הכירו את האחראית על השעון הלאומי של ישראל - Markerweek - TheMarker
 

אתם מחוברים לאתר דרך IP ארגוני, להתחברות דרך המינוי האישי

טרם ביצעת אימות לכתובת הדוא"ל שלך. לאימות כתובת הדואל שלך  לחצו כאן

תיק מניות

רשימת קריאה

רשימת הקריאה מאפשרת לך לשמור כתבות ולקרוא אותן במועד מאוחר יותר באתר,במובייל או באפליקציה.

לחיצה על כפתור "שמור", בתחילת הכתבה תוסיף את הכתבה לרשימת הקריאה שלך.
לחיצה על "הסר" תסיר את הכתבה מרשימת הקריאה.

לרשימת הקריאה המלאה לחצו כאן

הכירו את האחראית על השעון הלאומי של ישראל

מי קובע את השעה? איך הוא עושה את זה? ולמה זה כל כך חשוב? ■ ביקור במעבדת "זמן יקום מתואם" באוניברסיטה העברית בגבעת רם מספק את התשובות לשאלות האלה

23תגובות

תגידו: מה השעה? לא, לא ככה. לא בערך. בדיוק. מה השעה בדיוק. מה השעה, לא רק בדקות ובשניות אלא גם באלפיות השנייה, ומעבר להן. וסליחה: מי קובע אותה? איפה נמצא השעון הזה, שהוא הוא הסמכות לקבוע את הזמן, אותו שעון שעל פיו אמורים להתיישר כל השעונים באשר הם: במחשב, בסמארטפון ועל פרק היד; בבורסה, בבנק המרכזי ובכנסת ישראל; בטיל השיוט ובכיפת ברזל? ואיך הוא עובד, אותו אב־שעון? איך אפשר לסמוך עליו, ודווקא עליו? ומי נתן לו את הסמכות להיות השעון הזה?

ברוכים הבאים למעבדת "זמן יקום מתואם" באוניברסיטה העברית בגבעת רם. תכירו את ד"ר נדיה גולדובסקי,הממונה על השעון הלאומי של מדינת ישראל, שנושאת בתפקיד על פי חוק. מדלת הכניסה למעבדה הצנועה שלה רואים את כנסת ישראל, מוזיאון ישראל ובנק ישראל. יותר סמלי מזה אין. כשעוברים בדלתות הזכוכית, מגיעים למעבדה צנועה, שבה כמה שרתי מחשבים. הדבר היחידי שיוצר רושם במעבדה הוא השעון: צג אדום גדול, שבו השניות מתקתקות בבטחה של יודעות דבר. זהו השעון הלאומי של מדינת ישראל.

מדוע ישראל צריכה שעון לאומי, ולמה השעון הזה נמצא דווקא תחת סמכותו של משרד הכלכלה? גולדובסקי מסבירה: "אני מועסקת במשרד הכלכלה, מה שהיה בעבר משרד התעשייה, המסחר והתעסוקה. התעשייה זקוקה לנו, כי מישהו אמור להחזיק את אבות המידה לכל מיני יחידות פיזיקליות, בהתאם לסטנדרט בינלאומי. ליחידת האורך - מטר, ליחידת המסה - ק"ג, וליחידת הזמן - שנייה. האחריות שלי היא אב המידה שנייה". דהיינו, משרד התמ"ת החליט בזמנו שאם תרצו לדעת מהו בדיוק ק"ג כדי לבדוק את המשקל אצל הירקן שלכם, או מהו בדיוק מטר כדי לבדוק את השולחן שרכשתם באיקאה, יהיה מקום מוסמך שיחזיק את אבות המידה האלה.

