原来这才是天文学-31时间的标准
在人类的历史上,确定标准向来是件很难的事情。那么如今我们所使用的标准时间,它又是如何精确下来的?天文英文原来是这样这样嘟嘟嘟嘟嘟嘟。刚才最后一响是北京时间18点整,水熊旭东提醒您准确对时,天文原来是这样准时开讲上期节目。这个太长了,放在里边稍稍有点尴尬。
欢迎大家来到这期的天文,原来是这样,我是徐东。好,我是水兄。开个玩笑,主要是根据水老师的意思强行设定的这样一个开场,是为了给大家有一种代入感。不知道大家有没有被带入到,徐总老喜欢放倒放倒钩,对吧?呵呵上期节目最后我们讲到了历史初时终将会被取代,为什么呢?因为20世纪60年代的时候,天体测量学已经发现受到潮汐摩擦、大气环流以及其他因素的影响,地球自转的周期并不不稳定。我们所定义的平太阳日也不均匀。那么由于一秒的时长也是定义为平太阳日的86400分之1,所以导致的这个结果就是我们连秒的长度也是不均匀的对时间系统当中的法定计量单位秒它本身就出了问题的话,那所谓的守时恐怕他还真就守不住了。
研究表明地球这台时钟的稳定度在0.7乘10的负9次方,也就是说一秒钟里面大概有10亿亿分之一秒的误差。感觉这个精度已经算是很高了,科学家是不是有点吹毛求疵了呢?一般生活中是不会觉得,但是如果在国防军事科学研究等领域里,这个误差累积下来,那就比较可观了。那有什么解决方案呢。
20世纪30年代,美国物理学家伊西多艾萨克拉比和他的学生们在研究原子和原子核的过程中发明了核磁共振技术,使测量原子的自然共振频率成为可能。他也因此获得了1944年的诺贝尔奖。同年,他提出了核磁共振频率,具有极高的准确性,完全可以用来制作高精度的时钟这样一种理论。他还特别的提出要利用所谓原子的超精细跃迁的频率来制作时钟。
提到跃迁,这其实又涉及到了量子物理的范畴。这个跟天文赛是沾边,但又不是特别沾边。如果有兴趣的朋友可以出门右转。到原来是这样,你去听一听,就是2017年年初,我和水兄连续做的四期有关量子力学的阅览室。
对这里还是简单的说一下跃迁。在量子力学当中是指一个量子状态到另一个量子状态的变化过程。这里我们所说的跃迁就是指原子能级跃迁。比如原子核外电子可以在不同能级之间发生跃迁,从高能态跳到低能态会发射光子,从低能态跳到高能态会吸收光子……