Het meten van het verstrijken van de tijd is een preoccupatie van de mens sinds het begin van de beschaving. Grofweg betekent het meten van tijd het gebruik van een bepaalde vorm van repetitieve cyclus om uit te rekenen hoeveel tijd er verstreken is. Traditioneel is deze repetitieve cyclus gebaseerd op de beweging van de hemelen, zoals een dag die een revolutie van de aarde is, een maand die een volledige baan van de aarde is door de maan en een jaar dat de baan van de aarde in de zon is.

Naarmate onze technologie vorderde, hebben we de tijd kunnen meten in kleinere en kleinere stappen van zonnewijzers waarmee we de uren konden tellen, mechanische klokken die ons de minuten lieten controleren, elektronische klokken die dat laten was voor de eerste keer nauwkeurig seconden opnemen in de huidige tijd leeftijd van atoomklokken waar de tijd kan worden gemeten tot de nanoseconde.

Met de vooruitgang in chronologie die heeft geleid tot technologieën zoals NTP klokken, tijdservers, atoomklokken, GPS-satellieten en moderne wereldwijde communicatie, komt met een ander raadsel: wanneer begint een dag en wanneer eindigt het.

De meeste mensen gaan ervan uit dat een dag 24 uren duurt en dat deze van middernacht tot middernacht duurt. Atoomklokken hebben ons echter onthuld dat een dag geen 24-uren is en in feite varieert de lengte van een dag (en neemt deze geleidelijk geleidelijk toe).

Nadat atoomklokken waren ontwikkeld, was er een oproep van veel sectoren om een ​​wereldwijde tijdschaal te bedenken. Een die de ultra gebruikt nauwkeurige aard van atoomklokken om het passeren te meten, maar ook een die rekening houdt met de rotatie van de aarde. Geen rekening houden met de variabele aard van de lengte van een dag zou betekenen dat elke statische tijdschaal uiteindelijk zou afdrijven en de dag langzaam naar de nacht zou afdrijven.

Om dit te compenseren, heeft de wereldwijde tijdschaal van de wereld, genaamd UTC (gecoördineerde universele tijd), extra seconden toegevoegd (schrikkelseconden) om ervoor te zorgen dat er geen afwijking is. UTC-tijd wordt in stand gehouden door een constellatie van atoomklokken en wordt gebruikt door modern technologieën zoals de NTP tijdserver wat ervoor zorgt dat computernetwerken allemaal exact dezelfde precieze tijd hebben.

Naar aanleiding van het succes van Deense onderzoekers die in samenwerking met NIST (National Institute for Standards and Time), die eerder dit jaar 's werelds meest nauwkeurige atoomklok onthulde; Duitse wetenschappers zijn de race ingegaan om 's werelds meest precieze uurwerk te bouwen.

Onderzoekers aan de Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) in Duitsland gebruiken nieuwe methoden van spectroscopie om atomaire en moleculaire systemen te onderzoeken en hopen een klok te ontwikkelen die gebaseerd is op een enkel aluminiumatoom.

bridge atoomklokken gebruikt voor satellietnavigatie (GPS), als referentie voor computernetwerken NTP-servers en de luchtverkeersleiding is van oudsher gebaseerd op het atoom cesium. De volgende generatie atoomklokken, zoals degene die door NIST wordt onthuld en waarvan wordt beweerd dat deze binnen een seconde om de miljoen jaar 300 nauwkeurig is, gebruikt de atomen van andere materialen zoals strontium waarvan wetenschappers beweren dat ze potentieel nauwkeuriger zijn dan cesium .

Onderzoekers bij PTB hebben ervoor gekozen om enkelvoudige aluminiumatomen te gebruiken en geloven dat ze op weg zijn om de meest nauwkeurige klok ooit te ontwikkelen en geloven dat er een enorm potentieel is voor een dergelijk apparaat om ons te helpen de ingewikkelder aspecten van de natuurkunde te begrijpen.