"חוק קביעת הזמן" נקבע ב–1992 והחליף את "פקודת הזמן" מ–1940. כך נכתב בו: "בסיס הזמן המקובל בעולם, לצורכי חוק, לתיאום בין לאומי ולצרכים אחרים, מבוסס על קצב ההשתנות של זמן אטומי, תוך התאמה לתנועת כדור הארץ; נקבע בישראל במעבדה הלאומית לפיסיקה של משרד התעשיה והמסחר". למה אומרים אבות מידה ולא אמות מידה? על זה גולדובסקי לא יודעת להשיב.

השם המלא של המעבדה הוא "המעבדה הלאומית לפיזיקה, מערכת זמן יקום מתואם". "זמן יקום מתואם" הוא תרגום צולע ל–Coordinated Universal Time. את ראשי התיבות כותבים דווקא ככה: UTC, פשרה היסטורית בין Coordinated Universal Time באנגלית ו–Temps universel coordonné בצרפתית. ה–UTC מייצג את זמן האפס העולמי, שלפיו מתיישרים כל השעונים בעולם, עם תיקונים של פלוס ומינוס בהתאם למיקום הגיאוגרפי של המדינה.

ללא קרדיט

מי שולט בזמן?

השעון האטומי של מדינת ישראל נראה כמו כונן מחשב לא מודרני במיוחד, אלא שבתוך הקופסה יש טכנולוגיה לא מבוטלת. גולדובסקי מסבירה איך זה עובד: "בעבר היו סופרים את הזמן לפי סיבוב כדור הארץ. היו לוקחים את היממה ומחלקים אותה ל–24 שעות, ואז מחלקים את השעה ל–60 דקות ואת הדקה ל–60 שניות, וככה היו מגיעים לשנייה בודדת. אלא שאז גילו שסיבוב כדור הארץ לא יציב ולא מאד מדויק, אלא עם סטייה של מילי־שניות. לכן עברו לשיטה אחרת: לאטום יש גרעין שמסביבו מסתובב האלקטרון - אז הוא ממש סוג של שעון בפני עצמו. החוקרים מצאו אטום ספציפי בשם צזיום (CS בטבלה המחזורית), שבו האלקטרונים מסתובבים מסביב לגרעין במהירות יציבה ובדיוק מושלם. כדי למדוד שנייה צריך להסתכל לתוך האטום עם אלומה ולספור סיבובים".

בכל פעם שאלקטרון הצזיום משלים 9,192,631,770 הקפות - שנייה עוברת. "רמת הדיוק של שעון צזיום היא עשר בחזקת מינוס 14. שעון אטומי טועה בשנייה אחת, אחת למיליון שנה. השעון האטומי הזה נמצא כאן מאז 2010 וזמן העבודה שלו הוא בין שבע לעשר שנים, ואז נצטרך להחליף אותו", מסבירה גולדובסקי.

דן קינן

אם חשבתם שהגענו לקצה אובססיית הדיוק, אתם טועים: אנחנו רק מתחילים. לגולדובסקי יש שני שעונים, שממצעים זה את זה כל הזמן, אבל על הגג של המבנה יש שלוש אנטנות, שדואגות לסנכרן את השעונים המקומיים עם עוד עשרות שעונים ומעבדות לאומיות במדינות אחרות, וכן עם עוד עשרות לוויינים, שבכל אחד מהם מותקן שעון אטומי. "אנחנו עורכים כל הזמן השוואות בין השעון האטומי שלנו לבין שעונים אטומיים ב–60 מדינות", מפרטת גולדובסקי. "בנוסף, אנחנו עורכים השוואות עם שעונים אטומיים שנמצאים על מערכת הלוויינים האמריקאית GPS (אותה מערכת לוויינים שאנחנו מכירים לצורכי ניווט, א"ז), מערכת לוויינים אירופית בשם אגנוס ומערכת לוויינים רוסית בשם גלונס. כל שנייה אנחנו אוספים את נתוני המדידה של כל אלה".

