الزمن

ما هو الزمن؟

الزمن كمية أساسية تبيّن ترتيب وقوع الأحداث والمدة الفاصلة بين حدثين. في الفيزياء يُرمز له بالرمز البعدي T، ويدخل في تعريف العديد من الكميات المشتقة كالسرعة والتسارع والتردد.

في الفيزياء الكلاسيكية، اعتُبر الزمن كمية مطلقة تمر بالتساوي لدى جميع المراقبين؛ لكن مع نظرية النسبية لأينشتاين، تبيّن أن الزمن قد يمر بمعدلات مختلفة حسب سرعة المراقب ومجال الجاذبية الذي يوجد فيه (تمدد الزمن).

وحدة الزمن في النظام الدولي: الثانية

الثانية هي الوحدة الأساسية للزمن في النظام الدولي، ويُرمز لها بالحرف ث. تاريخيًا، كانت الثانية تُعرَّف بأنها 1/86400 من اليوم (24 ساعة × 60 دقيقة × 60 ثانية).

وبما أن التفاوتات الصغيرة في دوران الأرض جعلت هذا التعريف غير مستقر بما يكفي، أُعيد تعريف الثانية عام 1967 لتصبح بدقة 9,192,631,770 دورة من الإشعاع المقابل للانتقال بين مستويي الطاقة الأساسيين لذرة السيزيوم-133. ويتيح هذا التعريف للساعات الذرية العمل بالدقة نفسها في أي مكان في العالم.

الأصل الستيني للساعة والدقيقة والثانية

يعود تقسيم الساعة إلى 60 دقيقة والدقيقة إلى 60 ثانية إلى النظام العددي الستيني (المبني على الرقم 60) عند الحضارة البابلية القديمة. وقد قسّم البابليون كلًا من الزوايا (360 درجة) والزمن وفق هذا النظام.

فُضِّل الرقم 60 لأنه يقبل القسمة تمامًا على أعداد كثيرة مثل 2 و3 و4 و5 و6 و10 و12 و15 و20 و30 -- ما سهّل التقسيمات العملية اليومية (كتقسيم الساعة إلى ثلاثة أو أربعة أجزاء) دون الحاجة إلى كسور.

تقسيم اليوم إلى 24 ساعة

يعود تقسيم اليوم إلى 24 ساعة إلى مصر القديمة؛ إذ قسّم المصريون النهار والليل إلى 12 جزءًا متساويًا لكل منهما، وتتبعوا الزمن باستخدام الساعات الشمسية ومراقبة النجوم.

يُرجَّح أن هذا التقسيم الاثني عشري يعود إلى عدّ عُقد أصابع اليد (أربعة أصابع بدون الإبهام، لكل منها ثلاث عُقد، أي 12 بالمجموع) أو إلى عدد الدورات القمرية في السنة (نحو 12 بدرًا).

العلاقة بين وحدات الزمن المترية

تُستخدم أجزاء الثانية -- المليثانية (0.001 ثانية) والميكروثانية والنانوثانية -- لقياس الأحداث القصيرة جدًا، كعمليات الحاسوب وتوقيت الرياضة والتجارب العلمية.

أما الوحدات الأكبر، الدقيقة (60 ثانية) والساعة (3600 ثانية) واليوم (86400 ثانية)، فهي الوحدات الأساسية لتتبع الزمن في الحياة اليومية. ويتم التحويل بين هذه الوحدات، بخلاف درجة الحرارة، بالضرب أو القسمة فقط، لأنها جميعًا تشترك في نقطة الصفر نفسها (البداية).

ما هي الثانية الكبيسة؟

تُظهر سرعة دوران الأرض حول محورها تفاوتات طفيفة بمرور الزمن بسبب تأثيرات المد والجزر والتغيرات في باطن الأرض؛ ما يؤدي إلى انحراف بسيط بين الزمن "الدقيق" الذي تقيسه الساعات الذرية وطول اليوم الفعلي المستند إلى الدوران الحقيقي للأرض.

لتعويض هذا الانحراف، تُضاف "ثانية كبيسة" إلى التوقيت العالمي المنسق (UTC) عند الحاجة منذ عام 1972. وهذه آلية تصحيح شبيهة باليوم الإضافي في السنة الكبيسة (29 فبراير)، لكن بما أن تفاوت دوران الأرض غير قابل للتنبؤ، لا تُضاف الثواني الكبيسة وفق دورة تقويمية ثابتة بل عند الحاجة.

المناطق الزمنية والتوقيت العالمي المنسق

بما أن الشمس تبلغ أعلى نقطة لها في أوقات مختلفة عند خطوط طول مختلفة، قُسِّمت الأرض إلى نحو 24 منطقة زمنية. وتستخدم جميع المناطق الزمنية التوقيت العالمي المنسق (UTC) كمرجع، وتُعبَّر عنها كفارق ساعات عن هذا المرجع.

حلّ التوقيت العالمي المنسق محل توقيت غرينتش (GMT) كمعيار زمني حديث ويُحافَظ عليه بالساعات الذرية؛ أما GMT فيُستخدم اليوم غالبًا كاسم للمنطقة الزمنية الشتوية البريطانية.

كيف يُقاس الزمن؟

تُستخدم الساعات الميكانيكية والرقمية في الحياة اليومية، بينما تُستخدم الساعات الذرية في التطبيقات العلمية والتقنية (أقمار تحديد المواقع، شبكات الاتصالات). وتعمل الساعات الذرية بدقة عالية جدًا استنادًا إلى تردد الاهتزاز المستقر لذرات السيزيوم أو الروبيديوم.

لكي يوفر نظام تحديد المواقع (GPS) تحديدًا دقيقًا للموقع، يجب مزامنة الساعات الذرية في الأقمار الصناعية على مستوى النانوثانية؛ وحتى انحراف بسيط في هذه الساعات قد يؤدي إلى أخطاء كبيرة في حساب الموقع على الأرض.

البدء الأسرع

إذا كنت تبحث عن تحويل مباشر، ابدأ من قائمة التحويلات الشائعة في أعلى الصفحة. وإذا كنت تريد توسيع التصفح خارج هذه الفئة، فانتقل إلى بوابة كل التحويلات أو راجع معجم الوحدات في هذه الصفحة.