Por que dividimos o dia em segundos, minutos e horas

Por que dividimos o dia em segundos, minutos e horas

Hoje descobri por que dividimos o dia em segundos, minutos e horas.

O conceito de necessidade de dividir o dia parece uma segunda natureza até mesmo para o menor garoto que pergunta “é hora do lanche”. A realidade é que, embora tenhamos decidido que há uma necessidade de dividir o tempo, o processo atual e a forma como o fazemos vem mudando há milênios. A cruel ironia é que, embora saibamos que precisamos medir o tempo, nunca houve um consenso sobre a hora real.

Ao longo de toda a história, houve duas escolas principais de pensamento sobre o que é o tempo, e até muitas outras opiniões sobre como devemos medi-lo. O primeiro conceito de tempo é aquele que os físicos mais atuais tendem a subscrever, e que o tempo é uma dimensão fundamental no universo. Os 4º dimensão na qual as outras três dimensões do espaço (largura e altura do comprimento) podem se mover em seqüência. O segundo conceito de tempo argumenta contra a ideia de que é uma dimensão, mas sim um conceito intelectual que permite que as pessoas sequenciem e comparem eventos. Esse tempo não existe por si só, mas é uma maneira de representar as coisas.

Enquanto muitos físicos tendem a ver o tempo como uma dimensão, presumo que por estarem tentando se apegar às teorias de Einstein sobre o espaço-tempo, prefiro vê-lo como uma ferramenta. Isso ocorre porque o nosso universo está mudando constantemente. De um momento para o outro, está sempre em movimento. De elétrons movendo-se em torno de núcleos atômicos, até o jogador de basquete tentando tirar a bala antes que o relógio se esgote, tudo em nosso universo está em movimento. Para ser capaz de entender, precisamos de uma ferramenta. Se você visualizar o universo como um carro e o tempo como uma ferramenta muito importante em um kit de ferramentas, poderá ver como o tempo não seria uma dimensão. Você precisa de ferramentas para desmontar um carro e, assim como o conjunto de soquetes é necessário para desmontar e compreender todo o funcionamento interno desse automóvel, também é necessário tempo para desmontar e compreender a mudança em nosso universo de um momento para o outro. Próximo. Mas assim como o conjunto de soquetes nunca fará parte do carro, o tempo também nunca fará parte do universo, apenas uma ferramenta necessária para entendê-lo.

Seja qual for a sua posição em que horas realmente é, uma constante sempre permaneceu; como você mede isso? Em cronometria (A ciência da medição do tempo) existem duas formas distintas de medição, o calendário e o relógio. O calendário é usado para medir a passagem de longos períodos de tempo, e o relógio é usado para contar a passagem do tempo e é consultado por períodos de menos de um dia. Nós, obviamente, vamos nos concentrar em períodos de menos de um dia, porque se entrarmos no debate do calendário, inevitavelmente decidiríamos que o nosso mundo estava terminando em 2012 !!

Atualmente, o sistema numérico mais utilizado é um sistema de base 10 (decimal). Isso parece apropriado, dado que todos nós temos 10 dedos das mãos e pés, então os alunos da escola e eu, depois de algumas cervejas, podemos fazer matemática facilmente! Infelizmente para nós, as civilizações decimais pré-Dewey nunca tentaram contar suas ovelhas bêbadas, ou simplesmente odiavam seus filhos, mas todas pareciam usar outros sistemas mais complicados como uma base 12 (duodecimal) ou base 60 (sexagesimal)

A primeira sociedade creditada com a separação do dia em partes menores foi os egípcios. Eles dividiram um dia em duas seções de doze horas; noite e dia. O relógio que eles usaram para medir o tempo era o relógio de sol. Os primeiros relógios de sol eram apenas estacas no chão e você sabia que horas eram pelo comprimento e direção da sombra dos sóis. Os avanços na tecnologia, ou seja, uma barra em forma de T colocada no chão, permitiram que eles medissem com mais precisão o dia em 12 partes distintas. (Maldito sistema duodecimal !!) Pensou-se que uma explicação para esse sistema básico era que se poderia chegar a doze facilmente contando as juntas dos quatro dedos com o polegar. (Aparentemente eles não tinham patrulhas de DUI para dirigir bêbado de camelo e policiais antigos realizando testes de sobriedade com pessoas tocando seus dedos nos dedos; caso contrário, eles perceberiam que esse método de contagem não era uma boa ideia!)

