Dokładny czas jest ważny dla wielu organizacji, ale utrzymywanie dokładnego czasu w szkole, biurze lub firmie może być wyzwaniem. Standardowe zegary nie są tak niezawodne, jak większość ludzi myśli. Często zegary kwarcowe zasilane baterią będą dryfować, czasami o kilka minut w tygodniu, co wpływa na pomiar czasu ludzi. (Więcej ...)

Protokół czasu sieciowego (NTP) jest używany jako narzędzie synchronizacji przez większość sieci komputerowych. NTP dystrybuuje pojedyncze źródło czasu w sieci i zapewnia synchronizację wszystkich urządzeń. NTP jest bardzo dokładny i potrafi utrzymać wszystkie urządzenia w sieci w ciągu kilku milisekund źródła czasu. Jednak skąd pochodzi to źródło czasu, może to prowadzić do problemów z synchronizacją czasu w sieci. (Więcej ...)

Większość z nas uważa, że ​​wiemy, co to jest za czas. Na pierwszy rzut oka nasze zegarki na rękę lub zegary ścienne, możemy powiedzieć, która jest godzina. Sądzimy również, że mamy całkiem niezły pomysł na szybkość poruszania się do przodu, sekunda, minuta, godzina lub dzień są dość dobrze zdefiniowane; jednak te jednostki czasu są całkowicie dziełem człowieka i nie są tak stałe, jak nam się wydaje.

Czas jest pojęciem abstrakcyjnym, podczas gdy my możemy myśleć, że jest taki sam dla wszystkich, czas jest zależny od jego interakcji z wszechświatem. Grawitacja, na przykład, jak zauważył Einstein, ma zdolność wypaczania czasoprzestrzeni, zmieniając prędkość, w której upływa czas, a podczas gdy wszyscy żyjemy na tej samej planecie, pod tymi samymi siłami grawitacyjnymi, istnieją subtelne różnice w prędkości, w której czas mija.

Wykorzystując zegary atomowe, naukowcy są w stanie ustalić efekt grawitacji Ziemi na czas. Wysoki nad poziomem morza umieszczany jest zegar atomowy, tym szybsze podróże w czasie. Chociaż różnice te są niewielkie, eksperymenty te wyraźnie pokazują, że postulaty Einsteina były prawidłowe.

Zegary atomowe zostały wykorzystane do wykazania niektórych innych teorii Einsteina dotyczących czasu. W swoich teoriach względności Einstein argumentował, że prędkość jest kolejnym czynnikiem wpływającym na szybkość, z jaką upływa czas. Umieszczając zegary atomowe na orbitach statków kosmicznych lub samolotach poruszających się z prędkością, czas mierzony tymi zegarami różni się od zegarów pozostawionych statycznie na Ziemi, co stanowi kolejny dowód na to, że Einstein miał rację.

Przed zegarem atomowym pomiar czasu do takiego stopnia dokładności był niemożliwy, ale odkąd ich wynalazek w 1950-ach, nie tylko postulaty Einsteina okazały się słuszne, ale także odkryliśmy kilka innych niezwykłych aspektów tego, jak traktujemy czas.

Podczas gdy większość z nas myśli o dniu w postaci 24-godzin, przy czym każdy dzień jest tej samej długości, zegary atomowe pokazały, że każdy dzień jest różny. Ponadto, zegary atomowe pokazały również, że obrót Ziemi stopniowo zwalnia, co oznacza, że ​​dni powoli się wydłużają.

Z powodu tych zmian czasu, światowa globalna skala czasowa UTC (Coordinated Universal Time) wymaga sporadycznych korekt. Co około sześć miesięcy dodawane są sekundy przestępne, aby zapewnić, że UTC będzie działać w takim samym tempie jak dzień Ziemi, co będzie oznaczać stopniowe spowolnienie obrotu planety.

W przypadku technologii wymagających dużej dokładności, te regularne korekty czasu są uwzględniane przez protokół czasu NTP (Network Time Protocol), więc sieć komputerowa wykorzystująca Serwer czasu NTP jest zawsze zgodne z UTC.

