Proveravate svoj telefon, i piše 15:42. Taj čas deluje tačno. Čvrsto. Ali kako zaista znamo da je 15:42? Šta čini taj broj tačnim? Merenje vremena deluje jednostavno dok ne pogledate ispod površine. Tada postaje čudna mešavina okretnih planeta, vibrirajućih atoma i ljudskih sistema koji pokušavaju da shvate sve to.
Kako je počelo merenje vremena
Pre nego što su fizika ili matematika ušle u priču, vreme se pratilo gledajući uvis. Ljudi su posmatrali kako se senke pomeraju i zvezde pomeraju. Dani su se brojili od izlaska do izlaska sunca. To je bilo dovoljno za poljoprivredu i rane rituale.
Zatim su došli sunđeri. Zatim vodeni satovi. Ljudi su trebali nešto preciznije. Kako je društvo postajalo složenije, pritisak da se meri vreme bolje je rastao.
Šta zaista znači jedna sekunda
Danas, sekunda nije samo jedna šestina od minuta. Ima mnogo dublju definiciju. Naučnici je definišu pomoću atoma. Zvanična sekunda zasniva se na vibraciji atoma cezijuma-133.
Jedna sekunda je vreme potrebno da taj atom osciluje 9.192.631.770 puta. Taj broj nije slučajan. On je ponovljiv, stabilan i merljiv. Cezijum je postao zlatni standard za preciznost jer se ne menja mnogo tokom vremena.
Atomski satovi su promenili sve
Kada su se pojavili atomski satovi 1950-ih, merenje vremena je skočilo na potpuno novi nivo. Ovi satovi su toliko precizni da bi izgubili manje od sekunde u milionima godina. To je važnije nego što zvuči. GPS, sateliti, sinhronizacija interneta i električne mreže svi zavise od atomskog vremena.
Bez atomskog vremena, ništa ne bi bilo usklađeno. Vaš telefon bi lutao. GPS bi promašio cilj. Svet sada funkcioniše na atomima, a ne na zupčanicima i oprugama.
Različiti načini praćenja vremena
Vreme se ne meri samo na jedan način. Naučnici koriste nekoliko sistema, u zavisnosti od toga šta treba pratiti.
- Solarno vreme: zasnovano na rotaciji Zemlje u odnosu na Sunce
- Siderealno vreme: zasnovano na rotaciji Zemlje u odnosu na udaljene zvezde
- Atomsko vreme: zasnovano na vibracijama cezijumovog atoma
- Univerzalno vreme (UT1): prati stvarnu rotaciju Zemlje, uključujući male nabori
- Koordinisano univerzalno vreme (UTC): mešavina atomskog i solarnog vremena, sa dodatkom prestupnih sekundi po potrebi
UTC je ono što vaš telefon prikazuje. Održava atomsku preciznost, ali se blago prilagođava da ostane u skladu sa planetom.
Zašto dodajemo prestupne sekunde
Zemlja se ne vrti konstantno. Malo usporava tokom vremena. To znači da se atomsko i solarno vreme polako razilaze. Da bismo to ispravili, dodajemo prestupnu sekundu svake nekoliko godina.
To sprečava da UTC padne izvan sklada sa položajem Sunca. To je kao da vremenu dajemo brzi potisak da ostane na pravom putu. Ali to izaziva probleme za tehnološke sisteme koji nisu spremni za dodatnu sekundu.
Alati koji održavaju svet u harmoniji
Savremeno merenje vremena je globalni napor. Mreža atomski satova širom sveta radi zajedno. Ove satove vode laboratorije u SAD, Francuskoj, Japanu i mnogim drugim zemljama. Zajedno formiraju Međunarodno atomsko vreme (TAI).
Od toga se računa i emituje UTC putem radio signala, satelita i interneta. Tako vaš telefon uvek zna tačno vreme, čak i ako ste van mreže.
Zašto je preciznost važnija nego što mislite
Puno stvari zavisi od savršenog vremena:
- Sateliti GPS koriste atomsko vreme za određivanje lokacije
- Finansijski sistemi beleže transakcije do mikrosekunde
- Internet serveri se sinhronizuju sa UTC radi koordinacije podataka širom sveta
- Električne mreže zavise od sinhronizovanih ciklusa da bi izbegle nestanke struje
- Mobilne mreže koriste vremenske kodove za upravljanje prebacivanjem između mreža
Jedna mala greška u vremenu može izazvati velike probleme u bilo kom od ovih sistema.
Šta nam sve ovo govori o vremenu
Vreme deluje jednostavno dok ne pokušate da ga merite tačno. Tada postaje ples između okretne Zemlje, pulsirajućih atoma i ljudske koordinacije. Potrebno je da bude pouzdano, čak i ako je univerzum haotičan.
Zato sledeći put kada vaš sat otkuca u novi minut, setite se da iza te male cifre stoji ceo svet nauke koji održava sve u harmoniji.