• 1.摘要
  • 2.基本信息
  • 3.定义
  • 4.内容
  • 4.1.时间标准
  • 4.2.地质学的时间尺度
  • 4.3.核能的时间尺度
  • 4.4.热时间尺度
  • 4.5.普朗克时间尺度
  • 5.时间尺度微积分
  • 6.参考资料

时间尺度

时间尺度(Time scale),是指完成某一种物理过程所花费时间的平均度量。一般来讲,物理过程的演变越慢,其时间尺度越长,物理过程涉及的空间范围越大,其时间尺度也越长。

基本信息

  • 中文名

    时间尺度

  • 外文名

    Time scale

  • 定义

    物理过程所花费时间的平均度量

  • 学科

    物理学

  • 性质

    多面性

  • 代表人物

    普朗克

定义

时间尺度(Time scale)完成某一种物理过程所花费时间的平均度量。一般来讲,物理过程的演变越慢,其时间尺度越长,物理过程涉及的空间范围越大,其时间尺度也越长。

内容

时间标准

时间标准是一种测量时间的规范:要么是时间通过的速度,要么是时间点,要么是两者都有。在现代,一些时间规范已经被正式认定为标准,以前它们是习惯和实践的问题。一个时间尺度的例子可以是指定一个度量时间划分的方法。一个民用时间的标准可以指定时间间隔。

标准化时间测量是利用时钟来计算一些周期性变化的周期,这可能是自然现象的变化,也可能是人工机器的变化。

历史上,时间标准通常是基于地球的自转周期。从17世纪晚期到19世纪,人们认为地球的日转动速度是恒定的。在19世纪,对包括日蚀或月蚀记录在内的几种不同类型的1天文观测,引起了人们的怀疑,即地球自转的速度正在逐渐放缓,也显示出小规模的不规则现象,这在20世纪早期得到证实。根据地球的轨道周期和月球运动的实际情况,从1952年开始的天文观测中,以地球自转为基础的2时间标准被取代(或最初补充)。在1955年,铯原子钟的发明导致了更古老和纯粹的天文时间标准的更替,这是出于大多数实际的目的,在新的时间标准的基础上完全或部分的原子时间。

各种类型的二和日被用作大多数时间尺度的基本时间间隔。其他时间间隔(分钟、时间和年份)通常是根据这两个定义的。

地质学的时间尺度

地质年代尺度(GTS)是一个按时间顺序排列的系统,它将地质地层(地层学)与时间联系起来,并被地质学家、古生物学家和其他地球科学家用来描述地球历史上发生的事件的时间和关系。在这里展示的地质时期的表,与国际地层学委员会规定的命名法、日期和标准颜色一致。

来自放射测定年代的证据表明地球大约有45亿年的历史。3根据每段时期发生的事件,将地球过去的地质或深层时间组织成不同的单位。在GTS上的不同时间跨度通常是由与它们相对应的地层组成的变化所标记,并指出主要的地质或古生物事件,如大规模灭绝。例如,白垩纪和古第三纪的界限是由白垩纪-古基因灭绝事件定义的,这标志着非鸟类恐龙和许多其他生命群体的灭亡。更早的时间跨度,早于可靠的化石记录(在元古代之前),是由它们的绝对年龄定义的。

太阳系内的其他一些行星和卫星有足够坚硬的结构,保存着自己的历史记录,例如金星、火星和地球的卫星。像气态巨行星这样具有支配地位的流体行星,并没有以可比的方式保存它们的历史。除了晚期的猛烈撞击之外,其他行星上的事件可能对地球没有直接的影响,地球上的事件对这些行星的影响也相对较小。因此,建造连接行星的时间尺度,只与地球的时间尺度有关,除非是在太阳系的背景下。后期重轰炸的存在、时间和地面效应仍在争论中。

核能的时间尺度

在天体物理学中,核时间尺度是一个恒星的生命周期的估计,仅仅基于它的燃料消耗速率。除了热和动力时间尺度之外,它还被用来估计某一颗恒星在其生命的某一阶段和它的生命周期中所存在的时间长度。

在现实中,恒星的寿命大于所估计的核时间尺度,因为作为一个燃料变得稀缺,另一个通常将其替代氢燃烧了氦燃烧,等。然而,所有的氢燃烧后阶段结合通常加起来不到10%的氢燃烧的持续时间。

热时间尺度

在天体物理学中,热时间尺度或克尔维-亥姆霍兹时间尺度是一颗恒星以其当前光度速率辐射出其总动能含量的近似时间。4随着核和动力学的时间尺度,它被用来估计某一颗恒星在其生命的某一阶段和它的寿命,如果满足假设条件的话。在现实中,恒星的寿命比热时尺度估计的要大,因为一种燃料变得稀缺,另一种将取代它的位置——氢燃烧让位给燃烧的氦,取而代之的是碳燃烧。

普朗克时间尺度