Il tempo preciso è importante per molte organizzazioni, ma mantenere il tempo preciso in una scuola, in un ufficio o in un business può essere una sfida. Gli orologi standard non sono affidabili quanto molti pensano. Spesso, gli orologi al quarzo alimentati a batteria andranno a correre, a volte da diversi minuti alla settimana, che influenzano il timepiego delle persone. (More ...)

Protocollo di tempo di rete (NTP) è utilizzato come strumento di sincronizzazione dalla maggior parte delle reti di computer. NTP distribuisce una singola sorgente temporale attorno a una rete e assicura che tutti i dispositivi siano in esecuzione in sincronizzazione con esso. NTP è altamente preciso e in grado di mantenere tutte le macchine su una rete entro pochi millisecondi della fonte di tempo. Tuttavia, quando questa origine di tempo proveniente può portare a problemi nella sincronizzazione temporale all'interno di una rete. (More ...)

Molti di noi pensano che sappiamo che ora è. A colpo d'occhio i nostri orologi da polso o orologi da parete, possiamo dire che ore sono. Pensiamo anche di avere una buona idea dell'andamento del tempo di velocità in avanti, un secondo, un minuto, un'ora o un giorno sono abbastanza ben definiti; tuttavia, queste unità di tempo sono completamente create dall'uomo e non sono costanti come possiamo pensare.

Il tempo è un concetto astratto, mentre potremmo pensare che sia uguale per tutti, il tempo è influenzato dalla sua interazione con l'universo. La gravità, per esempio, come osservò Einstein, ha la capacità di deformare lo spazio-tempo alterando la velocità in cui il tempo passa, e mentre viviamo tutti sullo stesso pianeta, sotto le stesse forze gravitazionali, ci sono sottili differenze nella velocità in cui il tempo passa.

Utilizzando gli orologi atomici, gli scienziati sono in grado di stabilire l'effetto della gravità terrestre in tempo. Al di sopra del livello del mare viene posizionato un orologio atomico, il tempo più veloce viaggia. Mentre queste differenze sono minime, questi esperimenti dimostrano chiaramente che le postulazioni di Einstein erano corrette.

Gli orologi atomici sono stati usati per dimostrare alcune delle altre teorie di Einstein riguardo al tempo. Nelle sue teorie della relatività, Einstein sosteneva che la velocità è un altro fattore che influenza la velocità a cui passa il tempo. Collocando orologi atomici su astronavi orbitanti o aeroplani che viaggiano a velocità, il tempo misurato da questi orologi si differenzia dagli orologi rimasti statici sulla Terra, un altro indizio del fatto che Einstein aveva ragione.

Prima degli orologi atomici, misurare il tempo con un tale grado di precisione era impossibile, ma dalla loro invenzione in 1950, non solo le postulazioni di Einstein si sono rivelate giuste, ma abbiamo anche scoperto alcuni altri aspetti insoliti del modo in cui consideriamo il tempo.

Mentre la maggior parte di noi pensa a un giorno come 24-ore, con ogni giorno della stessa lunghezza, gli orologi atomici hanno dimostrato che ogni giorno varia. Inoltre, orologi atomici hanno anche dimostrato che la rotazione della Terra sta gradualmente rallentando, il che significa che i giorni stanno lentamente diventando più lunghi.

A causa di questi cambiamenti nel tempo, la scala cronologica globale del mondo, UTC (Coordinated Universal Time) necessita di aggiustamenti occasionali. Ogni sei mesi circa, vengono aggiunti i secondi bisestili per garantire che l'UTC funzioni alla stessa velocità di un giorno terrestre, tenendo conto del graduale rallentamento della rotazione del pianeta.

Per le tecnologie che richiedono alti livelli di accuratezza, questi regolari aggiustamenti di tempo sono calcolati dal protocollo NTP (Network Time Protocol) orario quindi una rete di computer che utilizza un NTP time server è sempre mantenuto fedele a UTC.