W Teksasie trwa budowa zegara zaprojektowanego, by informować o czasie w 10,000. Zegar po zbudowaniu będzie miał wysokość ponad 60 i będzie miał tarczę o średnicy prawie trzech metrów.

Zbudowany przez organizację non-profit, Fundację Długi Teraz, zegar budowany jest tak, aby nie tylko nadal pozostawał w 10,000-u lat, ale także nadal wskazywał czas.

Składający się z koła zębatego 300kg i stalowego wahadła 140kg, zegar będzie zaznaczał się co dziesięć sekund i będzie wyposażony w system brzęczyka, który pozwoli 3.65 milionom unikalnych odmiany dzwonka - wystarczającej na lata użytkowania 10,000.

Zainspirowany starożytnymi projektami inżynieryjnymi z przeszłości, takimi jak Wielki Mur Chiński i obiekty piramid zaprojektowane, aby wytrzymać, mechanizm zegara będzie wyposażony w najnowocześniejsze materiały, które nie wymagają smarowania podczas serwisowania.

Jednak jako zegar mechaniczny zegar Long Now nie będzie bardzo dokładny i będzie wymagał resetowania, aby uniknąć dryfowania, w przeciwnym razie czas w 10,000ach nie będzie reprezentował czasu na Ziemi.

Nawet zegary atomowe, najdokładniejsze zegary na świecie, wymagają pomocy w zapobieganiu dryfowi, nie dlatego, że same zegary dryfują - zegary atomowe mogą pozostać dokładne do sekundy przez 100 milion lat, ale obrót Ziemi zwalnia.

Co kilka lat do jednego dnia dodaje się dodatkową sekundę. Te sekundy skoku wprowadzone do UTC (Coordinated Universal Time) zapobiegają dryfowaniu się skali czasu i ruchu Ziemi.

UTC to globalna skala czasowa, która reguluje wszystkie nowoczesne technologie z systemów nawigacji satelitarnej, kontroli ruchu lotniczego, a nawet sieci komputerowych.

Podczas gdy zegary atomowe są drogimi maszynami laboratoryjnymi, otrzymanie czasu z zegara atomowego jest proste i wymaga jedynie Serwer czasu NTP (Network Time Protocol), który wykorzystuje GP lub częstotliwości radiowe do odbioru sygnałów czasu rozproszonych przez atomowe źródła zegara. Zainstalowane w sieci, i Serwer czasu NTP może utrzymywać działanie urządzeń w ciągu kilku milisekund między sobą i UTC.

Jeśli kiedykolwiek próbowałeś śledzić czas bez zegarka lub zegara, zobaczysz, jak trudne może być. W ciągu kilku godzin możesz dotrzeć w ciągu pół godziny we właściwym czasie, ale dokładny czas jest bardzo trudny do zmierzenia bez jakiejś formy chronologicznego urządzenia.

Przed użyciem zegarów utrzymanie czasu było niezwykle trudne, a nawet utrata wielu dni w ciągu lat stała się łatwa do zrobienia, o ile nie zachowałeś się tak jak codziennie. Ale opracowanie dokładnych zegarów zajęło dużo czasu, ale kilka kluczowych kroków w chronologii ewoluowało umożliwiając coraz bliższe pomiary czasu.

Dzisiaj, z korzyścią dla zegarów atomowych, Serwerów NTP i Systemy zegara GPSczas może być monitorowany do jednej miliardowej sekundy (nanosekundy), ale tego rodzaju dokładność zajęła ludzkości tysiące lat.

Stonehenge - starożytny czasomierz

Stonehenge

Nie mając umówionych spotkań ani konieczności dotarcia do pracy o czasie, prehistoryczny człowiek nie potrzebował znać pory dnia. Ale kiedy zaczęło się rolnictwo, wiedza o tym, kiedy sadzić rośliny, stała się niezbędna do przeżycia. Uważa się, że pierwsze urządzenia chronologiczne, takie jak Stonehenge, zostały zbudowane do tego celu.

Identyfikacja najdłuższych i najkrótszych dni w roku (przesilenia) pozwoliła wczesnym rolnikom na obliczenie, kiedy sadzić swoje uprawy, i zapewne dała wiele duchowego znaczenia takim wydarzeniom.

