Das Messen des Vergehens der Zeit ist seit Beginn der Zivilisation ein Hauptanliegen der Menschen. Grob gesprochen beinhaltet das Messen der Zeit die Verwendung eines sich wiederholenden Zyklus, um herauszufinden, wie viel Zeit vergangen ist. Traditionell basiert dieser sich wiederholende Zyklus auf der Bewegung des Himmels, wie ein Tag, der eine Revolution der Erde ist, wobei ein Monat eine ganze Umlaufbahn der Erde durch den Mond und ein Jahr die Umlaufbahn der Erde der Sonne ist.

Mit fortschreitender Technologie konnten wir die Zeit in immer kleineren Schritten messen, von Sonnenuhren, mit denen wir Stunden zählen konnten, von mechanischen Uhren, die die Minuten überwachen, und von elektronischen Uhren, die zum ersten Mal Sekunden genau aufzeichnen Alter der Atomuhren, wo die Zeit bis zur Nanosekunde gemessen werden kann.

Mit dem Fortschritt in der Chronologie, der zu Technologien wie z NTP-Uhren, Zeitserver, Atomuhren, GPS-Satelliten und moderne globale Kommunikation, kommt mit einem weiteren Rätsel auf: Wann fängt ein Tag an und wann endet er?

Die meisten Leute nehmen an, dass ein Tag 24 Stunden lang ist und dass er von Mitternacht bis Mitternacht läuft. Atomuhren haben uns jedoch gezeigt, dass ein Tag keine 24-Stunden ist und tatsächlich variiert die Länge eines Tages (und nimmt im Laufe der Zeit allmählich zu).

Nachdem Atomuhren entwickelt worden waren, gab es einen Aufruf von vielen Sektoren, einen globalen Zeitplan zu erstellen. Eine, die das Ultra nutzt genaue Art der Atomuhren um sein Überschreiten zu messen, aber auch eines, das die Erdrotation berücksichtigt. Wenn man die veränderliche Natur einer Tageslänge nicht berücksichtigt, würde das bedeuten, dass jede statische Zeitskala mit dem Tag driften würde, der langsam in die Nacht abdriftet.

Um dies zu kompensieren, werden auf der globalen Zeitskala der Welt, UTC (Coordinated Universal Time) genannt, zusätzliche Sekunden hinzugefügt (Schaltsekunden), um sicherzustellen, dass es keine Drift gibt. UTC-Zeit wird durch eine Konstellation von Atom-C-Uhren wahr gehalten und wird von der Moderne genutzt Technologien wie der NTP-Zeitserver wodurch sichergestellt wird, dass alle Computernetzwerke genau die gleiche Zeit haben.

Nach dem Erfolg der dänischen Forscher in Zusammenarbeit mit NIST (Nationales Institut für Standards und Zeit), das Anfang dieses Jahres die genaueste Atomuhr der Welt enthüllt hat; Deutsche Wissenschaftler sind ins Rennen gegangen, um den präzisesten Zeitmesser der Welt zu bauen.

Forscher der Physikalisch-Technischen BundesanstaltPTB) verwenden in Deutschland neue Methoden der Spektroskopie, um atomare und molekulare Systeme zu untersuchen und hoffen, eine Uhr auf der Basis eines einzelnen Aluminiumatoms zu entwickeln.

Brücke Atomuhren verwendet für Satellitennavigation (GPS), als Referenzen für Computernetzwerk NTP-Server und Flugsicherung basieren traditionell auf dem Atom Cäsium. Die nächste Generation von Atomuhren, wie diejenige des NIST, die innerhalb von einer Sekunde nach 300 Millionen Jahren genau ist, verwendet Atome aus anderen Materialien wie Strontium, von denen Wissenschaftler behaupten, dass sie möglicherweise genauer sind als Cäsium .

Forscher der PTB haben sich dafür entschieden, einzelne Aluminiumatome zu verwenden und glauben, dass sie auf dem Weg sind, die genaueste Uhr aller Zeiten zu entwickeln, und glauben, dass ein großes Potenzial für ein solches Gerät besteht, das uns hilft, einige der komplizierteren Aspekte der Physik zu verstehen.