La costruzione dell'orologio, progettata per raccontare l'ora degli anni 10,000, è in corso in Texas. L'orologio, una volta costruito, sorgerà su metri 60 alti e avrà un quadrante di circa tre metri di diametro.

Costruito da un'organizzazione no-profit, la Long Now Foundation, l'orologio è stato costruito in modo tale da non rimanere ancora solo negli anni 10,000, ma anche nel raccontare l'ora.

Composto da una ruota dentata 300kg e da un pendolo in acciaio 140kg, il clock scatterà ogni dieci secondi e sarà caratterizzato da un sistema di suoneria che consentirà a 3.65 milioni di variazioni uniche di chime, sufficienti per gli anni 10,000 di utilizzo.

Ispirati da antichi progetti ingegneristici del passato, come la Grande Muraglia cinese e le Piramidi, oggetti progettati per durare, il meccanismo dell'orologio sarà caratterizzato da materiali all'avanguardia che non richiedono lubrificazione delle operazioni di manutenzione.

Tuttavia, essendo un orologio meccanico, il Long Now Clock non sarà molto preciso e richiederà il reset per evitare deriva, altrimenti il ​​tempo trascorso negli anni 10,000 non rappresenterà il tempo sulla Terra.

Perfino gli orologi atomici, gli orologi più accurati del mondo, hanno bisogno di aiuto per prevenire la deriva, non perché gli orologi stessi oscillano - gli orologi atomici possono rimanere precisi per un secondo 100 milioni di anni, ma la rotazione della Terra sta rallentando.

Ogni pochi anni viene aggiunto un secondo in più al giorno. Questi secondi bisestili inseriti in UTC (Coordinated Universal Time) impediscono che il tempo e il movimento della Terra si allontanino.

UTC è la scala cronologica globale che governa tutte le moderne tecnologie dai sistemi di navigazione satellitare, controllo del traffico aereo e persino reti di computer.

Mentre gli orologi atomici sono costose macchine da laboratorio, ricevere il tempo da un orologio atomico è semplice, richiedendo solo un NTP time server (Network Time Protocol) che utilizza GP o frequenze radio per rilevare segnali orari distribuiti da sorgenti di clock atomici. Installato su una rete, e NTP time server può mantenere i dispositivi in ​​esecuzione entro pochi millisecondi l'uno dall'altro e di UTC.

Se hai mai provato a tenere traccia del tempo senza un orologio o un orologio, ti renderai conto di quanto possa essere difficile. Nel giro di poche ore, potresti arrivare a mezz'ora dal momento giusto, ma è difficile misurare con precisione un orario preciso senza una qualche forma di dispositivo cronologico.

Prima dell'uso degli orologi, mantenere il tempo era incredibilmente difficile, e persino perdere la traccia dei giorni degli anni è diventato facile da fare a meno che non si mantenga il conto giornaliero. Ma lo sviluppo di orologi accurati ha richiesto molto tempo, ma diversi passaggi chiave della cronologia si sono evoluti consentendo misure del tempo sempre più vicine.

Oggi, con il beneficio degli orologi atomici, NTP server e Sistemi di orologio GPSil tempo può essere monitorato entro un miliardesimo di secondo (nanosecondo), ma questo tipo di accuratezza ha richiesto all'umanità migliaia di anni di realizzarsi.

Cronometraggio antico di Stonehenge

Stonehenge

Senza appuntamenti da tenere o la necessità di arrivare al lavoro in orario, l'uomo preistorico aveva poco bisogno di sapere l'ora del giorno. Ma quando iniziò l'agricoltura, sapere quando piantare le colture divenne essenziale per la sopravvivenza. Si ritiene che i primi dispositivi cronologici come Stonehenge siano stati costruiti per tale scopo.

