Pourquoi nous divisons la journée en secondes, minutes et heures

Pourquoi nous divisons la journée en secondes, minutes et heures

Aujourd'hui, j'ai découvert pourquoi nous divisons la journée en secondes, minutes et heures.

Le concept de la nécessité de diviser la journée semble être une seconde nature pour le plus petit des enfants, lui demandant: «Est-ce l'heure du goûter? La réalité est que, même si nous avons décidé qu'il était nécessaire de répartir le temps, le processus actuel et la façon dont nous procédons ont changé depuis des millénaires. L'ironie cruelle est que, même si nous savons que nous devons mesurer le temps, il n'y a jamais eu de consensus sur ce que c'est vraiment.

Tout au long de l'histoire, il y a eu deux grandes écoles de pensée sur la durée, et même beaucoup plus d'opinions sur la façon de la mesurer. Le premier concept de temps est celui auquel la plupart des physiciens actuels ont tendance à souscrire, à savoir que le temps est une dimension fondamentale de l'univers. Le 4th dimension dans laquelle les trois autres dimensions de l’espace (longueur, largeur et hauteur) peuvent se déplacer en séquence. Le second concept de temps contredit l'idée selon laquelle il s'agit d'une dimension, mais plutôt d'un concept intellectuel qui permet aux gens de séquencer et de comparer des événements. Ce temps n'existe pas en soi, mais est une manière de représenter les choses.

Alors que de nombreux physiciens ont tendance à considérer le temps comme une dimension, je suppose que, parce qu’ils essaient de s’en tenir aux théories d’Einstein sur l’espace-temps, je préfère le voir comme un outil. C'est parce que notre univers change constamment. D'un moment à l'autre, il est toujours en mouvement. Des électrons se déplaçant autour des noyaux atomiques au joueur de basket-ball essayant de se faire tirer avant que le temps imparti ne soit écoulé, tout dans notre univers est en mouvement. Pour pouvoir le comprendre, nous avons besoin d'un outil. Si vous considérez l'univers comme une voiture et que le temps est un outil très important dans une boîte à outils, vous pouvez voir que le temps ne serait pas une dimension. Vous avez besoin d’outils pour démonter une voiture et, tout comme le jeu de douilles est nécessaire pour démonter et comprendre tous les rouages ​​de cette automobile, vous avez également besoin de temps pour démonter et comprendre le changement de notre univers d’un moment à l’autre. suivant. Mais tout comme le jeu de prises ne fera jamais partie de la voiture, le temps ne fera jamais partie de l'univers, mais simplement un outil indispensable pour le comprendre.

Quelle que soit votre position sur l'heure exacte, une constante est toujours restée; comment le mesurez-vous? En chronométrie (science de la mesure du temps), il existe deux formes de mesure distinctes: le calendrier et l'horloge. Le calendrier sert à mesurer le passage de longues périodes de temps et l’horloge sert à compter le passage du temps en cours et est consultée pour des périodes inférieures à un jour. Nous allons évidemment nous concentrer sur des périodes inférieures à une journée, car si nous entrions dans le débat sur le calendrier, nous déciderions inévitablement que notre monde se terminait en 2012 !!

Aujourd'hui, le système numérique le plus utilisé est un système de base 10 (décimal). Cela semble approprié étant donné que nous avons tous 10 doigts et orteils, alors les élèves du primaire et moi-même, après quelques bières, pouvons faire des calculs facilement! Malheureusement pour nous, les civilisations antérieures à Dewey Decimal n'avaient jamais essayé de compter leurs moutons en état d'ébriété, ou avaient simplement détesté leurs enfants, mais elles semblaient toutes utiliser d'autres systèmes plus complexes, comme une base 12 (duodécimale) ou une base 60 (sexagésimale).

La première société à avoir crédité de séparer la journée en parties plus petites a été les Egyptiens. Ils ont divisé une journée en deux sections de douze heures; nuit et jour. L'horloge qu'ils utilisaient pour mesurer le temps était le cadran solaire. Les premiers cadrans solaires étaient juste des piquets dans le sol et vous saviez quelle heure il était par la longueur et la direction de l'ombre du soleil. Les progrès technologiques, à savoir une barre en forme de t placé dans le sol, leur ont permis de mesurer avec plus de précision le jour en 12 parties distinctes. (Putain de système duodécimal !!) On pensait que l'une des explications de ce système de base était qu'il était possible d'atteindre facilement jusqu'à douze en comptant les doigts sur les quatre doigts avec leur pouce. (Apparemment, ils n’avaient pas de patrouilles avec conduite en état d'ébriété pour conduite en état d'ivresse au volant de chameaux et d'anciens policiers effectuant des tests de sobriété sur le terrain, demandant aux gens de se toucher le pouce; sinon, ils se rendraient compte que cette méthode de comptage n'était pas une bonne idée!)

