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前回の記事:
>>1秒

1秒の正確さについての続きです。

次世代型原子時計の本命である光格子時計の誤差は100億年に1秒以内だといわれています。

思ったのですが、この「100億年に1秒」というのは何との誤差なのでしょうか。光格子時計はなによりも正確に時を刻む時計です(そういう風に作られています)。世界一正確な時計よりも正しい時計。平均太陽日時と同じように、仮想的な時計との差なのでしょうか。

残念ながらどこにも書かれていませんでした。時計の精度を語る上で非常に大事なことだと思うのですが。

私たちが普段使っている時計は、電気を動力にして調速機に水晶振動子を使ったクォーツ時計です。加工した水晶に通電することで1秒間に32768回振動させ(32.768kHz)、秒針に1秒を刻ませるためのテンプを動かしています。誤差は月に15秒程度です。
クォーツ時計が発明される1970年以前は、1日に数秒のずれが出る機械時計が主流でした。正確さをアピールするためにクォーツ時計発売の際には値札に「水晶腕時計」と大きな文字で書かれていたそうです。

1秒の話で思い出すのが去年のうるう秒です。
最初に作られた時刻系である世界時(UT1)は地球の自転と太陽の位置により決定されています。一方、普段私たちが使っている協定世界時(UTC)は原子時計に基づいて定められています。両者は根本的に異なる現象をもとに1秒の長さを定めているため、放っておけば差が出てきます。
そこでUTCとUT1のずれが0.9秒以内になるように調整するのがうるう秒です。

去年の1月1日を思い出してみてください。

2006年1月1日
8時59分58秒
8時59分59秒
8時59分60秒 ←うるう秒
9時00分00秒
9時00分01秒
ちょびっと長かったでしょう?

しかし、うるう秒にも問題があります。世界標準である世界協定時のほかにも、原子時計に基づく高精度な時刻系として国際原子時(TAI)があります。TAI は世界50ヵ国以上に設置されている約300個の原子時計が刻む時刻の加重平均です。
天文学を基礎にした世界時と、世界時との差を0.9秒以内に抑えるために原子時計をもとに作られた世界協定時。うるう秒を追加するたびに国際原子時との差はどんどん広がっています。去年のうるう秒の挿入で差は33秒まで拡大しました。

太陽の位置と時計が全然ばらばらとかも困るのですが、うるう秒で調整するたびに差は広がるばかり。「冬に海水浴~」とか嬉しいことばかりではなく、難しい問題です。

私は金属アレルギーのため腕時計を身に着けていません。
Rion君、じぇん君。私の遅刻癖にはこんなやむにやまれぬ事情があるのだよ。陽の高さや風向きで感じる時間と、UTCに差があるんじゃ仕方が無いね。


追記:天体の運行と時間がずれてくると困ることは多そうです。
南半球みたいにサンタさんはサーフボードでやってくるし、旧暦を基にした俳句の季語問題とかは超難問になることでしょう。

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関連項目:
>>世界最長の楽曲
>>LUCA
>>自己認識
>>シュレディンガーの猫
>>Universcale
>>ラプラスの悪魔
>>モンティ・ホール問題
>>テセウスの船
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途中まで、ものすごく感心して読んでいたんですが途中になんだかとっても話が低レベル化したように感じたのは気のせいでしょうか?
国際原子時とか1秒に32768回振動させるとか、日常とはかけ離れた感覚のため頭が飽和状態になってよくわかりませんv-14
【2007/04/28 00:52】 - ミッチョン #-[ 編集]
詳しすぎる!
ここまで知っているまぁくつさんって何者なんだと関心しております。笑
【2007/04/28 16:45】 - ハリー #-[ 編集]
地球は、光速に比べればかなり遅いものの常に加速度運動をしているので、一般相対性理論に従えば慣性系における時間軸とのずれはどんな時計を作っても免れない。
とか理系っぽい単語を並べてみたけど、わかりませんなぁ。
物理学科の友達に聞いたら、時間の最小単位は1クロノン(約5.391×10^-44[秒])だから、この値より誤差が小さくなるまでは正確な時計とは言えないらしい。
【2007/04/28 22:52】 - じぇん #-[ 編集]
>ミッチョンさん
真面目に書いているとつい茶化したくなるのが私の悪い癖なのです(o*。_。)o
時計の秒針を制御するテンプを細かく動かせるほど微細な調整が可能になり、原子時計の差を小さく出来るわけで。。
私は記事を書くときに細かい数字はあまり重要視していません。「こんな世界もあるのかぁ」と少しでも感じていただけたら、と思って書いています。たとえその知識が日常からかけ離れていて役に立たないものであっても、記事を読んだ方が知的好奇心を持ち続けるきっかけくらいになればいいと思っています。
私たちが何気なく感じている時間という現象にも、これだけの世界の広がりがある。その程度に軽く受け止めていただければ幸いです(*´ェ`*)

