Содержание
Почему Часы Судного дня по-прежнему показывают 100 секунд до конца света?
28 января 2021, 16:00
Статья
Зачем придумали Часы Судного дня
Часы Судного дня — метафорическая оценка риска уничтожения нашего мира. Их придумали в американском журнале «Бюллетень ученых-атомщиков» в 1947 году. Издание было основано участниками американского Манхэттенского проекта, создавшими первую в мире атомную бомбу. Они беспокоились из-за своего изобретения — на часах была отражена ядерная угроза человечеству.
Первое время положение стрелки часов определял редактор «Бюллетеня» Евгений Рабинович. После его смерти в 1973 году решения принимает Совет по науке и безопасности, куда входят ученые и эксперты из разных областей. Они консультируются с другими специалистами, в том числе с Советом попечителей, в который входят 13 лауреатов Нобелевской премии. Совет собирается дважды в год и обсуждает последние события. Правда, время на часах меняют реже: за 73 года это произошло менее 30 раз.
В 1947 году, когда часы в первый раз были напечатаны на обложке «Бюллетеня», их установили на семь минут до полуночи, то есть до «уничтожения человечества». Время было выбрано произвольно: художница решила, что в этом положении стрелки выглядят хорошо. Через два года СССР успешно испытал свою ядерную бомбу — часы перевели на 23:57. А в 1953 году стрелку сдвинули еще на минуту ближе к полуночи: США, а вскоре и СССР создали термоядерные бомбы.
В 1962 году случился Карибский кризис — никогда мир не был так близко к ядерной войне. Но продлился он всего месяц, поэтому часы не успели перевести. Ближе всего к антирекорду 1953 года часы подошли в 1984 году, встав на 23:57. Годом ранее президент США Рональд Рейган во время публичного выступления сообщил согражданам, что он «объявил Россию вне закона и начинает бомбардировку через пять минут». Дальше всего от Судного дня человечество было в 1991 году, после того как Джордж Буш — старший и Михаил Горбачев подписали Договор о сокращении стратегических наступательных вооружений (СНВ-1).
Тогда на часах было 23:43.
Ядерное оружие — не единственная угроза
С 2007 года эксперты стали учитывать риски для человечества, которые возникают не только из-за ядерного оружия, но и других технологий. Тогда среди угроз появилось изменение климата, вызванное деятельностью человечества. По мнению «часовщиков», с 1995 года человечество медленно, но верно движется к полуночи. За это время часы переводили вперед целых восемь раз — и только один раз на минуту назад. Это случилось в 2010 году, после того как США начали переговоры с Россией насчет нового договора о СНВ.
В 2017 году, в 70-ю годовщину появления часов, минутную стрелку впервые передвинули на две с половиной минуты — раньше дроби не использовали. Тогда эксперты отмечали напряженные отношения США и России, противостояние Пакистана и Индии, продолжение ядерных испытаний в Северной Корее и усиление национализма по всему миру.
В 2018 году часы снова показывали 23:58, как в 1953-м. «Мировые лидеры не смогли эффективно отреагировать на угрозы ядерной войны и изменения климата, что сделало ситуацию с глобальной безопасностью хуже, чем год назад, и такой же плохой, как сразу после Второй мировой войны», — говорилось в сопроводительном письме для мировых лидеров и простых людей.
В 2019 году часы остались на месте, но эксперты призвали не обольщаться и охарактеризовали сложившуюся ситуацию в мире новой ненормальностью. Главные проблемы остались те же: ядерное оружие и изменение климата. США вышли из ядерной сделки с Ираном и объявили, что выйдут из Договора о ликвидации ракет средней и меньшей дальности. По-прежнему было неясно, как быть с ядерной программой КНДР. Ядерные державы занимались модернизацией ядерных арсеналов, а в военных доктринах США и России снова заговорили о применении самого смертоносного оружия на свете.
Читайте также
Глобальное потепление не остановить. Как понимать нашумевший доклад о климате
По мнению экспертов «Бюллетеня», к 2019 году проблема изменения климата тоже обострилась. Выбросы углекислого газа, который вызывает глобальное потепление, увеличивались на протяжении двух лет. Чтобы избежать худшего сценария, выбросы нужно не просто сократить, а свести к нулю. Эта цель выглядит недостижимой. Осенью 2018-го экспертная группа ООН выпустила тревожный доклад об изменении климата, но на декабрьской конференции страны — экспортеры нефти поставили под сомнение его выводы, а США ранее вышли из Парижского соглашения, касающегося снижения углекислого газа в атмосфере.
