2005年06月02日

時間の定義

ニュースでよく『○億年に一秒の誤差しかない時計を開発』と聞きます。

聞くたびに思うのですが、その次元になると1秒の定義の問題にならないでしょうか。
とりあえず、地球の自転・公転の誤差よりはセシウム基準の時間に近いような気がします。

秒というものに完璧な定義はありません。
セシウムがどうの(書くのが面倒なくらいの定義です)という定義しかありません。

もともとは地球の公転周期から求めていたのですが、地球の公転周期って一定じゃないんですね。

本末転倒な気がしますが、時間の基準を別に作っちゃったわけです。

つまり、時間を公転から独立させたわけです。

基準が公転から時間に変わりました。公転で時間を計るのではなく、時間で公転を計るようになったのですね。

しかし、こうなると大問題が生じます。


この定義は地球の自転・公転を定義にしていないので、だんだんずれていってしまいます。

つまり、一日が24時間じゃないのです。


何のための時計でしょうね。こんな時計、無意味です。

科学者的には『地球が綺麗に動かないから悪い』のかもしれませんが・・・



とはいえ、実は、公転基準の時間でも一日は24時間ではありませんでした。

地球が楕円軌道を回っているからです。

一日24時間は平均値でしかなかったのです。



誤差といえば、もっと大きな誤差がありますね。「1年365日」です。

1年が365日でないことくらい小学生でも知っています。地球の公転周期は365日と5時間48分くらいで、地球が太陽を一周するためには365日だとちょっと足りないんです。

つまり、元旦の地球の公転軌道上の位置は、閏年の後、だんだん遅れていっています。

まぁこれは当たり前のことでしょうね。月みたいに綺麗に自転と公転が揃っている場合もありますが、普通に考えてみて、自転と公転がそろうなんて変です・・・ん?では、なんで月は・・・ちょっと考えないでおきます。



あ、因みに、自転周期と1日の長さは違います。

地球は太陽の周りを回っていて、自転も公転も同じ方向なので、太陽の方を向く為には一周より少し長めに回らないといけません。

分かりやすく説明すると、半分が黒で半分が白の球の黒い方を手前にむけ、奥に太陽を置いた地球のように円軌道を回します(自転はさせないで)。

すると、180度回ったところでも、黒い方がこっちを向いています。

これじゃ駄目ですね。白い方が太陽を向いてないと。


で、一日は太陽の見え方が基準なので、回転の方向から、自転周期はそれより短くなります。(まぁ個人的には一日が自転周期より長いといいたいですけどね。)

もし、地球の公転周期がきっちり365日で、軌道が綺麗な円軌道であれば、365日で元に戻るように毎日1/365日分自転周期が短いことになります。

さっき『楕円軌道を回っているから1日が24時間じゃない』と書きましたが、理由はこれです。

楕円なので、再び太陽を拝む為に必要な余分の回転角度が綺麗に1/365日分にならないんです。



なんか、ごちゃごちゃ書きましたが、結局、時間って計りにくいものだということですね・・・。

アインシュタインは時間は一定じゃないと言っていますし・・・。

時間が一定でないなら時間を一つに定義しようと頑張っている人たちは少し可哀相ですね。
あ、でも、時間の流れが一定として計算した方がいいことは結構ありますし、綺麗な基準を作ることが無駄というわけではないでしょう。それに、今の所、科学の水準が彼の理論の域に達していませんし。

ただ、科学がこのまま順調に進歩していけば、いずれ時間が一定でないという壁にぶつかるでしょうね・・・



posted by new_world at 00:58| Comment(5) | TrackBack(1) | 科学の雑談 | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする
この記事へのコメント
確かにアインシュタインは特殊相対性理論のなかで時間は一定ではないと言っているようです。
ようするに、物体の動く早さによって時間(の進む早さ)が変わってくるということです。
人工衛星のなかと、地球上では時間の進み方が違うということです。
但し、これくらいの差ではその違いを計ることは今のところ無理のようです。
そこで、登場するのが高精度の時計です。
セシュウム時計のような誤差のない時計が開発されてくれば、その差の測定が可能になる様です。
で、アインシュタインの理論が証明されるわけです。
浦島太郎の世界、もしくはタイムマシンの考え方もあながち空想の産物でも無くなるかもしれません。
Posted by misty at 2005年06月02日 09:29
何かまた難しいお話でした(*´∇`*)
ボンボン時計が一番です☆
うるさいですけど(笑)
Posted by マチルダ。 at 2005年06月02日 11:24
mistyさん
タイムマシンは考古学者を悲しませるでしょうね。
夢がなくなります。
もしかしたら〜かもしれない、などと考えるから楽しいのに・・・(私だけ?)。
全ての事実が分かってしまうと味気ない気がします。

相対論は詳しく知りませんが、いずれ精度が上がれば、止まっている人と車で移動している人での時間の差が問題になる時代が来るかもしれませんね。
でも、地球だって太陽系だって銀河系だって動いているので、そんな計算が出来るのかが不思議です。
相対速度なら分かりますが、どちらが早く移動しているかなんてわかるんでしょうかね・・・。
いつかしっかり勉強してみたいものです。(多分、しないと思いますが・・・)

マチルダ。さん
難しかったですか・・・ちょっと図がないと分かりにくかったかもしれませんね。

ボーンボーンって時刻の数なるやつですか?
祖父母の家にあります。
でも、うるさいので最近は音は止められています。
夜中になると、少し不気味ですしね。祖父母の家は廊下が長くて、少し反響するんです。
Posted by new_world at 2005年06月03日 02:34
不気味ですか?(笑)
ネジがきれかかった時は頭にきますけど
何か安心しますよ(*´∇`*)
大きな時計ではないですけどね☆
Posted by マチルダ。 at 2005年06月03日 13:51
小さい頃、あまりいい印象はありませんでしたね・・・少し怖かった気がします。

最近の時計は音楽がなるものが多いですね。
Posted by new_world at 2005年06月03日 19:14
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時間っていいかげん?
Excerpt: そうか、1秒は普遍・不変ではないのか。
Weblog: 平凡亭日常
Tracked: 2005-06-03 18:26
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