Единицы измерения времени
Современныеедини́цы измере́ниявре́мени основаны на периодах вращенияЗемли вокруг своей оси и обращения вокругСолнца, а также обращенияЛуны вокруг Земли. Такой выбор единиц обусловлен как историческими, так и практическими соображениями: необходимостью согласовывать деятельность людей со сменой дня и ночи или сезонов.
Сутки, час, минута и секунда
[править |править код]Исторически основной единицей для измерения средних интервалов времени былисутки (часто говорят «день»), отсчитываемые по минимальным полным циклам смены солнечной освещённости (день иночь).
В результате деления суток на меньшие временны́е интервалы одинаковой длины возникличасы,минуты исекунды. Происхождение деления, вероятно, связано сдвенадцатеричной системой счисления, которой придерживались в древнемШумере. Сутки делили на два равных последовательных интервала (условно день и ночь). Каждый из них делили на 12 часов. Дальнейшее деление часа восходит кшестидесятеричной системе счисления. Каждый час делили на 60 минут. Каждую минуту — на 60 секунд.
Таким образом, в часе 3600 секунд; в сутках — 24 часа, или 1440 минут, или 86 400 секунд.
Часы, минуты и секунды прочно вошли в наш обиход, стали естественно восприниматься даже на фонедесятичной системы счисления. Сейчас именно эти единицы наиболее часто используются для измерения и выражения промежутков времени. Секунда (русское обозначение:с; международное:s) является одной из семиосновных единиц вМеждународной системе единиц (СИ) и одной из трёх основных единиц в системеСГС.
Единицы «минута» (русское обозначение:мин; международное:min), «час» (русское обозначение:ч; международное:h) и «сутки» (русское обозначение:сут; международное:d) не входят в систему СИ, однако вРоссийской Федерации они допущены для использования в качестве внесистемных единиц без ограничения срока действия допуска с областью применения «все области»[1]. В соответствии с требованиями Брошюры СИ иГОСТ 8.417-2002, наименование и обозначение единиц времени «минута», «час» и «сутки» не допускается применять с дольными и кратнымиприставками СИ[2][3].
В астрономии используют обозначенияч,м,с (илиh,m,s) в верхнем индексе: например, 13ч20м10с (или 13h20m10s).
Использование для обозначения времени суток
[править |править код]В первую очередь часы, минуты и секунды были введены для облегчения указания временной координаты в пределах суток.
Точка на оси времени в пределах конкретно взятых календарных суток обозначается указанием целого количества часов, которые прошли с начала суток; затем целого количества минут, которые прошли с начала текущего часа; затем целого количества секунд, которые прошли с начала текущей минуты; при необходимости ещё точнее указать временную позицию далее используют десятичную систему, указывая десятичной дробью прошедшую долю текущей секунды (обычно до сотых или до тысячных).
На письме обычно не пишут буквенные обозначения «ч», «мин», «с», а указывают только числа через двоеточие или точку. Номер минуты и номер секунды может быть в пределе от 0 до 59 включительно. Если высокая точность не требуется, количество секунд не указывают.

Существует две системы указания времени суток. В так называемой французской системе не учитывается разделение суток на два интервала по 12 часов (день и ночь), а считается, что сутки напрямую делятся на 24 часа. Номер часа может быть от 0 до 23 включительно. В «английской системе» это разделение учитывается. Часы указывают с момента начала текущих полусуток, а после цифр пишут буквенный индекс половины суток. Первую половину суток (ночь, утро) обозначают AM, вторую (день, вечер) — PM; эти обозначения происходят отлат. ante meridiem иpost meridiem (до полудня / после полудня). Номер часа в 12‑часовых системах в разных традициях записывается по-разному: от 0 до 11 либо12, 1, 2, …, 11. Поскольку все три временные субкоординаты не превосходят ста, для записи их в десятичной системе достаточно двух цифр; поэтому значения часов, минут и секунд пишут двузначным десятичным числом, добавляя ноль перед числом, если это необходимо (в английской системе, впрочем, номер часа пишут одно- или двузначным десятичным числом).
За начало отсчёта времени принята полночь. Таким образом,полночь во французской системе — это 00:00, а в английской —12:00 AM.Полдень — 12:00 (12:00 PM).[источник не указан 3248 дней] Момент времени по прошествии 19 часов и ещё 14 минут с полуночи — 19:14 (в английской системе —7:14 PM).
На циферблатах большинства современных часов (со стрелками) используется именно английская система. Однако выпускаются и такие стрелочные часы, где используется французская 24-часовая система. Такие часы находят применение в тех областях, где судить о дне и ночи затруднительно (например, на подводных лодках или за Полярным кругом, где существуетполярная ночь иполярный день).
