一日有多长

jjx01

摘自“机械时计解体新书”

真太阳日
日与年是时间长度单位，那么我们以什么为标准来测算时间的长度呢？
一种方法是以地球的运动来测量。我们把地球自转（地球绕着南北两极连结起来的地轴逆时针旋转）一周所需的时间定义为一日。而一年则是指地球公转（地球绕着太阳在椭圆形轨道上运动）一周所需的时间。
在计算自转时，我们可以观察太阳两次从正上方通过地球子午线（0度经线）的时间，中间的时间差就是地球自转一周的时间，我们把它叫做真太阳日。
真太阳日也就是太阳从正上方通过子午线的“正午”到下一个“正午”的时间。地球的自转速度并不一定，公转的速度也不固定，同时公转轨道与地轴都会产生变化；公转轨道是椭圆的，当公转速度慢的时候，由于引力，地球更接近太阳，当公转速度快的时候，由于离心力关系，地球将远离太阳。由于这些因素的共同作用，地球以及其它天体的运行都在发生着细微的变化，“真太阳日”的长短其实并不是一定的。

恒星日
由于太阳相对地球的位置时时变化，我们需要选定一个更好的参照物。从遥远的天体上看来，地球绕太阳的公转只能算是极其微小的运动，反之，地球公转时我们看遥远的天体，会发现它的位置并不随我们观测位置（地球位置）的变化而变化，这样我们为了排除了地球公转位置的误差，把某恒星两次通过地球子午线的时间差计为一日，叫做恒星日。

虽然恒星日可以看作是一定长的，但是人们的生活还是以太阳的起落为基准，所以我们把一年里真太阳日的长度平均起来，得到平均太阳日，将这“一日”等分成24份，每份计为一小时，再将一小时分为60份，每份计为一分，将一分再分60份，每份计为一秒。
另一方面，将世界各地天文台观测到的恒星日长度平均计算，得到平均恒星日，换算为平均太阳日，在根据地球各地经度的不同进行补正，得到世界时，这个世界时就是我们生活中时间的标准~喂，现在几点了？

但是地球自转不定，误差仍然存在，平均恒星日与世界时同样不能拿来衡量时间的长度。
于是现在把某原子（我化学盲，不认识）震动九十一亿九千二百六十三万一千一百七十次所经过的时间定义为一秒（我们认为原子振动周期是不变的）。

世界时是我们生活中时间的标准，原子时是时间长度的标准，当它们存在误差时用“闰秒”进行修正

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据英国《星期日泰晤士报》报道，美法两国科学家在研制原子钟方面技术处于领先地位，他们主要通过测量铯原子的振荡来精确测量时间，美法两国都计划将原子钟置于太空零重力环境下，以提高原子钟的精度。新的超高精度原子钟误差有望达到十亿年不超过一秒。钟表王国瑞士的科学家也在借助激光冷却原子的技术，研制更精确的原子钟，其精确程度将为每3000万年误差一秒。

德国的科学家1999年3月中旬宣布，他们研制成功了铷蒸气原子激光束，这是世界上首次研制出成束状，连续产生的原子激光，它将制造高精度原子钟的技术又提高了一步。德国联邦物理技术局4月14日宣布，该局耗时两年研制的高精度原子钟已建造完成，并已开始试运行。这台原子钟在理论实验中的精确度达到了10的负15次方秒，相当于每1000万年误差一秒。

英国在制造高精度原子钟方面也不甘落后，据英国《每日电讯报》报道，英国萨塞克斯大学研究人员已经成功地将10万个铷原子冷却到非常接近绝对零度的温度下，这是英国科学家首次在实验室中获得如此低的温度。研究人员创造超低温的主要目的是为了使铷原子生成所谓「玻色－－爱因斯坦冷凝」状态，在该状态下，铷原子丧失了大部份能量并凝聚成一个大的「超级原子」，而冷凝后原子发出的持续激光束可以大幅度提高原子钟的精度。

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jjx01

真正准确的“一秒”是如何计算出来的呢~