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.

Po sukcesie duńskich naukowców współpracujących z NIST (Narodowy Instytut Standardów i Czasu), który na początku bieżącego roku zaprezentował najdokładniejszy zegar atomowy na świecie; Niemiecki naukowiec wziął udział w wyścigu, aby zbudować najbardziej precyzyjny zegarek świata.

Badacze z Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) w Niemczech używają nowych metod spektroskopii do badania układów atomowych i molekularnych i mają nadzieję na opracowanie zegara opartego na pojedynczym atomie glinu.

most zegary atomowe używany do nawigacji satelitarnej (GPS) jako odniesienie dla sieci komputerowej Serwerów NTP a kontrola ruchu lotniczego tradycyjnie opiera się na atomie cezu. Jednak następna generacja zegarów atomowych, takich jak ta odkryta przez NIST, która jest uważana za dokładną w ciągu sekundy co 300 milionów lat, wykorzystuje atomy z innych materiałów, takich jak stront, które według naukowców mogą być potencjalnie bardziej dokładne niż cezu. .

Naukowcy z PTB zdecydowali się na użycie pojedynczych atomów aluminium i są przekonani, że są na najlepszej drodze do opracowania najdokładniejszego zegara i wierzą, że istnieje ogromny potencjał, aby takie urządzenie pomogło nam zrozumieć niektóre z bardziej skomplikowanych aspektów fizyki.

Obecne zbiory zegarów atomowych umożliwiają korzystanie z takich technologii, jak nawigacja satelitarna, kontrola ruchu lotniczego i synchronizacja czasu sieciowego Serwerów NTP ale uważa się, że zwiększenie dokładności następnej generacji zegarów atomowych może być wykorzystane do ujawnienia niektórych z bardziej enigmatycznych cech kwantowej nauki, takich jak teoria strun.

Naukowcy twierdzą, że nowe zegary zapewnią taką dokładność, że będą nawet w stanie zmierzyć niewielkie różnice w grawitacji w obrębie każdego centymetra nad poziomem morza.

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.

Chronologia - badanie czasu - zapewniło nauce i technologii kilka niewiarygodnych innowacji i możliwości. Od zegary atomowe, Serwerów NTP a system GPS, prawdziwa i dokładna chronologia zmieniła kształt świata.

Czas i sposób, w jaki jest liczony, był przedmiotem troski ludzkości od najwcześniejszych cywilizacji. Wcześni chronologowie spędzali czas na tworzeniu kalendarzy, ale okazało się, że jest to bardziej skomplikowane, niż pierwotnie wyobrażano sobie, ponieważ ziemia potrzebuje kwadransa dłużej niż 365 dni na orbitowanie Słońca.

Ustalenie odpowiedniej liczby dni przestępnych było jednym z pierwszych wyzwań, a kilka kalendarzy musiało być podejmowanych do czasu, aż nowoczesny kalendarz gregoriański zostanie przyjęty przez globus.

Jeśli chodzi o czas monitorowania na mniejszym poziomie, wielkie postępy poczyniły Galileo Galilei kto zbudowałby pierwszy zegar wahadłowy, gdyby tylko jego śmierć nie przerwała jego planów. Pendulum zostały ostatecznie wymyślone przez Christiaan Huygens i dostarczył pierwszy prawdziwy rzut dokładnego monitorowania czasu w ciągu dnia.

Następne kroki w chronologii nie mogłyby się jednak odbyć, dopóki nie będziemy lepiej rozumieć czas. niuton (Sir Isaac) miał pierwsze idee i miał pojęcie czas był absolutny "i płynął" w równym stopniu "dla wszystkich obserwatorów. Byłby to oczywisty pomysł dla Newtona, ponieważ wielu z nas uważa czas za niezmienny, ale taki był Einstein w swojej szczególnej teorii względności zaproponował, że w rzeczywistości czas nie był stały i byłby różny dla wszystkich obserwatorów.

