Một khoảng thời gian dài một giờ. Chương mười ba

Chúng ta hãy xem xét vấn đề đo chiều dài của một thanh trong hệ quy chiếu đứng yên và hệ quy chiếu chuyển động. Nếu thanh đứng yên so với người quan sát thì Bạn có thể đo chiều dài của thanh bằng cách kết hợp thang đo vớiđầu và cuối thanh. Chiều dài đo theo cách này được gọi là chiều dài nội tại của thanh và được ký hiệu. Đây là độ dài mà chúng ta thu được từ các phép đo thực nghiệm thông thường đối với bất kỳ kích thước tuyến tính nào của vật thể.

Bây giờ chúng ta hãy tưởng tượng rằng người quan sát đứng yên và nằm trong hệ quy chiếu quán tính S, và thanh, song song với trục X của hệ này chuyển động dọc theo trục X với tốc độ v. Làm thế nào một người quan sát có thể đo được chiều dài l của một thanh chuyển động?

Phương pháp đo chiều dài thông thường rõ ràng không còn phù hợp ở đây nữa. Bạn có thể làm điều này: một người quan sát đứng yên tại một thời điểm nào đó theo đồng hồ trong hệ thống của anh ta Tham chiếu S đánh dấu vị trí đầu và cuối của thanh x1 và x2 (Hình 36.3), sau đó đo khoảng cách giữa các điểm l này, là chiều dài của thanh chuyển động trong hệ quy chiếu đứng yên.

Theo thuyết tương đối:

l = l 0 √(1 – v 2 /c 2). (36.1)

Như vậy, kết quả đo chiều dài của thanh có tính chất tương đối và phụ thuộc vào tốc độ chuyển động v của nó so với hệ quy chiếu; chiều dài luôn hóa ra là nhỏ hơn chiều dài của chính nól 0 (hệ số √(1 -v 2 /c 2) nhỏ hơn một tsy), và tốc độ chuyển động của thanh so với bất kỳ hệ quy chiếu nào càng lớn thì chiều dài của thanh được đo trong hệ thống này càng nhỏ.

Tuy nhiên, nếu thanh quay một góc 90°, tức là đặt vuông góc với trục X và với hướng chuyển động thì chiều dài của thanh sẽ không thay đổi so với l 0. Do đó, khi đo kích thước của một vật thể chuyển động, kích thước của vật thể dọc theo hướng chuyển động của nó sẽ giảm đi.

Chúng ta cũng lưu ý rằng hiệu ứng này là tương đối. Vì vậy, nếu một thước mét đứng yên trong hệ quy chiếu quán tính S, còn thước kia đứng yên trong hệ quy chiếu quán tính S. hệ S’ và các hệ quán tính này chuyển động tương đối với nhau với tốc độ v, khi đó đối với mỗi người trong số ‘hai người quan sát, một trong số họ được liên kết với hệ S, và người kia với S’, thước kẻ chuyển động tương đối với anh ta sẽ có vẻ bị rút ngắn lại.

Bây giờ chúng ta hãy xem xét vấn đề về tính tương đối của các khoảng thời gian. Chúng ta đã thấy rằng những chiếc đồng hồ lý tưởng giống nhau có hai hệ thống quán tínhđếm, di chuyển tương đối với nhau, chúng không đồng bộ.

Giả sử một người quan sát ở trong một cỗ xe đang chuyển động và có một chiếc đồng hồ đứng yên so với cỗ xe. Chúng ta sẽ gọi hệ quy chiếu gắn liền với ô tô là S’. Cho một người quan sát khác và đồng hồ của anh ta đứng yên so với Trái đất, và cho đoàn tàu chuyển động với vận tốc v. Chúng ta sẽ gọi hệ quy chiếu gắn liền với Trái đất là S.