Die aktuelle Generation von Atomuhren ermöglicht Technologien wie Satellitennavigation, Flugsicherung und Netzwerkzeitsynchronisation NTP-Server Es wird jedoch angenommen, dass die erhöhte Genauigkeit der nächsten Generation von Atomuhren verwendet werden könnte, um einige der rätselhafteren Qualitäten der Quantenwissenschaft wie der Stringtheorie zu enthüllen.

Forscher behaupten, dass die neuen Uhren eine solche Genauigkeit liefern werden, dass sie sogar in der Lage sein werden, die winzigen Unterschiede in der Schwerkraft auf jeden Zentimeter über dem Meeresspiegel zu messen.

Die Zeit zu sagen, scheint heutzutage eine einfache Angelegenheit zu sein mit der Anzahl von Geräten, die uns die Zeit anzeigen und mit der unglaublichen Genauigkeit von Geräten wie Atomuhren und Netzwerk-Zeitserver Es ist ziemlich leicht zu sehen, wie Chronologie als selbstverständlich angesehen wurde.

Die Genauigkeit im Nanosekundenbereich, die Technologien wie das GPS - System, die Flugverkehrskontrolle und NTP-Server Systeme (Network Time Protocol) ist ein langer Weg von den ersten Zeitpunkten, die erfunden wurden und durch die Bewegung der Sonne über den Himmel angetrieben wurden.

Die Sonnenuhren waren in der Tat die ersten echten Uhren, aber sie hatten offensichtlich ihre Schattenseiten - so als ob sie nicht in der Nacht oder bei bewölktem Wetter arbeiteten, war es eine vollkommene Neuerung in der Zivilisation und half strukturierteren Gesellschaften, die Zeit ziemlich genau zu bestimmen.

Sich auf Himmelskörper zu verlassen, um die Zeit zu verfolgen, wie wir es seit Tausenden von Jahren getan haben, würde sich jedoch nicht als zuverlässige Grundlage für die Zeitmessung erweisen, wie es durch die Erfindung der Atomuhr.

Vor den Atomuhren lieferten elektronische Uhren die höchste Genauigkeit. Diese wurden um die Jahrhundertwende erfunden, und obwohl sie um ein Vielfaches zuverlässiger waren als mechanische Uhren, trieben sie immer noch und verloren jede Woche ein oder zwei Sekunden.

Elektronische Uhren arbeiten mit den Schwingungen (Schwingungen unter Energie) von Kristallen wie Quarz, aber Atomuhren verwenden die Resonanz einzelner Atome wie Cäsium, die eine so hohe Anzahl von Schwingungen pro Sekunde macht es unglaublich genau (moderne Atomuhren nicht jede 100 Million Jahre um eine Sekunde treiben).

Nachdem diese Art der Genauigkeit der Zeitbestimmung entdeckt worden war, wurde deutlich, dass unsere Tradition, die Rotation der Erde als Mittel zur Zeitmessung zu verwenden, nicht so genau war wie diese Atomuhren. Dank ihrer Genauigkeit wurde schnell entdeckt, dass die Rotation der Erde nicht präzise war und jeden Tag verlangsamt und beschleunigt (in winzigen Mengen). Um dies zu kompensieren, ist die Weltzeitlinie der Welt UTC (Coordinated Universal Time) fügt ihm ein oder zwei zusätzliche Sekunden pro Jahr hinzu (Leapsekunden).

Atomuhren liefern die Grundlage von UTC, die von tausenden verwendet wird NTP-Server um Computer-Netzwerke zu synchronisieren.

Chronologie - Das Studium der Zeit hat der Wissenschaft und Technologie einige unglaubliche Innovationen und Möglichkeiten gebracht. Von Atomuhren, NTP-Server und das GPS-System, wahre und genaue Chronologie hat die Form der Welt verändert.

Die Zeit und die Art, wie es gezählt wird, war seit den frühesten Zivilisationen ein Thema der Menschheit. Frühe Chronologen verbrachten ihre Zeit damit, Kalender zu etablieren, aber das erweist sich als komplizierter, als zunächst angenommen, weil die Erde einen Viertel Tag mehr als 365 Tage braucht, um die Sonne zu umkreisen.

Die Festlegung der richtigen Anzahl von Schalttagen war eine der ersten Herausforderungen, und es dauerte mehrere Kalendariumversuche, bis der moderne Gregorianische Kalender vom Globus übernommen wurde.