Het huidige gewas van atoomklokken maakt het mogelijk technologieën zoals satellietnavigatie, luchtverkeersleiding en netwerktijdsynchronisatie te gebruiken NTP-servers maar men gelooft dat de toenemende nauwkeurigheid van de volgende generatie atoomklokken kan worden gebruikt om enkele van de meer raadselachtige kwaliteiten van de kwantumwetenschap, zoals de snaartheorie, te onthullen.

Onderzoekers beweren dat de nieuwe klokken zo nauwkeurig zijn dat ze zelfs de kleine verschillen in zwaartekracht kunnen meten tot op elke centimeter boven zeeniveau.

Het vertellen van de tijd lijkt tegenwoordig een simpele aangelegenheid met het aantal apparaten dat de tijd aan ons laat zien en met de ongelooflijke nauwkeurigheid van apparaten zoals atoomklokken en netwerk tijdservers het is vrij gemakkelijk om te zien hoe chronologie als vanzelfsprekend wordt beschouwd.

De nanoseconde nauwkeurigheid die technologieën zoals het GPS-systeem, luchtverkeersleiding en NTP-server systemen (Network Time Protocol) is een lange weg verwijderd van de eerste keer dat stukken werden uitgevonden en werden aangedreven door de beweging van de zon over de hemel.

Zonnewijzers waren inderdaad de eerste echte klokken, maar ze hadden duidelijk hun nadelen - zoals niet werken in de nacht of bij bewolkt weer, maar in staat zijn om de tijd redelijk nauwkeurig te vertellen was een complete innovatie voor de beschaving en hielp voor meer gestructureerde samenlevingen.

Vertrouwen op hemellichamen om de tijd bij te houden zoals we dat al duizenden jaren doen, zou echter geen betrouwbare basis blijken te zijn voor het meten van de tijd, zoals werd ontdekt door de uitvinding van de atoomklok.

Vóór de atoomklokken hebben elektronische klokken de hoogste nauwkeurigheid geleverd. Deze werden uitgevonden rond de eeuwwisseling en hoewel ze vele malen betrouwbaarder waren dan mechanische klokken, dreven ze nog steeds en verloren ze elke week een seconde of twee.

Elektronische klokken werkten met behulp van de oscillaties (trillingen onder energie) van kristallen zoals kwarts, maar atoomklokken maken gebruik van de resonantie van individuele atomen zoals cesium, dat zo'n hoog aantal trillingen per seconde is, dat het ongelooflijk nauwkeurig maakt (moderne atoomklokken) daal niet elke 100 miljoen jaar met een seconde).

Toen dit soort tijdspellende nauwkeurigheid eenmaal ontdekt was, werd het duidelijk dat onze traditie om de rotatie van de aarde te gebruiken als een manier om de tijd te vertellen niet zo nauwkeurig was als deze atoomklokken. Dankzij hun nauwkeurigheid werd al snel ontdekt dat de rotatie van de aarde niet precies was en elke dag zou vertragen en versnellen (per minuut). Om dit te compenseren, is 's werelds wereldwijde UTC-tijdsschema (Coordinated Universal Time) heeft er één of twee keer per jaar extra seconden aan toegevoegd (Leap seconds).

Atoomklokken vormen de basis van UTC die door duizenden wordt gebruikt NTP-servers om computernetwerken te synchroniseren met.

Chronologie - de studie van de tijd - heeft wetenschap en technologie een aantal ongelooflijke innovaties en mogelijkheden geboden. Van atoomklokken, NTP-servers en het GPS-systeem, ware en nauwkeurige chronologie heeft de vorm van de wereld veranderd.

De tijd en de manier waarop het wordt geteld, is sinds de vroegste beschavingen een preoccupatie van de mensheid geweest. Vroegere chronologen spenderen hun tijd aan het maken van kalenders, maar dit blijkt ingewikkelder te zijn dan eerst werd gedacht, vooral omdat de aarde een kwart dag meer nodig heeft dan 365-dagen om in de zon te cirkelen.

Het vaststellen van het juiste aantal schrikkeldagen was een van de eerste uitdagingen en het duurde verschillende pogingen tot kalenders totdat de moderne Gregoriaanse kalender door de wereld werd aangenomen.