Bây giờ chúng ta hãy giả sử rằng trong thời điểmt` 1 (Hình 36.4, a) trong toa xe có một bóng đèn bật sáng (xảy ra sự kiện cụ thể) và tại thời điểm t` 2 (Hình 36.4, b) đèn tắt (một sự kiện mới xảy ra). Đối với người quan sát trong xe, hai sự kiện này xảy ra tại cùng một điểm trong không gian (cỗ xe), nhưng trong những khoảnh khắc khác nhau thời gian t` 1 và t` 2.

Khoảng thời gian giữa hai sự kiện đối với một hệ quy chiếu trong đó cả hai sự kiện xảy ra tại cùng một điểm trong không gian được gọi là khoảng thời gian thích hợp T 0 . Do đó, đối với người quan sát trong ô tô t` 2 - t` 1 =T 0 . Vì người quan sát trên Trái đất, cả hai sự kiện này đều xảy ra vào điểm khác nhau không gian và ở những thời điểm khác nhaut 1 vàt 2 theo anh ấy giờ. Thật vậy, bóng đèn bật sáng ở một nơi trong không gian và tắt ở một nơi khác, vì khi nó cháy, cỗ xe đã di chuyển một quãng đường so với Trái đất. Đối với một người quan sát trên Trái đất, khoảng thời gian giữa các sự kiện này sẽ là t 2 -t 1 = T. Trong thuyết tương đối người ta đã chứng minh rằng

T = T 0 /√(1 – v 2 /c 2). (36.2)

Từ (36.2) rõ ràng T 0<Т, т. е. интервал собственного времени меньше. Таким образом, по измерениям, произведенным наблюдателями в разных системах, медленнее идут часы в той инерциальной системе, для которой события происходят в одной точке пространства.

Nếu một người quan sát đang ở một nhà ga và theo dõi các sự kiện xảy ra trong một toa xe đang chuyển động thì theo quan điểm của anh ta, đồng hồ trong toa xe chạy chậm hơn đồng hồ của anh ta, tức là thời gian trôi qua giữa hai sự kiện trong toa xe theo đồng hồ của anh ta nhiều hơn theo đồng hồ trên xe. Nếu người quan sát đang ở trong một cỗ xe đang di chuyển và theo dõi các sự kiện, xảy ra ở ga thì theo ông, đồng hồ ở ga chạy chậm hơn đồng hồ ở toa xe, tức là khoảng thời gian thời gian giữa hai sự kiện ở nhà ga theo đồng hồ của anh ta lớn hơn so với đồng hồ ở nhà ga. Theo quan điểm của mỗi người quan sát, đồng hồ đang chuyển động tương đối với anh ta thì nhịp của nó sẽ chậm lại so với đồng hồ của anh ta.

Ở đây có thể thấy rõ bản chất tương đối của các khoảng thời gian, vì mỗi người trong số những người quan sát này tin rằng đồng hồ của người quan sát kia đang tụt hậu so với đồng hồ của chính họ.

Sự phụ thuộc của các khoảng thời gian vào hệ quy chiếu đã chọn đã được phát hiện bằng thực nghiệm. Hãy đưa ra một ví dụ. Bầu khí quyển của Trái đất liên tục tiếp xúc với các tia vũ trụ, bao gồm một dòng hạt chuyển động với tốc độ rất cao. Khi các hạt này va chạm ở tầng trên bầu khí quyển với các nguyên tử nitơ hoặc oxy trong khí quyển, các meson π được hình thành. Chúng không ổn định và tồn tại trong thời gian rất ngắn (thời gian tồn tại rất ngắn).