Identificare i giorni più lunghi e più brevi dell'anno (i solstizi) ha permesso ai primi agricoltori di calcolare quando piantare le loro colture e probabilmente ha fornito un significato spirituale molto importante a tali eventi.

meridiane

Il fornito i primi tentativi di tenere traccia del tempo durante il giorno. L'uomo in anticipo ha realizzato che il sole ha spostato attraverso il cielo ai percorsi normali in modo da lo hanno usato come metodo di cronologia. Le meridiane erano di ogni sorta, dagli obelischi che proiettavano enormi ombre a piccole meridiane ornamentali.

Orologio meccanico

Il primo vero tentativo di utilizzare gli orologi meccanici apparve nel XIII secolo. Questi usavano meccanismi di scappamento e pesi per mantenere il tempo, ma la precisione di questi primi orologi significava che avrebbero perso più di un'ora al giorno.

pendola

Gli orologi divennero prima affidabili e precisi quando i pendoli iniziarono ad apparire nel diciassettesimo secolo. Mentre sarebbero ancora alla deriva, il peso oscillante dei pendoli significava che questi orologi potevano tenere traccia dei primi minuti, e quindi i secondi man mano che l'ingegneria si sviluppava.

Orologi elettronici

Gli orologi elettronici che utilizzavano quarzo o altri minerali hanno consentito la precisione a parti di un secondo e hanno consentito il ridimensionamento di orologi precisi in base alle dimensioni dell'orologio da polso. Mentre gli orologi meccanici esistevano, si spostavano troppo e richiedevano un avvolgimento costante. Con gli orologi elettronici, per la prima volta, è stata raggiunta la massima accuratezza senza problemi.

Orologi atomici

Il tempo a migliaia, milioni e persino miliardi di parti di secondo arrivò quando il primo orologi atomici arrivato in 1950. Gli orologi atomici erano ancora più accurati della rotazione della Terra, quindi i secondi bisestili dovevano essere sviluppati per assicurarsi che il tempo globale basato sugli orologi atomici, il tempo universale coordinato (UTC) corrispondesse al percorso del sole attraverso il cielo.

Quando dici a qualcuno che sarai un'ora, dieci minuti o un giorno, la maggior parte della gente ha una buona idea per quanto tempo devono aspettare; tuttavia, non tutti hanno la stessa percezione del tempo e, in effetti, alcune persone non hanno affatto la percezione del tempo!

Scienziati che studiano una tribù amazzone di recente scoperta hanno scoperto che non hanno un concetto astratto di tempo, secondo notizie.

L'Amondawa, inizialmente contattato dal mondo esterno in 1986, pur riconoscendo gli eventi che si verificano nel tempo, non riconosce il tempo come un concetto separato, privo delle strutture linguistiche relative al tempo e allo spazio.

Non solo gli Amondawa non hanno capacità linguistiche per descrivere il tempo, ma concetti come lavorare tutta la notte, non dovrebbero essere compresi dal momento che il tempo non ha significato per le loro vite.

Mentre la maggior parte di noi nel mondo occidentale tende a vivere per l'orologio, in realtà tutti noi abbiamo percezioni del tempo diverse e continue. Hai mai notato come il tempo vola quando ti stai divertendo, o va molto lentamente durante i periodi di noia? Le nostre percezioni del tempo possono variare notevolmente a seconda delle attività che stiamo intraprendendo.

Piloti di caccia, piloti di Formula 1 e altri sportivi parlano spesso di "essere nella zona" dove il tempo rallenta. Ciò è dovuto all'intensa concentrazione che stanno mettendo nei loro sforzi, rallentando le loro percezioni.

Indipendentemente dalle diverse percezioni del tempo, il tempo stesso può cambiare come quello di Einstein Teoria della Relatività dimostrata. Einstein ha suggerito che la gravità e le velocità intense altereranno il tempo, con grandi masse planetarie che deformano lo spazio-tempo rallentandolo, mentre a velocità molto elevate (vicine alla velocità della luce) i viaggiatori dello spazio potrebbero prendere parte a un viaggio che agli osservatori sembrerebbe diverse migliaia di anni, ma essere solo secondi a quelli che viaggiano a tali velocità.