Zegary słoneczne

Pod warunkiem, że pierwsze próby śledzenia czasu w ciągu dnia. Wczesny człowiek zdał sobie sprawę, że słońce porusza się po niebie na regularnych ścieżkach, więc użyli go jako metody chronologicznej. Sundialy przybierały różne formy, od obelisków rzucających ogromne cienie do małych zegarów ozdobnych.

Zegar mechaniczny

Pierwsza prawdziwa próba użycia zegarów mechanicznych pojawiła się w XIII wieku. Używały one mechanizmów wychwytujących i wag, aby zachować czas, ale dokładność tych wczesnych zegarów oznaczała, że ​​tracą ponad godzinę dziennie.

Zegar wahadłowy

Zegary najpierw stały się niezawodne i dokładne, gdy wahadła zaczęły pojawiać się w XVII wieku. Podczas gdy wciąż dryfowały, wahadłowy wahacz sprawiał, że zegary te mogły śledzić pierwsze minuty, a potem sekundy, gdy inżynieria się rozwijała.

Zegary elektroniczne

Zegary elektroniczne z wykorzystaniem kwarcu lub innych minerałów umożliwiły dokładność części sekundy i umożliwiły zmniejszenie dokładnych zegarów do rozmiaru zegarka na rękę. Podczas gdy zegarki mechaniczne istniały, dryfowałyby zbyt dużo i wymagałyby stałego nawijania. Dzięki elektronicznym zegarkom po raz pierwszy osiągnięto prawdziwą dokładność bez problemów.

Zegary atomowe

Zatrzymanie czasu na tysiące, miliony, a nawet miliardy części sekundy przyszło po raz pierwszy zegary atomowe przybył do 1950-ów. Zegary atomowe były jeszcze dokładniejsze niż rotacja Ziemi, dlatego też Leap Seconds wymagało opracowania, aby globalny czas oparty na zegarkach atomowych, UTC (Coordinated Universal Time), był dopasowany do drogi słońca na niebie.

Kiedy powiesz komuś, że będziesz godzinę, dziesięć minut lub dzień, większość ludzi ma dobry pomysł, jak długo muszą czekać; jednak nie każdy ma takie samo postrzeganie czasu, a w rzeczywistości niektórzy ludzie nie mają w ogóle postrzegania czasu!

Naukowcy badający nowo odkryte plemię amazońskie odkryli, że nie mają abstrakcyjnej koncepcji czasu, według doniesień prasowych.

Amondawa, pierwszy kontakt ze światem zewnętrznym w 1986, rozpoznając zdarzenia zachodzące w czasie, nie rozpoznaje czasu jako odrębnej koncepcji, pozbawionej struktur językowych odnoszących się do czasu i przestrzeni.

Amondawa nie tylko nie ma zdolności językowej do opisania czasu, ale pojęcia takie jak praca przez całą noc, nie będą rozumiane, ponieważ czas nie ma znaczenia dla ich życia.

Podczas gdy większość z nas w świecie zachodnim ma tendencję do życia przez całą dobę, wszyscy w rzeczywistości mają ciągłe różne postrzeganie czasu. Czy zauważyłeś, jak czas leci, gdy dobrze się bawisz, czy idzie bardzo wolno w czasie nudy? Nasze postrzeganie czasu może się znacznie różnić w zależności od działań, które podejmujemy.

Piloci myśliwców, kierowcy Formuły 1 i inni sportowcy często mówią o "byciu w strefie", gdy czas zwalnia. Wynika to z intensywnej koncentracji, którą wkładają w swoje przedsięwzięcia, spowalniając ich postrzeganie.

Bez względu na różnice w postrzeganiu czasu, czas sam w sobie może zmieniać się jak Einsteina Szczególna teoria względności wykazane. Einstein zasugerował, że grawitacja i intensywne prędkości zmienią czas, ponieważ duże masy planetarne wypaczają czasoprzestrzeń spowalniając je, podczas gdy przy bardzo dużych prędkościach (zbliżonych do prędkości światła) podróżujący w kosmos mogą wziąć udział w podróży, która dla obserwatorów mogłaby wyglądać na kilka tysięcy lat, ale bądźcie tylko sekundami dla tych, którzy podróżują z takimi prędkościami.