Cũng có thể thu được meson π bằng phương pháp nhân tạo sử dụng máy gia tốc lớn. Trong phòng thí nghiệm, thời gian sống trung bình của các meson pi này đã được xác định, tức là khoảng thời gian trung bình giữa sự xuất hiện và phân rã của chúng. Tốc độ chuyển động của các meson pi nhân tạo này thấp, nhỏ hơn nhiều so với c. Vì vậy, chúng ta có thể cho rằng những gì được tìm thấy về mặt thực nghiệm, thời gian tồn tại T 0 là thời gian tồn tại nội tại của meson π. Hoá ra nó rất ngắn, theo thứ tự phần trăm của một phần triệu giây! T 0 =2*10 -8 giây. Do đó, nếu meson π bay thậm chí ở tốc độ gần bằng tốc độ ánh sáng, thì trong thời gian này nó sẽ có thời gian bay không quá 6 m, vì l=сT 0 =3*10 8 m/s*2 *10 -8 giây = 6 m.

Nhưng meson pi được phát hiện ở gần bề mặt Trái đất, tức là chúng xuyên qua bầu khí quyển và chạm tới bề mặt Trái đất, bay quãng đường khoảng 30 km mà không bị phân hủy. Điều này được giải thích bởi sự giãn nở thời gian: mỗi meson π dường như mang đồng hồ riêng của nó, theo đó tuổi thọ T 0 của chính nó được xác định, tuy nhiên, đối với một người quan sát trên Trái đất, thời gian tồn tại của meson T π hóa ra lại dài hơn nhiều; theo công thức 6 (36.2), vì tốc độ của meson pi thực sự gần bằng tốc độ ánh sáng.

Thực tế này có thể được trình bày khác nhau đối với một meson π chuyển động với tốc độ gần bằng o; hóa ra chiều dài Trái Đất bị nén mạnh theo hướng chuyển động tương đối của meson π và Trái Đất theo công thức (36.1). . Nói cách khác, nếu chúng ta tính đến thời gian tồn tại của meson π T 0 thì khoảng cách trái đất phải được đo trong hệ quy chiếu, liên kết với meson π này.

Ví dụ này cho thấy rõ bản thân khái niệm “đo lường” không có ý nghĩa tuyệt đối và những con số biểu thị khoảng cách hay thời gian cũng không có ý nghĩa tuyệt đối và chỉ có ý nghĩa trong một hệ quy chiếu nhất định.

Tính tương đối của độ dài và khoảng thời gian.

1. Giới thiệu khái niệm cơn co Lorentz?

2. Suy ra công thức tính độ co Lorentz?

3. Kích thước tuyến tính nào được gọi là phù hợp?

4. Tính tương đối của các kích thước tuyến tính của vật thể có ý nghĩa gì?

5. Thời gian nào được gọi là thích hợp?

6. Rút ra công thức quy đổi các khoảng thời gian?

7. Sự giãn nở thời gian tương đối tính có ý nghĩa gì?

1. Từ các phép biến đổi Lorentz, suy ra rằng kích thước tuyến tính của một vật chuyển động so với hệ quy chiếu quán tính giảm theo hướng chuyển động. Sự thay đổi kích thước theo chiều dọc của vật thể trong quá trình chuyển động được gọi là HỢP LORENTZ.

Gọi là chiều dài thanh đứng yên trong hệ quy chiếu K`.

O x 1 (t) x 2 (t)

Nếu thanh nằm dọc theo trục O`X` thì x 1 ` và x 2 ` là tọa độ hai đầu của thanh.

Vì thanh đang chuyển động nên cần đo đồng thời tọa độ hai đầu của nó x 1 ` và x 2 ` tại một thời điểm nào đó t. Sự khác biệt về tọa độ cho biết chiều dài của thanh trong hệ K.

Để so sánh độ dài, chúng ta sử dụng công thức biến đổi Lorentz, kết nối tọa độ x, x` và thời gian t của hệ thống.

7. Mẫu được thảo luận dưới đây trong đoạn 6 chỉ ra sự tồn tại của hiệu ứng tương đối tính làm chậm thời gian trôi qua trong ISO chuyển động so với ISO đứng yên. Đồng hồ di chuyển ở tốc độ tương ứng với ISO nhất định sẽ chạy chậm hơn gấp nhiều lần so với đồng hồ đứng yên; do đó, theo nguyên lý tương đối, mọi quá trình vật lý trong hệ quy chiếu chuyển động đều diễn ra chậm hơn so với trong hệ quy chiếu đứng yên. Hiệu ứng giảm tốc độ chỉ trở nên đáng chú ý ở tốc độ rất cao, gần bằng tốc độ ánh sáng trong chân không.

