V duchu werichovské definice času „Čas si lidé vymysleli, aby věděli od kdy do kdy a co za to.“ seznámil Alexander Kuna posluchače v Plzni s historií měření času a vývoje definice jeho základní jednotky – sekundy. Pro ty, co nevědí, odkud název této jednotky pochází, vysvětlil Alexander Kuna, že sekunda byla označení pro druhé (seconde) šedesátkové dělení hodiny již za Ptolemaia. Česky nesprávně často používaná vteřina pak pochází z obdobného vyjádření v ruštině (второй=druhý). Právě proto, že lze čas tak dobře a hlavně přesně měřit, jsou pomocí časových konstant definovány i jiné etalony (tedy standardy jednotlivých fyzikálních veličin). Například metr je vzdálenost, kterou urazí světlo ve vakuu za určitý zlomek času. Definice metru se tedy opírá o dvě konstanty – rychlost světla, která byla přijata definitoricky, a o časový interval.
I přes nyní již velice přesné měření času je třeba čas „srovnávat“. Běžně používané zkratky pro uváděné hodnoty času jako jsou GMT (Greenwich MeanTime, greenwichský střední čas), UT (Universal Time, Světový čas), ET (Efemerid Time, Efemeridový čas), TAI (fr. Temps Atomique International, angl. International Atomic Time, mezinárodní atomový čas) a UTC (Cooordinated Universal Time, světový koordinovaný čas) naznačují vývoj, jakým měření času v posledním století prošlo. Dříve používaný greenwichský střední čas (GMT), vychází z rotace Země, naopak nyní používaný UTC je založen na atomových hodinách a je tedy na rotaci Země nezávislý. Atomová stupnice se udržuje v souladu se stupnicí astronomickou vycházející z rotace Země, proto bylo od r. 1972, kdy byl stanoven rozdíl mezi UT1 a TAI, vloženo nárazově 10 sekund, od té doby se sekunda přidávala již třicet pětkrát. To vše proto, že se rotace Země zpomaluje, tak se musí „natahovat“ i atomový čas (TAI).
Přestupná sekunda se vkládá maximálně dvakrát ročně – poslední červnový nebo poslední prosincový den. U nás to nastává buď dvě hodiny po půlnoci, nebo hodinu po půlnoci, protože jsme v jiném časovém pásmu. Poslední minuta toho dne má pak 61 sekund.„Naposledy se přestupná sekunda přidávala v letech 2008 a 2012, přičemž to byly jedny z nejdelších let tohoto století, protože kromě toho, že jsme měli přestupný rok (měli jsme tedy o jeden den navíc), tak jsme měli také o jednu sekundu navíc, takže víc už jsme opravdu přidat nemohli,“ pobavil posluchače Alexander Kuna. Přestupné sekundy jsou prý nepříjemné, protože nejsou predikovatelné.
A přesný čas u nás? Fyzický etalon světového koordinovaného času UTC není, vytvářejí se jen fyzické aproximace. „V naší laboratoři se vytváří čas UTC(TP) – ta zkratka je převzatá z Astronomického ústavu, z dob, kdy tento čas byl vytvářen tam, kde ústav sídlil. Naše Laboratoř Státního etalonu času a frekvence označení s TP (z latinského Tempus Pragenseae) tedy převzala,“ uvedl při přednášce Alexander Kuna. „BIPM doporučuje, aby tyto fyzické realizace, tedy fyzické etalony nebyly od UTC odchýleny o více než 100 nanosekund, což se našemu ústavu daří,“ dodává Alexander Kuna.
Pomocí jakých zařízení se přesný čas a frekvence vytváří? Ty nejpřesnější hodiny využívají specifických vlastností tří prvků: vodíku, cesia a rubidia, protože právě tyto prvky mají dva základní stavy atomu, mezi kterými přeskakují a to velice ochotně. Používají se tak cesiové hodiny, cesiová fontána a či rubidiové oscilátory.
Jak se dá pomocí internetu synchronizovat čas? V současnosti je nejběžnější protokol NTP (Network Time Protocol) používající 64 bitové číslo vyjadřující počet sekund a jejich zlomků od 1. ledna 1990. U nás si lze čas seřídit a hlavním „časovém“ serveru Laboratoře Státního etalonu času a frekvence na adrese ntp2.ufe.cz (147.231.2.6). „Podnikům, které potřebují přesný čas pro větší počet uživatelů, doporučujeme zřídit vlastní ntp server a ten synchronizovat s tím naším,“ radí Alexander Kuna.
[box size=“large“ style=“rounded“]Ing. Alexander KUNA, Ph.D. je expertem v oblasti měření času. V současnosti pracuje v Laboratoři Státního etalonu času a frekvence při Ústavu fotoniky a elektroniky AV ČR, v.v.i. v Praze jako řešitel projektu Přesná porovnávání a distribuce času a frekvence prostřednictvím optických telekomunikačních sítí.[/box]
Odkazy:
- Čas a jeho měření na Wikipedii
- UTC (Koordinovaný světový čas)
- Etalon
- Laboratoř Státního etalonu času a frekvence při Ústavu fotoniky a elektroniky
- BIPM – Bureau International des Poids et Mesures (francouzsky), (anglicky) – Mezinárodní úřad pro míry a váhy
