Атомное время

Трудно отыскать человека, который не слышал бы сигналов точного времени и не пользовался ими. Однако мало кому известно, что эти сигналы в последние несколько лет передаются в новой системе времени, получившей у астрономов и физиков название атомного времени.

Прежде чем подробнее познакомиться с атомным временем, рассмотрим некоторые основные положения задачи об определении и хранении времени. Чтобы иметь возможность правильно отсчитывать время, необходимы эталонная единица и механизм, позволяющий с определенной степенью точности воспроизводить эту единицу и считать количество единиц времени. Эталон для измерения времени дает сама природа; это — сутки, время оборота Земли вокруг своей оси. Как более короткий интервал используют секунду, составляющую 1/86400 суток. Воспроизведение секунды и счет секунд, минут и часов это уже задача какого-либо часового механизма.

Трудно, пожалуй, найти другой астрономический прибор, точность которого возросла бы за последние 50 лет таким фантастическим образом, как точность астрономических часов. Достаточно сказать, что современные кварцевые часы превзошли по точности маятниковые, употребляемые астрономами в начале этого века, примерно в 1000 раз.

Стремление к повышению точности часов вполне понятно. Счет времени — это процесс
суммирования эталонных единиц, например секунд. Если секунда воспроизводится часами даже с очень малой систематической погрешностью, то в измеряемом интервале эта погрешность будет умножаться на число секунд в нем.

Для контроля хода часов необходимо сравнивать их показания с некоторым эталоном, например, периодом вращения Земли вокруг своей оси. Такое сравнение возможно с помощью астрономических наблюдений. Поэтому на ряде обсерваторий у нас и за рубежом созданы специальные службы времени, определяющие поправки и ход астрономических часов. Конечно, у служб времени есть и другие задачи, но нас пока будет интересовать только эта.

Астрономические наблюдения позволяют сравнить продолжительность суток, определяемых вращением Земли, с продолжительностью суток, задаваемых часами. Если часы уходят вперед или отстают, вычисляются ошибки показаний часов и, если это необходимо, в часы вводится поправка.

Принцип определения хода часов из астрономических наблюдений довольно прост. Заметим по часам два момента, соответствующие двум следующим через сутки прохождениям какой-либо звезды через меридиан места наблюдений. Взяв затем разность этих моментов, мы получим продолжительность звездных суток, выраженную в масштабе наших часов. Правда, при этом в полученные моменты надо будет ввести несколько по-
правок. Поправки вызваны тем, что Земля не только вращается вокруг оси, но имеет еще ряд движений, которые искажают результаты наблюдений.

Нельзя идеально точно согласовать продолжительность секунды часов с продолжительностью астрономической секунды, поэтому у всяких часов имеется так называемый ход. В результате в разные дни моментам прохождения звезды через меридиан места наблюдений будут соответствовать различные показания часов. Так, если сегодня некоторая звезда прошла через меридиан в 23 часа 46 минут 10,45 секунды по нашим часам, а в предыдущий день момент ее прохождения приходился на 23 часа 46 минут 10,00 секунд — это означает, что наши часы за сутки ушли вперед на 0,45 секунды. Так в принципе определяется ход часов из астрономических наблюдений.

Определение момента прохождения звезды через меридиан места наблюдения производится на специальных астрономических инструментах. В службах времени СССР наиболее часто применяются пассажные инструменты. На практике наблюдения не ограничиваются одной звездой. Обычно астроном в течение ночи наблюдает несколько десятков звезд. Это позволяет получить поправку часов с точностью до нескольких тысячных секунды. Такая высокая точность была достигнута далеко не сразу. Понадобились десятки лет совершенствования астрономических инструментов.

Оставить комментарий

Я не робот.

БЛОГ О ЗАРАБОТКЕ!
Статистика