「時間」とは何か、身近な割に分からない正体

私は正確な時間を気にする方かもしれません。私の専門の有機化学反応は、開始から何分、何十分あるいは何時間で変化が起きるかを見るため、常に時間を気にして過ごしてきたからでしょう。

現在自宅の時計はほとんどが電波時計で、その他テレビにも時間を表記し正確な時間を見るのが普通になっています。この「時間」についての解説記事がありましたが、正確な時計によって新たな発見が出てくるようです。

人類は太陽の巡りや月の満ち欠け、星座の移動など周期的に起こる出来事から「時間の概念」を醸成し生活に取り入れてきました。天体観測から暦が生まれ、太陽の動きから日時計が生まれ古代の時間の基準となっていました。

日本でも時間を計り始めた経緯が日本書紀に記されており、その記述通りの遺跡も見つかっています。この遺跡は「漏刻」と呼ばれる水時計が設置されていたことを示しています。

漏刻とは水を一定の流量で落とし、それを貯めることで上がってくる水位を見て時間を計るという時計です。太陽が見えない曇りや雨の日も使え、夜でも時間を計ることができます。

当時漏刻に常時水を供給するために大掛かりな土木工事が行われたことを遺跡は示しています。またこの時計の精度は1日にずれがおよそ15分以内という高性能なものだったと考えられています。以後時計は社会に合わせて発展を続けていきます。

振り子時計などの機械式時計やクオーツ時計、そして現代では「原子時計」を基準として1秒の長さが決められています。その結果原子時計を利用した位置アプリなど、社会の基盤となる様々な技術が生み出されました。

今では世界最高精度で「時間」を捉える「光格子時計」が開発されています。この詳細は割愛しますが、従来の原子時計で使われているセシウムという原始の代わりに、ストロンチウムを用いることでより精度の高い時計となったようです。

この精度は宇宙が誕生してから今までにかかった時間、138億年が経過しても、わずか0.4秒しか狂わないといわれています。この時計によって一般相対性理論により提出された、重力減に近いほど時間がゆっくり流れるという理論を証明しました。

東京スカイツリーの展望台（高度450ｍ）と地上に格子時計を設置し、2つの時計での時間の進み方を比べてみました。その結果展望台では1日あたり4.26ナノ秒（ナノは10億分の1）だけ、地上よりも時間が早く進んでいました。

その差は100万年で1秒違ってくるという程度の僅かなものですが、時間の進み方が高度によって違っていることが身近なレベルで確認されました。

こういった時間を正確に測れることで、物理学だけではなく、脳科学などの分野も進展し時間とは何かという正体に迫ろうとしているようです。