Khám phá thời gian

Citation preview

AN VÀ THÔI GIAN CK.0 0 0 0 0 6 5 9 7 9

KHAM PHA

THÔI GIAN

IU Y E N LIEU

MUC LUC

Leri noi dau

3

Chuong 1: Don vi do thari gian va dong ho

5

Chuong 2: Lich

41

Chuong 3: Tuoi tho con ngucri

56

Chuong 4: Dinh tuoi co vat va thuyet tien hoa

76

Chuong 5: Cac nha ljch sir noi gi

110

Chuong 6: Cac nha dia chat Je n tieng

187

2

LO I NÔI DÀU

Không gian và thdi gian là mot van de rat thü vi. Nô thu hut sil quan tâm cûa nhiêu ngilài. Thü vi vi nô vùa rat eu thê, lai vùa rat triu tUÇng, vùa don giân nêu ta chi tim hiêu sô qua, lai vùa phûc tap den khô hiêu, neu ta tim hiêu kÿhdn, sâu hcln. Luc dàu mdi tim hiêu tôi chi ln ma nhân ra: thdi gian không phâi là vât chat, thdi gian cô thénhô vô cùng cüng cô thêi ldn vô cùng, thdi gian chi cô mot chiêu duy nhâ't, thdi gian không cô bât dàu và không cô ket thüc. Titctng tu nhù vây, không gian cüng không phâi là vât chat, không gian cô thê nho vô cùng và ldn den vô tân, không gian cô ba chiêu mà ngùdi ta dâ biét tù lâu, không gian hinh nhii cûng không cô bât dàu và không cô kê't thüc. Tôi lai liên hê den vât chat. Vât chat càn phâi cô không gian dê ton tai và vât chat cüng cô thdi gian eu thê dê ton tai. Cû nhif vây, vât châ't, không gian, thdi gian hoà quyên vào nhau, làm cho tôi say mê tim hiêu. Tôi cû nghi râng à thégiâ vi mô, không gian càng nhô nên thài gian càng ngàn, côn th é gidi vi mô thi vi không gian ldn nên thdi gian cùng ldn theo. Hoâ ra không phâi nhü vây, nhüng hat cd bân, cô hat ton tai rat ngàn, nhüng cô hat lai ton tai côn xûa hetn cà vù tru. Sau này tôi mdi vdlêra râng neu công nhân vu no Big bang là côthât, thi hoâ ra thdi gian và không gian mdi cô bât dàu tù 13, 7 tÿ nàm nay. Và chinh thê gidi vi mô lai sinh ra thê' gidi vi mô. Ô “diem kÿ di”, lai không cô câ không gian và thdi gian. Càng tim hiéu tôi càng thu dilOc rat nhiéu tài lieu. Tuy nhiên, tôi không du khâ nàng d ép h ât hiên mot dieu gi mdi ve không gian và thdi gian. Vi th é tôi chi làm mot viêc là hê thong lai nhüng tài lieu dâ süu tàm, dâ doc xung quanh dê tài này. Mue dich là nhàm cung cap cho dôc giâ mot câi nhin tong quât hon. Tài lieu vêkhông gian và thdi gian düçlc trinh bày trong bon quyén sâch: - Chinh p h u c k h ô n g gian - K hâm phâ theti gian - T hê gidi vi m ô • T h é gidi vi m ô Bon quyên sâch cô liên quan vdi nhau. Tuy nhiên, môi quyên sâch déu cô tinh dôc lâp cûa nô. Môi quyén sâch dâ giâi quyê't khâ tron ven vâ'n de mà bân thân tên quyên sâch dâ nêu lên. 3

Cuô'n sách này nhit mot cuôc trien làm nhô. Môi chüdng sê là mot phông triing bây rat tóm htde nhüng thành tüu và kiën thüc thuôc linh vücdô. Moi phông dô sê cô mot vài ngüdi thuyê't minh. H olà nhüng chuyên gia rat giôi trong linh viic chuyên mon cùa minh. Ho giôi thiêu cho ban nhûng dieu càn biê't mot câch rat tóm tât, rat cd bân, rat chäc chân linh vüc chuyên mon cua ho. Ban hoàn toàn cô thê tin tüdng à nhûng dieu ho trinh bây. Nêu bain vào thàm nià thâÿyêu thich phông trüng bày nào, thi dô chinh là thành côngcùa thuyê't minh viên. Côn nêu ban ch lia hiéu và không ham thich phông nào, thi dô mot phàn là loi cûa ngüdi sâp xép, tûc là tâc già quyén sách. Chúng tôi xin nhân vê'minh mot phàn yêu kém dô. Sd di nôi “mot phàn" vi cô nhüng van dê là khô thüc sü, nô dôi hôi ngüdi docphâi cô mot ltJdng kiën thüc nhat dinh môi hiêu düdc. “K h âm p h à th ài g ia n ” là quyên sàch trinh bày vê thdi gian cua con ngüdi. Thdi gian cûa con ngüdi hàng ngày vàn düdc do bàng dông ho và lich. Chûng tôi trinh bây chi tiët 2 vàn dê'này. Dê dinh tuoi co vât, ngüdi ta dùng phüdng pháp C14. Thuyêt tien hoâ là lÿ luán soi düdng dê' con ngüdi nhin vào qüâ khü. Nhüng vâh de vê'lich si/, dia chat là nhüng van dê mà bân thân nô dà mang dây àp tinh thdi gian và dâu an mà con ngüdi dà khâm phâ. Tât câ dêu düdc trinh bây d dây. Phàn này dâm chat thdi gian nhüng ngüdi doc vân nhân thày dâu dô hinh bông cûa không gian. Càn nhan manh râng 4 quyên sách này cô sü dônggôp cûa rat nhiê'u tâc già. Mot sô trong dô dà düdc nêu trong tài lieu tham khâo. Mot sô khàc düdc nêu tên trong môi bài viët trong tâc pham. Mot sô khâc vi rät nhiê'u lÿ do khâc nhau dà không giü düdc tên ngüdi viê't. Rà't mong câc tâc già thông cànJXin trân trong câm dn tâ't câ câc tâc già cô tên và không cô tên ó dây, dâ cô công dông gôp cho nhüng quyén sâch này. Xin trân trong câm dn Nhà Xuat bân dâ dày công làm cho nhûng quyén sách này ra ddi. Quyén sâch dê câp dê'n rà't nhiêu vàn dê khoa hoc và chuyên mon thuôc rat nhiêu linh vüc khàc nhau, vi vây không thê tránh khôi thiêu so i. l iâ t m o n g q u i à ô c g ià d ó n g g ô p ÿ k io n d ô cuô'n e á c h d rfd c h o à n th içn

