Tìm hiểu cội nguồn của thước đo thời gian Thời gian là một khái niệm mà theo cách nào đó, ngày nay chúng ta vẫn xem là điều hiển nhiên. Đã bao giờ bạn thắc mắc tại sao 1 năm lại có 12 tháng, hay tại sao tháng 9 lại có 30 ngày? Tại sao ta lại có các múi giờ khác nhau? Tại sao một ngày lại có 86.400 giây? Trong bài này chúng ta sẽ làm rõ các khái niệm về thước đo thời gian. Về bản chất, thời gian là một một khái niệm trừu tượng và khó để hiểu thấ u đáo. Chúng ta chẳng thể nhìn thấy nó hay cảm nhận nó, chỉ biết rằng nó đang diễ n ra. Trong lịch sử, con người đã dùng nhiều cách để đo thời gian. Hầu hết mọi nề n văn hóa đều mặc định thời điểm trời bắt đầu sáng là lúc khởi đầu của thời gian. Theo sau ngày là đêm, khi ánh mặt trời bắt đầu tắt. Cơ thể con người cũng tự điề u chỉnh để theo vòng quay này thông qua việc ngủ, và mỗi sáng khi thức dậy chú ng ta lại bắtđầu 1 ngày mới. Chúng ta sử dụng đồng hồ để chia ngày ra thành nhiều thời điểm nhỏ hơ n, rồilạidùnglịchđể phânnhómcácngàylại thànhthời điểm lớnhơn.Cả 2 hệ thố ng thời gian đều cónhững điểm hếtsức thú vị mà ta sẽ tìm hiểu tiếp theo đây. Đo thời gian Phépđothờigiancó phạmvirất rộng,ở đây chúng ta tìmhiểumộtsố đơnv ị đo thôngthường, xắp xếp từ đơn vị thời gian ngắn nhất đến dài nhất. • 1 picosecond (1 phần nghìn tỷ giây) – Đây là khoảng thời gian ngắn nhấ t mà chúngta có thể đo chính xác. • 1 nanosecond (1 phần tỷ giây) – Trung bình, một máy tính cá nhân mất khoả ng từ 2 đến4 nanosecond để thực thimột mệnh lệnhtừ một phần mềm nào đó. • 1 microsecond (1 phầntriệu giây). •1 millisecond (1 phầnnghìn giây) – Đây làkhoảng thờigianphơi sáng ngắn nhấ t của phim trong một máy ảnh thông thường. Một bức ảnh được chụp trong 1/1ngàn giây sẽ bắt được chuyểnđộng nhỏ nhất của con người. • 1 centisecond(1 phần trăm giây) – Đây là khoảng thời gianmà mộttia chớp nổ. • 1 decisecond(1 phần mười giây)– Khoảng thời giancủa1 cái chớp mắt. • 1 second (1giây)– Trái tim củamột người trungbình đập 1lần/1 giây. • 60 giây – 1phút (minute),bằngthời gian của mộtđoạn quảngcáo dài. • 2 phút– Khoảng thời giandài nhất màmột người bình thườngcó thể nín thở. • 5 phút– Là khoảng thời gianlâu nhất mà bạncó thể chịu đựng khiđợi đèn đỏ. • 60 phút –1 tiếngđồnghồ (hour),làkhoảngthờigianlâunhấtmà bạncóthể ngồ i yên tronglớp họcmà không trở nên đờ đẫn. •8 tiếng – Thờigian làm việc tiêu biểu hàngngày ở nhiềunước trên thế giới, cũ ng là thời gian ngủ cần thiếtcho mỗingườimỗi đêm. • 24 tiếng–1 ngày;làkhoảngthờigian màtráiđấtquayhết1vòngquanhtrụccủ a nó. • 7 ngày –1 tuần. • 40 ngày – Là khoảng thời gian lâunhất mà con người có thể tồn tại mà không c ó thức ăn. • 365,24 ngày – 1 năm; khoảng thời gian trái đất hoàn tất một vòng quay quanh mặt trời. • 10 năm (year) - 1 thậpkỷ. • 75 năm –Tuổi thọ trung bình của con người. • 5.000 năm – Chiều dài lịch sử được ghichép lại. • 65 triệu năm –Khoảng thời giankể từ khi loài khủng long tuyệt chủng. •200triệunăm– Khoảng