Saga tímakerfisins er saga siðmennings sjálfs. Frá fyrstu sólarsteinum í fornri Egyptalandi til atóm klukka sem skilgreina Coordinated Lunar Time, hefur hver framfara í tímamálingu opnað ný getu — siglingu, samskipti, vísindi og nú geimkönnun.
Fornir Tímakerfið
Elstu tímamálingar treystu á stjörnufræðilegar athuganir. Fornir Egypskir notaðu obeliska sem sólarsteina um 3500 BCE, rakinn sólar skugga til að deila dagljósi í tímum. Vatnsklukkur (clepsydras) veittu tímakerfið eftir dörkun og á trjúskum dögum, með skrám frá 1500 BCE í Egyptalandi og Kína.
Tunglið var fyrsti dagatalið mannkynns. Orðið "mánuðir" kemur frá "tungli" og tungla dagatalir voru notuð af Babyloníum, Kínverja, Hebrew og íslamsku siðmenningu. Synodic mánuðir 29.53 daga veittu náttúrulega lotu fyrir rakningi plantna tíðir, trúarlegra athafnir og flóða mynstur.
Vélrænar Klukkur og Langbúðarmálið
Uppfinning vélrækra klukka á 13. öld Evrópu umbreytti samfélaginu. Kirkju klukka, stjórnað af flótti aðgerðum, staðlað dagleg samið um samfélög. En þessar snemma klukkur voru aðeins nákvæm til um 15 mínútur á dag.
Stór tímakerfis áskorun 18. aldar var Langbúðarvandinn. Á sjó gat siglingamaður ákvarðað breiðu frá stjörnunum, en lengdarbil krafðist þekkingar á nákvæmri tíðum á viðmiðun staðsetningu. Árið 1761 komst John Harrison sjó chronometer H4 nákvæmni um 5 sekúndur á dag — nóg til að ákvarða lengdarbil innan sjókollum. Þessi brot umbreytti öruggu hafsiglingu og alþjóðlegum viðskiptum.
Staðlað Tíð og Tímabelti
Fyrir Telegraph og járnbrautir, hver borg héld sína eigin staðbundna sólar tíð. Hádegi í Boston var nokkrum mínútum frábrugðið miðdegi í New York. Þegar járnbrautir tengdu borgir á 19. öld, þessi óreiða varð hættuleg — lestir á sömu braut gátu verið á mismunandi klukkum.
Árið 1884 var Alþjóðleg Meridian ráðstefna í Washington, D.C. kom á Greenwich Meridian sem aðal meridian og skiptist heiminn í 24 tímabelti. Þetta var fyrsti heimsklukkur staðalinn og lagði grundvöll fyrir alþjóðlega samstillingu tímakerfis.
Atóm Klukkur og UTC
Kvarts kristal Oscillator, þróaður 1920, bætti tímakerfis nákvæmni til brota sekúndu á dag. En sannarlega bylting kom 1955 með fyrstu hagnýtri ceseium atóm klukku á National Physical Laboratory í Englandi.
Atóm klukkur mæla tíð með því að telja atóma titringi — cesium-133 atóm titrast nákvæmlega 9.192.631.770 sinnum á sekúndu, tíðni svo stöðug að nútíðar atóm klukkur myndu ekki geta hagnaði eða tapi sekúndu í 300 milljón árum.
Árið 1972 var Coordinated Universal Time (UTC) stofnað sem borgaralegur tímamerkingu heimsins. UTC er viðhaldið af International Bureau of Weights and Measures (BIPM) með vegnu meðaltali yfir 400 atóm klukka í 80 rannsóknastofum um heiminn. Hoppa sekúndur er ekkert og endaloki til að halda UTC rétt samstillingu með lítilkölluðu snúningi Jarðar.
GPS og Afstæðis Tímabilið
Global Positioning System, að fullu starfandi 1995, var fyrstu borgaraleg tækni til að krefjast afstæðislegra tímakerfis leiðréttinga. GPS gervihnetti er á um 20.200 km hæð þar sem þyngdarafl er veikara. Klukka þeirra gangi um 45 míkrósekúndur á dag hraðar en jarðar klukkur (þyngdarafls afstýring tíðar), en brautarhraði þeirra veldur klukkum gangi um 7 míkrósekúndur á dag hægara (sérstaklega afstæðislegur afstýring tíðar). Netið áhrif +38 míkrósekúndur á dag.
Án leiðréttingu fyrir afstæðiskenninguna myndu GPS staðsetningar reka um 10 km á dag. Árangur GPS sannaði að afstæðislegur tímakerfið er ekki bara kenningareðlisfræðilegur — það er nauðsynleg verkfræði.
Coordinated Lunar Time — Næsti Kafli
Í apríl 2024, gaf Hvítahúsið NASA umboð til að koma á fót Coordinated Lunar Time (LTC) — útvíkkun nákvæmum tímakerfis frá Jörðu braut til tungl yfirborðs. Eins og UTC, verður LTC ákvarðað af neti atóm klukka, en það mun gera grein fyrir veikara þyngdarafli Tunglsins, þar sem klukkur gangi 56.02 míkrósekúndur hraðar á dag.
Frá sólarsteinum til atóm klukka til Tunglsins — hver skref í tímakerfisins hefur stækkað mannkynns bera. Coordinated Lunar Time er næsti kafli í sögur sem teygist 5.500 ár aftur og mun gera næstu aldur könnun möguleg.