Laiks vienkārši ir – tā ir neatņemama Visuma sastāvdaļa. Kad astrofiziķi runā par Visumu, tie izmanto jēdzienu "laiktelpa" – trīs telpiskās dimensijas papildina līdzvērtīga laika dimensija. Taču laika mērīšanu gan ieviesa cilvēki. Vismaz, cik mums zināms. Un mūsu prasmes kļūst arvien labākas un labākas. Pirms tūkstošiem gadu aptuvenu laiku spēja noteikt ar saules pulksteņiem. Šobrīd zinātnieku rīcībā ir atompulksteņi, kas var skaitīt laiku miljoniem gadu, nenovirzoties pat par sekundi. Un nu jau arī miljardiem gadu.
Ja tev šķiet, ka ļoti labi zini, cik ilgst viena sekunde, padomā vēlreiz! Vien aizvadītā gadsimta laikā sekundes definīcija mainījusies vairākkārt. Vēl nemaz tik senā pagātnē cilvēki ikdienā par sekundēm "neiespringa". Pirmie mehāniskie pulksteņi, kuru ciparnīcas bija iedalītas minūtēs, parādījās 16. gadsimta otrajā pusē. Bet par pirmo pulksteni, kas precīzi spēja skaitīt sekundes, uzskata nīderlandiešu fiziķa Kristiāna Heigensa izgatavoto pulksteni ar svārstekli jeb tā dēvēto pendeli, kur viens svārstību periods atbilda aptuveni vienai sekundei. Tieši tā – aptuveni, jo nu mūsu iespējas skaitīt sekundes ir daudz, daudz labākas. Un mainījusies arī sekundes definīcija.
Vēl līdz sešdesmitajiem gadiem sekundes definīcija bija piesaistīta Zemes rotācijai ap savu asi vai laikam, kurā Zeme veic vienu riņķi ap Sauli. Sākotnēji tā bija 1/86400 no diennakts. 1956. gadā Starptautiskā Svaru un mēru komiteja to piesaistīja 1900. gada tropiskajam gadam (laika sprīdim starp divām sekojošām Saules centra pāriešanām pavasara punktam jeb aptuveni 365,24 diennaktis). Tādējādi no 1956. gada līdz 1967. gadam viena sekunde bija 1/31556925,9747 no tropiskā gada.
Kopš 1967. gada to palīdz definēt cēzija atompulksteņi. Sekunde ir cēzija-133 izotopa izstarotā mikroviļņa 9192631770 svārstību periodu kopējais ilgums, notiekot pārejai starp diviem atoma pamatstāvokļa hipersīkstruktūras līmeņiem.
Kopš tā laika precīzāki kļuvuši arī paši atompulksteņi. Viens no ekselences centriem, kur tiek izstrādāti pasaulē precīzākie laikrāži, ir Kolorado Universitāte Boulderā. Kā iepriekšējais, tā šī brīža rekordists tapis tieši tur. Pētnieks Aleksandrs Epli gadiem ilgi strādājis pie sava atompulksteņa dizaina uzlabošanas, metodiski "izķerot" traucēkļus un nepilnības, lai maksimāli izolētu smalko sistēmu no ārējās pasaules ietekmes. Viņa atompulkstenis neizmanto cēziju, bet gan stronciju, kas ar lāzeru palīdzību atdzesēts līdz ārkārtīgi zemai temperatūrai – vien dažas grāda daļas virs absolūtās nulles (mīnus 273,15 Celsija grādiem).
Arī iepriekšējais rekordists tapa Kolorado Universitātes laboratorijās.
Cik precīzs ir Epli un kolēģu radītais pulkstenis? Kā raksta vietne "New Scientist", tas novirzīsies par vienu sekundi tikai aptuveni reizi 40 miljardos (jā, miljardos, nevis miljonos!) gadu. Jāatgādina, ka mums novērojamā Visuma vecums ir nepilni 14 miljardi gadu. Protams, mūsu ikdienā šādai precizitātei tik lielas nozīmes nav, taču fiziķiem gan spēja arvien precīzāk un precīzāk mērīt laiku ļaus pavērt jaunus apvāršņus un labāk pārbaudīt dažādas teorijas. Superprecīzi atompulksteņi, piemēram, var palīdzēt sadzīt pēdas aizvien maz izzinātajai un noslēpumainajai tumšajai enerģijai, kura ir "vaininiece" pie Visuma izplešanās.
Seko "Delfi" arī Instagram vai YouTube profilā – pievienojies, lai uzzinātu svarīgāko un interesantāko pirmais!
