Єгор Разумовський, аспірант аерокосмічного факультету Пермського Політеху.

Згодом сучасні виміри підтвердили результати його роботи, а також дозволили зменшити похибку, зробивши наше знання про вік Землі точнішим.

Час – це «ноумен» чи річ у собі

Ноумен – це філософське поняття, що означає світ речей, що існують поза нашим чуттєвим сприйняттям. Інакше кажучи, те, що можна осмислити, але неможливо сприйняти органами почуттів. З погляду фізики, як головного інструменту науки, час має чітке визначення – це міра виміру простору. Для вивчення світобудови та навколишнього світу нам достатньо знати, як цим користуватися.

– Важливо розуміти, що час протікає неоднаково для всіх. Чим швидше рухається об'єкт, тим повільніше йому йде час проти спостерігачем, який рухається тихіше. Це науково описується перетворенням Лоренца (названий на ім'я фізика Хендріка Лоренца) – математичною формулою, яка використовується у спеціальній теорії відносності для опису того, як час сприймається спостерігачами у різних системах відліку, – пояснює експерт Пермського Політеха.

Єгор Разумовський пояснює, що на перебіг часу впливає і гравітація. Саме про це говорить теорія відносності Альберта Ейнштейна. Чим сильніше гравітаційне поле, тим повільніше тече час. Так, на орбіті космічного супутника воно швидше, ніж поверхні Землі.

Сонце та Місяць стали основою для формування місяця та року

Ці небесні світила – орієнтири визначення деяких одиниць виміру часу. Місячний цикл дав початок місяцям, а Сонце відраховує рік. Так вони стали основою, але не причиною конкретних чисел у календарі.

— Спостерігаючи за фазами Місяця, люди відзначали період від одного молодика до іншого як одиницю часу – місяць, тобто близько 29,5 сонячної доби. Спочатку місяці були синхронізовані з місячним циклом, тому в календарях різних культур їхня кількість коливалася від 10 до 13. Проте, сонячний рік із 365 днів не ділиться на ціле число місяців, що призвело до необхідності створювати календарі, які враховують цикли небесних тіл. Довелося вводити додаткові дні та місяці, наприклад, з'явився лютий. Дванадцять місяців на рік – це умовність, пов'язана з астрономією. 13 не обрали тому, що всі цикли зазвичай парні і ділити 12 на 4 приємніше ніж 13 на 4, – каже Єгор Розумовський.

Поява високосного року та семи днів у тижні як культурна конвенція

Зазвичай у лютому 28 днів, а у високосні роки – 29. Така система введена для узгодження календарного року з астрономічним, який триває близько 365 днів 5 годин 48 хвилин 45 секунд. Через неповний день у календарі щороку накопичується залишок часу, який за чотири роки перетворюється майже на добу. Щоб компенсувати цю розбіжність, додається один день наприкінці лютого.

– А ось появу 7-денного тижня пов'язують із Стародавнім Сходом. Люди щодня співвідносили з однією з планет, які астрономи бачили на небі. Понеділок із Місяцем, вівторок — з Марсом, середа відповідала Меркурію, четвер — Юпітеру, п'ятниця — Венері, субота — Сатурну, а неділя — Сонцю. Коли римляни завоювали Європу, вони запровадили семиденний тиждень та 24-годинний день у всіх своїх провінціях. На Русі цьому стали дотримуватись після прийняття християнства, — розповідає Єгор Разумовський, аспірант аерокосмічного факультету Пермського Політеху.

Годинник та хвилина

За словами експерта, поділ години та хвилини на 60 одиниць прийшов із Стародавнього Вавилону. Його мешканці використовували шістдесяткову систему числення в точних науках. Для астрономічних спостережень та виміру часу їм потрібно було розділити вже відомі в ті часи добу на рівні частини – так вийшли день і ніч по 12 годин, а щогодини на 60. Те саме сталося з хвилинами, а секунда стала найменшою одиницею вимірювання, яка використовувалася для точніших спостережень, — повідомляє Єгор Разумовський.