E se le teorie di Einstein sembrano inverosimili, sono state testate usando orologi atomici ultra-precisi. Gli orologi atomici su aeroplani che viaggiano intorno alla Terra, o posizionati più lontano dall'orbita terrestre, hanno differenze minuscole rispetto a quelli rimasti a livello del mare o stazionari sulla Terra.

Gli orologi atomici sono strumenti utili per le moderne tecnologie e aiutano a garantire che i tempi globali, Tempo coordinato universale (UTC), viene mantenuto il più preciso e fedele possibile. E non è necessario possedere il proprio server per assicurarsi che la rete di computer sia mantenuta fedele a UTC e collegata a un orologio atomico. NTP time server abilitare tutti i tipi di tecnologie per ricevere un segnale di clock atomico e mantenere il più preciso possibile. Puoi persino comprare orologi da parete con orologio atomico che può darti il ​​tempo preciso indipendentemente da quanto "trascina" o "vola" il giorno.

Da orologi da polso a orologi atomici e time server NTP, la comprensione del tempo è diventata cruciale per molte tecnologie moderne come la navigazione satellitare e le comunicazioni globali.

Dalla dilatazione del tempo agli effetti della gravità sul tempo, il tempo ha molte sfaccettature strane e meravigliose che gli scienziati stanno solo iniziando a capire e utilizzare. Ecco alcuni fatti interessanti, strani e insoliti sul tempo:

• Il tempo non è separato dallo spazio, il tempo compone ciò che Einstein chiamava il tempo spaziale a quattro dimensioni. Il tempo spaziale può essere deformato dalla gravità, il che significa che il tempo rallenta e maggiore è l'influenza gravitazionale. Grazie a orologi atomici, il tempo sulla terra può essere misurato ad ogni pollice successivo sopra la superficie terrestre. Ciò significa che tutti i piedi del corpo sono più giovani della loro testa, mentre il tempo scorre più lentamente a terra.

• Anche il tempo è influenzato dalla velocità. L'unica costante nell'universo è la velocità della luce (nel vuoto) che è sempre la stessa. A causa delle famose teorie della relatività di Einstein, chiunque viaggiava vicino alla velocità della luce, un viaggio verso un osservatore che avrebbe richiesto migliaia di anni sarebbe passato in pochi secondi. Questo è chiamato dilatazione del tempo.

• Non c'è nulla nella fisica contemporanea che vieti i viaggi nel tempo sia in avanti che indietro nel tempo.

• Ci sono 86400 secondi in un giorno, 600,000 in una settimana, più di 2.6 milioni in un mese e più di 31 milioni in un anno. Se vivi per essere 70 anni allora avrai vissuto oltre 5.5 miliardi di secondi.

• Un nanosecondo è un miliardesimo di secondo o approssimativamente il tempo impiegato dalla luce per viaggiare sul piedino 1 (30 cm).

• Un giorno non dura mai 24 ore. La rotazione della Terra sta accelerando gradualmente, il che significa che la scala cronologica globale UTC (tempo universale coordinato) deve avere i secondi bisestili aggiunti una o due volte l'anno. Questi secondi bisestili vengono automaticamente considerati in qualsiasi sincronizzazione dell'orologio che utilizza NTP (Network Time Protocol) come a time server NTP dedicato.

Il "navigatore satellitare" ha rivoluzionato il nostro modo di viaggiare. Dai tassisti, i corrieri e le auto di famiglia agli aerei di linea e ai carri armati, i dispositivi di navigazione satellitare sono ora installati in quasi tutti i veicoli mentre escono dalla linea di produzione. Anche se i sistemi GPS hanno sicuramente dei difetti, hanno anche molti usi. La navigazione è solo uno degli usi principali del GPS, ma è anche utilizzato come fonte di tempo for Tempo NTP GPS server.

