Δευτερόλεπτο

Διεθνές δεύτερο

Σύμφωνα με το Διεθνές Σύστημα Μονάδων, το δευτερόλεπτο ορίζεται επί του παρόντος ως η διάρκεια 9.192.631.770 περιόδων της ακτινοβολίας που αντιστοιχεί στη μετάβαση μεταξύ των δύο επιπέδων υπερχείλισης της βασικής κατάστασης του ατόμου του καισίου-133. Αυτός ο ορισμός αναφέρεται σε ένα άτομο καισίου σε ηρεμία σε θερμοκρασία 0 kelvins (-273,15 βαθμούς Κελσίου, -459,67 βαθμούς Φαρενάιτ) (απόλυτο μηδέν). Η βασική κατάσταση ορίζεται σε μηδενικό μαγνητικό πεδίο. Το δευτερόλεπτο που ορίζεται με αυτόν τον τρόπο είναι ισοδύναμο με το δευτερόλεπτο της εφήμερης.

Το διεθνές πρότυπο σύμβολο για το δευτερόλεπτο είναι το s (βλέπε ISO 31-1).

Ισοδυναμία με άλλες μονάδες χρόνου

1 διεθνές δευτερόλεπτο ισούται με:

• 1/60 λεπτό (1 λεπτό ισούται με 60 δευτερόλεπτα)
• 1/3,600 ώρα (1 ώρα ισούται με 3,600 δευτερόλεπτα)
• 1/86,400 ημέρα (1 ημέρα, με την έννοια των μονάδων που δεν είναι αποδεκτές για χρήση στο Διεθνές Σύστημα Μονάδων, ισούται με 86,400 δευτερόλεπτα)

Υπάρχουν 31.536.000 δευτερόλεπτα σε ένα κοινό έτος, 31.622.400 δευτερόλεπτα σε ένα δίσεκτο έτος και 31.557.600 δευτερόλεπτα σε ένα Ιουλιανό έτος.

Ιστορική προέλευση

Αρχικά, το δευτερόλεπτο ήταν γνωστό ως "δεύτερο λεπτό", δηλαδή το δεύτερο λεπτό (δηλαδή η μικρή) διαίρεση της ώρας. Η πρώτη διαίρεση ήταν γνωστή ως "πρωτεύον λεπτό" και ισοδυναμεί με το λεπτό που γνωρίζουμε σήμερα. Το τρίτο και το τέταρτο λεπτό χρησιμοποιούνταν μερικές φορές στους υπολογισμούς.

Ο συντελεστής 60 προέρχεται από τους Βαβυλώνιους, οι οποίοι χρησιμοποιούσαν ένα εξαδικό (βάση 60) αριθμητικό σύστημα. Ωστόσο, οι Βαβυλώνιοι δεν υποδιαιρούσαν τις χρονικές μονάδες τους με βάση το εξαδικό σύστημα (εκτός από την ημέρα). Η ώρα είχε οριστεί από τους αρχαίους Αιγύπτιους είτε ως το 1/12 της ημέρας είτε ως το 1/12 της νύχτας, επομένως και οι δύο μεταβάλλονταν ανάλογα με τις εποχές. Οι Έλληνες αστρονόμοι, για παράδειγμα ο Ίππαρχος και ο Πτολεμαίος, όριζαν την ώρα ως το 1/24 μιας μέσης ηλιακής ημέρας. Υποδιαιρώντας κατά φύλο αυτή τη μέση ηλιακή ώρα, το δεύτερο έγινε το 1/86,400 μιας μέσης ηλιακής ημέρας. ^[]

Οι ελληνικές χρονικές περίοδοι, για παράδειγμα ο μέσος συνοδικός μήνας, προσδιορίζονταν συνήθως με μεγάλη ακρίβεια, επειδή υπολογίζονταν από προσεκτικά επιλεγμένες εκλείψεις που απέχουν εκατοντάδες χρόνια μεταξύ τους - μεμονωμένοι μέσοι συνοδικοί μήνες και παρόμοιες χρονικές περίοδοι δεν μπορούν να μετρηθούν. Παρ' όλα αυτά, με την ανάπτυξη των ρολογιών εκκρεμούς που διατηρούσαν τον μέσο χρόνο (σε αντίθεση με τον φαινομενικό χρόνο που εμφανίζουν τα ηλιακά ρολόγια), το δεύτερο έγινε μετρήσιμο. Το δευτερόλεπτο εκκρεμούς προτάθηκε ως μονάδα μήκους ήδη από το 1660 από τη Βασιλική Εταιρεία του Λονδίνου. Η διάρκεια ενός χτυπήματος ή μισής περιόδου (μία αιώρηση, όχι μπρος-πίσω) ενός εκκρεμούς μήκους ενός μέτρου στην επιφάνεια της Γης είναι περίπου ένα δευτερόλεπτο.

Το 1956 το δευτερόλεπτο ορίστηκε με βάση την περίοδο περιστροφής της Γης γύρω από τον Ήλιο για μια συγκεκριμένη εποχή, επειδή μέχρι τότε είχε αναγνωριστεί ότι η περιστροφή της Γης γύρω από τον άξονά της δεν ήταν αρκετά ομοιόμορφη ως πρότυπο χρόνου. Η κίνηση της Γης περιγράφηκε στους Πίνακες του Newcomb για τον Ήλιο, οι οποίοι παρέχουν έναν τύπο για την κίνηση του Ήλιου κατά την εποχή 1900 με βάση αστρονομικές παρατηρήσεις που έγιναν μεταξύ 1750 και 1892. Το δεύτερο που ορίζεται με αυτόν τον τρόπο είναι

το κλάσμα 1/31.556.925,9747 του τροπικού έτους για το 1900 Ιανουάριος 0 στις 12 ώρες εφήμερης ώρας.