Природні цикли як основа визначення часу

Стародавні люди, не маючи складних інструментів, покладалися на явища, що повторюються, щоб відстежувати плин часу. Найбільш очевидним способом було спостереження за Сонцем. Його щоденний схід на сході та захід на заході визначали зміну дня та ночі. Помічаючи, як змінюється висота світила в небі, вони навчилися визначати приблизний час за довжиною та напрямом тіні предметів, що призвело до створення першого сонячного годинника – гномона.

– Циклічна зміна форми Місяця підштовхнула людину визначати довші періоди – місяці. Для орієнтації у часі використовували і зоряне небо, особливо пастухи та мореплавці. Розташування сузір'їв допомагало відстежувати зміну сезонів та терміни для сільськогосподарських робіт. Контроль за пори року та життєвими циклами рослин та тварин також сприяв розумінню перебігу часу, – розповідає експерт Пермського Політеху.

Точнішим способом вимірювання, ніж спостереження за небом, стали водяні (клепсидри) і пісочний годинник, де час відраховувалося по переміщенню їх з однієї судини в іншу.

Лінія змін

Земля обертається навколо своєї осі, здійснюючи повний оберт за умовні 24 години, тому у нас стільки ж часових поясів. Це призводить до зміни дня і ночі, а момент, коли якась точка на планеті опиняється на протилежній від Сонця стороні, визначає місцеву опівночі.

— Щоб уникнути плутанини через велику кількість місцевих опівночі, необхідно було прийняти єдину точку відліку початку доби. Так, 1912 року на І Міжнародній конференції з питань всесвітнього часу грінвічський меридіан «набув чинності». Оскільки він є нульовою точкою відліку довготи, вибрати його було логічним. Час за Грінвічем – основа для Всесвітнього координованого часу (UTC), який використовується для синхронізації по всьому світу, – пояснює Єгор Розумовський.

З сплеском захворюваності на застуду та ГРВІ вимоги до особистої гігієни підвищуються. Особливо важливо стежити за чистотою рук, але не кожен знає, як це робити правильно. Вчені Пермського Політеху нар.

У вік високих технологій та постійного поспіху важливо вміти точно визначати час. Ця стаття розповість про різні способи дізнатися про час у повсякденному житті.

Як визначити час за годинником

Найпоширеніший спосіб дізнатися час – подивитися на годинник. Існує безліч різних годинників:

• Механічний годинник зі стрілками;
• Електронний годинник з цифровим дисплеєм;
• Смарт-годинник та годинник з GPS.

Щоб визначити час за звичайним годинником зі стрілками, потрібно:

1. Знайти годинникову стрілку та подивитися, на якій цифрі вона знаходиться. Це і є година.
2. Знайти хвилинну стрілку. Кожне розподіл циферблату між числами означає 5 хвилин.
3. Визначити де знаходиться секундна стрілка. Кожен її рух – це 1 секунда.

Наприклад, якщо годинникова стрілка на цифрі 3, хвилинна між 1 і 2, а секундна на 7 – означає час 3:17:07.

При виборі годинника важливо звертати увагу на точність ходу. Краще брати годинник з мінімальним відхиленням, щоб вони завжди показували правильний час.

Календарі та часові зони

Щоб знати точну дату, використовуються календарі . Існують григоріанські, місячні та інші календарі. У Росії ухвалено григоріанський календар.

Крім дати, важливо враховувати часові пояси Землі. Час у різних частинах планети відрізняється. Щоб перевести час з однієї часової зони до іншої, потрібно додати або відняти різницю.

Наприклад, коли у Москві опівдні, у Нью-Йорку лише 6 ранку. Різниця складає 6 годин.

Час по Сонцю та зіркам

Вдень можна визначити за становищем Сонця на небі. Наприклад:

• Опівдні Сонце перебуває у зеніті;
• Вранці та ввечері Сонце ближче до горизонту;
• У другій половині дня тіні падають у протилежний від ранку бік.

Вночі орієнтири – становище зірок та Місяця. Наприклад, по Великій Ведмедиці можна визначити Північ.

Такі природні методи працюють навіть без годин! Але потребують знання астрономії.