L'inconvénient de cette heure avancée était qu'il était impossible de mesurer le temps la nuit. Les Égyptiens, comme nous, avaient encore besoin de mesurer le temps après la tombée de la nuit. Après tout, comment pourrions-nous savoir quand les bars ferment? Ainsi, leurs premiers astronomes ont observé un ensemble de 36 étoiles, dont 18 marquaient le passage du temps après le coucher du soleil. Six d'entre elles seraient utilisées pour marquer les trois heures de crépuscule de chaque côté de la nuit et douze seraient ensuite utilisées pour diviser l'obscurité en douze parties égales. Plus tard, quelque part entre 1550 et 1070 avant JC, ce système a été simplifié pour utiliser simplement un ensemble de 24 étoiles, dont 12 ont été utilisées pour marquer le passage du temps.

Il y avait beaucoup d'autres méthodes, dans les temps anciens, pour mesurer le passage du temps après la tombée de la nuit. L’horloge la plus connue était une horloge à eau, appelée clepsydre. Datant à env. 1400-1500 AVANT JÉSUS CHRIST, cet appareil a pu marquer le passage du temps pendant plusieurs mois, malgré les saisons. Il utilisait une surface intérieure inclinée sur laquelle étaient gravées des écailles qui permettaient de diminuer la pression de l'eau lorsque l'eau s'écoulait par un trou au fond du navire.

Puisque le jour et la nuit pouvaient maintenant être divisés en 12 parties égales, le concept d'une journée de 24 heures était né. Il est intéressant de noter que ce n’est pas avant 150 ans environ que l’astronome grec Hipparchus suggéra l’idée d’un ensemble de temps fixe pour chaque heure. Il a proposé de diviser la journée en 24 heures d'équinoxe observées les jours d'équinoxe. Malheureusement pour les compteurs de haricots chargés des heures supplémentaires, la plupart des laïcs ont continué à utiliser des heures variant de façon saisonnière pendant plusieurs siècles. Ce n’est que vers le 14th siècle, quand les horloges mécaniques étaient monnaie courante, qu’une longueur fixe pendant une heure était largement acceptée.

Hipparchus lui-même et d’autres astronomes ont eu recours à des techniques astronomiques qu’ils ont empruntées aux Babyloniens qui effectuaient des calculs à l’aide d’un système de base 60. On ignore pourquoi les Babyloniens, qui l'ont hérité des Sumériens, ont initialement choisi d'utiliser 60 comme base pour un système de calcul. Cependant, il est extrêmement pratique d'exprimer des fractions de temps en utilisant 10, 12, 15, 20 et 30.

L’idée d’utiliser ce système de base 60 pour diviser l’heure est née de l’idée de concevoir un système géographique pour marquer la géométrie de la Terre. L'astronome grec Eratosthenes, qui a vécu entre 276-194 av. J.-C., a utilisé ce système sexagésimal pour diviser un cercle en 60 parties. Ces lignes de latitude étaient horizontales et traversaient des endroits bien connus sur la Terre à l'époque. Plus tard, Hipparchus a conçu des lignes longitudinales englobant 360 degrés. Même plus tard, l’astronome Claudius Ptolémée développa l’œuvre d’Hipparque et divisa chacun des 360 degrés de latitude et de longitude en 60 parties égales. Ces parties ont ensuite été subdivisées en 60 parties plus petites. Il a appelé la première division «partes minutae primae», ou première minute. Les parties plus petites subdivisées qu'il a appelées "partes minutae secundae", ou seconde minute, sont devenues connues sous le nom de seconde.

Une fois encore, ces techniques de mesure ont été perdues auprès du grand public jusqu’aux environs du 16th siècle. Les premières horloges mécaniques diviseraient l'heure en moitiés, en quarts ou en tiers. Ce n’était pas pratique pour le profane d’avoir besoin d’une heure divisée en minutes.