thờigian kể từ khi độngvậtcóvúbắtđầuxuấthiệntrê n trái đất. • 3,5 đến4 tỉ năm –Khoảng thời gian kể từ lúc bắt đầucó sự sống trêntrái đất. • 4,5 tỉ năm – Tuổi của trái đất. • 10 đến 15 tỉ năm – Tuổi dự đoán của vũ trụ kể từ vụ nổ lớn big bang. Một ngày dài bao nhiêu? Một ngày là khoảng thời gian trái đất tự quay quanh trục của nó, như ng chính xác nó mất bao lâu để hoàn tất vòng quay? Có nhiều quan điểm khác nhau, nhưng cả thế giới đã đồng thuận tiêu chuẩn hóa nhữngkhoảng thời giansau: • Một ngày bao gồm 2 giai đoạn 12 tiếng đồng hồ, tổng cộng sẽ có 24 tiế ng đồng hồ. • Một tiếng có60 phút. • Một phútcó 60giây. • Giây lại được chia nhỏ ra theo hệ thập phân thành những đơn vị nhỏ hơn nh ư phần trămhay phần ngàn giây. Cũng phải nói rằng cách chia thời gian như hiện tại khá “rắc rối”. Chúng ta chia1 ngày ralàmđôi, rồi lạichiamỗi nửa ra12phần, rồi mỗi phầnnàylạichia 60, rồi chia 60 thêm lần nữa…Chả trách trẻ nhỏ phảichậtvật học cách tính thời gian. Tại sao lại có 24 tiếng trong 1 ngày? Không ai thật sự biết chắc điề u này. Tuy nhiên giải thích được nhiề u người tán thành nhất là: ngày xưa, trướ c khi conngười biết chữ viết thì họ đã biế t dùng các ngón tay để đếm. Và một cá ch đếm được sử dụng rộng rãi ở những nề n văn minh xưa là dùng ngón tay cái đế m các đốt ngón tay trên cùng 1 bàn tay. Như vậy,ngóncái sẽ đếm 4 ngón taycò n lại trên bàn tay, mỗi ngón tay lại có 3 đốt, 4x3=12, đó là số giờ đồng hồ họ phâ n chia thời gian ban ngày, và tương tự cho thời gian ban đêm. Vậy là chúng ta có 24 giờ 1ngày. Tại sao lại có 60 phút/1 giờ, và 60 giây/1 phút? Cũng chưa ai biết rõ điều này. Tuy nhiên, những người Ai Cập đã có thời s ử dụng một bộ lịch có 12 tháng, mỗi tháng có 30 ngày, tổng cộng họ có 360 ngà y/1 năm. Nhiều nhà nghiên cứu tin rằng đây chính là lý do chúng ta chia đường trò n thành 360 độ. Nếu chia 360 cho 6 ta được 60, và 60 cũng là con số cơ sở trong h ệ thống toán học của người Babylon. a.m và p.m có nghĩa là gì? Đâylàchữ viếttắtcủaantemeridiem– trướcbuổitrưa,postmeridiem– sau buổi trưa, và đây là sáng kiến của người La Mã. Theo Daniel Boorstin trong cuố n sách củaôngcó tựa“TheDiscoverers”,thì đâylàcách phân chiathờigianmộtngà y làm 2 phần(trướcvà sau buổi trưa) của nười LaMã. Người hiện đại tính thời gian dựa trên giây. Một ngày được định nghĩa l à khoảng thời giancủa 86.400 giây, vàmộtgiâylại đượcchínhthức địnhnghĩabằ ng 9.192.631.770 lần dao động của một nguyên tử cesium 133 trong đồng hồ nguyê n tử. Múi giờ Mọingườiở khắpnơitrên hànhtinhđều mongthấymặttrời ở trên đỉnhđầ u vào giữatrưa.Nếuchỉ có1múigiờ thôithìđiềunàykhông thể xảyravìcứ mỗigi ờ trôi qua trái đất lại quay hết 15 độ. Vì vậy, trái đất được chia thành 24 múi, mỗ i múi 15 độ, và đồng hồ sẽ được đặt tùy thuộc vào mỗi múi giờ. Mỗi múi giờ cá ch nhau 1 tiếng đồng hồ. Vídụ, lãnh thổ nước Mỹ được chia thành 4 múi giờ: múigi ờ miền Đông (East), múi giờ Trung tâm (Central), múi