Технічні способи дізнатися час

Сучасні технології надають безліч способів дізнатися точний час у будь-якій точці Землі:

• Мобільні програми та веб-сайти, що відображають поточний час;
• Радіогодинник, синхронізований із супутниками;
• Настінні годинники та будильники з точним ходом;
• Таймери та секундоміри для відліку інтервалів.

Найточніший годинник синхронізується з супутниками GPS і показує час з похибкою до мілісекунди. Але й звичайні мобільні пристрої з інтернетом дозволяють легко пізнати час.

Історія виміру часу

Людство вигадувало способи дізнатися час із давнини.Ось деякі цікаві факти про історію виміру часу:

• У Стародавньому Єгипті використовувалися обеліски, що відкидають тінь і показують час дня.
• У Стародавній Греції застосовувався водяний годинник – клепсидри.
• Перший механічний годинник з'явився в Китаї в 7 столітті нашої ери.

Згодом годинник ставав все більш досконалим. Сучасні технології дозволяють дізнатися час із неймовірною точністю.

Цікаві факти про час

На закінчення наведемо кілька цікавих фактів про час:

• Найточніша атомна година відхиляється всього на 1 секунду за 300 мільйонів років.
• Чим вище піднімаєшся, тим часом йде швидше через меншу силу тяжіння.
• У Всесвіті немає єдиного часу – воно залежить від швидкості та сили тяжіння.

Таким чином, хоча дізнатися час зараз легко, саме поняття часу до кінця не вивчено та таїть безліч загадок.

Поради щодо тайм-менеджменту

Вміння точно впізнавати час – основа ефективного тайм-менеджменту. Ось кілька порад з управління часом:

1. Плануйте день, ставлячи конкретні завдання і вказуючи час їх виконання.
2. Робіть паузи для відпочинку, щоби підтримувати продуктивність.
3. Уникайте відволікань у вигляді соцмереж та новин.
4. Використовуйте таймери, щоб контролювати час на завдання.

Дотримуючись цих порад і вміючи точно впізнавати час, ви навчитеся цінувати та ефективно використовувати кожну хвилину!

Ритми людського організму та час

Наше тіло теж має внутрішні "годинники", пов'язані з ритмами організму. Наприклад:

• Серцебиття – у середньому 60-80 ударів за хвилину;
• Дихання – 12-20 вдихів за хвилину;
• Сон та неспання – цикл сну близько 8 годин.

Ці ритми потрібно враховувати для гармонійного життя. Наприклад, лягати спати і вставати в один і той же час, робити перерви на відпочинок та їжу.

Як час впливає на продуктивність

Наша продуктивність протягом дня змінюється. Вчені виявили такі закономірності:

• Пік продуктивності посідає ранковий годинник після повноцінного сну.
• Після обіду спостерігається невеликий спад через травлення.
• Увечері продуктивність знову підвищується, але гірша концентрація.

Тому плануйте складні завдання на ранок, а вечір залиште для справ.

Як час впливає на настрій

Наш настрій також циклічно змінюється протягом дня. Наприклад:

• Вранці після сну ми більш бадьорі та оптимістичні.
• Вдень настрій нерідко погіршується через втому та стрес.
• Увечері з наближенням сну ми стаємо розслабленішими.

Знаючи ці особливості, можна планувати важливі переговори на ранок, а надвечір займатися медитацією.

Як час впливає творчість

Творча активність також нерівномірна протягом дня:

• Вранці ми більш логічні та аналітичні.
• Вдень зростає креативність та здатність до інсайтів.
• Увечері корисно обмірковувати ідеї, а чи не генерувати нові.

Таким чином, враховуючи біоритми, можна ефективно розподіляти різні завдання та підвищувати продуктивність.

Нам постійно його не вистачає. Багато хто шкодує, що на добу всього 24 години. Але що таке час? Звідки взялося і як визначається, за якими законами існує і чи існує взагалі?

Час може не співпадати

Єдиного визначення часу немає. Хоча кожен упевнений, що воно є. Вимірюють час годинник. По суті, вони відраховують періодичні повторювані процеси — такі, як коливання маятника, наприклад. З цих періодів і складається час, що вимірюється.