Pomysły Einsteina okazały się słuszne, a jego model czasu i przestrzeni utorował drogę wielu współczesnym technologiom, które dziś uważamy za oczywiste, takie jak zegar atomowy.

Jednak chronologia na tym nie kończy, chronometrażyści nieustannie szukają sposobów zwiększenia dokładności przy użyciu nowoczesnych zegarów atomowych, tak precyzyjnych, że nie stracą ani sekundy w ciągu milionów lat.

Są też inne godne uwagi postacie we współczesnym świecie chronologii. Profesor David Mills z Uniwersytetu Delaware opracował protokół w 1980-ach, aby zsynchronizować sieci komputerowe.

Jego Network Time Protocol (NTP) jest obecnie używany w systemach komputerowych i sieciach na całym świecie Serwery czasu NTP, ZA Serwer NTP zapewnia, że ​​komputery po przeciwnych stronach kuli ziemskiej mogą działać dokładnie w tym samym czasie.

To jedna z najbardziej znanych ikon na świecie. Stojąc dumnie nad Izbami Parlamentu, Big Ben obchodzi swoje urodziny XUM. Jednak pomimo życia w epoce zegarów atomowych i Serwery czasu NTPJest to jeden z najczęściej używanych zegarków na świecie, w którym setki tysięcy Londyńczyków polegają na swoich dzwonkach, aby ustawić zegarki.

Big Ben to nazwa głównego dzwonka wewnątrz zegara, który tworzy ćwierćogodzinny dzwonek, ale dzwonek nie zaczął bić po pierwszym zegarze. Zegar zaczął utrzymywać czas na 31 May 1859, podczas gdy dzwon nie uderzył po raz pierwszy do lipca 11.

Niektórzy twierdzą, że dzwon dwanaście ton został nazwany po Sir Benjamin Hall Naczelny Komisarz Prac, który pracował nad projektem zegarowym (i podobno był człowiekiem o wielkim obwodzie). Inni twierdzą, że dzwon został nazwany po bokserze wagi ciężkiej Ben Caunt który walczył pod pseudonimem Big Ben.

Pięciotonowy mechanizm zegarowy działa jak gigantyczny zegarek i jest nawijany trzy razy w tygodniu. Jego dokładność, jeśli jest dostrojona przez dodanie lub usunięcie starych monet na wahadle, które są dość odległe od dokładności, że nowoczesne zegary atomowe i Serwer NTP systemy generują z dokładnością prawie nanosekundową.

Podczas gdy Big Ben jest zaufany przez dziesiątki tysięcy Londyńczyków, aby zapewnić dokładny czas, nowoczesny zegar atomowy jest używany przez miliony ludzi każdego dnia, nie zdając sobie z tego sprawy. Zegary atomowe są podstawą systemów nawigacji satelitarnej GPS, które mamy w naszych samochodach, a także zapewniają synchronizację Internetu za pomocą Serwer czasu NTP (Network Time Protocol).

Każda sieć komputerowa może być zsynchronizowana z zegarem atomowym za pomocą dedykowanego Serwer NTP. Te urządzenia odbierają czas z zegara atomowego, za pośrednictwem systemu GPS lub specjalistycznych transmisji radiowych.

Broń jądrowa, komputery, GPS, zegary atomowe i datowanie węglem - atomów jest znacznie więcej niż myślisz.

Od początku XX wieku ludzkość miała obsesję na punkcie atomów i drobiazgów naszego wszechświata. W dużej części pierwszej części ubiegłego wieku ludzkość miała obsesję na punkcie wykorzystania ukrytej mocy atomu, ujawnionej nam przez dzieło Alberta Einsteina i sfinalizowanej przez Roberta Oppenheimera.

Jednak nasza eksploracja atomu była znacznie większa niż sama broń. Studiowanie atomów (mechanika kwantowa) stanowi podstawę większości naszych nowoczesnych technologii, takich jak komputery i Internet. Jest również w czołówce chronologii - pomiaru czasu.