Essere in grado di localizzare punti dallo spazio ha salvato innumerevoli vite e rendere il viaggio verso destinazioni sconosciute senza problemi. La navigazione satellitare si basa su una costellazione di satelliti nota come GNSS (Global Navigational Satellite Systems). Attualmente esiste solo un GNSS pienamente funzionante nel mondo che è il Global Positioning System (GPS).

Il GPS è di proprietà e gestito dai militari statunitensi. I satelliti trasmettono due segnali, uno per l'esercito americano e uno per l'uso civile. Originariamente, il GPS era destinato esclusivamente alle forze armate statunitensi, ma a seguito di un abbattimento accidentale di un aereo di linea, l'allora presidente degli Stati Uniti Ronald Reagan ha aperto il sistema GPS alla popolazione mondiale per prevenire future tragedie.

Il GPS ha una costellazione di oltre i satelliti 30. In qualsiasi momento almeno quattro di questi satelliti sono generali, ovvero il numero minimo richiesto per una navigazione accurata.

I satelliti GPS hanno ciascuno a bordo di un orologio atomico. Gli orologi atomici usano la risonanza di un atomo (la vibrazione o la frequenza in particolari stati energetici) che li rende altamente accurati, non perdendo nemmeno un secondo nel tempo in un milione di anni. Questa incredibile precisione è ciò che rende possibile la navigazione satellitare.

I satelliti trasmettono un segnale dall'orologio di bordo. Questo segnale consiste nel tempo e nella posizione del satellite. Questo segnale viene riportato sulla Terra, dove il navigatore satellitare della tua auto lo recupera. Calcolando quanto tempo impiega questo segnale per raggiungere l'auto e triangolando quattro di questi segnali, il computer del tuo sistema GPS funzionerà esattamente dove sei sulla faccia del mondo. (Quattro segnali sono usati a causa di cambiamenti di elevazione - su una terra "piatta" sarebbero necessari solo tre).

Sistemi GPS può funzionare solo grazie all'accuratezza estremamente precisa degli orologi atomici. Poiché i segnali vengono trasmessi alla velocità della luce e la precisione anche di un millisecondo (un millesimo di secondo) potrebbe modificare i calcoli di posizionamento di 100 chilometri in quanto la luce può percorrere quasi 100,00km ogni secondo - attualmente i sistemi GPS sono precisi a circa cinque metri.

Gli orologi atomici a bordo dei sistemi GPS non sono solo usati per la navigazione. Perché gli orologi atomici sono così precisi Il GPS è una buona fonte di tempo. I server di tempo NTP utilizzano il GPS segnali per sincronizzare reti di computer a. Un server NTP GPS riceverà il segnale orario dal satellite GPS quindi convertirlo in UTC (Coordinated Universal Time) e distribuirlo a tutti i dispositivi su una rete che fornisce una sincronizzazione temporale estremamente precisa.

Misurare il passare del tempo è stata una preoccupazione per gli umani sin dagli albori della civiltà. A grandi linee, misurare il tempo richiede l'utilizzo di una qualche forma di ciclo ripetitivo per calcolare quanto tempo è passato. Tradizionalmente questo ciclo ripetitivo si è basato sul movimento dei cieli, come un giorno che è una rivoluzione della Terra, un mese essendo un'intera orbita della Terra sulla Luna e un anno è l'orbita terrestre del sole.

Con il progredire della nostra tecnologia siamo stati in grado di misurare il tempo in incrementi sempre più piccoli da meridiane che ci hanno permesso di contare le ore, gli orologi meccanici che ci permettono di monitorare i minuti, gli orologi elettronici che consentono per la prima volta di registrare con precisione i secondi all'attuale età degli orologi atomici in cui il tempo può essere misurato al nanosecondo.