«Є час біологічний, який тече всередині нас, той самий годинник, який цокає.Є час астрономічний. І є час, я б сказав, психічний, тобто, як ми оцінюємо і відчуваємо, як іде цей біологічний і астрономічний годинник. , завідувач центру медицини сон.

Спочатку час був Великий

Уявлення про час розвивалися паралельно з тим, як люди усвідомлювали повторюваність якихось процесів. важливі періоди часу. Так люди почали рахувати місяці, а згодом і складати календарі. було чи не першою наукової Завданням: довелося мати справу з «експериментально» періодами, що спостерігаються, і якимось чином занурити їх у теоретичну схему. З розвитком науки стало зрозуміло, що вся історія людства — лише мала частина історії планети. життя планети термін зовсім невеликий. Щоб зрозуміти, як насправді співвідносяться мільйон і мільярд, пригадаємо, що мільйон секунд — це 11,5 днів, тоді як мільярд секунд — це майже 32 роки.

"Земля існує близько 4,5 мільярда років, десь близько 3,5 мільярда років тому ми вже бачимо сліди життя на Землі", – розповідає Михайло Федонкін, директор Геологічного інституту, академік РАН.

Коли з'явився Маленький час

У Стародавньому світі та в Середньовіччі люди не звертали увагу на хвилини.Нічого схожого на секундоміри під рукою не було.

«У Стародавньому світі могли робити хороші годинники, але не робили потреби. Точний годинник почав робити під час Великих географічних відкриттів. », – пояснює Сергій В'ятчанин, завідувач кафедри фізики коливань фізичного факультету МДУ ім. М.В.

Корабельний хронометр Харрісона в XVIII столітті помилився лише на 15 секунд за п'ятимісячне плавання. процесу використовуються власні коливання, пов'язані з процесами, що відбуваються лише на рівні атомів чи молекул. 1967 року міжнародна система одиниць СІ визначає одну секунду як 9192631770 періодів електромагнітного випромінювання, що виникає при переході між двома надтонкими рівнями основного стану атома цезію-133.

Час іде в один бік

Стріла часу в класичній, не квантовій, фізиці летить у одному Напрямок з минулого через сьогодення в майбутнє ( Про можливості подорожей у часі почитайте тут ). з погляду квантової фізики всі рівняння симетричні за зверненням часу — закони природи зберігаються. впала зі столу – розбилася.Але ніколи уламки з підлоги не підстрибують і не збираються назад у чашку. І чіткої відповіді, чому це так, поки що немає. Можливо, річ у колосальній складності нашої матерії та процесів, що протікають у ній.

Час та події відносні

Час співвідноситься з простір: залежно від швидкості. Два спостерігачі, які рухаються щодо один одного, навіть можуть по-різному уявляти порядок подій, що відбуваються в різних точках. Простір і час певною мірою «розмовляють» з матерією. Маса та енергія викривляють простір-час. Кожне масивне тіло, кожен потік енергії робить «вм'ятину» у просторі-часі. Саме через викривлення простору і уповільнення часу найшвидша з планет Сонячної системи, Меркурій, обертається навколо Сонця не так, як решта планет: не в точності еліпсом, а еліпсом, який з часом сам повертається — нехай і на зовсім малий. кут.

«Поблизу Сонця цей ефект слабкий, хоч і виміряний, але поблизу чорних дірок він стає настільки сильним, що там рух космічних тіл абсолютно не схожий на рух наших планет», — каже Володимир Сурдін, старший науковий співробітник Державного Астрономічного Інституту ім. Штернберг.

Взагалі те, що ми сприймаємо як ефект гравітації — і є викривлення простору і уповільнення часу, викликані наявністю матерії. Щоб сповільнити час помітно, нам знадобиться щось із дуже сильною гравітацією. Чорні дірки — області простору, де гравітація настільки сильна, що дає вирватися назовні навіть світла. (А ми пам'ятаємо, що світло – найшвидше у Всесвіті). Поверхня, що обмежує цю сферу простору, називається горизонтом подій.Простір та час там перемішані.

