Время и современная физика - Зайцева Г.А.
Скачать (прямая ссылка):
85
В связи с созданием космических кораблей возникает необходимость передачи радиоволн на очень большие расстояния. Это увеличивает значение радионавигационных методов. Более того, наблюдение за сверхбыстрыми космическими кораблями и управление их движением как с помощью оптических, так и радиотехнических средств требует строгой синхронизации станций слежения.
На Земле специальные системы передачи времени, обычно с ограниченными радиусами действия и с соответствующим образом выбранными волнами, имеют точность, превышающую микросекунду (способ Лоран С). Такая же точность достигается и в случае некоторых специальных искусственных спутников. Более того, при помощи спутников удалось с такой же точностью сравнить часы по обе стороны Атлантического и Тихого океанов.
Применение и сравнение сигналов точного времени
Трудно оценить разнообразие применений сигналов точного времени, так как нет возможности провести общий статистический анализ. Но для частного случая статистические данные могут быть показательны. Так, число сигналов точного времени, использованных в течение Международного геофизического года (1957—1958), достигало одного миллиона. Чтобы эти сигналы могли быть использованы с большой точностью, необходима единая международная организация, которая бы обобщала измерения, проводимые для различных передатчиков, и публиковала соответствующие поправки. Роль такой организации выполняет Международное бюро времени, расположенное в Парижской обсерватории. Оно ежегодно регистрирует и измеряет около 50 000 сигналов точного времени, а также публикует результаты всех измерений, важные данные о вращении Земли, прохождении волн и т. д.
Очень точные измерения, относящиеся к излучению эталонов частоты, особенно для сверхдлинных волн, представляют собой операции такого размаха, что они, очевидно, должны опираться на международные организации, обеспечивающие сотрудничество и унификацию методов наблюдения и обработки. Мы уже подчеркнули роль Международного бюро времени.в области передачи сигналов точного времени. Существуют и другие оргаяиза-
8§
ции, такие, как Международное бюро мер и весов, Международный научный радиосоюз, Международный астрономический союз, Международный консультативный комитет радиосвязи.
Взгляд в будущее
В будущем точность, необходимая для научного и технического применения сигналов точного времени, еще более возрастет. Микросекунда — эта цель современных исследований — скоро будет достигнута повсеместно, но ее будет уже недостаточно. Будут применены новые приемы, быть может, совершенно отличные от существующих.
Что касается передачи времени в повседневной жизни, то по этому поводу можно привести пример ведущихся сейчас изысканий, которые на первый взгляд могут показаться фантастическими. Речь идет о наручных звуковых радиочасах, заменяющих традиционные ручные часы. Микроминиатюризация электронных схем делает такое чудо технически осуществимым. Можно представить себе, что будут созданы бесшумные часы, стрелки которых укажут время по сигналу, переданному центральной радиостанцией. Все будет зависеть от изобретательности и искусства инженеров.
Таким образом, существует много способов передачи сигналов точного времени, но основная задача при этом— сравнение результатов: главная трудность состоит в том, чтобы правильно определить траекторию и время передачи сигналов, скорость которых всегда конечна.
МИШЕЛЬ ХЕНОН ВОЗРАСТ НЕБЕСНЫХ ТЕЛ
Во все вр.емена человека интересовало происхождение небесных тел, как они возникли и сколько времени существуют. Успехи теоретической астрономии позволяют сегодня дать ответы на некоторые вопросы. В частности, интересно познакомиться с современными представлениями о возрасте небесных тел. Однако возраст может быть определен лишь в том случае, если определен начальный момент существования небесного тела. Поэтому необходимо иметь некоторые представления о процессе возник-
87
новения небесных тел и о значении, приписываемом такому привилегированному моменту времени. Эта чрезвычайно сложная проблема касается не столько времени, сколько космологии, и не относится к теме нашей книги.
Начнем с Солнечной системы. В настоящее время предполагается, что она образовалась в результате сгущения вращающегося газового облака Детали этого процесса пока еще очень плохо объяснены. Сгущаясь, об* лако разделилось на множество частей, которые впоследствии стали Солнцем, планетами и спутниками. В астрономическом масштабе этот процесс протекал довольно быстро: как предполагают, он длился в течение нескольких миллионов лет. Следовательно, все планеты Солнечной системы бозникли почти одновременно, в довольно хорошо определенный момент; практически они имеют одинаковый возраст.
Наиболее точно определен общий возраст Земли, Установлено, что радиоактивные элементы распадаются с известной скоростью. Например, уран-235 постепенно превращается в свинец; его период полураспада равен 710 миллионам лет. Значит, в конце этого промежутка времени половина начального количества урана превратится в свинец. Следовательно, достаточно измерить соотношение урана и свинца, содержащихся в руде, чтобы затем с помощью простого вычисления определить, сколько времени существует эта руда. Задача вовсе не такая легкая, как кажется на первый взгляд, поскольку руда могла содержать свинец уже с самого начала. Однако, исследуя многочисленные образцы и применяя технику точного анализа, удалось оценить возраст Земли, который с возможной ошибкой в 0,3 миллиарда лет оказался равным 4,5 миллиарда лет. Речь идет о возрасте земной коры, то есть о времени, истекшем с момента, когда поверхность Земли начала затвердевать. Но можно показать, что с момента отделения от остальной части облака того сгустка, который превратился в Землю, затвердевание происходило достаточно быстро. Поэтому возраст коры практически равен возрасту Земли.