Wenn es darum ging, die Zeit auf einer kleineren Ebene zu überwachen, wurden große Fortschritte erzielt Galileo Galilei wer hätte die erste Pendeluhr gebaut, wenn nur sein Tod seine Pläne nicht unterbrochen hätte. Pendel wurden schließlich von erfunden Christiaan Huygens und lieferte den ersten echten Blick auf die genaue Überwachung der Zeit im Laufe des Tages.

Die nächsten Schritte in der Chronologie konnten jedoch erst stattfinden, wenn wir die Zeit selbst besser verstanden hatten. Newton (Sir Isaac) hatte die ersten Ideen und hatte die Vorstellung, die Zeit sei absolut "und würde für alle Beobachter gleichmäβig fließen". Das wäre für Newton eine naheliegende Idee gewesen, da viele von uns die Zeit für unveränderlich halten, aber das war es Einstein in seiner speziellen Relativitätstheorie, die vorschlug, dass die Zeit tatsächlich keine Konstante war und sich allen Beobachtern unterschied.

Es waren Einsteins Ideen, die sich als richtig erwiesen, und sein Modell von Zeit und Raum ebnete den Weg für viele der modernen Technologien, die wir heute für selbstverständlich halten, wie die Atomuhr.

Doch die Chronologie hört hier nicht auf, die Zeitmesser suchen ständig nach Möglichkeiten, mit modernen Atomuhren die Genauigkeit zu erhöhen, so präzise, ​​dass sie in Millionen von Jahren keine Sekunde mehr verlieren würden.

Es gibt auch andere bemerkenswerte Figuren in der modernen Welt der Chronologie. Professor David Mills von der University of Delaware entwickelt ein Protokoll in der 1980, um Computer-Netzwerke zu synchronisieren.

Sein Netzwerkzeitprotokoll (NTP) wird heute in Computersystemen und Netzwerken auf der ganzen Welt eingesetzt NTP Zeitserver. A NTP-Server stellt sicher, dass Computer auf gegenüberliegenden Seiten des Globus genau zur gleichen Zeit laufen können.

Es ist eines der markantesten Wahrzeichen der Welt. Stolz über den Houses of Parliament feiert Big Ben seinen 150th Geburtstag. Doch obwohl sie in einem Zeitalter von Atomuhren und NTP ZeitserverEs ist eines der meistbenutzten Zeitmesser der Welt mit Hunderttausenden von Londoner, die sich auf ihr Glockenspiel verlassen, um ihre Uhren einzustellen.

Big Ben ist eigentlich der Name der Hauptglocke innerhalb der Uhr, die die viertel Stunden Glockenspiel erzeugt, aber die Glocke begann nicht zu läuten, als die Uhr zum ersten Mal gebaut wurde. Die Uhr begann Zeit auf 31 May 1859 zu halten, während die Glocke zum ersten Mal bis Juli 11 schlug.

Einige behaupten, dass die 12-Tonnen-Glocke nach ihm benannt wurde Sir Benjamin Hall der Chief Commissioner of Works, der an dem Uhrprojekt arbeitete (und man sagte, er sei ein Mann von großem Umfang). Andere behaupten, die Glocke wurde nach Schwergewicht Boxer benannt Ben Caunt der unter dem Namen Big Ben kämpfte.

Der Fünf-Tonnen-Uhrmechanismus funktioniert wie eine riesige Armbanduhr und wird dreimal pro Woche aufgezogen. Seine Genauigkeit wird durch das Hinzufügen oder Entfernen von alten Pfennigen auf dem Pendel abgestimmt, was weit entfernt von der Genauigkeit der modernen Atomuhren ist NTP-Server Systeme erzeugen mit nahezu Nanosekunden Genauigkeit.

Während Big Ben von Zehntausenden von Londonern vertraut wird, um genaue Zeit zu liefern, wird die moderne Atomuhr von Millionen von uns jeden Tag benutzt, ohne es zu merken. Atomuhren sind die Basis für die GPS - Satellitennavigationssysteme, die wir in unseren Autos haben, sie halten auch das Internet über das Internet synchronisiert NTP Zeitserver (Network Time Protocol).

Jedes Computernetzwerk kann unter Verwendung eines dedizierten Systems mit einer Atomuhr synchronisiert werden NTP-Server. Diese Geräte erhalten die Zeit von einer Atomuhr, entweder über das GPS-System oder spezielle Funkübertragungen.

