正確に時間を測る方法 -

時間は構造物だろうか？そうだと言う人もいるが、それがどう機能するか理解するための研究に打ち込んだ人たちがいる。実際、世界中の科学者や文化人が使用してきた時間を正確に測る方法がたくさんある。しかし、一体どんな方法なのか？どれぐらい正確なのか？そして、時間を測定するための世界共通の基準はあるのだろうか？

ギャラリーを通して、時間の歴史とそれがどのように維持されてきたか詳しく見ていこう。

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太陽時計 -

長い歴史を通して、農業はほとんどの文明にとって最も重大な事であった。したがって、特に月や年を測ったり、時間を測るのに太陽が大きな要素だったことは不思議ではないのだ。

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日時計 -

太陽はまた、人々が細かい単位で時間を計測できるという利点もあった。日時計はかつてはほとんどの文化での必需品であった。人々が使用しなくなった今も尚、上品で美しいものだ。

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太陰時間 -

文明はまた、自然を用いた時間の計測の基準として月の周期を使った。多くの文化は、月の周期に基づいてカレンダーを作っていたのだ。

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水時計 -

クレプシドラとしても知られる水時計は、古代文明に遡り、一つの容器からもう一つの容器に決まった量の水が流れる仕組みだ。流れた水の量で時間を計測するのだ。

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砂時計 -

水時計と同様、砂時計は時間を計測するのに砂を使用する。古代文明ではこの技術も使われていたのだ。実は、最も古い砂時計は紀元前１４世紀頃の古代エジプトに遡る。

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天体物理学 -

天文物理学における時間の計測はとんでもなく大きな計りに基づいている。実際、一部の天体物理学者はビックバンからの宇宙時間など、宇宙全体の歴史の長さを研究しているのだ。

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パルサー -

パルサーは、正確な電波パルスを放射する高速回転する中性子星であり、天文学者が宇宙時間の計測として使用している。

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その他の現象 -

正確な時間を測定するために、超新星やガンマ線バーストのような天文現象を科学者が分析することもある。

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重力波 -

米国のレーザー干渉計重力波天文台(LIGO)によって検出された、時空の波紋は、天体現象や時間を知るための新しい手段をくれるのである。

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素粒子物理学 -

欧州原子核研究機関であるCERNなどの施設での実験は、正確な時間一致と写真の素粒子加速器を主に使用している。この実験は、科学者が物理学における根本的な力を理解するのに役立つ。

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原子時計 -

これらの時計は、時間を測る上でおそらく最も正確な方法の一つである。原子時計は原子の振動を使って、１０億分の１秒という驚くべき精度で時間を計測するのだ。実際、これらの時計は放射線を使用して１秒の長さを決めるのである。

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セシウム標準 -

セシウムとして知られる放射線元素は、原子時計の１秒を計測する際に使用する。この元素の原子は、常に振動し、この振動は世界中で時間を計測する際の基準となっているのだ。

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放射性同位体 -

他の種類の放射性同位体も地質時計として機能し、研究者が岩石や遺物を驚くべき正確さで年代測定できるようになるのだ。

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深宇宙原子時計(DSAC) -

NASAの耐宇宙時計を使用すると、地球上のシステムに頼らずに、全てのミッションを正確に進めることができる。

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光時計 -

基本的に地球の電磁界の領域で、高周波数を使用するこれらの時計は、原子時計よりもはるかに正確であり、時間の計測の基準を塗り替える可能性がある。

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時間の拡大 -

アインシュタインの重力における理論は、重力と速度は時間に影響を与えると予想している。したがって、宇宙船の速度によって、宇宙探査と通過する時間は大きく影響を受けるのである。

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クロノメーター -

これらの高精度時計は、特定の場所とグリニッチ標準時のような基準点の間の時差を決めることで、経度を正確に測れるよう導く為に使用されるのである。

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体内時計 -

これらの時計は、植物から動物まで多種多様な生物に見られる。体内の計時メカニズムに基づき、睡眠覚醒周期や季節的行動のようなさまざまな生理的な過程を調整するのである。

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閏秒 -

閏秒は時折協定世界時(UTC)に追加されることがある。これは地球には固定された回転がない為である。これらの秒を追加することで、地球上の時間が天文学と確実に相関するようになるのである。

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ネットワークタイムポロトコル(NTP) -

NTPは、アルゴリズムを使用してインターネット上でコンピューターの時計を同時刻にするものである。これは安全な通信や取引を行う上で極めて重要なのである。

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気候科学 -

時間を正確に測定することは、科学者が気候のパターンを理解し、変動を調査し、将来的な傾向を予測するのに役立つのだ。

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測地学 -

地球の形状や重力の分野を研究するには、科学者たちはGPSと衛星測位システムの為に正確な時間測定を行う必要がある。

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異なる高さ -

物理学の法則では、地表にどれだけ近いかによって時間の計測が異なる。実際、人工衛星は高速で高度が高いため、時間の測り方を変える必要がある。

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電気通信 -

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航空 -

民間の航空機や軍用便はタイムゾーンを超えて飛行するため、もし不適切に行うと厄介なことになる。ナビゲーションシステムは、安全かつ効率的な空の旅の為に正確な時間を維持する必要があるのだ。

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国際宇宙ステーション -

宇宙飛行士はISSに乗り、自身の高精度な時計を使用する。これは、宇宙での活動や実験を同期する為である。

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タイムカプセル -

これらは正確な時間の計測方法ではないが、埋められたタイムカプセルは、文化と歴史を後世のために保存しておける方法として機能する。

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量子もつれ -

科学者は、時間を測定する方法として粒子を量子レベルで研究しようとしたが、それはまだほとんどが空論的なのである。彼らは、「絡み合った」粒子の変化を測定し、正確な時間の経過を知ることができると信じているのだ。

出典: (Encyclopedia of Time) (‘Of Clocks and Time’) (History of Astronomy: An Encyclopedia) (Engage Learning Magazine)

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