השליטה בזמן היא במידה רבה גם עניין של פוליטיקה עולמית. מערכת הלוויינים גלונס הרוסית, המתחרה ב–GPS, היתה מוזנחת למדי עד שוולדימיר פוטין החליט להחיות אותה. האירופאים, שלא רוצים להיות תלויים במעצמה ממערב, מקימים רשת לוויינים חדשה בשם גלילאו. עוד קצת פוליטיקה: המכון שמרכז את כל הנתונים מכל המעבדות בעולם, ממצע וקובע את הזמן, יושב בפריז ושמו BIPM - ראשי התיבות בצרפתית של "הלשכה העולמית למידות ומשקולות". אם תיכנסו ל–bipm.org, תוכלו לראות את זמן UTC הכמעט מדויק, כי יש עיכוב שנוצר ממהירות חיבור האינטרנט, והשעון באתר יציג לכם גם את הסטייה הזו. הלשכה אמנם יושבת בפריז, אך מי שיכול להזיז את הלוויינים בזמן הנכון הם האמריקאים, מתחנה שנמצאת בקולרדו.

השעון של כיפת ברזל

אי־אף־פי

אפשר למצוא שעונים אטומים גם מחוץ למעבדות. "יש עשרות שעונים כאלו בישראל", אומר אהוד שרר, בעלים ומנכ"ל חברת פוקוס טלקום, שמטמיעה בישראל שעונים אטומיים של היצרנית Microsemi, המובילה העולמית בתחום. "שעונים אטומים נמצאים מאחורי הקלעים בכמעט כל מערכת שאנחנו משתמשים בה. במערכות תקשורת יש שעונים אטומיים כי אנחנו צריכים שהן יהיו מסונכרנות. לעתים קרובות ניתוק בשיחה סלולרית נובע מסנכרון שאינו מדויק מספיק. מחוץ לעולם הטלקום אפשר למצוא שעונים אטומיים בבנקים ובמוסדות פיננסיים, משום ככל טרנזקציה מגיעה עם חתימה אלקטרונית שבה יש גם חותמת זמן. תחשוב על כל המסחר בנאסד"ק, למשל, שמתבצע באמצעות מחשבים: הרי כל פקודת קנייה ומכירה משפיעה גם על מחיר המניה, ולכן יש חשיבות גדולה לחתימת הזמן, כדי לדעת איזו פקודה קדמה לאיזו. מערכת GOV.IL מסונכרנת עם שרתי הזמן שלנו, וכך גם בנק ישראל, הבורסה, חדרי הבקרה של חברת חשמל וגם רשת התקשורת הצה"לית. קח לדוגמה מערכת צבאית כמו כיפת ברזל: יש מערכת מכ"מים שמגלה את הטיל התוקף, היא מעבירה את המידע למחשב שמעריך היכן הטיל ייפול, ואז צריך לתת פקודה למשדר שלנו כדי שהטיל יפגע בתוקף. כל זה חייב להיות מסונכרן והשעון האטומי הוא המנצח על התזמורת. יש שעונים אטומים בטילי שיוט, בפגזים ובעוד מערכות נשק".

שרר אומר כי היקף השימוש בשעונים אטומים הולך וגדל. "היכולת שלנו למדוד את הזמן כל כך מדויקת, שכיום מודדים גם ממדים פיזיקליים אחרים על סמך מדידת זמן. למשל, אחד השימושים שמאוד התפתחו בשנים האחרונות הוא בתחום גיאולוגיה וגילוי נפט וגז בים. משתמשים בגלים אקוסטיים ועל סמך ההחזר שלהם באפקט דופלר יודעים מה הצפיפות של הקרקע - ואם בעומק יש מרבץ גז או נפט. כדי לנתח את הגלים צריכים בסיסי זמן מדויקים מאוד, ומשתמשים בשעונים אטומיים".

כמה עולה שעון אטומי?

"יש מגוון. שעון כמו זו שנמצא במעבדה הלאומית לפיזיקה עולה 70 אלף דולר. השעון הקטן ביותר פותח עבור צבא ארה"ב, נועד לפאוץ' של חייל ומשמש כדי לנטרל מטעני צד. אנחנו מוכרים גם דגמים כאלה ב–1,500–3,000 דולר, תלוי כמה יחידות אתה קונה".

