วินาที หน่วยวัดเวลาที่เราคุ้นเคย ที่เป็นหน่วยวัดพื้นฐานของเวลาในระบบหน่วยวัดระหว่างประเทศ (SI) เป็นหนึ่งในหน่วยที่เราคุ้นเคยมากที่สุดในชีวิตประจำวัน อาจดูเหมือนเป็นเพียงช่วงเวลาสั้นๆ ที่ผ่านไปอย่างรวดเร็ว
แต่เบื้องหลังความเรียบง่ายของวินาทีนี้ซ่อนความลึกซึ้งทางวิทยาศาสตร์ที่เชื่อมโยงกับการรับรู้จักรวาลของมนุษย์ บทความนี้จะพาคุณดำดิ่งสู่โลกของ “วินาที” ตั้งแต่ความหมายพื้นฐานไปจนถึงบทบาทสำคัญในการกำหนดความเป็นจริงของเรา
วินาที คืออะไร?
วินาที คือ หน่วยวัดเวลาพื้นฐานที่มีการนิยามโดยการอ้างอิงจากสมบัติของอะตอมซีเซียม-133 (Cesium-133) โดยกำหนดให้ 1 วินาที เท่ากับช่วงเวลาที่อะตอมซีเซียม-133 แผ่รังสี 9,192,631,770 รอบ
โดยการนิยามวินาทีด้วยการอ้างอิงจากการแผ่รังสีของอะตอมซีเซียม-133 เกิดขึ้นในปี ค.ศ. 1967 ซึ่งมีความแม่นยำกว่าการอ้างอิงจากการหมุนของโลก และช่วยให้การวัดเวลามีความเที่ยงตรงสูงสุด ซึ่งเป็นสิ่งจำเป็นต่อเทคโนโลยีสมัยใหม่มากมาย เช่น ระบบ GPS การสื่อสารผ่านดาวเทียม และการทดลองทางวิทยาศาสตร์
นิยามปัจจุบันของวินาที คือ ระยะเวลาที่รังสีจากอะตอมซีเซียม-133 สั่นครบ 9,192,631,770 รอบ
วินาทีเป็นหน่วยวัดเวลาที่มีความสำคัญอย่างยิ่งในชีวิตประจำวัน ตั้งแต่การบอกเวลา การทำอาหาร การเล่นกีฬา ไปจนถึงการทำงานของระบบคอมพิวเตอร์ และเทคโนโลยีต่างๆ นอกจากนี้ วินาทียังเป็นพื้นฐานในการศึกษาปรากฏการณ์ต่างๆ ทางวิทยาศาสตร์ เช่น การเคลื่อนที่ของวัตถุ การเกิดปฏิกิริยาเคมี และการเปลี่ยนแปลงของสภาพอากาศ จึงมีความสำคัญอย่างยิ่งในการนิยามวินาทีด้วยความแม่นยำที่มากขึ้นเรื่อย ๆ
นิยามของวินาทีในอดีต
ในอดีต มนุษย์นิยามวินาทีจากปรากฏการณ์ทางธรรมชาติที่สังเกตได้ เช่น การหมุนของโลก ชาวบาบิโลเนียนโบราณแบ่งวันออกเป็น 24 ชั่วโมง แต่ละชั่วโมงมี 60 นาที และแต่ละนาทีมี 60 วินาที
โดย 1 วินาที เท่ากับ 1/86,400 ของวันสุริยคติเฉลี่ย อย่างไรก็ตาม เนื่องจากการหมุนของโลกมีความไม่สม่ำเสมอ จึงทำให้การกำหนดวินาทีด้วยวิธีนี้มีความคลาดเคลื่อน แม้ว่าระบบนี้จะสืบทอดมาจนถึงปัจจุบันก็ตาม
คำว่า “วินาที” มีรากศัพท์มาจากภาษาละตินว่า “pars minuta secunda” ซึ่งแปลว่า “ส่วนเล็กๆ อันดับสอง” ในขณะที่ “ส่วนเล็กๆ อันดับแรก” หมายถึง “นาที” ซึ่งเป็นการแบ่งย่อยของชั่วโมง ส่วน “วินาที” ก็คือการแบ่งย่อยของนาทีอีกทีหนึ่งนั่นเอง
วินาทีในอนาคต
ในอนาคต ความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีอาจนำไปสู่การนิยาม วินาที ที่แม่นยำยิ่งขึ้น เช่น การใช้นาฬิกาอะตอมแบบออปติคัล ซึ่งมีความแม่นยำสูงกว่านาฬิกาอะตอมแบบซีเซียม การพัฒนาเหล่านี้อาจช่วยให้เราเข้าใจปรากฏการณ์ทางฟิสิกส์ที่ซับซ้อนมากขึ้น
สำหรับเหตุผลที่ทำให้นาฬิกาอะตอมแบบออปติคัล เป็นหนึ่งในเทคโนโลยีที่น่าจับตามองที่สุดในปัจจุบันสำหรับการนิยามวินาทีที่คลาดเคลื่อนลดลง เนื่องจาก นาฬิกาอะตอมแบบออปติคัล ใช้แสงเลเซอร์ในการควบคุมการสั่นของอะตอม โดยมีความถี่สูงกว่าอะตอมซีเซียม-133 นั่นหมายความว่านาฬิกาแบบออปติคัลสามารถ “นับ” วินาทีได้ละเอียดกว่า ซึ่งนำไปสู่ความแม่นยำที่เพิ่มขึ้นอย่างมหาศาล
หากนาฬิกาอะตอมแบบซีเซียมเดินคลาดเคลื่อน 1 วินาทีใน 100 ล้านปี นาฬิกาแบบออปติคัลจะคลาดเคลื่อนเพียง 1 วินาทีใน หมื่นล้านปี เลยทีเดียว
