Conversione delle unità di tempo

Che cos'e il tempo?

Il tempo e una grandezza fondamentale che esprime l'ordine in cui accadono gli eventi e la durata trascorsa tra due eventi. In fisica e rappresentato dal simbolo dimensionale T e interviene nella definizione di numerose grandezze derivate, come la velocità, l'accelerazione e la frequenza.

Nella fisica classica, il tempo era considerato una grandezza assoluta che trascorreva allo stesso modo per tutti gli osservatori; con la teoria della relativita di Einstein si e compreso che il tempo puo trascorrere in modo diverso a seconda della velocità dell'osservatore e del campo gravitazionale (dilatazione del tempo).

L'unità SI del tempo: il secondo

Il secondo e l'unità di base del SI per il tempo, simboleggiato da s. Storicamente, il secondo era definito come 1/86.400 di un giorno (24 ore × 60 minuti × 60 secondi).

Poiche questa definizione si e rivelata insufficientemente stabile a causa di piccole irregolarita nella velocità di rotazione della Terra, nel 1967 il secondo fu ridefinito come esattamente 9.192.631.770 periodi della radiazione associata alla transizione tra due livelli di energia fondamentali dell'atomo di cesio-133. Questa definizione permette agli orologi atomici di funzionare con la stessa precisione ovunque nel mondo.

Per maggiori informazioni sull'unità Secondo, consulta la pagina informativa di Secondo.

L'origine sessagesimale dell'ora, del minuto e del secondo

La divisione di un'ora in 60 minuti e di un minuto in 60 secondi risale al sistema numerico sessagesimale (base 60) usato dall'antica civilta babilonese. I babilonesi dividevano sia l'angolo (360 gradi) sia il tempo secondo questo sistema.

Il numero 60 fu scelto perché e divisibile esattamente per molti numeri -- 2, 3, 4, 5, 6, 10, 12, 15, 20 e 30 -- il che facilita divisioni pratiche nei calcoli quotidiani (ad esempio, dividere un'ora in tre o quattro parti) senza bisogno di numeri frazionari.

La divisione del giorno in 24 ore

La divisione del giorno in 24 ore risale all'Antico Egitto; gli egizi dividevano il giorno in 12 parti uguali e la notte in altre 12, seguendo il tempo tramite meridiane e osservazioni stellari.

Questa divisione in 12 probabilmente si ispirava al conteggio delle falangi delle dita (tre falangi in ciascuno dei quattro dita senza contare il pollice, 12 in totale) o al numero di cicli lunari di un anno (circa 12 lune piene).

La relazione tra le unità metriche di tempo

I sottomultipli del secondo -- il millisecondo (0,001 secondi), il microsecondo e il nanosecondo -- sono usati per misurare eventi molto brevi, come le operazioni dei processori informatici, la cronometraggio sportivo e gli esperimenti scientifici.

I loro multipli -- il minuto (60 secondi), l'ora (3600 secondi) e il giorno (86.400 secondi) -- sono le unità di base usate quotidianamente per tenere il conto del tempo. La conversione tra queste unità avviene, a differenza della temperatura, solo tramite moltiplicazione/divisione, perché tutte condividono un punto zero (origine) comune.

Che cos'e un secondo intercalare?

La velocità di rotazione della Terra sul proprio asse presenta, nel tempo, piccole irregolarita dovute agli effetti delle maree e a cambiamenti nella sua struttura interna; cio crea un piccolo scarto tra il tempo 'preciso' misurato dagli orologi atomici e la durata del giorno basata sulla rotazione reale della Terra.

Per compensare questo scarto, dal 1972 viene aggiunto un 'secondo intercalare' al Tempo Coordinato Universale (UTC) quando necessario. E un meccanismo di correzione simile al giorno aggiuntivo degli anni bisestili (29 febbraio), ma poiche l'irregolarita della rotazione terrestre e imprevedibile, i secondi intercalari non vengono aggiunti in un ciclo fisso come il calendario, bensi secondo necessita.

I fusi orari e l'UTC

La Terra e divisa in circa 24 fusi orari, perché il Sole raggiunge il suo punto più alto a orari diversi a seconda della longitudine. Tutti i fusi orari usano il Tempo Coordinato Universale (UTC) come punto di riferimento e sono espressi tramite una differenza oraria rispetto a questo riferimento a seconda della loro regione (ad esempio, l'Italia e UTC+1 in inverno).

L'UTC e uno standard di tempo moderno che ha sostituito l'antico Tempo Medio di Greenwich (GMT) ed e mantenuto tramite orologi atomici; il GMT oggi e usato soprattutto come nome del fuso orario corrispondente all'orario invernale nel Regno Unito.

Come si misura il tempo?

Nella vita quotidiana si usano orologi meccanici e digitali, mentre nelle applicazioni scientifiche e tecnologiche (satelliti GPS, reti di telecomunicazioni) si usano orologi atomici. Gli orologi atomici funzionano con una precisione estremamente elevata, basata sulla frequenza di oscillazione stabile di atomi di cesio o rubidio.

Affinche il sistema GPS possa determinare una posizione precisa, gli orologi atomici dei satelliti devono essere sincronizzati con precisione di nanosecondi; anche un piccolo scarto in questi orologi puo provocare grandi errori nel calcolo della posizione a terra.