hdn trong làn tài bân sau. Xin trân trong câm dn. Tâc g ii

4

CHÜÖNG1

D O N V I D O T H Ò I G IA N V À D Ò N G H Ò

1. Giày, ngày và näm Giây Giây là don vi ca bàn do luòng thöi gian. Trong khoa do lucmg, giây (viét tàt là s theo chuan quóc té hoàc là gi trong tiéng Viét, con có ki hiéu là ") là don vj do thòi gian, mòt trong 7 don vi co bàn trong he do luòng quóc té (SI). Dinh nghîa quen thuôc cùa giây vón là khoáng thòi gian bäng 1/60 cúa phút, hay 1/3600 cùa già. Dinh nghîa chính xác gàn dây nhât cùa Viên Do luòng Quóc té (Bureau International des Poids et Mesures) vào näm 1998 là: Giây là khoàng thOi gian bang 9 192 631 770 làn chu kÿ cùa bùc xa diên tù phàt ra beri nguyên tù C sl33 khi thay dói trang thài giüa liai mite îiâng luuiig day siêu linh vi. Trong vât li nguài ta con sù dung các dan vi nhò han nhu mili giây (mot phân nghin giây), micrô giây (mot phàn triêu giây), hay nano giây (mot phàn ti giây). 5

THÒI GIAN Ngay Trai Dat co nhieu van dong. Van dong tu quay quanh true la van dong chinh cua Trai Dat. Van dong nay sinh ra hien tucrng ngay, dem cf khap moi ncfi tren Trai Dat va lam lech hucmg cac vat chuyen dong tren ca hai nua cau. Sir van dong cua Trai Dat quanh true Trai Dat quay quanh true noi lien hai cuc Trai Dat va nghieng 66°33' tren mat phang quy dao. Mo hinh t\r quay cua Trai Dat nhu sau:

Hinh 1.1. Trai Dal tu quay quanh true theo huang tu Tay sang Dong, ngupc chieu kim dong ho (nhin tu e y e B ac xuong).

Trdi D&t hoUn thUnh mOt vdng lu qu ay ijuunh true Iroiig khoattg thcri gian m ot ngay dem. K hodn g thefi g ian d o la ui tri cua M at Trcri h ai lan chieu th a n g g o c tren kin h tuyen cd d ia diem quart sa t quy udc 24 g ib . Thcri gian thu c m a Trai D at qu ay trdn m ot vdng quanh true cua no la 23 gicr 56 p h u t 4 giay. 6

THÒ1 GIAN Nàm Su' chuyén dông cùa Trài Dât quanh Mât Trài Ngoài su vân dông tu quay quanh truc, Trái Dât con chuyen dông quanh Mât Trcri theo mot quÿ dao có hình elip gân tròn cô hai tiêu diém cách nhau khoàng 5 triêu km. Duàng hoàng dao cô dô dài khoàng 943.040.000km. Diém cân nhât là diém Trái Dât gàn Mât Trài nhât (cách 147 triêu km) vào ngày 3 hoàc 4 tháng 1 hàng nàm. Diém viên nhât (cách 152 triêu km), vào ngày 4 hoàc 5 tháng 7 hàng nàm. Khi chuyén dông quanh Mât Trài, Trái Dât dông thài van tu quay quanh truc.

Thài gian Trái Dat chuyén dông quanh Mât Trài mot vòng là Trái Dat chuyen dông mot vòng trên hoàng dao hét 365 ngày 5 già 48 phút 56 giây vài vân toc trung binh 28km/s (goi là nàm Thiên vân hay nàm Xuân phân). Trong khi chuyén dông trên quÿ dao (quanh Mât Trài), Trái Dât lúe nào cüng giü nguyên dô nghiêng và huông nghiêng cùa truc. Mât phang xich dao so vài mât phang Hoàng dao lêch mot góc 23°27'. Truc Trái Dât nghiêng trên hoàng dao 66°33'. Su chuyén dông dô goi là chuyén dông tinh tien. Sau khi cô dinh nghïa chính xàc vè giây, ta sé cô nhüng don vi tiép theo nhu phút, già. S a u k h i cô d in h n g h ïa ch ín h xàc vê ngày, ta sé cô n h ü n g dofn

vi tiép theo nhu tuân, tháng. Sau khi cô dinh nghïa chính xác vé nàm, ta sé cô nhüng don vi n hu thâp kÿ, thé kÿ, thiên niên kÿ.