Als het ging om het monitoren van de tijd op een kleiner niveau, zijn er grote vorderingen gemaakt door Galileo Galilei wie zou de eerste slingerklok hebben gebouwd als alleen zijn dood zijn plannen niet had onderbroken. Pendels werden uiteindelijk uitgevonden door Christiaan Huygens en voorzag in de eerste echte glimp van het nauwkeurig monitoren van de tijd gedurende de dag.

De volgende stappen in de chronologie konden echter niet plaatsvinden voordat we de tijd zelf beter begrepen hadden. Newton (Sir Isaac) had de eerste ideeën en was van mening dat de tijd absoluut was "en gelijkmatig" zou vloeien voor alle waarnemers. Dit zou een voor de hand liggend idee zijn geweest voor Newton, omdat velen van ons de tijd als onveranderlijk beschouwen, maar dat was het wel Einstein in zijn speciale relativiteitstheorie die suggereerde dat de tijd eigenlijk geen constante was en voor alle waarnemers verschilde.

Het waren de ideeën van Einstein die correct bleken te zijn en zijn model van tijd en ruimte maakte de weg vrij voor veel van de moderne technologieën die we tegenwoordig als vanzelfsprekend beschouwen, zoals de atoomklok.

De chronologie stopt daar echter niet, tijdwaarnemers zijn voortdurend op zoek naar manieren om de nauwkeurigheid te vergroten met moderne atoomklokken, zo precies dat ze geen seconde zouden verliezen in miljoenen jaren.

Er zijn ook andere opmerkelijke cijfers in de moderne wereld van de chronologie. Professor David Mills van de Universiteit van Delaware bedacht een protocol in de 1980's om computernetwerken te synchroniseren.

Zijn Network Time Protocol (NTP) wordt nu gebruikt in computersystemen en netwerken over de hele wereld NTP tijdservers. Een NTP-server zorgt ervoor dat computers aan weerszijden van de aarde exact dezelfde tijd kunnen draaien.

Het is een van 's werelds meest iconische grondmerken. Met trots trots op de Houses of Parliament, viert de Big Ben zijn 150th-verjaardag. Toch ondanks het leven in een tijdperk van atoomklokken en NTP tijdservers, het is een van de meest gebruikte uurwerken ter wereld met honderdduizenden Londenaren die op hun klokkenspel vertrouwen om hun horloges in te stellen.

Big Ben is eigenlijk de naam van de hoofdbel in de klok die het kwartier per uur laat klinken, maar de bel begon niet te klinken toen de klok voor het eerst werd gebouwd. De klok begon de tijd op 31 May 1859 te houden, terwijl de bel pas in juli 11 voor de eerste keer toesloeg.

Sommigen beweren dat de bel van twaalf ton is vernoemd Sir Benjamin Hall de hoofdcommissaris van de werken die aan het klokkenproject werkte (en waarvan gezegd werd dat het een man van grote omvang was). Anderen beweren dat de bel is vernoemd naar zwaargewicht bokser Ben Caunt die vocht onder de naam Big Ben.

Het vijftonige klokmechanisme werkt als een gigantisch polshorloge en wordt driemaal per week opgewonden. Zijn nauwkeurigheid als hij wordt afgestemd door oude centen toe te voegen of te verwijderen op de slinger die vrij ver verwijderd is van de nauwkeurigheid die moderne atoomklokken en NTP-server systemen genereren met bijna nanoseconde precisie.

Terwijl Big Ben door tienduizenden Londenaren wordt vertrouwd om nauwkeurige tijd te bieden, wordt de moderne atoomklok dagelijks door miljoenen mensen gebruikt zonder het te beseffen. Atoomklokken vormen de basis voor de GPS-satellietnavigatiesystemen die we in onze auto's hebben. Ook houden ze het internet gesynchroniseerd via de NTP tijdserver (Network Time Protocol).

Elk computernetwerk kan met een atoomklok worden gesynchroniseerd met behulp van een toegewezen NTP-server. Deze apparaten ontvangen de tijd van een atoomklok, hetzij via het GPS-systeem of gespecialiseerde radio-uitzendingen.

Kernwapens, computers, GPS, atoomklokken en koolstof datering - er is veel meer aan atomen dan je denkt.