A jeśli teorie Einsteina wydają się daleko naciągane, zostały przetestowane przy użyciu ultra-precyzyjnych zegarów atomowych. Zegary atomowe w samolotach podróżujących po Ziemi, lub umieszczone dalej od orbity Ziemi, mają niewielkie różnice w porównaniu do tych, które pozostają na poziomie morza lub stacjonarne na Ziemi.

Zegary atomowe są przydatnymi narzędziami dla nowoczesnych technologii i pomagają zapewnić globalną skalę czasową, Czas uniwersalny skoordynowany (UTC), jest tak dokładne i prawdziwe, jak to tylko możliwe. Nie musisz też posiadać własnego komputera, aby upewnić się, że sieć komputerowa jest zgodna z UTC i jest podłączona do zegara atomowego. Serwery czasu NTP umożliwić wszelkiego rodzaju technologiom odbiór atomowego sygnału zegarowego i zachować jak największą dokładność. Możesz nawet kupić zegary ścienne z zegarem atomowym który może dostarczyć Ci dokładnego czasu, bez względu na to, ile dnia "przeciąga" lub "lata".

Od zegarków na rękę do zegary atomowe i serwery czasu NTPzrozumienie czasu stało się kluczowe dla wielu nowoczesnych technologii, takich jak nawigacja satelitarna i globalna komunikacja.

Od czasu rozszerzenia do skutków grawitacji na czas, czas ma wiele dziwnych i cudownych aspektów, które naukowcy dopiero zaczynają rozumieć i wykorzystywać. Oto kilka interesujących, dziwnych i niezwykłych faktów na temat czasu:

• Czas nie jest oddzielony od przestrzeni, czas to, co Einstein nazwał czterowymiarowym czasoprzestrzenią. Czas spoczynku może zostać wypaczony przez grawitację, co oznacza, że ​​czas spowalnia większy wpływ grawitacyjny. Dzięki zegary atomoweczas na ziemi można zmierzyć w każdym kolejnym calu nad powierzchnią ziemi. Oznacza to, że stopy każdego ciała są młodsze od głowy, ponieważ czas płynie wolniej, a niżej do ziemi, którą dostajesz.

• Czas zależy również od prędkości. Jedyną stałą we wszechświecie jest prędkość światła (w próżni), która jest zawsze taka sama. Ze względu na słynne teorie względności Einsteina, każdy podróżujący z prędkością bliską prędkości światła, podróż do obserwatora, który zajęłoby tysiące lat, minąłby w ciągu kilku sekund. Nazywa się to dylatacją czasu.

• We współczesnej fizyce nie ma nic, co zabraniałoby podróżowania w czasie zarówno do przodu, jak i do tyłu w czasie.

• Istnieje 86400 sekund dziennie, 600,000 w ciągu tygodnia, więcej niż 2.6 milionów w miesiącu i więcej niż 31 milionów w roku. Jeśli przeżyjesz wiek 70, przeżyjesz ponad 5.5 miliarda sekund.

• Nanosekunda to jedna miliardowa część sekundy lub mniej więcej czas potrzebny, aby światło przemieściło się wokół stopy 1 (30 cm).

• Dzień nigdy nie jest dłuższy niż 24 godzin. Obrót Ziemi przyspiesza stopniowo, co oznacza, że ​​globalna skala czasowa UTC (skoordynowany czas uniwersalny) musi wynosić sekundy przestępne raz lub dwa razy w roku. Te sekundy przestępne są automatycznie rozliczane w dowolnej synchronizacji zegara, która wykorzystuje NTP (Network Time Protocol), taki jak Dedykowany serwer czasu NTP.

"Sat-nav" zrewolucjonizował sposób, w jaki podróżujemy. Począwszy od taksówkarzy, kurierów i samochodu rodzinnego po samoloty i czołgi, urządzenia do nawigacji satelitarnej są teraz montowane niemal w każdym pojeździe, gdy opuszczają linię produkcyjną. Podczas gdy systemy GPS z pewnością mają swoje wady, mają też kilka zastosowań. Nawigacja jest tylko jednym z głównych zastosowań GPS, ale jest również wykorzystywana jako źródło czasu dla Czas GPS NTP serwerów.