7

(ám pi á

^ ^ ^ T H Ö I GIAN Con nguói thóng thuong chí sú dung tü don vi giáy den thién nién ky la cüng. Nhüng don vj nhó han thuóc thé giai vi mó, nhüng dan vi lán han thuóc thé giái vi mó. 2. Dóng hó Dóng hó la mót cóng cu de do dac nhüng móc thói gian nhó han mót ngáy; dói lap vói lich, la mót cóng cu de do thói gian dai han mót ngáy. Nhüng loai dóng hó dung trong kí thuat thuong có do chính xác rát cao va cáu tao rát phúc tap. Trong khi dó, nguói ta có thé tao ra nhüng loai dóng hó nhó dé dé dang mang theo bén minh (goi la dóng hó deo tay). Nhüng loai dóng hó hién dai (tü thé ki XIV tró di) thuóng thé hién ba thóng tin: gio, phút, giáy. 2.2. Nguott góc lich sú Chúng ta nói ve thói gian mói ngáy. Chúng ta tính nó báng giáy, phút, gio, ngáy, tháng, nám, tháp ky, thé ky vá thién nién ky. Truóc khi chua có phát minh vé dóng hó, con ngucri sú dung nhiéu thú khác nhau dé tính thói gian nhu: nhang, den cay, ljch. Con nguói con sú dung Mát Trói, cát dé chia mót ngáy ra thánh nhiéu gió. Dóng hó nhu chúng ta biét dén ngáy nay duac phát trien bói n h ü n g ngucri sú n g d a o ó rch áu Áu v áo th é ky X V II. H o can biét thói gian chính xác dé gáp nhau tai nhá thó. Nguói Trung Quóc phát minh ra dóng hó nuóc váo thé ky XVII, nhung nguói Ai Cap có dai da có chúng truóc dó láu rói. Váo nhúng 8

"^

TH ÔI GIAN

thâp niên 1700, con nguôi dâ cô dông ho treo tuông và dong ho deo tay, chinh xâc dén tüng phüt. Dông hô Mât Trôi, dông hô cât, nhang và dèn cây Dong hô là mot trong nhüng phât minh co nhât cüa con nguôi, khi con nguôi cô yêu càu xâc dinh mot tien trinh xày ra trong mot khoàng thôi gian nhanh hay châm. Trong khi Mat Trâng và càc ngôi sao cô the duçrc sü dung dé do nhüng khoàng thôi gian dài thî nhüng khoàng thôi gian ngân lai là mot van dè khâc. Mot trong nhüng giài phâp dàu tiên mà con nguôi biét dén là dông ho Mât Trôi, nhung chi cô thé dé do nhüng khoàng thôi gian nhô vào ban ngày bàng câch sü dung bông cùa Mât Trôi chiéu lên qua nhüng côt moc. Vè sau, dèn cày và câc loai nhang duçrc sù dung dé do thôi gian. Khoàng thôi gian dé chûng chây hét xâp xi bâng nhau và thuông duçrc dùng dé uôc tinh thôi gian. Ngoài ra côn cô nhüng loai dong hô cât. Ô dô, cât min duçrc cho chày qua mot câi lô nhô à mot toc dô nhât dinh tù dô xâc dinh mot khoàng thôi gian. Dông hô nuôc Sü gia Vitruvius ghi chép lai râng ô Ai Câp co dai, nguôi ta sü dung nhüng loai dong ho nuôc cô tên là clepsydra. Herodotus Cüng da dè Câp dén mût dung eu do thôi gian khac cùa ngtfcri Ai Câp

hoat dông nhô thûy ngân. Nhüng tài lieu vè dong ho nuôc cüng duçrc tim thây ô nhièu nüi trên bân dào A Râp, Trung Quoc và Hàn Quoc. 9

GIAN Nhürng loai dông hô cor hoc dâu tiên

H'inh 1.2. Dông hô Big Ben à thù dô London, Anh cô kim g ià dài 1,63m trong khi kim phüt dài 4,3m.

Tuy không côn bât ki chiéc dông ho nào sôt lai tir thcri Trung cô nhirng nhürng vân bàn ghi chép cùa nhà thcr cûng mot phàn nào nôi lên bi mât vè lich sù cùa dông hô. Tin ngtfông vào thcri Trung co bât buôc phài sù dung dông hô dé do dac thcri gian vi trong nhieu thé ki, buôi càu nguyên hàng ngày và công viêc deu diroc quy dinh chat chë. Do dô, ngiicri ta cô thé dâ sù dung nhûng công eu nhu dông hô nuôc, dông hô Mât Trôi và nén két hçrp vôi nhüng dung eu khâc dé bâo hiêu nhü chuông nhô mot co câu co hoc don giàn trong dô sù dung quâ nang. Do dô, nhüng lo^i dông hô dâu tiên không sir dung kim nhung sù dung âm thanh làm tin hiêu. Vi vây, trong nhièu ngôn ngü hiên dai, tù "dông hô" cô nguôn gôc tù tiéng Latin là cloca, cô nghia là "chuông". 10

2.2. Câu truc c a hoc cùa dông hô Ô khoàng giüa nhüng nâm 1280 và 1320, nhüng tu lieu cùa nhà thô vè nhüng loai dung eu dé do thôi gian tâng lên. Dieu này cô thé thé hiên mot câu trùc dông hô môi duçrc thiét ké à thcri ki này: Bao gèm mot hê thong nhüng quà nàng két hçrp vôi nhüng con quay. Nàng luçrng trong dèng hô duoc dieu khién bôi nhüng câu trùc goi là "hèi". Nhüng dung eu co khi duçrc âp dung vào dèng hô vi hai li do chinh: dé dành dâu và bâo hiêu thôi gian, vè sau là dânh dâu su chuyén dông cùa càc thiên thé. Nhu càu dàu tiên là vi su tiên loi trong quân lÿ, côn nhu càu sau dành cho nhüng mon khoa hoc, thiên vàn hoc, và moi quan hê giüa chùng vôi ton giâo. Nhüng dèng hô dàu tiên thuông duçrc dàt à nhüng tôa thâp chinh, không càn thiét cô kim nhung chi càn cô khà nàng bâo hiêu giô. Nhüng chiéc dèng hè phûc tap khâc cüng xuât hiên và cô kim dé chi giô và cà mot co câu tu dông. Vào nâm 1283, mot chiéc dông hè duçrc lâp dàt ô Dunstable Priory, dièu dâng chù y à dây là nô là chiéc dèng hè duoc ngueri ta cho là dèng hè co khi không sù dung sùc nuôc dàu tiên. Vào nâm 1292, mot chiéc dèng hè tuong tu duoc cho là dâ duçrc lâp dat à nhà thô Canterbury. Nâm 1322, mot câi khâc duoc lâp dât ô Norwich. Công trinh nhu trên dôi hôi công sùc cùa hai nguôi thçr lành nghè trong vông 2 nâm. Nhüng bô phân cùa dong ho cor Hâu hét nhüng loai dèng hè tù thé ki XIV dén nay dèu cô nhüng bô phân chinh nhu sau: 11