Les progrès de la technologie et de la science au cours des siècles ont nécessité la définition d'une valeur plus précise pour la mesure d'une seconde. Actuellement, dans le Système international d'unités (SI), la seconde est l'unité de base du temps. Ceci est ensuite multiplié pour obtenir une minute, une heure, un jour, etc.

Le premier moyen mesurable avec précision de définir un second est venu avec l'avènement du pendule. Cette méthode était couramment utilisée pour compter le temps dans les premières horloges mécaniques. En 1956, la seconde a été définie en termes de période de révolution de la Terre autour du Soleil pour une époque donnée. Comme on savait déjà que la rotation de la Terre sur son axe n’était pas une norme de mesure suffisamment uniforme, la seconde a été définie comme suit: “La fraction 1/31 556 925,9747 de l’année tropicale du 1900 janvier 0 à 12 heures de temps éphéméride.”

Avec le développement de l'horloge atomique, il a été décidé qu'il était plus pratique et précis de les utiliser comme moyen de définir une seconde, plutôt que la révolution de la Terre autour du Soleil. En utilisant une méthode de mesure commune basée sur les signaux reçus de la station de radio, les scientifiques ont été en mesure de déterminer qu’une seconde de la durée des éphémérides correspondait à 9 192 631 770 ± 20 cycles de la fréquence choisie pour le césium. Ainsi, en 1967, la treizième Conférence générale des poids et mesures définissait la seconde du temps atomique dans le Système international d'unités comme suit: "La durée de 9 192 631 770 périodes du rayonnement correspondant à la transition entre les deux niveaux hyperfins de l'état fondamental de l'atome de césium 133."

Malheureusement pour les profanes, les scientifiques avec leur besoin constant d'exactitude et de précision, ont constaté que les effets des forces gravitationnelles font que la seconde diffère en fonction de l'altitude à laquelle elle a été mesurée. Une seconde uniforme a été produite en 1977 en corrigeant le rendement de chaque horloge atomique en fonction du niveau de la mer. Cela a toutefois rallongé la seconde d'environ 1 × 10−10. Cette correction a ensuite été appliquée au début de 1977.

Aujourd'hui, il existe des horloges atomiques qui fonctionnent dans plusieurs fréquences et régions optiques différentes. Bien que les horloges atomiques ultramodernes à fontaine au césium semblent être les plus précises, les horloges optiques sont devenues de plus en plus performantes par rapport à leurs homologues à micro-ondes.

Ce qui semble rester vrai, c’est que, à mesure que la technologie évolue, le besoin de mesurer avec plus de précision le temps continuera d’évoluer. Ce qui reste vrai pour la plupart d’entre nous, c’est que nous devons utiliser les mathématiques du ghetto et que nous savons simplement qu’il ya 60 secondes dans une minute, 60 minutes dans une heure et 24 heures dans une journée!

Faits bonus:

  • La seconde étant basée sur le nombre de transitions d'atome de césium entre les deux niveaux hyperfins de son état fondamental par rapport au temps des éphémérides, et sur le ralentissement de la rotation de la Terre, il devient nécessaire d'ajouter des «secondes intercalaires» périodiques à l’échelle de temps atomique pour garder les deux à moins d’une seconde les uns des autres.
  • De 1972 à 2006, 23 secondes bissextiles ont été ajoutées, allant d'une fois tous les 6 mois à une tous les 7 ans.
  • Le Service international des systèmes de rotation et de référence de la Terre (IERS) est l’organisation qui surveille la différence entre les deux échelles de temps et demande que des secondes intercalaires soient insérées ou supprimées si nécessaire.
  • Bien qu’il ne s’agisse pas d’une norme définie par le Système international d’unités, l’heure est une unité pouvant être utilisée avec le SI, représentée par le symbole h.
  • En astronomie, l'année julienne est une unité de temps, définie comme 365,25 jours de 86400 secondes SI.
  • C'est cependant que la lune a été utilisée pour calculer le temps dès 10 000-28 000 av. Les calendriers lunaires ont été parmi les premiers à apparaître, soit 12 ou 13 mois lunaires (soit 346 ou 364 jours). Les calendriers lunisolaires ont souvent un treizième mois ajouté à quelques années pour compenser la différence entre une année complète (dont on sait maintenant qu'elle compte environ 365,24 jours) et une année d'à peine douze mois lunaires. Les nombres douze et treize ont fini par occuper une place prépondérante dans de nombreuses cultures, du moins en partie à cause de cette relation de plusieurs mois à plusieurs années.

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