קיימים שעונים אטומיים זולים יותר, שמחירם מתחיל במאות דולרים, אבל הם פועלים על בסיס יסוד כימי אחר בשם רובידיום ולכן מדויקים קצת פחות. Accubeat, חברה בת של רפאל, מוכרת שעונים כאלה. אם חשקה נפשכם, חברת שעוני יוקרה בשם Bathys Hawaii מוכרת שעון אטומי לפרק כף היד במחיר סמלי של 12 אלף דולר.

בשיעורי הגיאוגרפיה בחטיבת הביניים לימדו אותנו על שעון גריניץ', מצפה כוכבים בפרברי לונדון שבאמצע המאה ה–19 נהפך למרכז העולם, לפחות בהקשר הזמן. שעון המחוגים שעומד שם נהפך לזמן הרשמי בעולם, וכל שעון כוון ביחס אליו, בתוספת שעות בהתאם למרחק, מזרחה או מערבה ממנו. לזמן הזה קראו GMT (Greenwich Mean Time). עדיין משתמשים במונח GMT, במחשבים למשל, לצורך כיוון הזמן ושעוני הקיץ והחורף על ידי המשתמשים, אך הביטוי המקצועי לציון הזמן נהפך ל–UTC. גריניץ' נשארה נקודת האפס של קווי האורך של כדור הארץ, וגם שם נמצאת מעבדת זמן, דומה לזו שנמצאת בישראל, אך הסמכות העולמית לקביעת השעה כבר אינה בידי הבריטים, אלא בידי האמריקאים.

שגרת היום במעבדה הישראלית כוללת שורה של בדיקות של כל השעונים, מערכות הלוויין ותקשורת שוטפת עם ה–BIPM בפריז, וכן כיולים ותיקונים ככל הנדרש. חלק נוסף של היום מוקדש לנתינת שירותים: למעבדה עולות לרגל חברות כמו אלביט, רפאל, התעשייה האווירית ויחידות צבאיות, שמפקידות בידיה של גולדובסקי שרתי זמן או שעונים אטומיים שלהן לכיול - תהליך שיכול לקחת עשרה ימים. לאחר מכן הם מטמיעות את המכשיר המדויק במערכות שלהן.

אחת לכמה שנים חלה דרמה במונחי זמן, וצריך להזיז את השעון. "מדי פעם, אחת לכמה שנים, צריך להכניס שנייה אחת, וזה קורה מפני שיממה היא לא בדיוק 24 שעות וסיבוב כדור הארץ אינו יציב ב–100%", מסבירה גולדובסקי. "על שינוי כזה מודיעים לי חצי שנה מראש". לתיקון הזה קוראים Leap Second, או בעברית: שעה מעוברת. אם לא היינו עושים אותו היינו צוברים טעות זמן. "בעוד כמה מאות שנים היינו אוכלים את ארוחת הצהריים באמצע הלילה", מסביר אחד המומחים. אי אפשר לדעת מראש מתי יש להכניס שנייה כזו בזמן. יש שנים רצופות שבהן התיקון קורה, 1972–1979 למשל, ויש שנים שבהן אין צורך בתיקון זמן, 1999–2004 למשל. הפעם האחרונה שבה נדרש ה-UTC לתיקון כזה היתה ביוני 2012.

רגע לפני שאנחנו עוזבים את מעבדת הזמן בגבעת רם, אני עוצר שנייה מול השעון הגדול ומכוון את שעון היד שלי. בכל זאת, אין הרבה הזדמנויות כאלה בחיים.



תגובות

דלג על התגובות

בשליחת תגובה זו הנני מצהיר שאני מסכים/מסכימה עם תנאי השימוש של אתר TheMarker

סדר את התגובות

כתבות ראשיות באתר

כתבות שאולי פיספסתם

*#