( ^ ß jL r n p L

GIAN •Nguèn näng ltfçmg, lue truôc là mot con lac, vè sau là dây côt. • Hoi, mot cor câu dtfgc thiét ké sao cho näng ltfçmg thoàt ra tir ttf chü không thoât ra tât cà cùng lue, cor câu cùa hoi ban dàu là con lac dota (trong càc dông ho quà lac), sau dô là con làc xoay nam à tâm mot lo xo mành và nhe (trong càc dong ho quà quÿt và dong ho deo tay), roi là tinh thé thach anh, và càc ccr câu tinh vi hefn... • Hê thong bânh räng, cô nhiêm vu dièu khién và truyèn chuyén dông tir nguon dén bô phân hién thi. • Hê thong hién thj, bao gèm kim, chuông,... Nhüng cài tiên Nhüng ngtfcri thg làm dong ho dà cài tién phàt minh cùa minh dtfôi nhiéu hinh thùc khàc nhau. Thiét ké nhtfng loai dong ho càng lùc càng nhô dan dan trà thành mot thàch thùc 1cm, bài vi ho côn phài bào dàm tinh chinh xàc và ben bi cùa dong ho. Dong ho cô thé là mot tac phâm nghê thuât cùa mot nghê si tài nàng nhung ctfng cô thé dtfçfc sân xuât hàng loat dé sù dung trong nhà. Dàu tiên, hê thong dây côt dtfoc phàt trién vào thé ki XV, và nô dâ trà thành mot thàch thùc môi cho nhùng ngtfài thçr làm dong ho. Kim phùt xuât hiên dàu tiên à dông hè vào nàm 1475, dtfçic nhac dén trong Almanus Manuscript cùa nhà tu Paul. Trong su ot the ki X V và X V I, nghê thuât làm dông hô phàt

trién à nhtfng thi trän nhtf Nürnberg, Augsburg, Blois. Mot so dông hè chi cô mot kim và bè mat dông hè duge chia làm 4 khoàng dé ngtfài dgc dê dàng theo dôi dông hô. Mot hê théng hèi hoàn 12

(m

A n Ja GIAN

chinh dugc thiet ke bcri Jobst Burgi vao nam 1585. Nhung chiec dong ho chinh xac cua ong da giup Johannes Kepler va Tycho Brahe quan sat thien van vcri do chinh xac cao hon. Kim giay xuat hien vao khoang nam 1560 trong bo suu tap cua Fremersdorf. Tuy nhien, no hoat dong khong dugc chinh xac lam, va kim giay chi giup cho chung ta nhan ra rang dong ho van con hoat dong. Vao nam 1653, Galileo Galilei phat minh ra con lac dan den su ra ddi cua dong ho qua lac do Christiaan Huygens che tao. Ong da xac dinh neu con lac co do dai la 99,38 cm thi mot chu ki cua no se dung 1 giay. Vao nam 1670, William Clement phat minh ra he thong hoi dang mo neo giup nang do chinh xac. Tu do, kim phut va kim giay xuat hien a hau het cac loai dong ho. Vao nam 1761, mot ngudi thg lam dong ho ten John Harrison da dat dugc mot giai thuong Ion khi da che tao thanh cong mot dong ho chi chay sai 5 giay trong vong 10 ngay. William Clement vao nam 1670 da thiet ke de dua dong ho qua lie vao trong mot hop dai, tir do no trcr thanh mot vat dung trang tri trong rat nhieu gia dinh thdi do. Vao ngay 17 thang 11 nam 1797, Eli Terry dang ki ban quyen ve dong ho dau tien. Ong la mot trong so nhung ngudi thiet lap cong nghiep dong ho d Hoa Ky. Alonandcr Bain, mot ngifnri thof ngirori Scotland, da phat minh ra dong ho dien vao nam 1840, su dung mot moto dien va mot he thong nam cham dien. Nam 1841, ong ducrc cap bln g phat minh ve con lac dien tu. 13

aid ^ ^ ^ T H Ô I GIAN Ngày nay, then gian trong dong ho duoc do bang nhièu câch khâc nhau, tir nhüng tinh thé thach anh cho dén chu kî ban râ cùa mot chat phông xa. Ngay cà nhüng dông ho co hoc truôc kia, chûng ta chi càn sü dung pin chü không càn phài lên dây côt nhu trucrc.

2.3. Nhüng loai dong ho Hau hét dông hô dèu cô mot ccr ché dao dông dièu hôa bên trong, cho phép dua ra mot tan sô không doi. So làn dao dông dô dèu ducrc do lai và thé hiên lên màt dong ho. • Dông hô cor hoc sü dung con lac nhu co ché dao dông dièu hôa, cùng vôi bânh rang dé dièu khién mât dông hô. May dông hô chay bàng nàng luçrng tù dây côt. Câc mây dông hô thuôtag là cô nhièu chân kinh nhu 17, 21, 25. + Phân loai: Cô 2 loai - Loai dông hô mà ngueri deo phài dùng tay vàn nüm dông hô dé lên dây côt (kÿ hiêu là Handwinding). - Loai tu dông lên dây côt (kÿ hiêu là Automatic) Hai loai mây dông hô co trên thuông là cùa Thuy Sÿ (dông hô cao cap) hay cùa Nhât Bân. » Chù ÿ: - Doi vôi loai mây dông hô dùng tay dé lên dây côt thî khi lên dây côt, ngueri dùng chi vàn nùm vùa tàm (vùa càm thây càng tay), không duoc vàn quâ câng hét cô nham trânh bj dût côt hay roi dây tôc cùa bô mây, gây hông mây. - Doi vôi dông hô tu dông lên dây côt, nguôi dùng phài thuông xuyên deo dông hô. • Dông hô diên sù dung diên dé chay. • Dong ho tinh thé sù dung nhüng tinh thé thach anh (quartz) và mot hê thông chia tan sô dé dém thôi gian. Vôi nhüng dông hô hiên dai thi tan so do là 2l5Hz = 32.768kHz. 14

