Измерването на времето и центърът на света

Понеделник, 19 Юли 2010

Мека съперничи на Гринуич

Въпросът какво представлява времето занимава човечеството откакто то съществува. В началото на ХХ в. Айнщайн отбелязва, че космосът и времето са форми на интуицията, които не могат да бъдат отделени от съзнанието, подобно на възприятията ни за цвят, форма и размер. Според общата теория на относителността, времето няма независимо съществуване, което да е отделено от поредицата събития, чрез които го измерваме.

candle clock.jpg
Часовник - свещ
candleClock.jpg

В продължение на хиляди години са използвани най-различни устройства. В древен Шумер е съществувала шестнадесетична система на измерване на времето. Древните египтяни разделяли деня на два 12-часови периода и използвали големи обелиски, за да проследяват движението на Слънцето. Те изработили часовници от вода, които после се срещат и при древните гърци. Смята се, че китайската династия Чанг също е използвала часовник с изтичане на вода.

waterClock.jpg

 Воден часовник

Louxor_obelisk_Paris_dsc00780.jpg

 

Познати са пръчици за измерване, часовници със свещ, пясъчни часовници, слънчеви часовници. На китайците се приписва изобретението на часовници с живак през Х век, последвано от изобретението на арабските инженери - часовник с вода, задвижван от тежести през ХІ в. В Европа по времето на Ренесанса, когато времето вече не е секуларизирано от църквата, се изработват механични часовници със зъбчато колело. В Европа в края на ХІV това устройство се превръща в най-популярното и следва бум на създаването на часовници, часовникови кули, изобретява се джобен часовник, а през ХVІІІ век вече се появява махалото. Съвременността носи кварцовите часовници, последвани от атомни, с които се определя координирано универсално време. Днес за най-точен се смята мазерният часовник. Мазер е устройството, което произвежда последователна електромагнитни вълни посредством усилване чрез стимулирано излъчване. MASER е акроним на Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation - микровълново усилване чрез стимулирано излъчване на радиация. Физикът Чарлс Тоунс предлага за повече коректност използването на молекулно вместо микровълново лъчене. През 1957 г., когато за първи път е изработен  оптичен кохерентен генератор - лазер, думата замества мазер.

 

mazeren4asovnik.jpg

 

Мазерен часовник

Днес земята е разделена от меридиани на 24 часови зони, какъвто е и броят на часовете в денонощието. Това е направено по предложение на канадския железопътен инженер Сандфорд Флеминг през 1870 г., а часовете започват да се броят от Гринуич в Лондон, където се намира Кралската обсерватория. Меридианът, минаващ през тази обсерватория, е приет за нулев през 1884 г. на Международен конгрес във Вашингтон и спрямо него се определя географската дължина. Следващата часовата зона на изток от Гринуич е с един час напред, а на запад съответно с един час назад. Средното гринуичко време (GMT) е заменен от термина „координирано универсално време" (UTC).

Въпросът за „центъра на света" и „началото" на отчитането на времето обаче стана отново актуален, след като властите в Саудитска Арабия пуснаха пробно за три месеца механизма на гигантски часовник в Мека - светинята на исляма.

Съоръжението съперничи на лондонския Биг Бен не само по конструкция, а и по важност за ислямския свят. Според Мохамед ал Акруби, директор на хотела Royal Mecca Clock Tower, който ще е в основата на комплекса, монтирането на часовника е "гигантска операция", която ще задоволи желанието на част от мюсюлманите да заменят координираното универсално време с време по Мека, където разликата е три часа. Още през 2008 г. на конференция в Доха мюсюлмански духовници решиха, че времето по Мека е истинското универсално време и подкрепиха твърдението с аргумента, че в центъра на света е Мека, а не Гринуичкият меридиан, наложен от Запада. Пускането на часовника става в началото на свещения за мюсюлманите девети свещен месец Рамазан, когато 1500 000 по целия свят отдават почит на своя бог. По традиция се смята, че Рамазанът започва, когато се види новолунието с невъоръжено око. Досега всяка мюсюлманска страна сама определя, кога започва този месец, което налага и доста спорове. В Ливан отдавна разчитат на астрономически изчисления при определянето на фазите на Луната, а не на наблюдения, а преди година в Саудитска Арабия за първи път разрешиха и употребата на телескопи при наблюдаването на Луната. Сега Мека беше определена за центъра на света. Саудитите искат да изместят и нулевия меридиан там.

Старата слава на лондонския Биг Бен

 

bigben.jpg

 

 

Официалното име на Биг Бен всъщност е часовниковата кула на Уестминстърския дворец, която още се нарича кулата на Св. Стефан и е част от архитектурния комплекс на Уестминстерския дворец. Часовникът се намира на Гринуичкия меридиан.