Sinds het begin van de twintigste eeuw is de mensheid geobsedeerd door atomen en de kleinigheden van ons universum. Een groot deel van het eerste deel van de vorige eeuw, werd de mensheid geobsedeerd door het benutten van de verborgen kracht van het atoom, onthuld door het werk van Albert Einstein en gefinaliseerd door Robert Oppenheimer.

Er was echter veel meer aan onze verkenning van het atoom dan alleen maar wapens. Het bestuderen van de atomen (kwantummechanica) heeft de basis gevormd van de meeste van onze moderne technologieën zoals computers en internet. Het staat ook in de voorhoede van chronologie - het meten van tijd.

Het atoom speelt een sleutelrol in zowel tijdwaarneming als tijdsvoorspelling. De atoomklok, die over de hele wereld wordt gebruikt door computernetwerken met NTP-servers en andere technische systemen zoals luchtverkeersleiding en satellietnavigatie.

Atoomklokken werken door het bewaken van de extreem hoge frequentie-oscillaties van individuele atomen (traditioneel cesium) die nooit veranderen bij bepaalde energietoestanden. Omdat cesiumatomen elke 9 een miljard keer resoneren en nooit de frequentie ervan veranderen, is de m zeer nauwkeurig (minder dan een seconde per 100 miljoen jaar)

Maar atomen kunnen ook worden gebruikt om niet alleen nauwkeurige en precieze tijd uit te rekenen, maar ze kunnen ook worden gebruikt bij het vaststellen van de ouderdom van objecten. Koolstofdatering is de naam die wordt gegeven aan deze methode die het natuurlijke verval van koolstofatomen meet. We zijn allemaal in de eerste plaats gemaakt van koolstof en net als andere elementen vervaagt koolstof in de loop van de tijd, waarbij de atomen energie verliezen door het uitzenden van ioniserende deeltjes en straling.

In sommige atomen zoals uranium gebeurt dit zeer snel, maar andere atomen zoals ijzer zijn zeer stabiel en vervallen zeer, zeer langzaam. Koolstof, terwijl het sneller sterft dan ijzer, is nog steeds traag om energie te verliezen, maar het energieverlies is exact in de tijd, dus door het analyseren van koolstofatomen en het meten van hun sterkte kan vrij nauwkeurig worden vastgesteld wanneer de koolstof oorspronkelijk is gevormd.

volgend recente mediaberichten over het gebrek aan investeringen in het wereldwijde satellietnavigatiesysteem van de VS - GPS (Global Positioning System) en het mogelijke falen van navigatorontvangers in de afgelopen jaren, willen tijdsynchronisatiespecialisten, Galleon Systems, al hun klanten verzekeren dat de GPS niet werkt netwerk heeft geen invloed op de huidige GPS NTP tijdservers.

Recente mediaberichten na een onderzoek door het verantwoordingsbureau van de Amerikaanse overheid (GAO), dat wanbeheer en een gebrek aan investeringen concludeerde, betekenden dat het huidige aantal operationele 31-satellieten soms onder 24 kan zakken in 2011 en 2012, wat de nauwkeurigheid ervan zou belemmeren.

De UK's National Physical Laboratory zijn ervan overtuigd dat potentiële problemen van de GPS-navigatiefaciliteiten geen invloed hebben op de timinginformatie die wordt gebruikt door GPS NTP-servers.

Een woordvoerder van het National Physical Laboratory in het Verenigd Koninkrijk heeft bevestigd dat timinginformatie niet beïnvloed mag worden door mogelijke toekomstige satellietstoringen.

"Er wordt geschat dat er een 20% -risico is dat in 2011-2012 het aantal satellieten in de GPS-constellatie soms onder 24 zou kunnen dalen.

"Als dat zou gebeuren, zou de positienauwkeurigheid van GPS-ontvangers in sommige perioden enigszins kunnen verminderen, en in bepaalde gevallen kan het langer duren voordat een fix op sommige locaties wordt hersteld wanneer deze voor het eerst wordt ingeschakeld. Maar zelfs dan zou het effect een degradatie van de prestaties betekenen in plaats van het volledig uitvallen van de werking.