Использование для обозначения временно́го интервала
[править |править код]Для измерения интервалов времени часы, минуты и секунды не очень удобны, поскольку не используют десятичную систему счисления. Поэтому для измерения временны́х интервалов обычно используют только секунды.
Тем не менее, иногда используют и собственно часы, минуты и секунды. Так, продолжительность 50 000 с можно записать как 13 ч 53 мин 20 с.
Эталонизация
[править |править код]Длительностьсредних солнечных суток — величина непостоянная. И хотя она изменяется совсем немного (увеличивается в результатеприливов из-за действия притяженияЛуны иСолнца в среднем на 0,0023 секунды в столетие за последние 2000 лет, а за последние 100 лет — всего на 0,0014 секунды), этого достаточно для значительных искажений продолжительности секунды, если считать за секунду1⁄86 400 часть продолжительности солнечных суток. Поэтому от определения «час —1⁄24 суток; минута —1⁄60 часа; секунда —1⁄60 минуты» перешли к определению секунды в качестве основной единицы, основанной на периодическом внутриатомном процессе, не связанном с какими-либо движениями небесных тел (на неё иногда ссылаются как на секундуСИ или «атомную секунду», когда по контексту её можно спутать с секундой, определённой из астрономических наблюдений).
В настоящее время в Международной системе единиц (СИ) принято следующее определение секунды: «одна секунда — это интервал времени, равный 9 192 631 770 периодам излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного квантового состояния атомацезия-133 в покое при 0 К». Это определение было принято в 1967 году (уточнение относительно температуры и состояния покоя появилось в 1997 году)[3].
Отталкиваясь от секунды СИ, минуту определяют как 60 секунд, час — как 60 минут, и календарные (юлианские) сутки как равные точно 86 400 с. В настоящее время юлианские сутки короче средних солнечных суток примерно на 2 миллисекунды; для устранения накапливающихся расхождений вводятвисокосные секунды. Определяют такжеюлианский год (точно 365,25 юлианских суток, или 31 557 600 с), иногда называемый научным годом.
В астрономии и в ряде других областей наряду с секундой СИ применяется эфемеридная секунда, определение которой основано на астрономических наблюдениях. Считая, что втропическом году 365,242190402 суток, а сутки полагая постоянной длительности (т. н.эфемеридное исчисление), получают, что в году 31 556 925,25073 секунды. Тогда полагают, что секунда — это1⁄31 556 925,1875 часть тропического года. Вековое изменение продолжительности тропического года заставляет привязывать это определение к определённойэпохе; так, данное определение относится к тропическому году в момент 2000,0[4].
Кратные и дольные единицы
[править |править код]Секунда — единственная единица времени, с которой используютсяприставки СИ для образования дольных и (редко) кратных единиц.
Год, месяц, неделя
[править |править код]Для измерения более длинных интервалов времени используются единицы измерениягод,месяц инеделя, состоящие из целого числасолнечных суток. Год приблизительно равен периоду обращения Земли вокруг Солнца (примерно 365,2422 суток), месяц — периоду полной сменыфаз Луны (называемомусинодическим месяцем, равным 29,53 суток).
В наиболее распространённомгригорианском, а также вюлианском календаре за основу принят год, равный 365 суткам. Так как тропический год не равен целому количеству солнечных суток (он составляет примерно 365,2422 суток), для синхронизации календарныхвремён года с астрономическими в календаре используютсявисокосные года продолжительностью 366 дней. Год делится на двенадцать календарных месяцев разной продолжительности (от 28 до 31 дня). Обычно, на каждый календарный месяц выпадает по одномуполнолунию, но так как фазы Луны сменяются немного быстрее, чем 12 раз в году, иногда случаются и вторые полнолуния за месяц, называемыеголубой луной.
Веврейском календаре основой является лунный синодический месяц и тропический год, при этом год может содержать 12 или 13 лунных месяцев. В длительной перспективе одни и те же месяцы календаря приходятся на примерно одно и то же время.
Висламском календаре основой является лунный синодический месяц, а год содержит всегда строго 12 лунных месяцев, то есть около 354 дней, что на 11 дней меньше тропического года. Благодаря этому начало года и все мусульманские праздники каждый год смещаются относительноклиматических времён года иравноденствий.
Неделя, обычно состоящая из 7 дней, не привязана к какому-либоастрономическому событию, однако широко используется как единица времени. Можно считать, что недели формируют независимыйкалендарь, используемый параллельно с различными другими календарями. Предполагают, что продолжительность недели берёт начало от округлённой до целого числа дней продолжительности одной из четырёхфаз Луны.