Биг Бен е най-голямата камбана в часовников механизъм в света.

Часовниковата кула е построена през 1858 г., а часовниковият механизъм е пуснат в ход на 7 септември 1859 г. Височината без пилона е 61 м, а часовникът се намира на 55 м. над земята. Диаметърът на циферблата е 7 м, а дължина на стрелките 2,7 и 4,2 м. В основата на всеки от четирите циферблата има надпис на латински: Domine salvam fac Reginam nostram Victoriam Primam - Боже, пази нашата кралица Виктория I.

 

kare_big_ben.jpg

Въпреки световната известност Биг Бен не е отворен за посетители, които не са британски граждани. Самите британци могат да посетят вътрешността на кулата, след като уредят визитата с техния местен народен представител. В кулата няма асансьор, а до върха й се стига по 334-те варовикови стъпала. В момента кулата се е наклонила леко на северозапад - 220 милиметра. Желязна рамка държи 312 опалови стъкълца на повърхността.

Часовникът е известен с точността си. По време на Втората световна война при бомбардировките на 10 май 1941 г. са разрушени два от циферблатите, възстановени по-късно. Камбаната на часовника не помръдва в продължение на две години по време на Първата световна война, а нощем той не е осветен - всичко това, за да не привлича германските цепелини. През Втората световна война също не е осветен, въпреки че камбаната продължава да работи. В новогодишната нощ на 1962 г. часовникът се забавя заради снегът, блокирал стрелката на минутите и новата година настъпва с десет минути по-късно. На 5 август 1976 г. е единствената повреда на часовника Биг Бен млъква заради откачането на звуковия механизъм. Възстановен е на 9 май 1977 г. Радио Би Би Си, което дотогава дава точно време със звука от камбаната на Биг Бен, замества джингъла с шест последователни къси тона, които стават символ на точното време не само във Великобритания, а и в цяла Европа. До 2002 г. за часовника се грижат от реномираната фирма Thwaites & Reed, а днес поддръжката е поверена на службата към британския парламент.

Гигантската кула в Мека

 

meccatower.jpg

 

 

Арабският свят напоследък съперничи единствено на Китай по създаване на „най" строежи. Поредното доказателство и новият часовник в Мека. Той ще има четири позлатени циферблата с диаметър от 46 метра, изработени от високотехнологични материали. Те се извисяват на 400 метра над комплекса на Голямата джамия. Кулата, висока 601 метра, ще е най-високата сграда в света след 828-метровата Бурж Халифа в Дубай. Облицовката на кулата е поверена на германската фирма Premiere Composite. Украсата е златен полумесец над светеща стрела. В изработката участват около 250 висококвалифицирани мюсюлмански работници. Под всеки циферблат на часовника с четири пъти по-голям диаметър от прочутия лондонски Биг Бен ще има надпис "В името на аллах", осветен от 2 милиона светодиода. Близо 21 000 бели и зелени светлинни тела ще красят върха на кулата, ще се виждат от 30 километра и ще обозначават часовете на петте всекидневни молитви. На мюсюлманските празници 16 светлинни лъча ще се извисяват на 10 км в небето. Огромният часовник ще бъде украсен с два зелени меча и палмово дърво - емблемата на Саудитска Арабия.

Кулата е част от проекта за хотелския комплекс Абрадж ал Баит, финансиран от държавата и включващ седем небостъргача върху огромна основа. Шест от тях са сгради от 42 до 48 етажа, а по средата е часовниковата кула, която е два пъти по-висока. Комплексът ще се простира върху площ от 1,5 милиона квадратни метра - малко по-малко от терминал 3 на летището в Дубай, смятано за сградата с най-голяма площ в света. Той ще има 3000 стаи и апартаменти, пететажен търговски център и огромна зала за конференции и молитви, три луксозни хотела - Fairmont, Raffles и Swiss. Повечето от стотиците луксозни апартаменти ще имат изглед към Голямата джамия.  С този комплекс саудитците ще могат да приемат в Мека 10 милиона поклонници за годишния хадж. Сега Саудитска Арабия може да приеме до 3 милиона поклонници. Часовникът ще стане икона на хаджа. Посетителите ще могат да се изкачат на платформа под циферблатите и да разгледат четириетажен музей на исляма.

Строителството на новата кула и съперничеството, което заявяват самите саудитци спрямо британците и изобщо целия Запад и християнски свят, е поредна демонстрация колко разединен и объркан е светът, въпреки научните постижения, сателитите и глобалните заплахи.