"Het is onwaarschijnlijk dat een GPS-timingontvanger aanzienlijk wordt beïnvloed, omdat elke satelliet die hij waarneemt nadat hij zijn positie heeft bepaald wanneer hij wordt ingeschakeld, voorziet van nuttige timinginformatie. Een kleine vermindering van het aantal satellieten in beeld mag de prestaties niet veel verminderen. "

Tijdsynchronisatie op computernetwerken wordt vaak uitgevoerd door de NTP-server. NTP tijdservers genereer zelf geen timinginformatie, maar zijn slechts manieren om te communiceren met een atoomklok.

Over de precisie van een atoomklok wordt veel gesproken. Velen van hen kunnen de tijd handhaven tot nanoseconde precisie (miljardsten van een seconde), wat betekent dat ze niet honderden seconden lang accuraat voorbij een seconde zullen afdrijven.

Wat echter minder begrepen en besproken wordt, is waarom we zulke nauwkeurige klokken nodig hebben, nadat alle traditionele methoden om tijd te houden zoals mechanische klokken, elektronische horloges en het gebruik van de rotatie van de aarde om de dagen bij te houden, bewezen hebben betrouwbaar voor duizenden jaren.

De ontwikkeling van digitale technologie in de afgelopen jaren is echter bijna uitsluitend afhankelijk geweest van de ultrahoge precisie van een atoomklok. Een van de meest gebruikte toepassingen voor atoomklokken is in de communicatie-industrie.

Sinds enkele jaren worden telefoongesprekken in de meeste geïndustrialiseerde landen nu digitaal doorgegeven. De meeste telefoondraden zijn echter gewoon koperkabels (hoewel veel telefoonbedrijven nu investeren in glasvezel) die slechts één pakket met informatie tegelijk kan verzenden. Toch moeten telefoondraden tegelijkertijd vele gesprekken over dezelfde draden voeren.

Dit wordt bereikt door computers op de uitwisselingen die elke seconde van het ene gesprek naar het andere overschakelen en dit alles moet worden bestuurd met een precisie van nano-seconden, anders raken de gesprekken uit de pas en raken ze verward - vandaar de noodzaak. Atoomklokken; mobiele telefoons, digitale tv en internetcommunicatie gebruiken vergelijkbare technologie.

De nauwkeurigheid van atoomklokken is ook de basis voor satellietnavigatie zoals GPS (global positioning system). GPS-satellieten bevatten een ingebouwde atoomklok die een tijdsignaal genereert en verzendt. Een GPS-ontvanger ontvangt vier van deze signalen en gebruikt de timinginformatie om uit te zoeken hoe lang de uitzendingen duurden om deze te bereiken en dus de positie van de ontvanger op aarde.

De huidige GPS-systemen zijn tot op enkele meters nauwkeurig, maar geven een indicatie van hoe essentieel precisie is, een afwijking van één seconde GPS klok zou de GPS-ontvanger onnauwkeurig kunnen zien door meer dan 100 duizend mijlen (vanwege de enorme afstanden licht en dus de uitzendingen nemen een seconde in beslag).

Veel van deze technologieën die afhankelijk zijn van atoomklokken maken gebruik van NTP-servers als de geprefereerde manier om te communiceren met atoomklokken die de NTP tijdserver een van de meest cruciale apparaten in de communicatie-industrie.

Er zijn een groot aantal hardware- en softwaremethoden om computers te beschermen. Antivirussoftware, firewalls, spyware en routers om er maar een paar te noemen, maar misschien wel de belangrijkste hulpmiddelen om een ​​netwerk veilig te houden, worden vaak het meest over het hoofd gezien.

Een van de redenen hiervoor is dat de netwerktijdserver vaak wordt aangeduid als de NTP tijdserver (na het protocol Network Time Protocol) primaire taak is tijdsynchronisatie en geen beveiliging.

