Наша система отсчета времени состоит из 24 часов в сутках, где каждый час делится на 60 минут, а затем на 60 секунд. Эта сложное и интересное исчисление восходит к древним цивилизациям, в частности к египтянам, которые делили дневное время на 10 часов и добавляли еще час в начале и в конце светового дня. Ночное время было разделено на 12 часов, исходя из наблюдений за звездами. Интересно, что продолжительность дневного и ночного времени в этой системе была неодинаковой и менялась в зависимости от времени года. Таким образом, несмотря на то, что современные методы измерения времени являются более точными и удобными, традиция 24-часового дня сохранилась благодаря ее историческим и культурным корням. Но все не так просто, ведь количество измеряемых часов напрямую зависит от скорости вращения Земли, которая, как известно, замедляется. Как показали результаты недавно опубликованного исследования, через 200 миллионов лет сутки на нашей планете будут длиться 25 часов. Но почему и как ученые пришли к такому выводу? Давайте разбираться!

В сутках 24 часа. Но почему именно столько и может ли это в будущем измениться? Изображение: media.licdn.com

Вращение Земли

Наша планета вращается вокруг своей оси – воображаемой линии, которая проходит от Северного полюса к Южному, и именно так мы наблюдаем повторяющийся цикл смены дня и ночи. Вращение происходит против часовой стрелки, если смотреть с высоты Северного полюса, а для завершения полного оборота ей требуется приблизительно 24 часа.

Причина, по которой Земля вращается, кроется в истории ее возникновения – около 4,6 миллиардов лет назад облака газа и пыли объединились под действием гравитации и начали вращаться. Физический принцип сохранения момента импульса гласит, что Земля продолжает вращаться, если на нее не воздействует внешняя сила.

Фундаментальный аспект существования нашей планеты, сочетающий в себе аспекты астрономии, физики и геологии – это вращение. Изображение: media.cnn.com

Деление Земли на 24 часовых пояса также связано с ее вращением. Каждая зона представляет собой участок, на который приходится определенный час дня, что соответствует положению Солнца на небе. Правда, так было не всегда. Во времена динозавров, например, день длился не 24 часа, а 23. Фактически, на протяжении более 1 миллиарда лет продолжительность земного дня составляла, если быть точными, примерно 19,5 часов. Это связано с тем, что в прошлом планета вращалась быстрее, а сила притяжения, оказываемая на нее Луной, была слабее. Следовательно дни длились меньше.

Как его изучают?

Для изучения вращения Земли ученые используют разнообразные астрономические инструменты, с помощью которых отслеживают положение звезд и других небесных тел, а также точно измеряют скорость и изменения вращения планеты. Еще одним важным инструментов являются спутники, оснащенные передовыми датчиками – эти приборы могут обнаруживать незначительные изменения скорости вращения и ориентации земной оси. Геологические данные, такие как слои осадочных пород, также позволяют получить представление об исторических изменениях вращения Земли, помогая ученым понять, как менялось вращение на протяжении миллионов лет.

Вращение планеты также влияет на климат и погодные условия. Изображение: epod.usra.edu

Таким образом, вращение Земли – это динамичный процесс, оказывающий глубокое воздействие на планету. Оно формирует наше повседневное восприятие времени, влияет на погодные и климатические условия и играет ключевую роль в функционировании мира.

Планета вращается медленнее

Недавно ученые из Мюнхенского технического университета (TUM) обнаружили, что продолжительность суток на Земле в конечном итоге может увеличиться до 25 часов. Это исследование знаменует собой значительный прогресс в понимании динамики вращения планеты. Да-да, вопреки распространенному мнению, вращение Земли не подчиняется точному 24-часовому циклу. Это несоответствие объясняется неоднородным составом Земли – смесью различных твердых и жидких веществ, каждое из которых влияет на скорость вращения планеты.

Колебания вращения важны не только для астрономии, они также крайне необходимы для создания точных климатических моделей и лучшего понимания таких погодных явлений, как Эль-Ниньо. И чем точнее данные, тем точнее прогнозы, – объясняет Ульрих Шрайбер, руководитель проекта в обсерватории TUM.