Наконец, эксперты «Бюллетеня» назвали еще одну проблему — разложение информационной экосистемы: через медиа транслируется ложь, а правда преподносится как вранье. «Намеренные попытки исказить реальность увеличивают социальное расслоение, подрывают веру в науку и доверие к выборам и демократическим институтам», — говорилось в прошлогоднем сопроводительном письме. Из-за этого другие глобальные проблемы решить еще труднее.
В 2020 году часы показывали без 100 секунд полночь, то есть их перевели вперед еще на 20 секунд. Это новый рекорд.
Члены Совета по науке и безопасности и Попечительского совета решили, что две главные угрозы — ядерное оружие и изменение климата — помножились на «информационную кибервойну» (об этом прямо не сказано, но надо полагать, что множитель больше единицы). По их мнению, международная политическая инфраструктура разъедена при попустительстве мировых лидеров, поэтому человечеству стало еще сложнее справиться с вызовами.
В сопроводительном письме говорится, что опасность несут нерешенные, а то и усугубившиеся политические конфликты из-за ядерных программ Ирана и КНДР и то, что США и Россия фактически перестали сотрудничать по вопросам разоружения.
Что касается климатического кризиса, то люди стали лучше о нем осведомлены (прежде всего из-за массовых протестов). Но чтобы преодолеть этот кризис, нужны политические решения, а тех, что были приняты, недостаточно.
«Эта ситуация […] была бы достаточно серьезной, даже если бы мировые лидеры пытались предотвратить катастрофу. Вместо этого в последние два года мы видим, как они ругают и отказываются от самых эффективных методов работы с комплексными угрозами […] в пользу своих интересов и ради политических очков в своих странах», — говорилось в письме.
Читайте также
Ученые не стали переводить стрелки «Часов Судного дня»
В 2021 году стрелки не стали сдвигать вперед, несмотря на пандемию, захват Капитолия в Вашингтоне и другие тревожные события. Тем не менее время еще ближе к полуночи они никогда не показывали. Глава «Бюллетеня ученых-атомщиков» Рэйчел Бронсон считает, что пандемия COVID-19 служит тревожным напоминанием о том, что национальные правительства и международные организации не готовы к угрозам, которые действительно способны уничтожить цивилизацию: ядерному оружию и изменению климата.
В сопроводительном пресс-релизе также сказано, что в 2020 году вероятность ядерной войны в течение последующих 75 лет увеличилась. Что до изменения климата, то, судя по всему, добыча ископаемого топлива — ключевого источника нагревающих планету парниковых газов — будет только увеличиваться. Правительствам стоит вспомнить о катастрофических пожарах, тропических циклонах 2020-го и постараться, чтобы выбросы прекратились как можно скорее.
Эксперты предложили меры, чтобы обезопасить будущее человечества. Вот некоторые из них. Россия и США должны продлить Договор о мерах по дальнейшему сокращению и ограничению стратегических наступательных вооружений на как можно больший срок. США следует обеспечить выполнение условий Парижского соглашения и ускорить декарбонизацию экономики. Россия могла бы вернуться в Совет Россия — НАТО. Правительства, компании из сферы коммуникационных технологий и ученые могли бы вместе выработать методы для борьбы с дезинформацией в интернете.
«Только коллективные действия и ответственное лидерство сохранят планету мирной и обитаемой для будущих поколений», — говорится в пресс-релизе.
история создания, принцип работы, сфера применения Новости |
На протяжении длительного периода точное время старались определять по вращению нашей планеты. Но этот способ не совсем верный. Во-первых, Земля по прошествии столетий стала оборачиваться медленнее, во-вторых – она начала это делать неравномерно. Заметив это, люди начали делать часы, так как они более точно позволяют определять время. Добиться сверх точности дают возможность атомные часы.
Исторические факты
Идея создать атомные часы пришла в голову физику из Англии Уильяму Томсону в 1879 году. Он первый додумался до того, что можно применять колебания частиц для сверхточного отслеживания времени. Им предлагалось использовать водород. Но впервые попытаться реализовать эту идею на практике удалось лишь в 40-х годах 20 столетия. Первые атомные часы появились в Британии только в 1955г. Создал их Луи Эссен физик из Англии. В основу работы механизма легли атомы цезия-133. Это дало возможность ученым сверхточно измерять время, чем это делали до того.
Первое устройство по расчетам ученых могло дать погрешность максимум в одну секунду только через 100 лет. В последствии механизм был усовершенствован. От него можно было получить неточность в работе в одну секунду только по истечении 2-х, а может быть и 3 миллионов лет. В СССР идея разработать атомные часы пришла в голову академику Басову Н. Г.