A desvantagem desse relógio antigo era que à noite não havia uma maneira real de medir o tempo. Egípcios, como nós, ainda precisavam medir o tempo após o anoitecer. Afinal, de que outra forma saberíamos quando os bares fecham? Assim, seus primeiros astrônomos observaram um conjunto de 36 estrelas, das quais 18 costumavam marcar a passagem do tempo depois que o sol se pôs. Seis deles seriam usados ​​para marcar as três horas do crepúsculo de cada lado da noite e doze seriam usados ​​para dividir a escuridão em 12 partes iguais. Mais tarde, em algum lugar entre 1550 e 1070 aC, esse sistema foi simplificado para usar apenas um conjunto de 24 estrelas, das quais 12 foram usadas para marcar a passagem do tempo.

Havia muitos outros métodos, nos tempos antigos, para medir a passagem do tempo após o anoitecer. O relógio mais conhecido era um relógio de água, chamado clepsidra. Datado de aprox. 1400-1500 aC, este dispositivo foi capaz de marcar a passagem do tempo durante vários meses, apesar das estações do ano. Usava uma superfície interna inclinada que era inscrita com escamas que permitia uma diminuição na pressão da água quando a água escorria de um buraco no fundo do vaso.

Como o dia e a noite podiam agora ser divididos em 12 partes iguais, nasceu o conceito de um dia de 24 horas. Curiosamente, não foi até cerca de 150 aC que o astrônomo grego Hiparco sugeriu que a ideia de um conjunto fixo de tempo para cada hora era necessária. Ele propôs dividir o dia em 24 horas equinociais observadas nos dias de equinócio. Infelizmente para os contadores de feijões encarregados das horas extras, a maioria dos leigos continuava a usar as horas sazonalmente variadas durante vários séculos vindouros. Não foi até os 14 anosº século, quando relógios mecânicos eram comuns, que um comprimento fixo por uma hora se tornou amplamente aceito.

O próprio Hiparco, e outros astrônomos, usaram técnicas astronômicas que eles tomaram emprestados dos babilônios que fizeram cálculos usando um sistema de base 60. Não se sabe por que os babilônios, que herdaram dos sumérios, escolheram usar 60 como base para um sistema de cálculo. No entanto, é extremamente conveniente para expressar frações de tempo usando 10, 12, 15, 20 e 30.

A ideia de usar esse sistema de base como meio de dividir a hora nasceu da idéia de criar um sistema geográfico para marcar a geometria da Terra. O astrônomo grego Eratosthenes, que viveu entre 276 e 194 a.C., usou esse sistema sexagesimal para dividir um círculo em 60 partes. Essas linhas de latitude eram horizontais e passavam por lugares conhecidos na Terra na época. Mais tarde, Hiparco criou linhas longitudinais que abrangiam 360 graus. Mais tarde, o astrônomo Cláudio Ptolomeu expandiu o trabalho de Hiparco e dividiu cada um dos 360 graus de latitude e longitude em 60 partes iguais. Essas partes foram subdivididas em 60 partes menores. Ele chamou a primeira divisão “partes minutae primae”, ou primeiro minuto. As partes menores subdivididas ele chamou "partes minutae secundae", ou segundo minuto, que ficou conhecido como o segundo.

Mais uma vez, essas técnicas de medição foram perdidas para o público em geral atéº século. Os primeiros relógios mecânicos dividiriam a hora em metades, quartos ou terços. Não era prático para o leigo precisar da hora dividida em minutos.

Avanços na tecnologia e na ciência ao longo dos séculos exigiram que houvesse um valor definido mais preciso para a medição de um segundo. Atualmente, no Sistema Internacional de Unidades (SI), o segundo é a unidade base para o tempo. Isto então é multiplicado para obter um minuto, hora, dia, etc. etc.