THÒI GIAN Dông hô diên tir thtfc chât là dông hô tinh thê (quartz). Là loai dèng hô chay bâng xung dông tù truông thông qua nguèn nàng ltfçmg tù pin. • Dông hô nguyên tù là loai dèng hô chinh xàc nhât mà con ngiiôi ché tao. Sù dung sông siêu àm dé kich thich càc phân tù nhu caesium, rubidium, hydrogen. Dèng hè phân tù sù dung caesium dtfçrc sù dung dé dinh nghïa thcri gian hiên nay. • Dông hô xung dém tan sé cùa dông diên dua vào (50 Hz hay 60Hz). • Dông hô radio nhân mot mâ tù mot tram phât sông gàn dô và dieu chinh thôi gian theo nô. Nhüng loai dèng hè này thuông duçrc dùng bôi thçr lân. • Dông hô Mât Trèri theo dôi vi tri giûa Mât Trôi và Trâi Dât Dông hô hiên dai Phàn loi thach anh cùa dèng hè duçrc phât minh vào thâp ki 1920. Dèng hè diên tù dugc phât minh nàm 1956. Dông hô nguyên tù

15

(^ K /L m p L

^ ^ ^ T H Ô I GIAN Dông hô nguyên tù là dong ho dieu chinh thcri gian theo trang thâi dao dông cüa nguyên tù. Tan sô dao dông cüa nguyên tù là không dôi và cô thé do duoc, vi vây, dông ho nguyên tù là loai dong ho chinh xàc nhât cho toi nay. Câch thûfc hoat dông Mot giây trong hê do luông quoc té (SI) duoc djnh nghïa tù nàm 1967, là su kéo dài 9 192 631 770 chu kÿ cùa bùc xa Ung vcri su chuyén tiép giüa hai mUc trang thâi nâng luçrng cûa nguyên tir Xêzi (Caesium), dong vi ben mCs. Cô thé hiéu nom na là trong 1 giây nguyên tù mCs chuyén dôi giüa 2 trang thâi nâng luçrng 9 192 631 770 làn. Tan sô cùa büc xa sau mot lân chuyén dôi duoc tinh theo Av= AE/h (vôi h là hang sô Planck). Phàn chinh cùa dông hô nguyên tù là mot mây công huông vi sông, mây cô thé tu dieu chinh tan sô (khi cô chênh lêch nhô) và so sânh vôi tan sô bùc xa nguyên tù, khi hai giâ tri này bâng nhau, mây dô së nhân duçrc mot tin hiêu eue dai, 9 192 631 770 tin hiêu së cho ra 1 giây. Dô chinh xâc cùa mây công huông vi sông thuông cô giâ tri khoâng 1 0 14 (chênh lêch 1 giây sau 3 triêu nàm). Lich sù phât trién L ich s ù p h â t trien cù a d o n g h o n g u y ê n tù.

•

Nàm 1949: Dông hô nguyên tù dàu tiên hoat dông theo

chuyén dông cùa phân tù Amoniac duçrc ché tao bôi Viên Tiêu chuân và Kî thuât Quôc gia Hoa Kj (NIST, truôc kia là NBS). 16

•

Nàm 1955: Louis Essen che tao thành cóng dòng ho

nguyèn tù hoat dòng theo chuyèn dóng nguyèn tù lv,Cs tai phòng thi nghièm Val li Quóc già Anh (NPL). Ngoài nguyèn tir mCs; nguyèn tù Rubidium, Hidrò và càc nguyèn tù hay phàn tù khàc dà dugc sù dung. Linh vuc sù dung: Dòng hó nguyèn tù dugc dùng do chinh xàc thòi gian, xàc dinh và phói hgp càc mùi già và càc he thóng giò vói nhau. Ngoài ra, dòng hó nguyèn tù con dugc dùng trong tèn lùa, may bay khóng nguói lai, và dàc bièt là do thòi gian de xàc dinh khoàng càch trèn ve tinh trong càc hè thòng dinh vi nhu GPS, GLONASS hay Galileo. 3. GiòG M T Giò GMT (viét tàt tù tiéng Anh Greenwich Mean Time, nghia là "G iò Trung bình tai Greenwich") là giò Màt Tròi tai Dài thièn vàn Hoàng già Greenwich tai Greenwich, gàn Luàn Dòn, Anh. Noi dày dugc quy uòc nàm trèn kinh tuyén so 0. Trèn ly thuyét, vào giùa trua theo GMT, vi tri cùa Màt Tròi, quan sàt tai Greenwich, nàm ó duòng kinh tuyén Greenwich. Thuc té, chuyén dóng cùa Trài Dat trèn quy dao quanh Màt Tròi khóng thuc su trón mà theo hình elip, vói toc dò thay dói trong nàm, dàn dén chénh lèch giò Màt Tròi trong mòt nàm lèn dén 16 phùt (có thè tinh dugc theo phuong trình thòi gian quy dao). Mót each k h a c p h u c là lay tru n g bìn h q u an h nàm và giòf C M T là giòr

Màt Tròi trung bình cùa nàm. Trái Dàt tu quay quanh mình cùng khóng dèu, và có xu huóng quay chàm dàn vi lue thùy trièu cùa Màt Tràng. Càc dòng ho