giờ Miền núi (Mountain), v à múigiờ TháiBình dương(Pacific). Khiở múi giờ miềnĐônglàgiữatrưa,thì ở mú i giờ Trung tâm là 11 a.m, ở múi giờ Miền núi là 10 a.m và ở múi giờ Thái Bì nh dương là9 a.m. Bảnđồ múi giờ trên thế giới. Tất cả các múigiờ được xác định dựa vào múi giờ khởi đầu (múigiờ 0) nằ m ở trungtâm Đài thiên văn Greenwich ở nước Anh, nơicó đường kinh tuyến 0 (hay còn gọi là kinh tuyến Greenwich) chạy qua (đường kinh tuyến này được các nh à thiên văn chính thức chọn ra trong một hội nghị vào năm 1884). Thời gian tạ i đường kinh tuyến Greenwich được gọi là Greenwich Mean Time (GMT) (gi ờ chuẩn căn cứ theo kinh tuyến Greenwich), hay giờ GMT, hay giờ quốc t ế (Universal Time).Nếuở múi giờ 0đang là 12giờ trưa, thìở múi giờ +7 (như Việ t Nam)sẽ là7giờ tối,còn ở múigiờ -5(như múi giờ miềnĐôngnướcMỹ)sẽ là 7gi ờ sáng. Đường đổi ngày quốc tế (International Date Line – IDL) nằm trên đườ ng đối diện với đường kinh tuyến Greenwich ở phía bên kia hành tinh (nơi thuộc v ề phía đông củađường nàysẽ chậm hơn nơi thuộc phía tây 1ngày). Điều chỉnh đồng hồ để kéo dài ngày vào mùa hè (Daylight-saving Time - DST) Trongchiếntranhthế giớiI(CTTGI), nhiều nước bắt đầuđiềuchỉnhđồngh ồ vào một số thời điểm trong năm nhằm điều chỉnh giờ ban ngày, trong những mù a ban ngày dàihơnbanđêm,để khớpvớithờigianconngườicònthức khi trờisá ng. Trong CTTGI thì mục đích của việc này làtiếtkiệm nhiên liệu dùngđể thắp sáng. Ngày nay, Mỹ và vài quốc gia khác vẫn áp dụng việc điều chỉnh này. Ở Mỹ , trướcđây, thờiđiểmbắtđầuđiều chỉnhđồnghồ làvàongàyChủ Nhậtđầutiêncủ a tháng 4, và kết thúc vào Chủ Nhật cuối cùng của tháng 10. Tuy nhiên, kể từ nă m 2007 trở đi, DST sẽ bắt đầu vào 2 a.m của ngày Chủ Nhật thứ 2 của tháng 3 và kế t thúc vào 2a.m ngày Chủ Nhật đầutiên của tháng11. Theo đó, đồng hồ sẽ được vặn tới 1 tiếng vào mùa xuân, và vặn lui 1 tiế ng vào mùa thu. Như vậy, vào mùa xuân, bạn mất mỗi ngày 1 tiếng nhưng sẽ lấy lạ i vào mùa thu. Vào mùa đông, Mỹ theo giờ tiêu chuẩn. Vào mùa hè, họ áp dụng DST. Tuy nhiên có một số bang (như Arizona) không quan tâm đến DST và vẫn giữ giờ tiê u chuẩn suốt cả năm. Lịch năm Cách tính năm khá r õ ràngvàdễ hiểu.Conngườitạ o ra khái niệm năm dựa trên s ự lặp đi lặp lại theo chu kỳ củ a các mùa. Việc dự đoán thờ i điểm bắt đầu của các mùa rấ t quan trọng trong nôngnghiệ p. Hầu hết cây cối đều đâm chồ i và cho trái vào những thờ i điểmnhấtđịnh trongnăm. Một năm là thời gian trái đất quay quanh mặt trờ i. Thời gian này khoảng 365 ngày. Nếu tính chính xác thì con số này sẽ l à 365.242199 ngày. Chúng ta lấy những số lẻ bằng cách thêm vào một ngày sau mỗ i 4 năm, và ta đc con số xấp xỉ là 365,25 ngày/1 năm. Đây cũng là lý do ta có nă m nhuận, là những năm dài hơn 1 ngày so với năm bình thường (tính theo dươ ng lịch). Cách tính năm nhuận (năm dương lịch): Theo lịch Gregory - loại lịch tiêu chuẩn hiệ n nay được dùng trên hầu khắp thế giới thì những