Век, тысячелетие
[править |править код]Ещё более крупные единицы времени —век (100 лет) итысячелетие (1000 лет). Век иногда делят надесятилетия (декады).
Мегагод и гигагод
[править |править код]В иноязычной литературе приняты также такие кратные году единицы измерения времени, какмегаго́д (обозначение Myr), равныймиллиону лет, игигаго́д (обозначение Gyr), равныймиллиарду лет. Эти единицы применяются преимущественно вкосмологии, а также вгеологии и в науках, связанных с изучением истории Земли. Так, например,возраст Вселенной оценивается в13,72 ± 0,12 гигалет[5]. В русскоязычной литературе такие единицы используются редко, их использование также противоречит «Положению о единицах величин, допускаемых к применению в Российской Федерации», в соответствии с которым единица временигод (так же, как и, например,неделя,месяц,век,тысячелетие) не должна применяться скратными и дольными приставками[1].
Редкие и устаревшие единицы
[править |править код]ВВеликобритании и странахСодружества наций используется единица измерения временифортнайт, равная двум неделям.
ВСССР в разное время вместо семидневной недели использовалисьшестидневные ипятидневные недели, а также, в целях экономического планирования,пятилетки.
В основном для целейбухгалтерского учёта используются единицыквартал (три месяца, четверть года) иполугодие (два квартала, шесть месяцев, полгода).
В сфере образования используется единица измерения времениакадемический час (45 минут). Также в средних школах нередко встречается слово «час» в значении длительности одного урока (то есть 40 минут); «четверть» (примерно ¼ учебного года); примерно равный последней «триместр» (отлат. tri — три,mensis — месяц; приблизительно 3 месяца); «семестр» (отлат. sex — шесть; приблизительно 6 месяцев), совпадающий с «полугодием». Триместр используется также в акушерстве и гинекологии для указания сроковбеременности, в этом случае он точно равен трём месяцам.
Иногда используется единицатерция, равная1⁄60 секунды.
Единицадекада, в зависимости от контекста, может относиться к 10 дням или (реже) к 10 годам.
Индикт (индиктион), использовавшийся вРимской империи (со времёнДиоклетиана), позже вВизантии, древнейБолгарии иДревней Руси, равен 15 годам.
Олимпиада в античности использовалась как единица измерения времени и была равна 4 годам.
Сарос — период повторения затмений, равный 18 годам и11+1⁄3 дня и известный ещё древним вавилонянам. Саросом назывался также календарный период в 3600 лет; меньшие периоды носили названиянерос (600 лет) исоссос (60 лет).
Впланковской системе единиц, основанной нафундаментальных константах, единица измерения времени (планковское время) выражается черезгравитационную постояннуюG,постоянную Планкаℏ искорость светаc:
секунды[6].
Галактический год — приблизительно 216 млн лет.
Астрономический юлианский год рекомендуется для определения расстояний всветовых годах
На сегодняшний день самый маленький экспериментально наблюдаемый промежуток времени составляет порядка аттосекунды (10−18 с), что соответствует1026 планковским временам. По аналогии спланковской длиной, интервал времени, меньший планковского времени, невозможно измерить.
В индуизме «день Брахмы» —кальпа — равен 4,32 млрд лет. Эта единица вошла в Книгу рекордов Гиннеса как самая большая единица измерения времени.
См. также
[править |править код]Примечания
[править |править код]- ↑12Положение о единицах величин, допускаемых к применению в Российской ФедерацииАрхивная копия от 2 ноября 2013 наWayback Machine Утверждено ПостановлениемПравительства РФ от 31 октября 2009 г. N 879.
- ↑Chapter 3: Decimal multiples and submultiples of SI units (англ.). SI Brochure: The International System of Units (SI). Международное бюро мер и весов (2006; updated in 2014). Дата обращения: 31 января 2015. Архивировано 17 июля 2018 года.
- ↑12ГОСТ 8.417-2002. Государственная система обеспечения единства измерений. Единицы величин. Дата обращения: 25 октября 2014. Архивировано изоригинала 10 ноября 2012 года.
- ↑USEFUL CONSTANTS . hpiers.obspm.fr. Дата обращения: 28 сентября 2020. Архивировано 6 сентября 2019 года.
- ↑Результаты миссии WMAPАрхивная копия от 10 апреля 2015 наWayback Machine (англ.)
- ↑Planck time (англ.). CODATA Internationally recommended 2014 values of the Fundamental Physical Constants. NIST (2014). Дата обращения: 31 октября 2016. Архивировано 1 июля 2017 года.