Atom odgrywa kluczową rolę w prognozowaniu czasu i czasu. Zegar atomowy, wykorzystywany na całym świecie przez sieci komputerowe Serwerów NTP oraz inne systemy techniczne, takie jak kontrola ruchu lotniczego i nawigacja satelitarna.

Zegary atomowe działa poprzez monitorowanie oscylacji o bardzo wysokiej częstotliwości poszczególnych atomów (tradycyjnie cezu), które nigdy nie zmieniają się w poszczególnych stanach energetycznych. Ponieważ atomy cezu rezonują przez 9 miliard razy na sekundę i nigdy nie zmieniają jego częstotliwości, czyni to m bardzo dokładnym (tracąc mniej niż sekundę co 100 milionów lat)

Ale atomy mogą być również wykorzystywane do wypracowania nie tylko dokładnego i dokładnego czasu, ale mogą być również wykorzystane do ustalenia wieku obiektów. Datowanie węglowe to nazwa nadana tej metodzie, która mierzy naturalny rozpad atomów węgla. Wszyscy jesteśmy stworzeni głównie z węgla i podobnie jak inne elementy rozpadu węgla w czasie, w którym atomy tracą energię emitując cząstki jonizujące i promieniowanie.

W niektórych atomach, takich jak uran, dzieje się to jednak bardzo szybko, jednak inne atomy, takie jak żelazo, są bardzo stabilne i rozpadają się bardzo, bardzo powoli. Węgiel, który rozpada się szybciej niż żelazo, wciąż traci powoli energię, ale strata energii jest dokładna w miarę upływu czasu, więc analizując atomy węgla i mierzymy ich siłę, można dokładnie ustalić, kiedy węgiel pierwotnie się uformował.

Znajomi najnowsze doniesienia medialne o braku inwestycji w amerykański Globalny System Nawigacji Satelitarnej - GPS (Global Positioning System) i potencjalne awarie odbiorników nawigacyjnych w ostatnich latach, specjaliści od synchronizacji czasu, Galleon Systems, chcieliby zapewnić wszystkim swoim klientom awarię GPS sieć nie wpłynie na aktualny GPS serwery czasu NTP.

Ostatnie doniesienia medialne po badaniu przeprowadzonym przez rząd USA (GAO), który stwierdził, że złe zarządzanie i brak inwestycji sprawiły, że obecna liczba satelitów operacyjnych 31 może czasami spadać poniżej 24 w 2011 i 2012, co utrudniałoby ich dokładność.

Jednakże Brytyjskie krajowe laboratorium fizyczne są przekonani, że wszelkie potencjalne problemy z urządzeniami do nawigacji GPS nie wpłyną na informacje dotyczące taktowania wykorzystywane przez Serwery NTP GPS.

Rzecznik brytyjskiego National Physical Laboratory potwierdził, że potencjalna awaria satelitów nie powinna mieć wpływu na czas.

"Szacuje się, że istnieje ryzyko 20%, że w 2011-2012 liczba satelitów w konstelacji GPS może czasami spadać poniżej 24.

"Jeśli tak się stanie, może nastąpić nieznaczne zmniejszenie dokładności pozycji odbiorników GPS w niektórych okresach, w szczególności może zająć więcej czasu, aby uzyskać poprawkę w niektórych lokalizacjach przy pierwszym uruchomieniu. Jednak nawet wówczas efektem byłaby degradacja wydajności, a nie całkowity brak działania.

"Odbiornik GPS ma małe szanse na znaczny wpływ, ponieważ po ustaleniu swojej pozycji po włączeniu każdy obserwowany satelita dostarcza przydatnych informacji o taktowaniu. Niewielkie zmniejszenie liczby satelitów nie powinno znacznie pogorszyć jego wydajności. "

Synchronizacja czasu w sieciach komputerowych jest często prowadzony przez Serwer NTP. Serwery czasu NTP nie generują żadnych informacji o czasie, ale są jedynie metodami komunikacji z zegarem atomowym.