«Тобто розглядати час окремо можна лише за слабкого гравітаційного поля або за невеликих швидкостей. З нашої точки космонавт ніколи не перетне горизонту подій чорної дірки. Його космічний корабель зупиниться — на наш погляд час там зупинився, і космонавт нескінченно довго живе в цьому розтягнутому для нас, уповільненому часі. При цьому зі свого погляду космонавт вільно падає до центру чорної діри, а оскільки в центрі чорної діри знаходиться сингулярність, приливні сили зростають до нескінченності, він буде розірваний. І виходить, що на наш погляд космонавт живий, а з його власної — мертвий», — пояснює завідувач кафедри астрофізики та зіркової астрономії астрономічного відділення фізичного факультету МДУ Анатолій Черепащук.

Початок часу, або Всесвіт розміром з яблуко

За таких щільностей матерії час, мабуть, перестає існувати. Адже ми пам'ятаємо, що говорити про час означає мати спосіб його вимірювання. А це потребує наявності якогось фізичного процесу. Виявляється, є надмалий масштаб, який ніякі фізичні процеси не вміщуються — планківський час.

«Нічого у світі не може бути коротшим, ніж 10 за мінус 43 ступені секунди. Це дуже маленький час, але меншого не буває. Немає процесів, що протікають швидше, у принципі. Квантова механіка не дозволяє це робити, — провідний науковий співробітник Інституту ядерних досліджень РАН та Астрокосмічного центру ФІАН Борис Штерн.

Дивлячись на галактики, що розбігаються геть, і на характер реліктового випромінювання, що заповнює космос, вчені зробили висновок про те, що весь спостережуваний Всесвіт колись займав дуже малий обсяг.Скажімо розміром із яблуко. А незадовго до того з вишню. Подумки йдучи назад, ми підбираємося до тих самих планківських, надвисоких, щільностей матерії та енергії. І заразом до питання про початок часу.

«Щоб говорити про час, нам потрібно, щоби була якась його процедура вимірювання. Для того, що було до Великого Вибуху, такої невідомо. Починаючи з Великого Вибуху, у нас з'являються частки та поля, тому, з погляду фізики, логічно говорити, що час, мабуть, з'явився на момент Великого Вибуху», — пояснює старший науковий співробітник відділу теоретичної фізики ФІАН Ілля Типунін.

Час у паралельних всесвітах – не однаково

Час може ще й розщепитися для різних спостерігачів, якщо вони опиняються в областях, які ніяк і ніколи не можуть бути один з одним пов'язані. Такі області часто називають паралельними всесвітами. Якщо там, в інших всесвітах, є час, то він ніяк не пов'язаний з нашим, не може бути ніяким із ним зіставлений.

«У Всесвіті є досить гравітаційно пов'язані області, типу нашої галактики. Звичайно, усередині таких областей ми чудово можемо користуватися звичайними, загальними поняттями часу. Якщо в нас буде втрачено між якимись областями Всесвіту зв'язок, за допомогою світла чи фізичних взаємодій, наприклад, то ми, відповідно, нічого не зможемо сказати і про течії часу там», — Ілля Типунін.

Паралельні всесвіти могли б не мати часу (там було б нудно: нічого не відбувалося) або, скажімо, мати два часу.

Усьому приходить кінець. І часу теж

Більш ясні уявлення є про те, що ж станеться зрештою з навколишнього нас Всесвіту.Доля її, мабуть, — стати майже порожньою, коли матерія розлетиться на атоми й кварки з зростаючою швидкістю.

"Якщо обговорювати ситуацію, коли все продовжує експоненційно розширюватися і залишилися тільки частинки, які розлетілися так далеко, що одна на іншу вплинути не може, тоді незрозуміло, навіщо вводити час, що немає змін. – розповідає професор кафедри фізики частинок та космології фізфаку МДУ Дмитро Горбунов.

У давнину час сприймався як спокійне і незмінне, одне для всіх. Як же все змінилося! бачив справжнє обличчя часу, і можу запевнити вас, що вони помиляються. Підготовлено за матеріалами циклу програм «Час» телеканалу "Наука". Що, якщо існують інопланетяни? Професії, які змінюють тіло Хомо футуріс. Якою буде людина майбутнього?