Con il progresso in cronologia che ha portato a tecnologie come Orologi NTP, time server, orologi atomici, satelliti GPS e moderne comunicazioni globali, arriva con un altro enigma: quando inizia un giorno e quando finisce.

La maggior parte delle persone crede che un giorno sia 24 ore e che funzioni da mezzanotte a mezzanotte. Tuttavia, gli orologi atomici ci hanno rivelato che un giorno non è 24 ore e infatti la lunghezza di un giorno varia (e in realtà aumenta gradualmente nel tempo).

Dopo che gli orologi atomici furono sviluppati, vi fu una chiamata da parte di molti settori a elaborare una scala temporale globale. Uno che usa l'ultra natura precisa degli orologi atomici per misurare il suo passaggio ma anche quello che tiene conto della rotazione della Terra. Non riuscire a spiegare la natura variabile di una giornata significa che qualsiasi scala temporale statica alla fine andrebbe alla deriva con il giorno che lentamente scivolava nella notte.

Per compensare questo, la scala cronologica globale del mondo, chiamata UTC (coordinated universal time), ha aggiunto secondi aggiuntivi (secondi intercalati) per garantire che non vi sia alcuna deriva. L'ora UTC è mantenuta fedele da una costellazione di orologi atomici c ed è utilizzata dal moderno tecnologie come il time server NTP che garantisce che tutte le reti di computer funzionino esattamente nello stesso preciso momento.

Raccontare il tempo può sembrare un affare semplice in questi giorni con il numero di dispositivi che visualizzano il tempo per noi e con l'incredibile precisione di dispositivi come orologi atomici e Network Time Server è abbastanza facile vedere come la cronologia è stata data per scontata.

La precisione al nanosecondo che alimenta tecnologie come il sistema GPS, il controllo del traffico aereo e Server NTP I sistemi (Network Time Protocol) sono lontani dai primi pezzi che sono stati inventati e alimentati dal movimento del sole attraverso i cieli.

I quadranti solari erano davvero i primi veri orologi, ma ovviamente avevano i loro lati negativi - come non lavorare di notte o in condizioni di tempo nuvoloso, tuttavia, essere in grado di dire l'ora in modo abbastanza accurato era un'innovazione completa per la civiltà e aiutato per società più strutturate.

Tuttavia, fare affidamento sui corpi celesti per tenere traccia del tempo, come abbiamo fatto per migliaia di anni, non si dimostrerebbe una base affidabile per misurare il tempo, come è stato scoperto dall'invenzione del orologio atomico.

Prima degli orologi atomici, gli orologi elettronici offrivano il più alto livello di precisione. Questi sono stati inventati alla fine del secolo scorso e mentre erano molte volte più affidabili degli orologi meccanici erano ancora alla deriva e avrebbero perso un secondo o due ogni settimana.

Gli orologi elettronici funzionavano usando le oscillazioni (vibrazioni sotto energia) di cristalli come il quarzo, tuttavia, gli orologi atomici usano la risonanza di singoli atomi come il cesio che è un così alto numero di vibrazioni al secondo che rende incredibilmente accurato (moderni orologi atomici non andare alla deriva nemmeno di un secondo ogni 100 milioni di anni).

Una volta scoperto questo tipo di accuratezza nel dire il tempo, è apparso evidente che la nostra tradizione di usare la rotazione della terra come mezzo per raccontare il tempo non era precisa come questi orologi atomici. Grazie alla loro accuratezza fu presto scoperto che la rotazione della Terra non era precisa e rallentava e accelerava (di quantità minuscole) ogni giorno. Per compensare questo, la scala cronologica globale UTC (Coordinated Universal Time) ha aggiunto secondi aggiuntivi ad esso una o due volte l'anno (Leap seconds).

Gli orologi atomici forniscono la base dell'UTC che viene utilizzata da migliaia di NTP server sincronizzare le reti di computer in.