Możliwość lokalizacji punktów z kosmosu uratowała niezliczoną liczbę żyć, a także sprawiła, że ​​podróżowanie do nieznanych miejsc było bezproblemowe. Nawigacja satelitarna opiera się na konstelacji satelitów znanej jako GNSS (Global Navigational Satellite Systems). Obecnie istnieje tylko jeden w pełni funkcjonujący GNSS na świecie, który jest Globalny System Pozycjonowania (GPS).

GPS jest własnością i jest zarządzany przez wojsko USA. Satelity nadają dwa sygnały, jeden dla amerykańskiego wojska i jeden dla użytku cywilnego. Początkowo GPS był przeznaczony wyłącznie dla amerykańskich sił zbrojnych, ale po przypadkowym zestrzeleniu samolotu, ówczesny prezydent USA Ronald Reagan otworzył system GPS dla ludności świata, aby zapobiec przyszłym tragediom.

GPS ma konstelację ponad satelitów 30. W dowolnym momencie co najmniej cztery z tych satelitów są napowietrzne, co jest minimalną liczbą wymaganą do dokładnej nawigacji.

Satelity GPS mają na pokładzie zegar atomowy. Zegary atomowe wykorzystują rezonans atomu (drgania lub częstotliwość w poszczególnych stanach energetycznych), co czyni je wysoce dokładnymi, nie tracąc tak długo, jak sekunda w ciągu ponad miliona lat. Ta niesamowita precyzja sprawia, że ​​nawigacja satelitarna jest możliwa.

Satelity transmitują sygnał z wbudowanego zegara. Ten sygnał składa się z czasu i pozycji satelity. Sygnał ten jest przesyłany z powrotem na Ziemię, gdzie nawigator satelitarny samochodu go odzyskuje. Sprawdzając, jak długo sygnał ten docierał do samochodu i triangulował cztery z tych sygnałów, komputer w systemie GPS działa dokładnie tam, gdzie znajduje się na powierzchni świata. (Cztery sygnały są używane ze względu na zmiany elewacji - na "płaskiej" ziemi potrzebne byłyby tylko trzy).

Systemy GPS może działać tylko z powodu bardzo dokładnej dokładności zegarów atomowych. Ponieważ sygnały są emitowane z prędkością światła, a dokładność nawet milisekundy (tysięczna część sekundy) może zmienić obliczenia pozycjonowania o 100 km, ponieważ światło może podróżować prawie 100,00km co sekundę - obecnie systemy GPS są dokładne do około pięciu metrów.

Zegary atomowe na pokładowych systemach GPS nie służą również do nawigacji. Bo zegary atomowe są tak dokładne GPS stanowi dobre źródło czasu. Serwery czasu NTP używają GPS sygnały do ​​synchronizacji sieci komputerów z. Serwer NTP GPS odbierze sygnał czasu z satelity GPS, a następnie przekształci go w UTC (Coordinated Universal Time) i rozpowszechniać go na wszystkich urządzeniach w sieci zapewniającej bardzo dokładną synchronizację czasu.

Mierzenie upływu czasu było zaabsorbowaniem ludzi od zarania cywilizacji. Mówiąc ogólnie, pomiar czasu wymaga użycia pewnej formy powtarzalnego cyklu, aby określić, ile czasu minęło. Tradycyjnie ten powtarzalny cykl opiera się na ruchu niebios, takim jak dzień będący rewolucją Ziemi, miesiącem będącym całkowitą orbitą Ziemi przez księżyc i rokiem, który jest ziemską orbitą Słońca.

W miarę postępu naszej technologii byliśmy w stanie mierzyć czas w mniejszych i mniejszych przyrostach od zegarów słonecznych, które pozwalały nam liczyć godziny, mechaniczne zegary, które pozwalają nam monitorować minuty, elektroniczne zegary, które pozwalają, po raz pierwszy dokładnie zapisują sekundy do bieżących wiek zegarów atomowych, gdzie czas można zmierzyć do nanosekundy.