Ο ορισμός αυτός επικυρώθηκε από την ενδέκατη Γενική Διάσκεψη για τα βάρη και τα μέτρα το 1960. Το τροπικό έτος στον ορισμό δεν μετρήθηκε, αλλά υπολογίστηκε από έναν τύπο που περιέγραφε ένα τροπικό έτος το οποίο μειωνόταν γραμμικά με την πάροδο του χρόνου, εξ ου και η περίεργη αναφορά σε ένα συγκεκριμένο στιγμιαίο τροπικό έτος. Επειδή αυτό το δευτερόλεπτο ήταν η ανεξάρτητη μεταβλητή του χρόνου που χρησιμοποιούνταν στους εφήμερους του Ήλιου και της Σελήνης κατά το μεγαλύτερο μέρος του εικοστού αιώνα (οι πίνακες του Newcomb για τον Ήλιο χρησιμοποιούνταν από το 1900 έως το 1983 και οι πίνακες του Brown για τη Σελήνη από το 1920 έως το 1983), ονομάστηκε εφήμερο δευτερόλεπτο.

Όταν κατασκευάστηκαν τα ατομικά ρολόγια, αυτά έγιναν η βάση του ορισμού του δευτερολέπτου και όχι η περιστροφή της Γης γύρω από τον Ήλιο.

Μετά από αρκετά χρόνια εργασίας, ο Louis Essen από το Εθνικό Εργαστήριο Φυσικής (Teddington, Αγγλία) και ο William Markowitz από το Ναυτικό Αστεροσκοπείο των Ηνωμένων Πολιτειών (USNO) προσδιόρισαν τη σχέση μεταξύ της συχνότητας μετάβασης υπερφινών του ατόμου του καισίου και του δευτερολέπτου της εφήμερης. Χρησιμοποιώντας μια μέθοδο μέτρησης κοινής θέασης που βασίζεται στα λαμβανόμενα σήματα του ραδιοφωνικού σταθμού WWV, προσδιόρισαν την τροχιακή κίνηση της Σελήνης γύρω από τη Γη, από την οποία μπορούσε να συναχθεί η φαινόμενη κίνηση του Ήλιου, σε όρους χρόνου όπως μετριέται από ένα ατομικό ρολόι. Ως αποτέλεσμα, το 1967 η δέκατη τρίτη Γενική Διάσκεψη για τα βάρη και τα μέτρα όρισε το δευτερόλεπτο του ατομικού χρόνου στο Διεθνές Σύστημα Μονάδων (SI) ως εξής

η διάρκεια 9.192.631.770 περιόδων της ακτινοβολίας που αντιστοιχεί στη μετάβαση μεταξύ των δύο επιπέδων υπερ-λεπτότητας της βασικής κατάστασης του ατόμου καισίου-133.

Η βασική κατάσταση ορίζεται σε μηδενικό μαγνητικό πεδίο. Το δευτερόλεπτο που ορίζεται με αυτόν τον τρόπο είναι ισοδύναμο με το δευτερόλεπτο της εφήμερης.

Ο ορισμός του δεύτερου βελτιώθηκε αργότερα κατά τη συνεδρίαση του BIPM το 1997 για να συμπεριλάβει τη δήλωση

Ο ορισμός αυτός αναφέρεται σε ένα άτομο καισίου σε ηρεμία σε θερμοκρασία 0 Κ.

Ο αναθεωρημένος ορισμός φαίνεται να υπονοεί ότι το ιδανικό ατομικό ρολόι θα περιέχει ένα μόνο άτομο καισίου σε ηρεμία που εκπέμπει μια μόνο συχνότητα. Στην πράξη, ωστόσο, ο ορισμός σημαίνει ότι οι πραγματοποιήσεις του δευτερολέπτου υψηλής ακρίβειας θα πρέπει να αντισταθμίζουν τις επιδράσεις της θερμοκρασίας περιβάλλοντος (ακτινοβολία μαύρου σώματος) εντός της οποίας λειτουργούν τα ατομικά ρολόγια και να προεκτείνουν ανάλογα την τιμή του δευτερολέπτου όπως ορίζεται παραπάνω.

Το δεύτερο στα παιχνίδια ρόλων

Μερικές φορές στα παιχνίδια ρόλων το δευτερόλεπτο χρησιμοποιείται για να αναφερθεί σε μια μικρή χρονική περίοδο ή σε μια μόνο σειρά μάχης. Χρησιμοποιείται ως μια τυπική χρονική στιγμή και δεν αναφέρεται απαραίτητα σε ένα πραγματικό δευτερόλεπτο, ενώ θα μπορούσε να είναι μικρότερο ή μεγαλύτερο ανάλογα με το σενάριο.

Trivia

• Μέχρι τη σύγχρονη εποχή, οι μοίρες και οι ώρες διαιρούνταν διαδοχικά με το 60 σε pars minuta prima, pars minuta secunda, pars minuta tertia κ.ο.κ. Αυτό εξελίχθηκε στο σύγχρονο λεπτό και δευτερόλεπτο, αλλά για μικρότερες διαιρέσεις ακολουθούμε τώρα τη δεκαδική διαίρεση. Σε ορισμένες γλώσσες, τα λεξικά εξακολουθούν να διατηρούν τη λέξη για το τρίτο για το 1/60 του δευτερολέπτου, για παράδειγμα στα πολωνικά (tercja) και στα αραβικά (ثالثة).

Σχετικές σελίδες

• Άλμα δευτερολέπτου
• Τάξεις μεγέθους (χρόνος)
• UTC
• Διεθνές Σύστημα Μονάδων
• Hertz
• Becquerel