秒とは何か？

概要

この記事では、時間の測定について、特に秒の定義について、その歴史と科学を探求します。古代のカレンダーから原子時計の発展まで、科学者たちはどのようにして正確な秒の長さを決定し、現代の時間計測にどのように使用されるかを学びます。

時間計測の歴史

人類の歴史の大部分では、古代文明は夜空の動きを追跡する独自のカレンダーを使用して時間を測定していました。しかし、グレゴリオ暦が導入された16世紀後半に、現代の秒が世界中に広まり始めました。グレゴリオ暦では、地球が自転する1回転を1日と定義し、1日を24時間に、1時間を60分に、1分を60秒に分割しました。

秒の誕生

秒が最初に定義されたとき、それは有用な時間単位よりも数学的なアイデアでした。牧歌的なコミュニティでは、日や時間を測定することが十分でした。都市が高速鉄道によって相互に接続されるようになるまで、正確な時間計測に合意する必要はありませんでした。1950年代には、多数のグローバルシステムが、できるだけ正確にすべての秒を説明する必要がありました。

原子時計

より高い精度を実現するために、研究者たちは物理学の法則と原子の不変の性質に注目しました。原子は、一定の周波数で正の核を周回する負の電荷を持つ電子から構成されています。研究者が原子を電磁場に露出させることで、電子の方向をわずかに妨害し、振動を作り出すことができます。通常の振り子がすぐにエネルギーを失うのに対して、電子は何世紀もの間振動することができます。

勝利した原子

時間計測が完全に原子によるものになる前に、国々はどの原子が最も適しているかを決定する必要がありました。1967年、国際度量衡委員会第13回総会で、研究者たちはセシウム133を勝利した原子として選びました。セシウムはすでに原子時計研究で人気のある元素であり、1960年にはいくつかのセシウム時計が商業的に利用可能になっていました。