Устройство, принцип функционирования
Атомные часы состоят из нескольких частей: электронного блока, кварцевого осциллятора, квантового дискриминатора. Электроника несет ответственность за стабильность работы, точность механизма. Несмотря на то, что атомные часы сложные по устройству, изготовить их под силу сегодня любой из стран и использоваться они могут повседневно. По своим параметрам они не тяжелые, небольшие, красиво смотрятся на руке. Уменьшить устройство удалось за счет замены шестеренок и пружин на механизм, позволяющий определять частоту электромагнитного излучения атомов цезия при воздействии на частицы лазерным лучом.
В основу работы данных часов положены атомы цезия, их колебания.
Эти частички способны находиться в + и – состояниях. Переходя из одного вида в другой, они создают периодический точный процесс, считающийся регулятором кода часов на основе атомов. Для обеспечения точной работы устройства цезий выпаривают в печи, тем самым высвобождая атомы. Расположенный рядом с печью магнит сортирует атомы с + энергетическими связями. Затем при помощи созданного микроволнового поля в магните частички меняют свое энергосостояние. Второй магнит перенаправляет поменявшие полярность атомы в приемный блок. За балансом атомов с разным энергетическим состоянием следят специальные приборы. Можно сказать, что мечта человечества о точном часовом механизме осуществилась, этот процесс с атомами происходит постоянно с одной и той же периодичностью.
Измерить точное время помимо частиц цезия можно атомами: кальция, стронция, йода, водорода, метана, рубидия. Но все равно принято считать, что частички цезия способны дать самое точное измерения, они были взяты за стандарт.
Что представляют собой атомные часы, где используются
На Земле сегодня нет более точных и стабильных механизмов, чем атомные часы, даже знаменитые швейцарские часы уступают им в точности.
Маятником в них выступают колебания молекул, атомов. В отличие от стандартных часовых устройств генератор этих способен выдать больше 32 768 сигналов за секунду. На колебания частиц не могут оказывать воздействия температурные условия, влажность, вибрации, многие другие факторы.
Эти часы сумели стать помощниками человеку во многих сферах его жизнедеятельности. Без них сложно обходиться в навигации, определять местоположение спутника или космического корабля, ракеты, подводной лодки, самолета, автомобиля. Для нахождения используется спутниковая связь.
Самая маленькая модель была создана в 2011 году разработчиками компании Symmetricom. Их часы получились не больше коробка для спичек. Для функционирования им хватает всего 100 мВт. И это не предел. Возможно в будущем, атомные часы будут использоваться повсеместно и вытеснят собой кварцевые и механические с электронными механизмами, ведь уже сегодня такие приборы можно приобрести свободно во многих магазинах.
Как работают атомные часы?
Главная Часовые пояса Атомные часы
Автор Константин Бикос
С погрешностью всего в 1 секунду за 100 миллионов лет атомные часы являются одними из самых точных устройств для измерения времени в истории.
Цезиевые часы в Брауншвейге, Германия.
ptb.de
9 192 631 770 Колебания
Атомные часы предназначены для точного измерения длины секунды , основной единицы современного хронометрирования. Международная система единиц (СИ) определяет секунду как время, за которое атом цезия-133 в точно определенном состоянии совершает точное колебание:
9 миллиардов 192 миллиона 631 тысяча 770 раз.
Официальное определение содержит более подробную информацию: «Вторая — это продолжительность 9 192 631 770 периодов излучения, соответствующих переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133. Это определение относится к атому цезия в состоянии покоя при температуре 0 градусов по Кельвину».
Принцип работы атомных часов
В атомных часах собственные колебания атомов действуют как маятник в напольных часах. Однако атомные часы намного точнее обычных часов, потому что атомные колебания имеют гораздо более высокую частоту и гораздо более стабильны.
Существует множество различных типов атомных часов, но в основном они используют один и тот же основной принцип работы, который описан ниже:
Нагрев, объединение и сортировка
Сначала атомы нагреваются в печи и собираются в пучки . Каждый атом имеет одно из двух возможных энергетических состояний. Их называют сверхтонкими уровнями , но давайте назовем их состоянием A и состоянием B.
Затем магнитное поле удаляет из луча все атомы в состоянии B, так что остаются только атомы в состоянии A.
Внутреннее устройство атомных часов.
Ирридация и подсчет
Атомы в состоянии А пропускаются через резонатор, где они подвергаются микроволновому излучению, что приводит к переходу некоторых атомов в состояние В. За резонатором атомы, которые все еще находятся в состоянии А, удаляются. вторым магнитным полем. Затем детектор подсчитывает все атомы, перешедшие в состояние B.
Настройка и измерение
Процент атомов, изменивших свое состояние при прохождении через резонатор, зависит от частоты микроволнового излучения.
Чем больше он синхронизирован с собственной частотой колебаний атомов, тем больше атомы меняют свое состояние.
Цель состоит в том, чтобы точно настроить микроволновую частоту на колебания атомов, а затем измерить ее. После ровно 9 192 631 770 колебаний прошла секунда.