Atomwaffen, Computer, GPS, Atomuhren und Kohlenstoff-Datierung - es gibt viel mehr zu Atomen als Sie denken.

Seit Beginn des 20. Jahrhunderts ist die Menschheit von Atomen und den Einzelheiten unseres Universums besessen. Während des ersten Teils des letzten Jahrhunderts war die Menschheit besessen davon, die verborgene Kraft des Atoms zu nutzen, die uns Albert Einstein und Robert Oppenheimer offenbart hatten.

Unsere Erforschung des Atoms war jedoch viel mehr als nur Waffen. Das Studium der Atome (Quantenmechanik) war die Wurzel der meisten unserer modernen Technologien wie Computer und Internet. Es steht auch im Vordergrund der Chronologie - der Messung der Zeit.

Das Atom spielt eine Schlüsselrolle sowohl bei der Zeitmessung als auch bei der Zeitvorhersage. Die Atomuhr, die auf der ganzen Welt von Computernetzen mit Hilfe von NTP-Server und andere technische Systeme wie Flugsicherung und Satellitennavigation.

Atomuhren arbeiten, indem sie die extrem hochfrequenten Schwingungen einzelner Atome (traditionell Cäsium) überwachen, die sich bei bestimmten Energiezuständen nie ändern. Da Cäsiumatome über eine 9 Milliarden Mal pro Sekunde in Resonanz sind und es seine Frequenz niemals verändern, macht es das M sehr genau (verliert weniger als eine Sekunde alle 100 Millionen Jahre)

Aber Atome können auch verwendet werden, um nicht nur genaue und präzise Zeit zu berechnen, sondern sie können auch verwendet werden, um das Alter von Objekten zu bestimmen. Carbon Datierung ist die Bezeichnung für diese Methode, die den natürlichen Zerfall von Kohlenstoffatomen misst. Wir alle bestehen hauptsächlich aus Kohlenstoff und wie andere Elemente "zerfällt" Kohlenstoff im Laufe der Zeit, wo die Atome Energie verlieren, indem sie ionisierende Teilchen und Strahlung emittieren.

In einigen Atomen wie Uran geschieht dies sehr schnell, aber andere Atome wie Eisen sind sehr stabil und zerfallen sehr, sehr langsam. Kohlenstoff, während es schneller zerfällt als Eisen, ist immer noch langsam, Energie zu verlieren, aber der Energieverlust ist im Laufe der Zeit genau, so dass durch Analyse der Kohlenstoffatome und Messung ihrer Stärke ziemlich genau festgestellt werden kann, wann der Kohlenstoff ursprünglich gebildet wurde.

folgende jüngste Medienberichte Aufgrund fehlender Investitionen in das globale Navigationssatellitensystem der USA - GPS (Global Positioning System) und das mögliche Versagen von Navigationsempfängern in den letzten Jahren möchte Galleon Systems, der Spezialist für Zeitsynchronisation, allen seinen Kunden versichern, dass das GPS nicht funktioniert Das Netzwerk wirkt sich nicht auf den aktuellen Stand aus GPS NTP Zeitserver.

Jüngste Medienberichte nach einer Studie des Rechnungshofs der US-Regierung (GAO), die Missmanagement und mangelnde Investitionen auslösten, führten dazu, dass einige der aktuellen 31-Satelliten in 24 und 2011 unter 2012 fielen, was ihre Genauigkeit beeinträchtigte.

Allerdings ist die UK National Physical Laboratory sind zuversichtlich, dass mögliche Probleme der GPS - Navigationseinrichtungen nicht die von GPS NTP-Server.

Ein Sprecher des britischen National Physical Laboratory bestätigte, dass Timing-Informationen von möglichen zukünftigen Satellitenversagen unberührt bleiben sollten.

"Es wird geschätzt, dass ein 20% Risiko besteht, dass in 2011-2012 die Anzahl der Satelliten in der GPS-Konstellation zeitweise unter 24 fallen könnte.

"Wenn das passieren würde, könnte die Positionsgenauigkeit von GPS-Empfängern zu gewissen Zeitpunkten leicht abnehmen, und insbesondere könnten sie länger dauern, um an einigen Stellen eine Reparatur zu erhalten, wenn sie zum ersten Mal hochgefahren werden. Aber selbst dann wäre der Effekt eher eine Leistungsverschlechterung als ein vollständiger Betriebsausfall.