Precyzja zegara atomowego jest szeroko omawiana. Wiele z nich może utrzymać czas do nanosekundowej precyzji (miliardowe części sekundy), co oznacza, że ​​nie będą dryfować dłużej niż sekundę z dokładnością w setkach milionów lat.

Jednak to, co jest mniej zrozumiałe i mówione, to dlaczego musimy mieć tak dokładne zegary, po tym jak wszystkie tradycyjne metody utrzymywania czasu, takie jak mechaniczne zegary, elektroniczne zegarki i używanie rotacji Ziemi do śledzenia dni, okazało się niezawodny przez tysiące lat.

Jednak rozwój technologii cyfrowej w ostatnich latach był prawie całkowicie uzależniony od ultra wysokiej precyzji zegara atomowego. Jedną z najczęściej używanych aplikacji do zegarów atomowych jest przemysł komunikacyjny.

Od kilku lat połączenia telefoniczne wykonywane w większości krajów uprzemysłowionych są teraz przesyłane cyfrowo. Jednak większość kabli telefonicznych to po prostu kable miedziane (chociaż wiele firm telekomunikacyjnych inwestuje obecnie w światłowody), które mogą przesyłać tylko jeden pakiet informacji na raz. Jednak przewody telefoniczne muszą prowadzić wiele rozmów na tych samych kablach w tym samym czasie.

Jest to osiągane przez komputery na giełdach przełączających się z jednej rozmowy na drugą tysiące razy na sekundę, a wszystko to musi być kontrolowane przez nano-sekundową precyzję, w przeciwnym razie połączenia staną się poza etapem i będą pomieszane - stąd potrzeba. Zegary atomowe; telefony komórkowe, telewizja cyfrowa i komunikacja internetowa wykorzystują podobną technologię.

Dokładność zegarów atomowych jest również podstawą nawigacji satelitarnej, takiej jak GPS (globalny system pozycjonowania). Satelity GPS zawierają wbudowany zegar atomowy, który generuje i transmituje sygnał czasu. Odbiornik GPS otrzyma cztery z tych sygnałów i wykorzysta informacje o taktowaniu, aby określić, jak długo trwały transmisje, aby osiągnąć to, a tym samym pozycję odbiornika na Ziemi.

Obecne systemy GPS są dokładne do kilku metrów, ale dają wskazówkę, jak ważna jest dokładność, jedna sekunda dryfu Zegar GPS mógł zobaczyć, że odbiornik GPS jest niedokładny przez ponad 100 na tysiąc mil (ze względu na ogromne odległości, a zatem transmisje trwają jedną sekundę).

Wykorzystuje się wiele z tych technologii, które zależą od zegarów atomowych Serwerów NTP jako preferowany sposób komunikowania się z zegarami atomowymi tworzącymi Serwer czasu NTP jeden z najważniejszych elementów wyposażenia w branży komunikacyjnej.

Istnieje mnóstwo sprzętowych i programowych metod ochrony komputerów. Oprogramowanie antywirusowe, zapory ogniowe, programy szpiegujące i routery, aby wymienić tylko kilka, ale być może najważniejsze narzędzia do bezpiecznego korzystania z sieci, często są najczęściej pomijane.

Jednym z powodów tego jest to, że serwer czasu sieciowego jest często nazywany serwerem czasu Serwer czasu NTP (po protokole Network Time Protocol) podstawowym zadaniem jest synchronizacja czasu, a nie bezpieczeństwo.

. Serwer NTPpodstawowym zadaniem jest pobranie sygnału czasu ze źródła UTC (Coordinated Universal Time), który następnie dystrybuuje do sieci, sprawdzając zegar na każdym urządzeniu systemowym i zapewniając jego synchronizację z UTC.

