5. О нас. Время и способы его измерения
Мы знаем, что окружающий нас мир находится в состоянии постоянного развития. В нем нет ничего неизменного: все движется, все бесконечно, все вечно. Эти изменения протекают во времени. А время – одна из основных форм существования материи. Пространство и время – неотделимые от материи понятия. Мы не можем представить себе Вселенную вне пространства и вне времени. Понятия пространства и времени теряют свой смысл без материи.
Для измерения пространства человек выработал научно обоснованную единицу измерения – метр. Согласно определению, принятому в 1983 году 17 Генеральной конференцией по мерам и весам, метр – длина пути, проходимого светом в вакууме за 1/299792458 долю секунды. С 1960 г. и по 1983 г. метр определяли как длину, равную 1650763,73 длины в вакууме излучения, соответствующего переходу между уровнями 2p10 и 5d5 атома криптона 86.
Для измерения времени был принят природный периодический процесс – вращение Земли вокруг ее оси, которое мы воспринимаем как суточное вращение небесной сферы. За единицу измерения времени была принята продолжительность одного полного оборота Земли вокруг ее оси – сутки. За начальную точку отсчета времени астрономы приняли точку весеннего равноденствия, в которой небесный экватор пересекается с эклиптикой. В этот момент время, которое в астрономии называется звездным временем, равно нулю часов, нулю минут и нулю секунд. Звездные сутки определяют как промежуток времени между двумя последовательными одноименными кульминациями точки весеннего равноденствия. Часовой угол точки весеннего равноденствия возрастает пропорционально времени. Продолжительность звездных суток равна 86164 секундам. В астрономических обсерваториях имеются звездные часы, идущие по звездному времени. Звездное время необходимо для выполнения некоторых астрономических наблюдений и расчетов.
Однако наша жизнь тесно связана с Солнцем, его ежесуточным и ежегодным движением. На самом деле Земля движется вокруг Солнца, но нам кажется, что будто Солнце кружит вокруг нашей планеты. За сутки Солнце описывает вокруг Земли небесный круг. При этом оно дважды пересекает еще один небесный круг – небесный меридиан, проходящий через оба полюса мира, зенит и надир. Явления прохождения Солнцем через небесный меридиан называется кульминациями. В верхней кульминации высота Солнца над горизонтом Земли максимальна, в нижней кульминации – минимальна. Момент верхней кульминации центра Солнца называется истинным полднем, момент нижней кульминации – истинной полночью. Промежуток времени между двумя последовательными истинными полднями называется истинными солнечными сутками.
Поскольку наша планета движется вокруг Солнца неравномерно, вследствие того, что земная орбита не окружность, а эллипс, то истинные солнечные сутки имеют неодинаковую продолжительность в разное время года. По этой причине астрономам пришлось ввести так называемое среднее солнце – некую фиктивную точку, которая равномерно движется по небесному экватору, совершая полный обход за год, перемещаясь в сторону прямых восхождений, то есть с запада на восток. Это среднее солнце принимается астрономами за указатель среднего солнечного времени. Средними солнечными сутками называется промежуток времени, отделяющий два последовательных средних полдня и равный 86400 секундам.
Наименьшей единицей земного времени считается секунда. Секунда – это обыкновенное геометрическое понятие. Ее еще называют единицей измерения плоского угла, равной 1/3600 градуса. Набор секунд – минута, час – это конкретный пространственный промежуток, часть пути, пройденного какой-либо точкой при обороте Земли вокруг ее оси.
В современной физике различают атомную секунду (эталонную), воспроизводимую цезиевыми эталонами частоты и времени, и эфемеридную секунду, равную 1/31556925,9747 доли тропического года.
Представление современной науки о времени основано на том, что время как мера длительности существования и движения материальных объектов, событий, процессов носит необратимо направленный характер: из прошлого – через настоящее – в будущее. Из данного определения следуют универсальные свойства времени – длительность, неповторяемость и необратимость.
В отличие от нас, наши предки воспринимали время только как серию бесконечно повторяющихся циклов, и это для нас является загадкой. Впрочем, наше историческое прошлое нередко разговаривает с нами загадками и оставляет множество нерешенных вопросов. В наших умах постоянно возникают размышления, догадки и сомнения по поводу тех или иных исторических фактов, сохранившихся до наших дней. Не одно поколение людей задает себе вопросы: чье лицо у Сфинкса, кто, зачем и когда построил пирамиды, чьи следы хранит Наска, о чем молчит Стоунхендж?