năm nào chia hết cho 4 được coi l à năm nhuận. Trong năm nhuận, tháng 2 có 29 ngày thay cho 28 ngày. Cứ 4 năm lạ i thêm 1 ngày vào lịch bởi vì một năm dương lịch dài khoảng 365 ngày và 6 giờ. Tuy nhiên, vẫn có một số ngoại lệ đối với nguyên tắc này vì một năm dươ ng lịch ngắn hơn 365.25 ngày một chút. Những năm chia hết cho 100 chỉ được coi l à năm nhuận nếu chúng cũng chia hết cho 400. Ví dụ, 1600 và 2000 là các năm nhuậ n nhưng 1700, 1800 và 1900 không phải năm nhuận. Tương tự như vậy, 2100, 2200, 2300, 2500, 2600, 2700, 2900 và 3000 không phải năm nhuận nhưng 2400 và 2800 là các năm nhuận. Theo nguyên tắc này thì trung bình một năm có 365 + 1/4 − 1/100 + 1/400 = 365.2425 ngày, tức là 365 ngày, 5 giờ, 49 phút và 12 giây. Lịch tháng Khái niệm tháng bắt đầu từ mặt trăng. Khi xem lịch, chúng ta thấy có thá ng có 28 ngày, tháng lại 29 ngày, một số có 30 ngày và số còn lại có 31 ngày. Sau đâ y là lý do: • Người La Mã xưa sử dụng bộ lịch chỉ có 10 tháng (bắt đầu từ năm 738 TCN). Các tháng này có tên (tiếng La tinh) là: Martius, Aprilis, Maius, Junius, Quintilis, Sextilis, September, October, November and December, trong đó, các tê n từ Quintilis đến December trong tiếng La tinh có nghĩa là 5, 6, 7, 8, 9, 10. Bộ lị ch này đếm thiếu khoảng 60 ngày. • Để khắc phục, sau này người ta thêm 2 tháng Januarius và Februarius tiếp và o sau. • Vào năm 46 TCN, hoàng đế Julius Caesar cho đổi lịch nhưng vẫn giữ nguyên tê n gọi của các tháng. Theo lịch mới này thì các tháng có 30 hoặc 31 ngày, trừ thá ng Februarius ở cuối cùng có 29 ngày. Cứ mỗi 4 năm, tháng Februarius lại được cộ ng thêm 1 ngày (lý do đã nói phần trên). Sau đó, hoàng đế lại quyết định lấy thá ng Januarius làm tháng đầu tiên của năm (thay cho tháng Martius trước kia), vì vậ y tháng Februarius trở thành tháng thứ 2. Đây là lý do tại sao ngày nhuận lại nằm ở thời điểm“bất thường” này trong năm. • Sau khi Julius mất, người La Mã đã đổi tên tháng Quintilis thành Julius (sau nà y sangtiếngAnh thànhJuly)để tưởng nhớ vị hoàngđế này.Tương tự, saunàythá ng Sextilisđược đổithànhAugustus(thànhAugust) để tưởngnhớ hoàngđế Augustus. Augustus đã dời1 ngàytừ tháng Februarius sang thángAugustus để nócó cùng s ố ngày với thángJulius. (Các tháng tương ứng (từ 1 đế n 12) trong tiếng Anh ngày nay l à January, February, March, April, May, June, July, August, September, October, November, December). <="" div=""> . thời điểm nhỏ hơ n, rồilạidùnglịchđể phânnhómcácngàylại thànhthời điểm lớnhơn.Cả 2 hệ thố ng thời gian đều cónhững điểm hếtsức thú vị mà ta sẽ tìm hiểu tiếp theo đây. Đo thời gian Phépđothờigiancó. Tìm hiểu cội nguồn của thước đo thời gian Thời gian là một khái niệm mà theo cách nào đó, ngày nay chúng ta vẫn xem là. chúng ta tìmhiểumộtsố đơnv ị đo thôngthường, xắp xếp từ đơn vị thời gian ngắn nhất đến dài nhất. • 1 picosecond (1 phần nghìn tỷ giây) – Đây là khoảng thời gian ngắn nhấ t mà chúngta có thể đo chính