Procedure

U ontvangt een e-mail van STO Garant (info@sto-garant.nl) met informatie over het voldoen van de betaling voor uw boeking. Voor alle boekingen geldt dat het volledige boekingsbedrag voor aanvang van de boeking betaald dient te zijn aan de derdengeldenrekening. NTP-serverprimaire taak is het ophalen van een tijdsignaal van een UTC-bron (Coordinated Universal Time) die het vervolgens distribueert over het netwerk, de klok controleert op elk systeemapparaat en ervoor zorgt dat het synchroon loopt met UTC.

Hier komen veel netwerkbeheerders naar beneden. Ze weten dat tijdsynchronisatie essentieel is voor computerbeveiliging. Zonder dit kunnen fouten niet worden vastgelegd (of zelfs gespot) kunnen netwerkaanvallen niet worden gecounterd, kunnen gegevens verloren gaan en als een kwaadwillende gebruiker in het systeem terechtkomt, is het bijna onmogelijk om te ontdekken wat ze aan het doen zijn zonder dat alle machines aan staan een netwerk dat overeenkomt met dezelfde tijd.

De NTP-server is waar veel netwerkbeheerders denken dat ze een beetje geld kunnen besparen. 'Waarom zou je je drukmaken?' 'Ze zeggen,' wanneer je kunt inloggen op een Internet NTP-server gratis.'

Nou, zoals het oude gezegde luidt, is er niet zoiets als een gratis lunch of omdat het een gratis bron van UTC-tijd is. Het gebruik van internettijdproviders is mogelijk gratis, maar hier laten veel computernetwerken zich blootstellen voor misbruik.

Om een ​​internetbron van tijd te gebruiken, zoals Microsoft's, NIST of een van die op de NTP poolproject kan gratis zijn, maar ze bevinden zich ook buiten een firewall van netwerken en hier komen veel netwerkbeheerders uit de knoop.

De technologieën van de wereld zijn de afgelopen decennia enorm verbeterd met innovaties zoals internet en satellietnavigatie die de manier waarop we ons leven hebben veranderd, hebben veranderd.

Atoomklokken een sleutelrol vervullen in deze technologieën; hun tijdsignalen zijn die welke door GPS-ontvangers worden gebruikt om de locatie en vele toepassingen en transacties over het internet te plotten als er geen sprake was van een zeer nauwkeurige synchronisatie.

In feite is een globale tijdschaal ontwikkeld die gebaseerd is op de tijd die door atoomklokken wordt verteld. GMT (Coordinated Universal Time) zorgt ervoor dat computernetwerken over de hele wereld exact op hetzelfde moment kunnen worden gesynchroniseerd.

Het synchroniseren van computers en netwerken met atoomklokken is relatief eenvoudig, mede dankzij NTP (Network Time Protocol), waarvan een versie is opgenomen in de meeste besturingssystemen en is ook te danken aan het aantal mensen NTP-servers die op internet bestaat.

Als u een Windows-pc wilt synchroniseren met een atoomklok, doet u dit door de klok in de taakbalk dubbel te klokken en vervolgens het tabblad Internettijd te configureren voor een relevante NTP-server. Een lijst met openbare NTP-servers is te vinden op de NTP-pool website.

Bij het configureren van netwerken naar UTC is een openbare NTP-server echter niet geschikt omdat er beveiligingsproblemen zijn bij het pollen van een tijdbron buiten de firewall. Openbare servers zijn ook bekend als stratum 2-servers, wat betekent dat ze de tijd ontvangen van een ander apparaat dat het ontvangt van een atoomklok. Deze indirecte methode betekent dat er vaak een compromis is wat betreft nauwkeurigheid, bovendien als de internetverbinding uitvalt of de tijdsserverlocatie, dan zal het netwerk binnenkort afdrijven van UTC.

Een veel veiligere en stabielere methode is om te investeren in een toegewijde NTP tijdserver. Deze apparaten ontvangen een tijdsignaal rechtstreeks van een atoomklok, ofwel geproduceerd door een nationaal natuurkundig lab zoals NIST or NPL via langegolfradio of vanuit GPS-satellieten.

Een enkele speciale NTP-server biedt een stabiele, betrouwbare en uiterst nauwkeurige bron van UTC en staat toe dat netwerken van honderden en zelfs duizenden apparaten worden gesynchroniseerd met NTP.