"Ein GPS-Timing-Empfänger wird wahrscheinlich nicht wesentlich davon betroffen sein, da jeder Satellit, der beobachtet wird, sobald er seine Position bestimmt hat, ihm nützliche Timing-Informationen liefert. Eine kleine Verringerung der Anzahl der betrachteten Satelliten sollte ihre Leistung nicht stark beeinträchtigen. "

Zeitsynchronisation auf Computernetzwerken wird oft von der NTP-Server. NTP Zeitserver generieren selbst keine Timing-Informationen, sondern sind lediglich Methoden zur Kommunikation mit einer Atomuhr.

Über die Präzision einer Atomuhr wird viel gesprochen. Viele von ihnen können Zeit bis zur Nanosekunden-Genauigkeit (Milliardstelsekunden) beibehalten, was bedeutet, dass sie in Hunderten von Millionen von Jahren nicht mehr als eine Sekunde in der Genauigkeit abweichen werden.

Was man jedoch weniger versteht und darüber spricht, ist, warum wir so genaue Uhren brauchen, nachdem all die traditionellen Methoden, wie mechanische Uhren, elektronische Uhren und die Rotation der Erde, um die Tage im Auge zu behalten, bewiesen wurden zuverlässig seit Tausenden von Jahren.

Die Entwicklung der Digitaltechnik in den letzten Jahren war jedoch fast ausschließlich auf die ultrahohe Präzision einer Atomuhr angewiesen. Eine der am weitesten verbreiteten Anwendungen für Atomuhren ist die Kommunikationsindustrie.

Seit einigen Jahren werden Telefonanrufe in den meisten Industrieländern jetzt digital übertragen. Die meisten Telefonleitungen sind jedoch einfach Kupferkabel (obwohl viele Telefongesellschaften in Glasfaser investieren), die nur ein Datenpaket gleichzeitig übertragen können. Dennoch müssen Telefonleitungen viele Gespräche auf denselben Leitungen gleichzeitig führen.

Dies wird erreicht, indem Computer an den Börsen tausende Male pro Sekunde von einer Konversation zur anderen wechseln, und dies alles muss mit einer Genauigkeit von Nanosekunden gesteuert werden, sonst werden die Anrufe aus dem Takt geraten und durcheinander geraten - daher die Notwendigkeit. Atomuhren; Mobiltelefone, digitales Fernsehen und Internetkommunikation verwenden eine ähnliche Technologie.

Die Genauigkeit von Atomuhren ist auch die Grundlage für Satellitennavigation wie GPS (Global Positioning System). GPS-Satelliten enthalten eine eingebaute Atomuhr, die ein Zeitsignal erzeugt und überträgt. Ein GPS-Empfänger wird vier dieser Signale empfangen und anhand der Zeitinformationen herausfinden, wie lange die Übertragung dauerte, um ihn zu erreichen und somit die Position des Empfängers auf der Erde.

Aktuelle GPS - Systeme sind auf wenige Meter genau, aber um einen Hinweis darauf zu geben, wie wichtig Genauigkeit ist, ist eine Sekunde Drift eines GPS-Uhr könnte der GPS-Empfänger über 100 tausend Meilen ungenau sein (wegen der großen Entfernungen Licht und daher Übertragungen in einer Sekunde dauern).

Viele dieser Technologien basieren auf Atomuhren NTP-Server als die bevorzugte Art, mit Atomuhren zu kommunizieren NTP Zeitserver eines der wichtigsten Geräte in der Kommunikationsbranche.

Es gibt eine Vielzahl von Hardware- und Software-Methoden zum Schutz von Computern. Antivirensoftware, Firewalls, Spyware und Router, um nur einige zu nennen, aber vielleicht die wichtigsten Werkzeuge, um ein Netzwerk sicher zu halten, werden oft am häufigsten übersehen.

Einer der Gründe dafür ist, dass der Netzwerkzeitserver oft als der bezeichnet wird NTP Zeitserver (nach dem Protokoll Network Time Protocol) primäre Aufgabe ist die Zeitsynchronisierung und nicht die Sicherheit.

