1 秒は、セシウム 133 原子の基底状態の 2 つの超微細準位間の遷移に対応する放射線の 9,192,631,770 周期の持続時間として定義されます。
ビッグバンから 136 億年が経ちましたが、その前に何が起こったのかを考えても仕方がないので、ビッグバンは時間という概念が生まれた出来事だったと推測できます。人間は何千年もの間、出来事を追跡し、過去、現在、未来を区別するためのツールとして時間を使用してきました。ただし、ビッグバンを最初の 1 秒として絶対値として測定すると、追跡するのは非常に面倒になります。したがって、実際の時間測定は、イベントの実際のシーケンスではなく、イベント間の期間と間隔を比較するプロセスです。
イベントは常に前進します
時間の真の重要性を理解するために、単純な現実の問題を考えてみましょう。誰かに会って、会議がどこで行われるかを説明しなければならない場合は、おそらく正確な住所と時間を伝えます。アドレスは、宇宙におけるあなたの位置を説明し、3 つの空間次元を表します。 4番目の次元である時間も、あなたが彼らに会うためにそこにいるかどうかを知るために必要な情報です.これらの 4 つの次元を指定する必要があり、時空間におけるオブジェクトの位置を正しく予測するために使用できます。
最初の原子時計
秒の定義
時間については、主に 2 つの対照的な解釈があります。 1 つの見解は、時間自体はこれらのイベントから独立しているが、時間は宇宙の基本的な部分であり、イベントが発生する次元であるというものです。第二の視点は、時間は測定可能でもなく、横断することもできないということです。時間の経過がセンセーションとして「感じられる」かどうかは、まだ議論の問題です。 
時間の測定は、約 6,000 年前に月が時間の経過を追跡するために使用されたときに始まりました。その後、測定方法として太陽の見かけの動きを特徴とするカレンダーが登場し始めました。次第に、人々は一日の時間の変化を追跡する必要性を感じ、「時計」が誕生しました。 12 と 13 という数字は、少なくとも部分的には 1 年の月数と類似しているため、多くの文化で目立つようになりました。 
1967 年以来、時間の基本単位の定義は「秒」として選択されています。 SI 単位を物理量に割り当てる国際単位系では、セシウム原子が振動するのにかかる時間に対して 1 秒が定義されます。技術的に正確に言うと、1 秒は、セシウム 133 原子の基底状態の 2 つの超微細レベル間の遷移に対応する放射線の 9,192,631,770 周期の持続時間として定義されます。これを理解するのは少し難しすぎるかもしれませんが、実際に伝えられるのは、セシウム時計が信じられないほど正確であることです。これは非常に正確であるため、30 日間でわずか 1 ナノ秒の誤差しかありません。これは、実際の 1 秒の 10^-9 (1000 分の 1000) です。
セシウム原子
秒単位の精度の重要性は?
このような測定方法の精度は人間にはほとんど気付かれませんが、GPS ナビゲーションにとっては非常に重要です。静止軌道で地球の周りを回転する多くの衛星は、ナビゲーションの目的で使用されます。 GPS の形で私たちが使用するこの技術的進歩は、特に時間測定に依存しています。衛星に搭載された時計が問題に遭遇する理由は、実は非常に興味深いものです。ただし、それを理解するには、「特殊相対性理論」と呼ばれるより技術的なものを掘り下げる必要があります。 
相対性理論で、アインシュタインは、地球の周りを回転している人工衛星の時計は時間がゆっくり進むと説明しています。この効果は、時計の技術的側面や信号の伝播時間から生じるのではなく、時空の性質から生じます。地球の質量が増加すると、衛星の時計の時間がさらに遅くなります。相対性理論は、衛星の搭載原子時計は、地球の周りの相対運動の時間の遅れ効果によって引き起こされるより遅い刻み速度の結果として、地球表面の時計よりも 1 日あたり約 7 マイクロ秒遅れると予測しています。 /P>
GPS衛星
GPS システムには非常に高い精度が要求されるため、これらの時間の遅れの影響を考慮に入れないと、全地球測位の誤差が 1 日あたり 10 キロメートルの割合で蓄積し続けることになります。システム全体は、非常に短い時間でまったく価値がなくなります。これらの損失を補うために、すべての衛星は毎日クロックをリセットする必要があります。 1 日あたり 7 マイクロ秒の誤差は、人間の時間スケールではそれほど大きくないように見えるかもしれませんが、セシウム 133 を使用するような原子時計は、それを簡単に検出できます。
秒の定義の変更
つまり、SI システムがセシウム 133 原子の振動で 1 秒を測定することはわかっていますが、ドイツの研究者はこれまでに作成された中で最も正確な時計を作成する方法を発見しました。この新しい時計は代わりに、セシウム原子よりもさらに速く振動するストロンチウム原子を使用しています。 1 秒をストロンチウムで定義すると、同等の SI 単位は 429 兆サイクルにもなり、これはセシウム サイクルの数の 50,000 倍になります。セシウム時計が 30 日で 1 ナノ秒遅れたのに対し、新しいストロンチウム時計は 30 日で 0.2 ナノ秒しか遅れませんでした。この 5 倍の精度向上は、金融送金が時間間隔に依存している銀行にとって非常に有益です。
ストロンチウム原子
つまり、ストロンチウム時計がビッグバン以来動いていたとしたら、136 億年で 100 秒しかずれていなかったでしょう。この種の精度により、秒、分、時間の長さがわずかに変化しますが、原子時計の精度は指数関数的に向上します。この変更が衛星に完全に組み込まれると、一定の時間管理の必要性が減り、より優れた測位技術につながります。時間の定義を変えるには何十年もかかるかもしれませんが、異なる分野間の協力には避けられない問題があるため、最終的には確実に変わるでしょう.
技術的には、時間測定のこの単純な変更により、すべての意図と目的で時間の動きが遅くなります。これらのドイツの科学者は、ある特定の言葉を真剣に受け止めすぎたと言えます。「時間を持つことではなく、時間を作ることが重要です。」 また、これはすべての先延ばし癖のある人にとって朗報となるかもしれませんが、先に述べたように、この変更に気付くことはおそらくないでしょう!
