Понятие «время» в своем развитии. Временные масштабы во Вселенной. Методы измерения времени.

Время, как и пространство, имеет объективный характер. Они неотделимы от материи, связаны с её движением и друг с другом. Непрерывность времени означает, что между двумя моментами времени, как близко бы они не располагались, всегда можно выделить третий. Особым свойством времени является его однонаправленность или необратимость.

С точки зрения Эйнштейна, которую он выразил в Специальной теории относительности (СТО): 1. физическое пространство, постигаемое через объекты и их движения, имеет три измерения и положение объектов характеризуется тремя числами. 2. Момент события – четвертое число. 3. Потому мир событий есть четырехмерный континуум. 4. Пространственно-временной континуум – новое средство характеристики физических явлений, используя которое для описания событий в природе нужно применять не два, а четыре числа,

Время для движущегося наблюдателя течёт медленнее, чем для неподвижного: Этот эффект замедления может быть заметен лишь для скоростей, сравнимых со скоростью света в вакууме. Согласно СТО, с увеличением относительной скорости, помимо замедления времени, уменьшаются линейные размеры тел вдоль направления движения и увеличивается масса! На современном уровне развития науки представляется, что счёт времени Вселенной начат с события, произошедшего почти 15 миллиард лет назад, после которого Вселенная расширяется. Время измеряют путем наблюдения за периодически повторяющимися процессами.

Сутки были первой естественной единицей меры времени, регулировавшей труд и отдых. Сначала сутки делили на ночь и день и только много позже – на 24 часа. Периодическая смена дня и ночи происходит из-за вращения Земли вокруг своей оси. Сутки в июне короче на 51 с, чем в январе.

Земля движется по орбите вокруг Солнца неравномерно: в ближайшей к Солнцу точкае орбиты (в январе) скорость Земли наибольшая, а в наиболее удалённая точка орбиты (в июне) – наименьшая (второй закон Кеплера). Потому и истинные солнечные сутки непостоянны и вместо них используют сутки, равные средней длине истинных солнечных суток за год.

Звездные сутки определяются периодом вращения Земли вокруг своей оси относительно любой звезды. Средние звездные сутки на 3 мин 56 с короче средних солнечных.

Истинный полдень наступает на разных меридианах Земли в разное время, и для удобства принято соглашение о делении земного шара на часовые пояса, которые проходят через 15 градусов по долготе, начиная с меридиана Гринвича (нулевой долготы). Этот пояс назван нулевым. Всего часовых поясов – 24, внутри каждого пояса время принимается одинаковым – среднепоясным.

Примерно на 180-градусном меридиане происходит по договору линия перемены дат, т. е. день начинается в Японии и на Камчатке, потом в Сибири, Китае и Австралии, затем в Европе и Африке, потом – в Америке и заканчивается на Аляске. При пересечении линии изменения дат на самолете в восточном направлении одно и то же число приписывается двум дням, а в западном – один день теряется. Кроме того, в ряде стран указами вводят часовой сдвиг – переход на зимнее или летнее время.

Часовые пояса Евразии

Календарь - система отсчета длительных промежутков времени, в которой установлен определенный порядок счета дней в году и указано начало отсчета. Наука Астрономия положила в основу измерения времени три фактора, характеризующих движения небесных тел: вращение Земли вокруг своей оси, обращение Луны вокруг Земли и движение Земли вокруг Солнца. В странах Восточной Азии выделен период в 12 лет – период обращения Юпитера вокруг Солнца, при этом год в таких календарях может содержать разное число суток – 353, 354, 355, 383, 385.

Семидневная неделя – период, примерно соответствующий 1/4 лунного месяца (29,53 средних суток). Древним людям были известны 7 планет, к которым относили Солнце, Луну, Меркурий, Венеру, Марс, Юпитер, Сатурн, и каждой из них посвящали один день недели. Недельный подсчет времени зародился в странах Восточной Азии – Китае, Японии, Вьетнаме.

Относительно совершенная система счета времени уже была в Египте 5 тысяч лет назад: год имел 12 месяцев по 30 дней каждый и дополнительных 5 дней, т. е. 365 дней. В 46-м году до н. э. Юлием Цезарем в Римской империи был введён юлианский календарь, который получил распространение в странах Европы. В нём начало года было определено с 1 января, а год насчитывал 365,25 суток.

В Среднее века длительность года посчитали более точно – 365,2422 суток. 5-го октября 1582-го года римским папой Григорием 8-м был введён григорианский календарь. Количество високосных лет сокрашалось на 3 в каждые 400 лет.

Эра (от лат. аеrа – исходное число) - начальная дата системы летосчисления и последующая система. У многих народов эры связывали с временем царствования какой-либо династии: династии фараонов (3100 – 3066 годах до н. э. в Египте), династии императоров (в Китае или Японии). В Италии эра основания города Рима начинается с 22-го апреля 753 года до н. э. Современное летосчисление в Европе и Америке ведется от даты рождения Иисуса Христа, которое произошло в 753-м году после основания Рима

Возраст Вселенной оценивается в 13–15 миллиардов лет (после начала расширения, согласно принятой модели Большого Взрыва). По периоду полураспада элементов можно заглянуть в прошлое: за это время половина вещества превращается в другой элемент. Возраст Солнечной системы – около 10 8 лет. Многие археологические находки «датированы» определенным количеством оставшегося в их веществе радиоактивного углерода. По его количеству можно определить возраст до лет.

Секунда – общепринятая единица времени, примерно с периодом 1 секунда бьется пульс человека. Исторически эта единица связана с делением суток на 24 часа, 1 час – на 60 минун, 1 минута – на 60 секунд.

Прибор для измерения Времени называется часы или хронометр. В 17-м веке астрономы пользовались водяными и песочными часами. Галилей и Гюйгенс считаются изобретателями маятниковых часов. В честь изобретения маятниковых часов 18-й век. часто называют «веком часов».

Маятниковые часы могли обеспечить точность хода 0,1 с. Кварцевые часы (изобретены в 30-е годы) имеют точность измерения секунды 3–4 * Атомные часы (изобретены в 1867) имеют точность измерения секунды 1*

Структурные уровни организации материи. Микромир – мир очень малых микрообъектов, размеры которых от до м, а время жизни может быть до с. Это мир – от атомов до элементарных частиц.

Макромир – это мир объектов, соизмеримых с человеческим опытом. Размеры макрообъектов измеряются от долей миллиметра до сотен километров, а времена – от секунд до лет. Поведение же макроскопических тел, состоящих из микрочастиц, описывается классической механикой и электродинамикой. Материя может пребывать как в виде вещества, так и в виде поля, причем вещество дискретно, а поле – непрерывно. Скорости распространения поля равны скорости света, максимальной из возможных скоростей, а скорости движения частиц вещества всегда меньше скорости света.

Мегамир – мир объектов космического масштаба: планеты, звезды, галактики, Метагалактика. В звездах сосредоточено 97 % вещества нашей Галактики – Млечный Путь. В других галактиках распределение материи примерно такое же. Диаметр Галактики порядка 100 тыс. св. лет; наше Солнце – рядовая звезда типа «желтый карлик», находится на краю утолщенного диска, в 5 пк от края. Галактики (их около 10 миллиардов), наблюдаемые с Земли как туманные пятнышки, имеют разную форму: спиральную, неправильную, эллиптическую.