Die NTP-ServerDie primäre Aufgabe besteht darin, ein Zeitsignal von einer UTC-Quelle (Coordinated Universal Time), die es dann auf das Netzwerk verteilt, die Uhr auf jedem Systemgerät überprüft und sicherstellt, dass es synchron mit UTC läuft.

Hier fallen viele Netzwerkadministratoren zusammen. Sie wissen, dass die Zeitsynchronisierung für die Computersicherheit wichtig ist. Ohne sie können Fehler nicht protokolliert (oder sogar entdeckt) werden, Netzwerkangriffe können nicht entgegengewirkt werden, Daten können verloren gehen, und wenn ein böswilliger Benutzer in das System eindringt, ist es fast unmöglich zu entdecken, was er ohne alle Maschinen vorhatte ein Netzwerk, das der gleichen Zeit entspricht.

Allerdings ist die NTP-Server Viele Netzwerkadministratoren denken, dass sie ein wenig Geld sparen können. 'Warum die Mühe?' "Sie sagen," wenn Sie sich an einem anmelden können Internet NTP Server kostenlos.'

Nun, wie das alte Sprichwort sagt, gibt es so etwas wie ein kostenloses Mittagessen oder wie es eine freie Quelle von UTC-Zeit geht. Internet-Zeit-Anbieter können kostenlos sein, aber hier sind viele Computernetzwerke anfällig für Missbrauch.

Um eine Internetquelle wie Microsoft zu nutzen, NIST oder einer von denen auf der NTP-Pool-Projekt Sie können zwar kostenlos sein, aber sie befinden sich auch außerhalb einer Netzwerk-Firewall, und hier kommen viele Netzwerkadministratoren zum Stillstand.

Die Technologien der Welt sind in den letzten Jahrzehnten dramatisch vorangeschritten. Innovationen wie das Internet und die Satellitennavigation haben unser Leben verändert.

Atomuhren eine Schlüsselrolle bei diesen Technologien spielen; Ihre Zeitsignale werden von GPS-Empfängern verwendet, um den Standort und viele Anwendungen und Transaktionen über das Internet aufzuzeichnen, wenn keine hochpräzise Synchronisation erforderlich ist.

Tatsächlich wurde eine globale Zeitskala entwickelt, die auf der Zeit basiert, die von Atomuhren erzählt wird. UTC (Coordinated Universal Time) stellt sicher, dass Computernetzwerke auf der ganzen Welt zur genau gleichen Zeit synchronisiert werden können.

Die Synchronisierung von Computern und Netzwerken mit Atomuhren ist relativ einfach, zum Teil dank NTP (Network Time Protocol), eine Version, die in den meisten Betriebssystemen enthalten ist und auch dank der Anzahl der öffentlichen NTP-Server das gibt es im Internet.

Um einen Windows-PC mit einer Atomuhr zu synchronisieren, genügt es, die Uhr in der Taskleiste doppelt zu klopfen und dann die Registerkarte Internet-Zeit auf eine relevante Uhr zu setzen NTP-Server. Eine Liste der öffentlichen NTP-Server finden Sie unter NTP-Pool Webseite.

Bei der Konfiguration von Netzwerken nach UTC ist ein öffentlicher NTP-Server jedoch nicht geeignet, da Sicherheitsprobleme beim Abfragen einer Zeitquelle außerhalb der Firewall auftreten. Öffentliche Server werden auch Stratum 2-Server genannt, dh sie erhalten die Zeit von einem anderen Gerät, das sie von einer Atomuhr bezieht. Diese indirekte Methode führt oft zu einem Kompromiss in der Genauigkeit. Wenn die Internetverbindung unterbrochen wird oder die Zeitserver-Site dann wird das Netzwerk bald von UTC wegdriften.

Eine weitaus sicherere und stabilere Methode ist es, in eine dedizierte zu investieren NTP Zeitserver. Diese Geräte erhalten ein Zeitsignal direkt von einer Atomuhr, die entweder von einem nationalen Physiklabor wie z NIST or NPL über Langwellenfunk oder von GPS-Satelliten.

Ein einzelner dedizierter NTP-Server wird eine stabile, zuverlässige und hochpräzise UTC-Quelle zur Verfügung stellen und es ermöglichen, Netzwerke von Hunderten oder sogar Tausenden von Geräten mit NTP zu synchronisieren.