Насколько точны атомные часы?
Точность атомных часов меняется и постоянно улучшается. С ожидаемой погрешностью всего в 1 секунду примерно за 100 миллионов лет часы NIST-F1 в Боулдере, штат Колорадо, являются одними из самых точных часов в мире.
Это часы с цезиевым фонтаном, в которых лазеры концентрируют атомы в облако, охлаждают их, а затем подбрасывают вверх. Этот метод замедляет атомы, что позволяет увеличить период измерения и получить более точную аппроксимацию собственной частоты атомов.
Оптические часы
В настоящее время ученые разрабатывают устройство, которое еще точнее, чем современные атомные часы. Оптические атомные часы используют свет в видимом спектре для измерения колебаний атомов.
Резонансная частота световых лучей примерно в 50 000 раз выше, чем у микроволнового излучения, что позволяет проводить более точные измерения. Ожидаемое отклонение новых оптических часов составляет 1 секунду за 15 миллиардов лет.
Зачем нужны атомные часы?
Около 400 атомных часов по всему миру участвуют в расчете Международного атомного времени (TAI), одного из стандартов времени, используемых для определения всемирного координированного времени (UTC) и местного времени по всему миру.
Спутниковые навигационные системы, такие как GPS, ГЛОНАСС и Galileo, также полагаются на точные измерения времени для точного расчета местоположения.
Темы: Часы, Хронометраж
Реклама
В другом месте на timeanddate.com
AM и PM объяснил
Как работает 12-часовая система часов? Полночь это 12 часов ночи или 12 часов дня?
Летнее время (DST)
Почему во многих странах часы дважды в год переводятся на час вперед и назад?
UTC – всемирное координированное время
Сегодня всемирное координированное время (UTC) является основой для гражданского времени.
Этот 24-часовой эталон времени поддерживается с помощью высокоточных атомных часов в сочетании с вращением Земли.
История перехода на летнее время
История перехода на летнее время (DST). Для чего было создано летнее время, кто его изобрел и какой смысл менять время каждый год?
Международное атомное время (TAI)
Главная Часовые пояса TAI
Авторы: Константин Бикос и Энн Бакл местное время по всему миру. Он говорит нам, с какой скоростью должны тикать наши часы.
Атом цезия-133 определяет время.
© iStockphoto.com/Zerbor
TAI сохраняет темп
Для определения всемирного координированного времени (UTC) используются два компонента:
- Международное атомное время (TAI) около 400 высокоточных атомных часов. Он обеспечивает точную скорость, с которой тикают наши часы.
- Универсальное время (UT1) , также известное как астрономическое время, относится к вращению Земли.
Он используется для сравнения темпа, предоставляемого TAI, с фактической продолжительностью суток на Земле.
Он используется для сравнения темпа, предоставляемого TAI, с фактической продолжительностью суток на Земле.Как измеряется TAI?
Международное атомное время — чрезвычайно точное средство измерения времени. Атомные часы отклоняются всего на 1 секунду за 100 миллионов лет.
Секрет этой безупречной точности заключается в правильном измерении секунды как базовой единицы современного измерения времени. Международная система единиц (СИ) определяет одну секунду как время, за которое атом цезия-133 в основном состоянии совершает ровно 9 192 631 770 колебаний.
Атомные часы предназначены для обнаружения этой частоты, большинство из них сегодня используют атомные фонтаны ; облако атомов, которое лазеры подбрасывают вверх в гравитационном поле Земли. Если бы можно было увидеть атомный фонтан, он бы напоминал водяной фонтан.
Если TAI такой точный, зачем использовать дополнительные секунды?
Для достижения максимально возможного уровня точности Международное бюро мер и весов объединяет данные около 400 атомных часов в 69 национальных лабораториях по всему миру для определения TAI.
Шкала времени взвешена, приоритет отдается временному сигналу, предоставляемому учреждениями, поддерживающими высочайшее качество первичного цезия.
Зачем использовать UTC, а не TAI?
Высокая точность, достигнутая с помощью атомных часов, является одновременно и благословением, и проклятием. С одной стороны, точное хронометраж является необходимостью, например, для чувствительных ко времени технологий, таких как современные системы управления воздушным движением, которые полагаются на спутниковую навигацию.
С другой стороны, TAI не учитывает изменения скорости вращения Земли, которая определяет истинную продолжительность суток. По этой причине UTC постоянно сравнивается с UT1. До того, как разница между двумя шкалами достигнет 0,9секунды, к UTC добавляется дополнительная секунда.
В среднем за последние десятилетия Земля немного замедлилась, поэтому в настоящее время время UTC отстает от TAI на 37 секунд.
Темы: Хронометраж
Реклама
В другом месте на timeanddate.
