Измерение временных интервалов

Для измерения интервалов времени часы, минуты и секунды не очень удобны, поскольку не используют десятичную систему счисления. Поэтому для измерения временных интервалов обычно используют только секунды.

Тем не менее, иногда используют и собственно часы, минуты и секунды. Так, продолжительность 50 000 с можно записать как 13 ч 53 мин 20 с.

Эталонизация

На деле длительность солнечных суток — величина не постоянная. И хотя она изменяется совсем немного (увеличивается в результате приливов из-за действия притяжения Луны и Солнца в среднем на 0,0023 секунды в столетие за последние 2000 лет, а за последние 100 лет всего на 0,0014 секунды), этого достаточно для значительных искажений продолжительности секунды, если считать за секунду 1/86 400 часть продолжительности солнечных суток. Поэтому от определения «час — 1/24 суток; минута — 1/60 часа; секунда — 1/60 минуты» перешли к определению секунды в качестве основной единицы, основанной на периодическом внутриатомном процессе, не связанном с какими-либо движениями небесных тел (на неё иногда ссылаются как на секунду СИ или «атомную секунду», когда по контексту её можно спутать с секундой, определённой из астрономических наблюдений).

В настоящее время принято следующее определение «атомной секунды»: одна секунда — это интервал времени, равный 9 192 631 770 периодам излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного квантового состояния атома цезия-133 в покое при 0 К. Это определение было принято в 1967 году (уточнение относительно температуры и состояния покоя появилось в 1997 году).

Отталкиваясь от секунды СИ, минуту определяют как 60 секунд, час как 60 минут, и календарные (юлианские) сутки как равные точно 86 400 с. В настоящее время юлианские сутки короче средних солнечных суток примерно на 2 миллисекунды; для устранения накапливающихся расхождений вводят високосные секунды. Определяют также юлианский год (точно 365,25 юлианских суток, или 31 557 600 с), иногда называемый научным годом.

В астрономии и в ряде других областей наряду с секундой СИ применяется эфемеридная секунда, определение которой основано на астрономических наблюдениях. Считая, что в тропическом году 365,242 198 781 25 суток, а сутки полагая постоянной длительности (т. н. эфемеридное исчисление), получают, что в году 31 556 925,9747 секунд. Тогда полагают, что секунда — это 1/31 556 925,9747 часть тропического года. Вековое изменение продолжительности тропического года заставляет привязывать это определение к определённой эпохе; так, данное определение относится к тропическому году в момент 1900,0.

Кратные и дольные единицы

Секунда — единственная единица времени, с которой используются приставки СИ для образования дольных и (редко) кратных единиц.

Год, месяц, неделя

Для измерения более длинных интервалов времени используются единицы измерения год, месяц и неделя, состоящие из целого числа суток. Год приблизительно равен периоду обращения Земли вокруг Солнца (примерно 365 суток), месяц — периоду полной смены фаз Луны (так называемому синодическому месяцу, равному 29,53 суток).

В наиболее распространённом григорианском, а также в юлианском календаре за основу принят год. Так как период обращения Земли не равен точно целому числу суток, для более точной синхронизации календаря с движением Земли используются високосные года, продолжительностью 366 дней. Год делится на двенадцать месяцев разной продолжительности, которые лишь очень примерно соответствуют длительности лунного месяца.

В исламском календаре основой является лунный синодический месяц, а год содержит около 354 дней, что на 11 дней меньше солнечного года.

Неделя, состоящая из 7 дней, не имеет прямой астрономической основы (хотя она изначально была привязана к округлённой до целого числа дней продолжительности одной из четырёх фаз Луны), однако широко используется как единица времени. Можно считать, что недели формируют независимый календарь, используемый параллельно с различными другими календарями.

Век, тысячелетие

Еще более крупные единицы времени — век (100 лет) и тысячелетие (1000 лет). Век иногда делят на десятилетия. В таких науках как астрономия и геология, которые изучают очень продолжительные периоды времени (миллионы и миллиарды лет), иногда применяют и ещё большие единицы измерения времени.

Редкие и устаревшие единицы

В Великобритании и странах Содружества наций используется единица измерения времени фортнайт, равная двум неделям.

В СССР в разное время вместо недели использовались шести- и пятидневки, а также, в целях экономического планирования, пятилетки.

В основном для целей бухгалтерского учёта используется единица квартал, равная трём месяцам (четверть года).

В сфере образования используется единица измерения времени академический час (45 минут). Также в средних школах нередко встречается слово «час» в значении длительности одного урока, то есть 40 минут), «четверть» (примерно ¼ учебного года), примерно равный последней «триместр» (от лат. tri — три, mensis — месяц; приблизительно 3 месяца) и «семестр» (от лат. sex — шесть, mensis — месяц; приблизительно 6 месяцев), совпадающий с «полугодием». Триместр используется также в акушерстве и гинекологии для указания сроков беременности, в этом случае он точно равен трём месяцам.

Иногда встречается единица терция, равная 1/60 секунды.

Единица декада, в зависимости от контекста, может относиться к 10 дням или (реже) к 10 годам.

Индикт (индиктион), использовавшийся в Римской империи (со времён Диоклетиана), позже в Византии, древней Болгарии и Древней Руси, равен 15 годам.

Олимпиада в античности использовалась как единица измерения времени и была равна 4 годам.

Сарос — период повторения затмений, равный 18 годам 11⅓ дням и известный ещё древним вавилонянам. Саросом назывался также календарный период в 3600 лет; меньшие периоды носили названия нерос (600 лет) и соссос (60 лет).

В планковской, или естественной системе единиц, основанной на фундаментальных константах, единица измерения времени (планковское время) выражается через гравитационную постоянную G, постоянную Планка и скорость света c: t_P = ^1/2 ≈ 5,39121(40)×10⁻⁴⁴ с. На сегодняшний день самый маленький экспериментально наблюдаемый промежуток времени составляет порядка аттосекунды (10⁻¹⁸ с), что соответствует 10²⁶ планковским временам. По аналогии с планковской длиной, интервал времени меньший планковского времени невозможно измерить.

В индуизме «день Брахмы» — кальпа — равен 4.32 миллиарда лет. Эта единица вошла в Книгу рекордов Гиннеса как самая большая единица измерения времени.

Календа́рь (лат. calendarium — долговая книжка: в Древнем Риме должники платили проценты в день календ, первых чисел месяца) — система счисления больших промежутков времени, основанная на периодичности движения небесных тел: Солнца — в солнечных календарях, Луны — в лунных календарях и одновременно Солнца и Луны в лунно-солнечных календарях.

Десятичное время — система представления времени, основанная на десятичных долях суток.