Созданы новые самые точные часы в мире - они не будут отставать в течение миллиардов лет

Время просто есть – оно является неотъемлемой частью Вселенной. Когда астрофизики говорят о Вселенной, они используют термин «пространство-время» — три пространственных измерения дополняются эквивалентным временным измерением. Однако измерение времени было введено людьми. Около тысячи лет назад время определяли по солнечным часам. Теперь у учёных есть атомные часы, которые могут отсчитывать время в течение миллионов лет без отклонения даже на секунду. И вот уже счет идет на миллиарды лет. 

Если вы думаете, что прекрасно знаете, как долго длится одна секунда, подумайте еще раз! Только за последнее столетие определение секунды менялось несколько раз. Первые механические часы, циферблаты которых были разделены на минуты, появились во второй половине 16 века. Но первыми часами, способными точно отсчитывать секунды, считаются маятниковые часы, изготовленные голландским физиком Кристианом Гюгенсом. Маятник, где один период колебаний соответствовал примерно одной секунде. Но это только приблизительно, потому что наша способность считать секунды намного лучше. И определение секунды тоже изменилось. 

До 1960-х годов определение секунды было привязано к вращению Земли вокруг своей оси, или к времени, которое требуется Земле, чтобы совершить один оборот вокруг Солнца. Первоначально это была 1/86400 дня. В 1956 году Международный комитет мер и весов привязал его к тропическому 1900 году (интервалу времени между двумя последовательными прохождениями центра Солнца к точке весеннего равноденствия, или около 365,24 дня). Таким образом, с 1956 по 1967 год одна секунда составляла 1/31556925,9747 тропического года.

С 1967 года цезиевые атомные часы помогают определить это. Секунда — это общая длительность 9 192 631 770 периодов колебаний микроволнового излучения, излучаемого изотопом цезия-133, при переходе между двумя уровнями сверхтвердой структуры основного состояния атома. С тех пор сами атомные часы также стали более точными.

Исследователь Александр Эпли много лет работал над улучшением конструкции своих атомных часов, методично «выявляя» препятствия и несовершенства, чтобы максимально изолировать хрупкую систему от влияния внешнего мира. В его атомных часах используется не цезий, а стронций, охлажденный лазерами до чрезвычайно низкой температуры. 

Насколько точны часы, созданные Эпли и его коллегами? Время будет отклоняться на одну секунду лишь примерно раз в 40 миллиардов (да-да, миллиардов, а не миллионов!) лет. Напомним, возраст наблюдаемой нами Вселенной составляет менее 14 миллиардов лет. Конечно, такая точность не так важна в нашей повседневной жизни, но для физиков возможность все точнее и точнее измерять время позволит открыть новые горизонты и лучше проверять различные теории. Например, сверхточные атомные часы могут помочь отследить все более малоизвестную и загадочную темную энергию, которая является «виновницей» расширения Вселенной.