^ " ' = r *THÒI GIAN nguyên tù cho ta biét rang thòri gian chinh xàc hcm sii tu quay cùa Trai Dat. Ngày 1 thâng 1 nam 1972, mot hòi righi quóc té ve thòi gian dà thay GMT bàng Già Phói hop Quóc té (UTC), duçrc giù bài nhièu dèng hè nguyên tù quanh thé giài. UT1 duçrc dùng, thay GMT, de tucrng trung cho "thòi gian Trai Dat quay". Giây nhuân duçrc thêm hay bót vào UTC dé giù nó không khâc UT1 nhièu quâ 0,9 giây. Trong ùng dung dân dung, ngay cà Tin hiêu Già Greenwich phât tù Vuotag quóc Anh cùng dùng UTC; Tuy nhiên, nó van hay bi goi nhàm là GMT. Lich sù Tin hiêu dông hô duçrc güi tù Dài thiên vàn Hoàng gia Greenwich mói già mot làn bat dàu tù ngày 5 thâng 2 nàm 1924. Vài su làn manh cua ngành hàng hài Anh, nhùng nguói so sânh già Mât Trói cùa ho vài già GMT dé suy ra kinh dò, già GMT bat dàu duçrc truyen bâ trong hàng hài thé giài. Câc mûi già cùa hàng hài cùng duçrc hinh thành dua trên so già hay so "nùa già" sàm hern hay muôn hcm già GMT. 4. G ià phôi horp Quôc tê (UTC) G ià phôi horp quóc té hay UTC, là mot chuân quóc té vè ngày già thuc hiên bàng phuomg phâp nguyên tù. "UTC" không han là mot tù viét tat, mà là tù thôa hiêp giùa viét tat tiéng Anh "CUT" (Coordinated Universal Time) và viét tat tiéng Phâp "TUC" (temps universel coordonné). Nó duçrc dua trên chuân cü là già trung binh Greenwich (GMT, tiéng Anh: Greenwich Mean Time) do hài quân Anh dàt ra vào thé kÿ XIX, sau dô duçrc doi tên thành già quóc té (UT, tiéng Anh: Universal Time). Mùi già trên thé giài duçrc tinh bàng dô lêch àm hay duemg so vài già quóc té. 18

\^J\j/uunp ià

^

^

’THÖl GIAN

• Giô quôc té cö van de là vî nö dinh nghïa mot ngày là thài gian Trâi Dat quay quanh truc cùa chinh nô. Tuy nhiên, toc dô này không co dinh, dô dài ngày theo UT không phài lue nào cüng nhu nhau. • De giài quyét vân de này, vào giüa nhûng nàm 1980 nguôi ta chuyén sang dùng UTC là chuân dùng giô nguyên tù quôc té (TAI), duçrc Vân phông Quôc té vè Khôi luçrng và dô dài (tiéng Phàp: Bureau International des Poids et Mesures, BIPM) dàt ô Pavillon de Breteuil (thuôc vùng Sèvres à Phàp) djnh nghia dua trên hàng tràm dèng hè nguyên tù xezi trên khàp thé giôi. Trang này duoc mô vào lùc 14 giô 57 theo giô UTC ngày 14 thâng 3 nàm 2012. Chi tiêt UTC khâc vôi giô nguyên tù mot sô giây nguyên và vôi giô quôc té UT1 mot sô giây lé. UTC thuc ra là mot hê do luông thôi gian lai tap: toc dô cùa UTC duoc tinh dua trên chuân tan sô nguyên tù, nhung thôi diém cùa UTC duoc dông bô hôa cho gân vôi UT thiên vân. Khi hê câc don vi SI công nhân giây nguyên tù, toc dô cùa giây nguyên tù thuông nhanh hon tôc dô trung binh cùa UT trong nùa sau cùa thé kÿ XX. Vî lÿ do này, UT châm lai so vôi giô nguyên tù do bang câc dong hô nguyên tù. UTC duoc giû trong khoàng 0,9 giây vôi giô quôc té UT1; mot vài giây nhuân duoc thêm (trên lÿ thuyét là duçrc trù di) vào cuôi thâng UTC khi cân thiêt. Lân chinh dâu tiên vào nàm 1972. Tat cà nhûng dièu chinh nhu vây dêu là công thêm và âp dung cho câc ngày 30 thâng sâu hoàc 31 thâng 12, trong dô giây nhuân công thêm duçrc viét là T23:59:60. Viêc thông bâo vè 19

( 0 i\ L n J à

^ ^ ^ T H Ò I GIAN nhùng giày nhuàn ducrc Dich vu Hè thóng Vòng quay Trai Dat và Dói chiéu Quóc té dàm nhàn, dira trèn càc d a bào thièn vàn chinh xàc cua vòng quay Trai Dat. Dòi khi có giày 60 và dói khi khòng có giày 59. Hè nàm 2004, dò léch giùa gió UTC và TAI là 32 giày (dò chàm hang nhàt). Gió UTC ducrc viét bàng bón chù so sau: • Hai so chi gió tù 00 dén 23; • Hai so chi phut tù 00 dén 59; Khòng có dàu giùa càc so này. Vi du, 3 gió 7 phut chièu duoc viét là: 1507. De dùng trong luàt le - thuong mai và cuòc song hàng ngày, phàn lè khàc bièt giùa UTC và UT (hay GMT) là cuc nhó, khòng tinh nèn theo thóng tue, UTC dòi khi duoc goi là GMT, màc dù dièu này là hoàn toàn sai vè màt ky thuàt. Chuyén dói gió quóc té sang gió dia phiiong chuan (mùa dòng) Gió chuàn Thài Bình Daong

