Storia dell'orologeria dai meridiani agli orologi atomici
Pubblicato da Richard Williams N on Gennaio 7th, 2008
L'umanità si è sempre preoccupato di misurare e registrare il passare del tempo. Indicazione dell'ora è stata essenziale per lo sviluppo delle civiltà; dal sapere quando piantare o il raccolto di identificare eventi importanti nel corso dell'anno.
Il tempo è stato storicamente misurata in relazione al movimento della Terra; un giorno, è un giro del pianeta; mentre un anno è un intero orbita del Sole Calendari sono stati sviluppati da nel lontano 20,000 anni fa, quando i cacciatori-raccoglitori graffiati linee e cavati fori in bastoni e le ossa a contare forse i giorni tra le fasi della luna.
Civiltà dagli antichi egizi per l'Impero Romano hanno usato metodi differenti per scoprire quale giorno dell'anno che è. Tuttavia, la misurazione del tempo che passava tutto il giorno si era sempre rivelato difficile per l'umanità presto. Le meridiane erano forse i primi pezzi di tempo e possono tracciare la loro origine indietro più di cinquemila anni; quando obelischi sono stati costruiti, forse per consentire il racconto del tempo dal cast delle loro ombre.
Tuttavia, il tempo raccontato su una meridiana era basato sul movimento del sole nel cielo, che si sarebbe differenziato durante le stagioni e, naturalmente, non avrebbe funzionato nei giorni nuvolosi o di notte. Altri metodi come gli orologi ad acqua o la clessidra agiscono semplicemente come timer grezzi. Raccontare l'ora del giorno sarebbe difficile con le persone che si affidano ai confronti come riferimenti temporali come: "Finché ci vorrebbe un uomo per percorrere un quarto di miglio".
La gente si fidava di questi metodi e altri come il suono della campana per indicare momenti importanti fino al 14esimo secolo, quando gli orologi meccanici apparvero per la prima volta guidati dal peso e regolati da uno scappamento a verga-e-foliot (un sistema di ingranaggi che avanzava sul treno degli ingranaggi a intervalli regolari o "zecche"). Questi orologi erano molto più affidabili delle meridiane o di altri metodi che permettevano di dire in modo preciso e affidabile l'ora del giorno per la prima volta nella storia umana.
Il prossimo passo in avanti in orologeria è venuto nel 17th secolo, quando il pendolo è stato sviluppato per aiutare gli orologi mantenere la loro precisione. Orologeria divenne ben presto diffusa e non è stato per altri trecento anni che il prossimo passo rivoluzionario in orologeria avrebbe luogo; con lo sviluppo di orologi elettronici. Questi erano basate sul movimento di un cristallo vibrante (solitamente quarzo) per creare un segnale elettrico con una frequenza esatta.
Mentre gli orologi elettronici erano molto più precisi degli orologi meccanici, lo sviluppo di Atomic Clocks e di circa cinquant'anni fa lo hanno reso possibile grazie a tecnologie moderne come i satelliti di comunicazione, il GPS e le reti informatiche globali.
La maggior parte orologi atomici utilizzano la risonanza dell'atomo di cesio-133 che vibra esattamente ad una frequenza di 9,192,631,770 ogni secondo. Poiché 1967 il sistema internazionale di unità (SI) ha definito il secondo come quel numero di cicli da questo atomo che rende orologi atomici (talvolta chiamati oscillatori al cesio) lo standard per misure di tempo.
Gli orologi atomici sono precisi a meno di 2 nanosecondi al giorno, il che equivale a circa un secondo in 1.4 milioni di anni. A causa di questa precisione, è stata sviluppata una scala universale UTC (Coordinated Universal Time o Temps Universel Coordonné) che mantiene una scala temporale continua e stabile e supporta tali caratteristiche come secondi intercalari - aggiunti per compensare il rallentamento della rotazione terrestre.
Tuttavia, gli orologi atomici sono estremamente costosi e generalmente si trovano solo nei laboratori di fisica su larga scala. Tuttavia, i server NTP (Network Time Protocol), i mezzi standard per ottenere la sincronizzazione dell'ora sulle reti di computer, possono sincronizzare le reti con un orologio atomico utilizzando la rete GPS (Global Positioning System) o trasmissioni radio specializzate.
Lo sviluppo di orologi atomici, GPS e server NTP tempo è stato di vitale importanza per le moderne tecnologie, consentendo reti di computer in tutto il mondo per essere sincronizzati a UTC.