Tutaj spada wielu administratorów sieci. Wiedzą, że synchronizacja czasu ma kluczowe znaczenie dla bezpieczeństwa komputera. Bez tego błędy nie mogą być rejestrowane (lub nawet wykryte), nie można przeciwdziałać atakom sieciowym, dane mogą zostać utracone, a jeśli złośliwy użytkownik dostanie się do systemu, prawie niemożliwe jest wykrycie, co robili bez pomocy wszystkich komputerów sieć odpowiadająca temu samemu czasowi.

Jednakże Serwer NTP jest tam, gdzie wielu administratorów sieci myśli, że mogą zaoszczędzić trochę pieniędzy. 'Po co się męczyć?' "Mówią", kiedy możesz się zalogować Internetowy serwer NTP za darmo.'

No cóż, jak mówi stare powiedzenie, nie ma czegoś takiego jak darmowy lunch lub darmowe źródło czasu UTC. Korzystanie z dostawców usług internetowych może być bezpłatne, ale w tym przypadku wiele sieci komputerowych naraża się na nadużycia.

Aby wykorzystać internetowe źródło czasu, takie jak Microsoft, NIST lub jeden z tych na Projekt puli NTP mogą być bezpłatne, ale znajdują się także poza firewallem sieciowym i to tutaj wielu administratorów sieci się odblokowuje.

Światowe technologie radykalnie się rozwinęły w ciągu ostatnich kilku dekad, a innowacje sprawiły, że Internet i nawigacja satelitarna zmieniły sposób, w jaki żyjemy.

Zegary atomowe odgrywają kluczową rolę w tych technologiach; ich sygnały czasowe są używane przez odbiorniki GPS do wykreślania lokalizacji oraz wielu aplikacji i transakcji przez Internet, jeśli nie była to wysoce precyzyjna synchronizacja.

W rzeczywistości opracowano globalną skalę czasową, która opiera się na czasie określonym przez zegary atomowe. UTC (Coordinated Universal Time) zapewnia, że ​​sieci komputerowe na całym świecie mogą być synchronizowane dokładnie w tym samym czasie.

Synchronizacja komputerów i sieci z zegarami atomowymi jest stosunkowo prosta dzięki częściowo NTP (Network Time Protocol), którego wersja jest zawarta w większości systemów operacyjnych, a także dzięki dużej liczbie publicznych Serwerów NTP które istnieją w Internecie.

Aby zsynchronizować komputer z systemem Windows z zegarem atomowym, wystarczy podwójnie taktować zegar na pasku zadań, a następnie skonfigurować zakładkę Czas internetowy na odpowiedni Serwer NTP. Listę publicznych serwerów NTP można znaleźć na stronie Pula NTP stronie internetowej.

Podczas konfigurowania sieci do UTC publiczny serwer NTP nie jest odpowiedni, ponieważ istnieją problemy z bezpieczeństwem dotyczące odpytywania źródła czasu poza zaporą. Serwery publiczne są również znane jako serwery warstwy 2, co oznacza, że ​​otrzymują czas z innego urządzenia, które pobiera je z zegara atomowego. Ta pośrednia metoda oznacza, że ​​często dochodzi do kompromisu w zakresie dokładności, a ponadto, jeśli połączenie internetowe zostanie przerwane lub witryna serwera czasu, sieć szybko odejdzie od UTC.

O wiele bezpieczniejszą i stabilniejszą metodą jest inwestowanie w dedykowane Serwer czasu NTP. Urządzenia te odbierają sygnał czasu bezpośrednio z zegara atomowego, wyprodukowanego przez krajowe laboratorium fizyki, takie jak NIST or NPL za pomocą radia długofalowego lub satelitów GPS.

Pojedynczy dedykowany serwer NTP zapewni stabilne, niezawodne i bardzo precyzyjne źródło UTC i umożliwi synchronizację sieci z setkami, a nawet tysiącami urządzeń z NTP.