U T -8

Gió chuan mién nui nùóc My

U T -7

Gió chuà’n miè'n Trung nifóc My

U T -6

Gió chuàn mién Dòng m ióc My

U T -5

Gió chuàn Dai Tày Dùong

UT - 4

Gió trung bình Greenwich

UT

Gió Trung Àu Gió Dùng Àu

UT + 1 UT + 2

Gió Moskva

UTC + 3

Gió chuàn Àn Dò

UT + 5:30

Gió chuàn Viét Nam

UT+7 20

i/ltl/ ll / Jlil

GIAN

Giö chuän Tay Üc Giö Hong Kong Giö chuän Trung Quöc

UT + 8

Giö chuan Nhät/Hän

UT + 9

Giö chuan Döng Üc

U T + 10

UTC lä he thöng thöi gian düng trong nhieu chuän Internet vä World Wide Web. Däc biet, giao thüe giö tren mang - NTP dupe thiet ke de phän phoi tu döng giö tren mang Internet. Ngoäi ra, eö möt so loai döng ho UTC thuc hien bang phän mem. Müi giö UT döi khi dupe ky hieu bang ehü Z vi müi giö häng häi quoc te tucrng duong (GMT) da dupe ky hieu bäng ehü Z ke tü näm 1950, ehü näy de mieu tä khöng giö ke tü näm 1920. (Xem muc Müi giö, phän Lieh sü). Bäng ehü cäi phien am eüa NATO vä hpi vö tuyen dien nghiep du tüng goi Z lä "Zulu", nen UT döi khi dupe goi lä giö Zulu. Chuän ISO 860 dä sü dung khäi niem UTC näy. 5. Müi giö Möt müi giö lä möt vüng tren Träi Dät mä nguöi ta quy uöc sü dung cüng möt thöi gian tieu chuän, thöng thuöng dupe nöi den nhu lä gib dia phuctng. Ve ly thuyet, cäc döng hö tai vüng näy luön chi cüng möt thöi gian. Tren Träi Dät, thöi gian bien doi dän dän tü Döng sang Tay. Tai m öt thöi diem xäc dinh, cö vüng dang lä buoi sang, cö vüng khäc lai dang lä buoi toi. Trong lieh sü, nguöi ta düng vi tri Mat Tröi de xäc dinh thöi gian trong ngäy, vä cäc thänh phö näm ö cäc 21

& Ì L .M ^ ^ ^ T H Ò I GIAN kinh tuyén khàc nhau có thcfi gian trèn dòng ho khàc nhau. Khi ngành duóng sat và vièn thóng phát trien, sii bién dói lién tue ve gicr giac giùa càc kinh tuyén gay tró ngai dàng ké. Các mùi gió dupc sinh ra de giài quyét phàn nào van de này. Càc dòng ho cùa tùng vùng dupc láy dòng bo bang thòi gian tai kinh tuyén trung bình di qua vùng. Mói vùng nhu vày là mòt mùi già. Có thè dùng 24 duóng kinh tuyén chia bè màt Trài Dàt ra làm 24 phàn bang nhau, chènh lèch gió giùa càc mùi gió là 1 gió, mót con so thuàn tién. Tuy nhièn, vièc phàn chia trèn chi là ccr só chung; càc mùi gió cu thè dupc xày dung dira trèn càc thòa uóc dja phuong, có yéu tó quan trong cùa vièc thóng nhat lành tho quòc già. Do vày, trèn bàn dò thè giói, có thè thay rat nhièu ngoai le, và chènh lèch gió giùa mót só mùi gió có thè khóng bàng 1 gió. Moi mùi gió trèn Trài Dat dèu láy tuong dói so vói gió UTC (xap xi bàng gió GMT trong lich sù) là gió tai kinh tuyén só 0, di qua Dài thièn vàn Hoàng già Greenwich, Greenwich, Luàn Dòn, Anh. Mòt só dia phuong có thè thay dói mùi gió theo mùa. Vi du nhu, vào mùa hè, mót só nuóc ón dói hoàc gàn vùng cuc thuc hièn quy uóc gió mùa hè, chinh gió sóm lèn mòt gió. Dièu này khién chènh lèch gió giùa càc dia phuong thèm phùc tap. Lich sù Mùi gió dàu tièn trong lich sù dupc ngành duóng sat Anh dàt ra vào ngày 1 thàng 12 nàm 1847, goi là mùi gió GM'L Càc dòng hò trong vùng này dèu chi cùng gió vói dòng ho dàt tai duóng kinh tuyén di qua Dài thièn vàn Hoàng già Greenwich. Ngày 23 thàng 8 nàm 1852, tin hièu thói gian dupc truyèn làn dàu 22

THÒI GIAN bang dièn tin tir Dai thièn vàn Greenwich. Dén nàm 1855, 98% càc dòng ho còng còng tai nude Anh có cùng giòr GMT, Tuy nhièn, phài dén ngày 2 thàng 8 nàm 1880 thì giù này mài dupc chinh thùc dua vào luàt. Dén nàm 1929, da so càc nude àp dung càc mui gió chénh nhau 1 già. Nàm 1950, càc mui già dupc ghi kèm thém chU cài viét hoa: Z cho mui gicr so khòng, A dén M (trù J) cho càc mui già phia Dòng, N dén Y cho càc mui già phia Tay. Truàc nàm 1967, Vièt Nam lày già Bàc Kinh làm chuan cho àm lich. Ngày 8 thàng 8 nàm 1967, nuóc Vièt Nam Dàn chù Còng hòa ban hành dói lich dùng mui già GMT + 7 làm chuan. Vi thè, hai mién Nam - Bac Vièt Nam dòn Tét Màu Thàn hai ngày khàc nhau (mien Bàc ngày 29 thàng 1 trong khi mién Nam thì ngày 30 thàng 1 ). Ngày 1 thàng 1 nàm 1972, mót hói nghi quóc té ve thài gian dà thay GMT bang Già Phói hpp Quóc té (UTC), dupc giù bài nhièu dong ho nguyèn tù quanh thè giài. UT1 dupc dùng, thay GMT, de tupng trung cho "thài gian Trài Dat quay". Giày nhuàn dupc thém hay bàt vào UTC de giù nò khòng khàc UT1 nhièu quà 0,9 giày. Hièn nay, Vièt Nam dùng mùi già UTC + 7. Bang càc mùi già trén Trai Dàt Trcng bàng duài dày, chènh già so vài UTC dupc thè hièn t|Ud con >ó ù giù a ky liiéu mùi giù. Vi du: UTC - 9:30 Y: muòn già han so vài UTC là 9 già 30 phùt. UTC + 8:45 H: sàm già han so vài UTC là 8 già 45 phùt.

