Arkivera kategorin "timekeepers"

Milstolpar i kronologi från kristaller till atomer

Lördag, juni 6th, 2009

Att beräkna tiden kan verka som en enkel affär i dessa dagar med antalet enheter som visar tiden för oss och med den otroliga noggrannheten hos enheter som atomur och nätverk tidsservrar det är ganska lätt att se hur kronologin har tagits för givet.

Nanosekundens noggrannhet som styr tekniker som GPS-systemet, flygkontrollen och NTP-server system (Network Time Protocol) är långt ifrån de första bitarna som uppfanns och drivs av solens rörelse över himlen.

Solklockor var verkligen de första riktiga klockorna, men de hade uppenbarligen sina nackdelar - som till exempel inte på natten eller i grumligt väder. Att kunna berätta tiden var dock ganska korrekt en fullständig innovation för civilisationen och hjälpt till mer strukturerade samhällen.

Att förlita sig på himmelska kroppar att hålla reda på tiden som vi har gjort i tusentals år skulle emellertid inte visa sig vara en pålitlig grund för att mäta tiden som upptäcktes av uppfinningen av atomklocka.

Före atomklockor gav elektroniska klockor den högsta nivån av noggrannhet. Dessa uppfanns vid slutet av förra seklet och medan de var många gånger mer tillförlitliga än mekaniska klockor drev de fortfarande och skulle förlora en sekund eller två varje vecka.

Elektroniska klockor som arbetat med att använda oscillationerna (kristallens vibrationer), såsom kvarts, använder atomklockor med resonansen hos enskilda atomer som cesium, vilket är så höga vibrationer per sekund som det gör otroligt noggranna (moderna atomur kör inte med en sekund varje 100 miljoner år).

När denna typ av tid berättade för noggrannhet upptäcktes blev det tydligt att vår tradition att använda jordens rotation som ett sätt att berätta för tiden inte var lika exakt som dessa atomur. Tack vare deras noggrannhet upptäcktes snart att jordens rotation inte var exakt och skulle sakta och påskynda (med små mängder) varje dag. För att kompensera för detta är världens globala tidsskala UTC (Koordinerad universell tid) har ytterligare sekunder tillagt det en eller två gånger om året (Leap sekunder).

Atomklockor utgör basen för UTC som används av tusentals NTP-servrar att synkronisera datornät till.

Heroes of Time

Torsdag, juni 4th, 2009

Kronologi - Studiet av tid - har gett vetenskap och teknik med några otroliga innovationer och möjligheter. Från atomur, NTP-servrar och GPS-systemet har sann och exakt kronologi förändrat världens form.

Tid och hur det räknas har varit en uppmärksamhet för mänskligheten sedan de tidigaste civilisationerna. Tidiga kronologer spenderade sin tid på att försöka upprätta kalendrar, men det visar sig vara mer komplicerat än först trodde främst för att jorden tar kvart om dagen mer än 365-dagar för att bana solen.

Att fastställa rätt antal språngdagar var en av de första utmaningarna och det tog flera försök till kalendrar tills den moderna gregorianska kalendern blev antagen av jordklotet.

När det gäller övervakningstid på en mindre nivå gjordes stora framsteg av Galileo Galilei vem skulle ha byggt den första pendulklockan om bara hans död inte hade avbrutit sina planer. Pendlar uppfanns slutligen av Christiaan Huygens och gav den första sanna glansen att noggrant övervaka tiden hela dagen.

Nästa steg i kronologin kunde dock inte ske om vi hade en bättre förståelse av tiden själv. newton (Sir Isaac) hade de första idéerna och hade begreppstiden absolut "och skulle flöda" lika "för alla observatörer. Detta skulle ha varit en uppenbar idé för Newton, eftersom många av oss betraktar tiden som oföränderlig men det var Einstein i sin speciella relativitetsteori som föreslog att tiden faktiskt inte var konstant och skulle skilja sig från alla observatörer.

Det var Einsteins idéer som visade sig vara korrekta och hans tid och rymdmodell banade vägen för många av de moderna teknologier som vi tar för givet idag som atomur.

Men kronologin slutar inte där, timekeepers söker ständigt efter sätt att öka noggrannheten med moderna atomklockor så exakt att de inte skulle förlora en sekund i miljoner år.

Det finns också andra anmärkningsvärda siffror i den kronologiska moderna världen. Professor David Mills från University of Delaware utarbetade ett protokoll i 1980 för att synkronisera datornätverk.

Hans nätverkstidsprotokoll (NTP) används nu i datorsystem och nätverk över hela världen via NTP-tidsservrar. En NTP-server säkerställer datorer på motsatta sidor av världen kan köra exakt samma gång.