Прорыв исследователей из TUM основан на усовершенствовании кольцевого лазера – сложного устройства, способного измерять вращение Земли с поразительной точностью. Этот лазер, размещенный в геодезической обсерватории Ветцелля, работает в специально сконструированной герметичной камере, расположенной на глубине 6 метров под землей и состоит из лазерного кольцевого гироскопа и «беговой дорожки», которые тщательно откалиброваны таким образом, чтобы внешние факторы минимально влияли на показания.

Кольцевой лазер позволяет измерить вращение Земли с невиданной ранее скоростью. Изображение: i0.wp.com

«Два лазерных луча в устройстве распространяются в противоположных направлениях по замкнутому контуру – если контур вращается, то лучи будут иметь разную частоту«, – объясняют исследователи. Благодаря этой разнице можно определить точные различия в скорости вращения Земли – чем они больше, тем быстрее скорость вращения. В дополнению к устройству ученые разработали теоретическую модель для учета асимметрии лучей и коррекции погрешности.

Сутки на Земле будут длиться 25 часов

Итак, продолжительность земных суток постепенно увеличивается. В эпоху динозавров, как уже говорилось выше, сутки длились 23 часа, а 1,4 миллиарда лет назад всего 18 часов и 41 минуту. Теперь же ученые сообщили, что согласно прогнозам, через 200 миллионов лет продолжительность суток увеличится до 25 часов. Но по какой причине это произойдет?

Ответ, как это часто бывает, кроется в спутнике нашей планеты, который постоянно удаляется от Земли, замедляя тем самым свое гравитационное воздействие на планету (и делая дни длиннее). Результаты исследования опубликованы в журнале National Geographic и представляют собой значительный шаг вперед в понимании вращения нашей планеты.

В далеком будущем сутки на нашей планете будут длиться 25 часов. Изображение: services.meteored.com

Напомним, что точное время, необходимое Земле для завершения оборота, может варьироваться на небольшие доли миллисекунд каждый год из-за целого ряда таких факторов, как движения тектонических плит, изменения во вращении внутреннего ядра или гравитационного притяжения Луны. А их начальная скорость зависит от силы, с которой пыль, камни и газ, вращающиеся вокруг Солнца, сталкивались, образуя нашу планету.

Но какими будут последствия этого события для Земли и живых существ? Точно сказать невозможно, так как прогнозируемые изменения произойдут в геологически значительном масштабе времени. Единственное, что мы знаем наверняка – это то, что все живые организмы на Земле тесно связаны с 24-часовым циклом. Следовательно, наличие 25-часовых дней теоретически может повлиять на биологические процессы. То же самое касается и погодных условий. Главное, чтобы через 200 миллионов лет было кому проводить измерения и исчислять ход времени.

История исчисления времени

Для определения времени египтяне использовали солнечные часы – специальный прибор для определения времени по изменению длины тени от гномона (древнейшего астрономического инструмента) и ее движению по циферблату. Дневное и ночное время на основе наблюдений было разделено на 12 частей и в сумме давало 24 часа. Число 12 также связано с фазами Луны и движением звезд, что делало его удобным для астрономических наблюдений. Позже древние римляне переняли эту систему.

А вот деление часов и минут на 60 происходит от древних вавилонян, которые предпочитали использовать числа с основанием 60. Например, III II (с использованием немного отличающихся штрихов) означало трижды 60 плюс два или 182.

История времени восходит к древним цивилизациям и наблюдениям за небесными объектами. Изображение: www.militarytime.us

От них мы также унаследовали деление окружности на 360 частей или градусов. Астроном Ник Ломб из Сиднейской обсерватории полагает, что число 360 интересовало вавилонян потому, что именно так они оценивали количество дней в году.

Интересно, что в древнем Китае использовалась система двойного времени, в которой день делился на 12 так называемых «двойных часов», в которых первоначально середина первого двойного часа приходилась на полночь. У них также была отдельная система, в которой день делился на 100 равных частей, называемых «кэ». Эта система, однако, была довольна сложная из-за чего в 1628 году количество «кэ» в день сократилось до 96.

Египтяне изобрели календарь наблюдая за движением небесных тел. Изображение: historicaleve.com

Хотя во многих культурах были свои собственные календари, свидетельств существования эквивалентных методов учета времени, по-видимому, нет. Например, в календаре Майя нет никакой информации о том, как они разделяли день и исчисляли время. Впрочем, это же касается и австралийских аборигенов, у которых были сезонные календари для обозначения времен года, но не времени.