GIAN Ky h i? u

T in

V ung

U T C - 12 Y

G id chuan D iid n g doi ngay

U T C - 11 X

G id chuan Sam o a

U T C - 10 W

G id chuan Haw aii

C h i danh c h o c a c tau th u y n im gan D iid n g d oi ngay q u o c te D a o M idw ay, Sam o a, N iue H aw aii, D a o C o o k , m pt phan P oly nesia - P hap, m ot p h an A laska, Tokelau m o t p h an P o ly n e sia - P hap

U T C - 9 :3 0 V

(d a o M arq u esas) D a phan A laska, m ot p h an

UTC- 9 V

G id chu an A laska

U T C -8 U

G id chuan T h ai B in h D iid n g

UTC- 7 T

P oly n esia - P hap (d ao G a m b ie r) T iju a n a , m p t p h an C an ad a, m pt p h an My, mQt p h an M e x ico

G id chuan vung nui B a c M y

m p t phan C a n a d a , m pt p h an M y

G id chuan M ex ico 2

m o t phan M e x ic o

G id chuan vu n g nui M y

A rizo n a

G id chuan vu n g giCta B i c M y

m pt p h an M y

G id chuan T ru n g C a n a d a

m o t p h an C a n a d a

UTC- 6 S G id chuan M exico

m p t phan M e x ic o

G id chuan T ru n g M y

m p t phan T ru n g M y

G id chuan vung D o n g BSc My U TC - 5 R

G id chuan D o n g M y

m p t p h an M y

G id chuan T hai B in h D iid n g cu a N am M y

UTC- 4 Q

V un g D o n g c u a B a c M y

H aiti, m pt p h an T ru n g M y

G id chuan D ai Tay D ilO ng

V u n g D o n g C a n ad a

G id chu an T ay N am M y

M p t phan D a i T ay D iiO ng, mdt p h a n N am My, m o t phan T ru n g My, B a rb ad o s

G id chuan N am M y c u a Thai B in h D u o n g

24

M o t phan N am M y

Inóm /xha GIAN

U T C - 3:3 0 P

U T C -3 P

G ià N ew foun dlan d va L a b ­

N ew foundland va L abrador cua

rador

C anada

G iò chu an D ò n g N am M y

Da phan Nam My, G reen land

G ió chu an D ò n g cù a Narri My G ià chu an G reen lan d

UTC 2 O

Mot phan Nam My G reenland

G ià chu an giùa D ai Tày

M ot phan Brasil

D tfdng G ià chu an A zores

Azores, D ao C ab o Verde

G ià chu an D à o C a b o Verde

D ao C ab o Verde

UTC■1N Tay Phi, V ilong quoc Lien hiep G ià chu an G M T

Anh va BAc Ireland, B o D ao N ha,

UTC Z

m ot phan Tay Ban Nha G ià ch u an G reen w ich

Tay Phi, m ot phan B ic Phi

G ià ch u an T ru n g Àu

Da phan D ong Au Phap, Bi, D an M ach, da phan

G ià chu an R om an

Tay Ban Nha

UTC + 1 A Ha Lan, D iic, Y, Thuy SI, Ao,

G ià chu an Tày Àu

Thuy Dien

G ià chuan Tày T ru n g Phi

Tay T rung Phi

G ià ch u an D ò n g Àu

Bucharest

G ià chu an Ai C àp

Ai Cap Phan Lan, Kiev, Riga, Sofia, Tallinn,

G ià chu an Phàn Lan

V ilnius

UTC + 2 B G ià chu an Hy Lap

Hy Lap, Istanbul, M insk

G ià chu an Israel

Israel

G ià chu an N am Phi

Harare, Pretoria Moskva, Sankt-Peterburg,

G ià chu an Nga UTC + 3 C

Volgograd

G ià ch u an À Ràp

Kuwait, Riyadh, Iraq

G ià chu an D ò n g Phi

N airobi

25

THÒI GIAN U T C + 3 :3 0 C

G iò chuan Iran

Iran

G iò chuan eie n iló c À Ràp

A bu D habi, M uscat

G iò chuan C à n D ó n g

B aku, T b ilisi, Yerevan

G iò chuan A fghan istan

A fghanistan

G ià chuan Ek aterinb u rg

E katerinbu rg

G ià chuan Tày A

Islam abad , K arachi, Tashkent

UTC + 4 D U T C + 4 :3 0 D UTC + 5 E C h en n a i, Kolkata, M um bai,

U T C + 5 :3 0 E

G ià chuan À n D p

U T C + 5 :4 5 E

G ià chuan Nepal

Nepal

G ià chu an T ru n g A

A stana, D haka

G iò c h u ln Sri Lanka

Sri Lanka

G ià chu an B 4 c T ru n g A

Alm aty, N ovosibirsk

U T C + 6F

U T C + 6 :3 0 F

N ew D elhi

G ià chuan M yanm a

M yanm a

G ià chuan D ò n g N am A UTC + 7 G

UTC + 8 H

K rasnoyarsk

G ià chuan T run g Q u ó c

T ru n g Q u 6 c, H 6n g Kdng, U rum qi

G ià chuan Singapore

M alaysia, Singapore

G ià chu an D ai Loan

D