>ハリーさん
私も細かい数値はあまり記憶していません(^w^;)
いろいろなところで見聞きした知識を思い起こしながら、普段とは少し違った見方で物事を考えてみようと心がけています。

>じぇん君
その1クロノンってプランク時間のことかいな。値は一緒なのやが。
その一般相対性理論における時間軸ってのが「原子時計との誤差」の基準ってこと?。相対性理論どころかニュートン力学すら全くわからない僕には手におえないことを書こうとしてたな、と少し後悔してる。
【2007/04/29 00:44】 - まぁくつ #Ouk1KsT2[ 編集]
いや、真に受けられると困る。
出任せです。

機械として時計を組み立てた場合、設計上(理論上)こんな感じで動くかなぁっていう予想と実際の時計の動きは絶対に一致しないから、そういう意味で誤差が出るってことじゃないのかな
振り子の時計も理論上は一定間隔で時を刻むはずだけど、歯車の摩擦とか諸々の事情で狂うわけで。
その諸々の事情が一番少ないのが光格子時計だって言いたいんじゃないの。
【2007/04/29 01:58】 - じぇん #-[ 編集]
>じぇん君
あんたがそんな言い方するとすぐ信じてしまうわ(*・ε・*)
なんか別に日時計とかでも生きていける気がしてきた。早く腕時計がつけれる体になりたい。
【2007/04/30 01:43】 - まぁくつ #Ouk1KsT2[ 編集]
こんな昔の記事にコメントしてしまいなんだか申し訳ないんですが、
おもしろいですね。
時計をそんなに正確に…
無知の王様なので少し聞きたいのですが
正確な時間って…何なんでしょうか
どこで教えてもらえるのかなぁって、

閏年はよくっきますけど閏秒ってなかなか聞きませんね。
そういう意味があったんですね。

>真面目に書いているとつい茶化したくなる
っていうのはわかります。
僕もそうです。(お前なんかと一緒にされたくないって

あ、もしかしたら解決していたのかもしれないですけど、
コメントの編集をする時には
まずPASSを入力した状態で投稿するという下準備が必要です。
あとは投稿した後に修正する必要があった時に
「編集」で、PASS(投稿する時に入れたやつ)を入力して送信です。

失礼しました。
【2007/09/15 00:05】 - 斜陽 #99DFA69w[ 編集]
>斜陽さん
古い記事であってもコメントはいつでも歓迎しています。

>正確な時間
というのが何かを知りたかったのですが、結局わかりませんでした。おそらくなにかしらの仮想的な時計を想定しているのではないでしょうか。
上のコメントでじぇん君も言っていますが、誤差が1プランク秒(私達にとって意味のある最小単位の時間)以下にならないと本当の意味で「正確な時計」にはならないようです。

コメント編集方法教えていただいてありがとうございますe-75
投稿する時点で準備が必要なのですね。パソコン音痴なのでどうもこういう話が苦手で....
なにか漠然としかわかってなかったのがすっきりしました。
【2007/09/16 12:17】 - まぁくつ #Ouk1KsT2[ 編集]
こんにちはー。
文系なので、こっち系の話はちと理解困難ですが、時計ってこんなに複雑なことをやってたんですね。勉強させていただきました。ところで、話は変わって、別のブログからトラックバックといわれるものを試してみました。よろしくお願いいたします。
【2007/11/26 15:45】 - chewbacca #Ouk1KsT2[ 編集]
>chewbaccaさん
限りなく理系に近いですが、私も一応文系人間ですv
専攻の経済史において精密機械工業は大事な分野なので、ちょびっと勉強しました。仕組みのことは理系に任せて、時計をどう使ったら面白いか考えています(*´∀`*)

もしや4/13のトラックバックでしょうか。ありがとうございます▼*゚v゚*▼お名前を存じ上げない方からの投稿だったのですこし緊張していました 笑
【2007/11/26 15:45】 - まぁくつ #Ouk1KsT2[ 編集]
時間の単位の定義が複数あるっていうのが問題なのかな~というのが私の感想です。
時代とともに「1秒」がより正確に測れるようになって
ゆくゆくは時間の長さの定義が何十種類もできたりして、などと想像してしまいました。
【2007/12/01 17:44】 - ハミパン #Ouk1KsT2[ 編集]
↑編集で直せないんですね・・
上のコメントで書いた「時間」っていうの
正確には「時刻」ですね、
すみません><
【2007/12/01 17:44】 - ハミパン #Ouk1KsT2[ 編集]
>ハミパンさん
お久しぶりです。
いろいろな時刻の定義ができるっていうのは面白いですね。たとえ「正しい」時刻からはズレていても、きっと太陽の動きに即した時計が一番使い勝手がいいんじゃないかと思ってます。
あと、コメントの編集方法はわからなかったです(´;ω;`)
【2007/12/01 17:45】 - まぁくつ #Ouk1KsT2[ 編集]














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