Време и сателити

GPS, Galileo, ГЛОНАСС

 

glonass.jpg

Глобална система за позициониране GPS определя не само положението, но скоростта и времето с точност до 1 наносекунда във всяка точка на земното кълбо и околоземна орбита в реално време. Това става благодарение на сложна система, която синхронизира различната информация. Всеки оперативен GPS спътник има на борда четири атомни часовника и извършва една пълна обиколка на своята орбита за 11 часа и 58 минути (половин звезден ден). GPS-спътниците излъчват сигнал на две носещи честоти: L1 (1575,42 MHz) и L2 (1227,60 MHz), които са кратни на стандартната честота (10,23 MHz) на атомните часовници на борда. Целта на използването на две честоти е елиминирането на грешката, получена от закъснението на сигнала при преминаването му през йоносферата. На Земята има станции, разположени по целия свят, като главният контролен център е в Колорадо Спрингс - там се контролира работата на всеки спътник и се измерват параметрите на орбитите на спътниците и на отклонението на часовниците, прогнозират се параметрите на орбитите и се синхронизират атомните часовници.

Точността на направеното измерване зависи от стабилността на бордовия еталон на честота. Приемниците и спътниците се нуждаят от изключително точни часовници, за да могат да генерират синхронизирани сигнали. Затова като основен елемент на спътниковата навигационна апаратура се използва генератор на честота с много голяма стабилност, реализирана с атомен часовник. Поради високата им цена обаче, в приемниците се използват по-евтини, но и по-неточни кварцови часовници. Ако часовниците на приемника и спътника бяха идеално синхронизирани, то всички сфери с център - позициите на спътниците и радиус - разстоянията до тях щяха да се пресичат в една точка, която е и търсената позиция. При непрецизни часовници, тези сфери не се пресичат в една и съща точка, поради грешката в определянето на радиусите им.

 

kolorado.jpg

 

Времето, което се отчита по атомните часовници на сателитите, се влияе от ефекта на разтягане на времето, обоснован от теорията на относителността на Айнщайн. Ходът на часовника зависи както от разположението му в гравитационното поле (съгласно общата теория на относителността), така и от скоростта, с която той се движи (съгласно специалната теория на относителността). На височината, на която сателитите летят около Земята, влиянието на гравитацията е 6 пъти по-силно от това на скоростта (забързване от порядъка на 46 μs/ден поради гравитационния ефект спрямо забавяне от порядъка на 7 μs/ден поради ефекта на скоростта). Поради тази причина, времето на сателитите избързва с около 38-39 μs/ден.

Европейската космическа агенция вече две години има в орбита спътника GIOVE-B(Galileo In-Orbit Validation Element). Сателитът бе изстрелян от космодрума Байконур на 27 април 2008 г., за да помогне при ратифицирането на разработените за системата Галилео технологии. Сателитите от серията GIOVE са специално създадени за ЕКА за тестване на технологиите в орбита за системата за позициониране Galileo. Две години след изстрелването GIOVE-B е все още в перфектно състояние и експерименталното му оборудване е дало важни резултати. Спътникът е оборудван с пасивен мазерен атомен часовник, който за първи път лети на навигационен сателит. Надежността му вече е изпробвана при непрекъсната работа за повече от 400 дни. Мазерният часовник на GIOVE-B показва, че засега е най-стабилният часовник, и технологията му е най-подходяща за навигационни услуги.Очаква се сателитите от руската система ГЛОНАСС да бъдат оборудвани с тези часовници.

kuruGalileo.jpg
Прочетена 1839 пъти Последно променена в Сряда, 05 Април 2017 10:53

"Първа отговорност на всеки гражданин е да оспорва властта."

Бенджамин Франклин

Редакцията не носи отговорност за съдържанието на коментарите. Призоваваме ви за толерантност и спазване на добрия тон.


Условия за ползване на коментарите

geomax l

Baner GEOPORTAL

Със съдействието на Камарата на инженерите по геодезия и Асоциацията на геодезическите фирми

 

Връзка с нас

map

Списание ГЕОМЕДИЯ

Всичко за геодезията

София 1303
ул. "Св. Св. Кирил и Методий" 146,
ет. 3, ателие 6; тел: 02/ 831 90 01;
e-mail: geomedia@abv.bg
office@geomedia.bg

Банкова сметка

ЕИК 175378844
Банкова сметка
Уникредит Булбанк, клон Европа
BIC - UNCRBGSF
IBAN - BG74UNCR 7000 1500 6707 03
ISSN - 1313-3365

Абонамент

27 лв. за една година

15 лв. за половин година

Свържете се с нас, ако искате да се абонирате.