Historie om horologi fra sollys til atomklokker

Menneskeheten har alltid vært opptatt av måling og registrering tidens gang. Tidtaking har vært avgjørende for utviklingen av sivilisasjoner; fra å vite når man skal plante eller høste avlinger for å identifisere viktige hendelser i året.

Tiden har historisk vært målt i forhold til bevegelse av jorden; en dag, er en omdreining av planet; mens et år er en hel bane av Solen Kalendere ble utviklet fra så langt tilbake som 20,000 år siden da jegere og sankere ripete linjer og gravd hull i pinner og bein for å muligens telle dager mellom månefasene.

Sivilisasjoner fra de gamle egypterne til Romerriket har brukt ulik metoder for å finne ut hva dagen i året det er. Men å måle tid da den passerte i løpet av dagen hadde alltid vist seg vanskelig å tidlig menneskeheten. Solur var kanskje første gang biter og de kan spore sitt opphav tilbake over fem tusen år; når obelisker ble bygget, muligens slik at telling av tid ved støp av sine skygger.

Tiden som ble fortalt på en sol, var imidlertid basert på solens bevegelse i himmelen, noe som ville variere gjennom sesongene, og selvfølgelig ville det ikke fungere på skyfri dager eller om natten. Andre metoder som vannklokker eller timeglasset vil ganske enkelt fungere som rå tidtakere. Å telle tiden på dagen ville være vanskelig med folk som stole på sammenligninger som tidsreferanser som: "Så lenge det ville ta en mann å gå en kvart kilometer."

Folk var avhengige av disse metodene, og andre som ringetang for å indikere viktige øyeblikk fram til 14-tallet, da mekaniske klokker først dukket opp, som ble drevet av vekt og regulert av en rippe og foliotflyvning (et girsystem som fremmer tannhjulet med jevne mellomrom eller "flått"). Disse klokkene var langt mer pålitelige enn solsenger eller andre metoder som tillater nøyaktig og pålitelig fortelling om tidspunktet på dagen for første gang i menneskets historie.

Det neste skritt fremover i horology kom i 17th tallet da pendelen ble utviklet for å hjelpe klokker opprettholde sin nøyaktighet. Klokke making snart ble utbredt, og det var ikke for tre hundre år at neste revolusjonerende skritt i horology ville finne sted; med utvikling av elektroniske klokker. Disse ble basert på bevegelse av et vibrerende krystall (vanligvis kvarts) for å skape et elektrisk signal med en nøyaktig frekvens.

Mens elektroniske klokker var langt mer nøyaktige enn mekaniske klokker, var det ikke før utviklingen av Atomic Clocks og for omtrent 50 år siden ble moderne teknologier som kommunikasjons satellitter, GPS og globale datanettverk mulig.

De fleste atomklokkene bruke resonans av atom cesium-133 som vibrerer nøyaktig ved en frekvens på 9,192,631,770 hvert sekund. Siden 1967 den SI-systemet (SI) har definert den andre som det antall sykluser fra denne atom som gjør at atomklokkene (noen ganger kalt cesium oscillatorer) standard for tidsmålinger.

Atomklokker er nøyaktige til mindre enn 2 nanosekunder per dag, noe som tilsvarer omtrent ett sekund i 1.4 millioner år. På grunn av denne nøyaktigheten er en universell tidsskala UTC (Koordinert Universal Time eller Temps Universal Coordonné) utviklet som opprettholder en kontinuerlig og stabil tidsskala og støtter slike funksjoner som sprang sekunder - lagt til for å kompensere for bremsing av jordens rotasjon.

Men atomklokker er ekstremt dyre og er generelt bare å finne i storskala fysikklaboratorier. Imidlertid kan NTP-servere (Network Time Protocol), standardinnretningen for å oppnå tidssynkronisering i datanettverk, synkronisere nettverk til en atomur ved hjelp av enten Global Positioning System (GPS) eller spesialradio-sendinger.

Utviklingen av atomklokkene, GPS og NTP-servere har vært avgjørende for moderne teknologi, slik datanettverk over hele verden til å bli synkronisert til UTC.

Dette innlegget ble skrevet av

Richard N Williams

Richard N Williams er en teknisk forfatter og spesialist i NTP Server og tid synkronisering industrien. Richard N Williams på Google+