Wraz z rozwojem chronologii, która doprowadziła do technologii takich jak Zegary NTP, serwery czasu, zegary atomowe, satelity GPS i współczesna globalna komunikacja, to kolejna zagadka: kiedy zaczyna się dzień i kiedy się kończy.

Większość ludzi zakłada, że ​​dzień trwa 24 godzin i trwa od północy do północy. Jednak zegary atomowe ujawniły nam, że dzień nie jest 24 godzin i w rzeczywistości długość dnia zmienia się (i faktycznie rośnie stopniowo wraz z upływem czasu).

Po opracowaniu zegarów atomowych pojawił się telefon z wielu sektorów, który przedstawił globalną skalę czasową. Jeden używający ultra precyzyjna natura zegarów atomowych zmierzyć jego przejście, ale także ten, który uwzględnia obrót Ziemi. Nieuwzględnienie zmiennego charakteru długości dnia oznaczałoby, że statyczna skala czasu ostatecznie dryfowałaby z dniem powoli dryfującym w nocy.

Aby to zrekompensować, światowa globalna skala czasu, zwana UTC (skoordynowanym czasem uniwersalnym), ma dodane dodatkowe sekundy (sekundy przestępne), aby zapewnić, że nie ma dryfu. Czas UTC jest zachowywany przez konstelację atomowych zegarów i jest wykorzystywany przez współczesnych technologie takie jak serwer czasu NTP co zapewnia, że ​​sieci komputerowe działają dokładnie w tym samym dokładnym czasie.

Opowiadanie czasu może wydawać się obecnie prostą sprawą z liczbą urządzeń, które pokazują nam czas iz niewiarygodną dokładnością urządzeń takich jak zegary atomowe i Sieć serwerów czasu łatwo zrozumieć, w jaki sposób chronologia została przyjęta za pewnik.

Nanosekundowa dokładność, która napędza technologie, takie jak system GPS, kontrola ruchu lotniczego i Serwer NTP (Network Time Protocol) to długa droga od pierwszych kawałków, które zostały wynalezione i były napędzane ruchem słońca przez niebiosa.

Zegary słoneczne były rzeczywiście pierwszymi prawdziwymi zegarkami, ale najwyraźniej miały swoje wady - na przykład nie pracowały w nocy lub przy pochmurnej pogodzie, jednak umiejętność rzetelnego określenia czasu była całkowitą innowacją cywilizacji i pomogła bardziej zorganizowanym społeczeństwom.

Jednak poleganie na ciałach niebieskich, aby śledzić czas, tak jak robiliśmy to przez tysiące lat, nie okazałoby się być wiarygodną podstawą do pomiaru czasu, jaki odkryto dzięki wynalazkowi zegar atomowy.

Przed zegarami atomowymi zegary elektroniczne zapewniały najwyższy poziom dokładności. Zostały one wynalezione na przełomie ubiegłego stulecia i chociaż były one wielokrotnie bardziej niezawodne niż zegary mechaniczne, nadal dryfowały i traciły co sekundę lub dwa co tydzień.

Zegary elektroniczne działały przy użyciu oscylacji (wibracje pod energią) kryształów takich jak kwarc, jednak zegary atomowe wykorzystują rezonans pojedynczych atomów, takich jak cez, który jest tak dużą liczbą wibracji na sekundę, co czyni niesamowitą dokładność (nowoczesne zegary atomowe) nie dryfuj nawet o sekundę co 100 milionów lat).

Po odkryciu dokładności czasu tego rodzaju okazało się, że nasza tradycja używania rotacji Ziemi jako sposobu określania czasu nie była tak dokładna jak te zegary atomowe. Dzięki ich dokładności wkrótce odkryto, że obrót Ziemi nie był dokładny i spowalniałby i przyspieszał (w ciągu minuty) każdego dnia. Aby zrekompensować to światowa globalna skala czasowa UTC (Coordinated Universal Time) ma dodatkowe sekundy dodane do niego raz lub dwa razy w roku (sekundy przestępne).

Zegary atomowe stanowią podstawę UTC, z którego korzystają tysiące Serwerów NTP zsynchronizować sieci komputerowe z.