O primeiro meio preciso e mensurável de definir um segundo veio com o advento do pêndulo. Esse método era comumente usado como um meio de contar o tempo nos primeiros relógios mecânicos. Em 1956, o segundo foi definido em termos do período de revolução da Terra em torno do Sol para uma determinada época. Como já se sabia que a rotação da Terra em seu eixo não era um padrão suficientemente uniforme de medição, o segundo ficou definido como; "A fração 1 / 31,556,925.9747 do ano tropical para 1900 0 de janeiro às 12 horas e efemérides."

Com o desenvolvimento do relógio atômico, foi decidido que era mais prático e preciso usá-los como um meio de definir um segundo, em vez da revolução da Terra ao redor do Sol. Usando um método de medição de visão comum baseado nos sinais recebidos da estação de rádio, os cientistas foram capazes de determinar que um segundo tempo de efemérides foi de 9.192.631.770 ± 20 ciclos da freqüência de césio escolhida. Assim, em 1967, a Décima Terceira Conferência Geral sobre Pesos e Medidas definiu o segundo momento atômico no Sistema Internacional de Unidades como; "A duração de 9.192.631.770 períodos da radiação correspondente à transição entre os dois níveis hiperfinos do estado fundamental do átomo de césio-133."

Infelizmente para os leigos, os cientistas, com sua constante necessidade de serem corretos e absolutamente precisos, descobriram que os efeitos das forças gravitacionais fazem com que o segundo difira, dependendo da altitude em que foi medido. Um segundo uniforme foi produzido em 1977, corrigindo a saída de cada relógio atômico para significar o nível do mar. Isso, no entanto, aumentou o segundo em cerca de 1 × 10−10. Essa correção foi então aplicada no início de 1977.

Hoje, existem relógios atômicos que operam em diversas freqüências e regiões ópticas diferentes. Embora os relógios atômicos de ponta de césio de última geração pareçam ser os mais precisos, os relógios ópticos tornaram-se cada vez mais competitivos em seu desempenho em relação aos seus equivalentes de micro-ondas.

O que parece permanecer verdadeiro é que, à medida que a tecnologia se torna mais e mais avançada, a necessidade de medir com mais precisão o tempo continuará a evoluir. O que permanece verdadeiro para a maioria de nós, no entanto, é que usamos matemática fácil e sabemos que há 60 segundos em um minuto, 60 minutos em uma hora e 24 horas em um dia!

Fatos do bônus:

  • Como o segundo é baseado no número de vezes que o átomo de césio transita entre os dois níveis hiperfinos de seu estado fundamental comparado ao tempo de efemérides, e o fato de que a rotação da Terra está diminuindo, torna-se necessário adicionar “segundos bissextos” periódicos a escala atômica para manter os dois dentro de um segundo um do outro.
  • Desde 1972 a 2006, foram adicionados 23 segundos bissextos, variando de um a cada seis meses a um a cada sete anos.
  • O Serviço Internacional de Sistemas de Referência e Rotação da Terra (IERS) é a organização que monitora a diferença entre os dois prazos e solicita que os segundos bissextos sejam inseridos ou removidos quando necessário.
  • Embora não seja um padrão definido pelo Sistema Internacional de Unidades, a hora é uma unidade aceita para uso com SI, representada pelo símbolo h.
  • Na astronomia, o ano juliano é uma unidade de tempo, definida como 365,25 dias de 86400 segundos SI cada.
  • No entanto, a lua foi usada para calcular o tempo entre 10.000 e 28.000 aC. Os calendários lunares estavam entre os primeiros a aparecer, 12 ou 13 meses lunares (346 ou 364 dias). Os calendários lununares geralmente têm um décimo terceiro mês acrescentado a alguns anos para compensar a diferença entre um ano inteiro (agora conhecido por cerca de 365,24 dias) e um ano de apenas doze meses lunares. Os números doze e treze vieram a figurar proeminentemente em muitas culturas, pelo menos em parte devido a essa relação de meses a anos.

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