Công thức (4.28) không chỉ là công thức quy đổi tốc độ khi chuyển từ hệ quy chiếu này sang hệ quy chiếu khác mà còn là công thức cộng tốc độ trong động lực học tương đối tính. Hơn nữa, cấu trúc của công thức này sao cho ngay cả trong trường hợp hai vật chuyển động về phía nhau với tốc độ bằng tốc độ ánh sáng thì tốc độ chuyển động tương đối của chúng vẫn không bằng 2C mà đơn giản bằng C. .

Điều này cho thấy rằng công thức cộng vận tốc tương đối tính phù hợp với tiên đề thứ hai của thuyết tương đối.

Thay thế sự khác biệt về tọa độ với độ dài của thanh và tốc độ tương đối của hệ K và K', bằng tốc độ của thanh mà nó chuyển động trong hệ K, chúng ta thu được công thức:

5. Thời gian được đo bằng một chiếc đồng hồ chuyển động quay cùng một vật cho trước gọi là THỜI GIAN ĐẶC BIỆT.

6. Giả sử trong ISO K` chuyển động, hai sự kiện đang xét 1 và 2 xảy ra tại cùng một điểm A(x 2 `=x 1 `) cố định so với K` tại thời điểm t 1 và t 2, sao cho khoảng thời gian giữa các sự kiện này so với ISO K cố định.

Điểm A chuyển động cùng tốc độ với hệ K'. Do đó, trong K, sự kiện 1 và 2 xảy ra tại các điểm khác nhau trong không gian có tọa độ x 1 và x 2 =, trong đó khoảng thời gian giữa sự kiện 1 và 2 theo đồng hồ trong hệ quy chiếu K. Từ phép biến đổi Lorentz suy ra. cái đó:

Chúng ta hãy xem tốc độ chuyển động của một điểm được biến đổi như thế nào khi di chuyển từ ISO này sang ISO khác. Đối với hệ thống không có mồi, tốc độ có thể được viết:

(4.22)

(4.25)

Thay (4.27) vào (4.25):

Các nhà khảo cổ nghiên cứu quá khứ xa xôi, khám phá sự xuất hiện, phát triển và cái chết của các nền văn hóa cổ đại. Từ nhiều phát hiện khác nhau - công cụ, quần áo, đồ gia dụng, vũ khí - các nhà khảo cổ học tìm hiểu cách con người sống cách đây hàng nghìn năm. Các phát hiện khảo cổ học cũng giúp đánh giá mối liên hệ giữa các dân tộc cổ đại khác nhau. Việc xác định tuổi của các phát hiện khảo cổ có ý nghĩa hết sức quan trọng để làm sáng tỏ ảnh hưởng của dân tộc này đối với dân tộc khác và giải quyết một số vấn đề khảo cổ học quan trọng khác.

Tuổi của các phát hiện khảo cổ được xác định như thế nào?

Những gò đất cao nằm rải rác khắp vùng đồng bằng rộng lớn của Nga. Những chiến binh mặc áo giáp đầy đủ được chôn trong đó, mỗi người có con ngựa chiến của riêng mình. Nhiều đồ vật khác nhau được đặt trong khu mộ của những người này, để theo niềm tin của họ, họ sẽ không cần bất cứ thứ gì ở thế giới bên kia. Những gò đất này cho chúng ta biết về quá khứ xa xôi của đất nước chúng ta, về cuộc sống và văn hóa của các bộ tộc Sarmatian sinh sống trong không gian rộng lớn cách đây vài nghìn năm từ Carpathians ở phía tây đến Pamirs và Altai ở phía đông.

Các cuộc khai quật ở Scythian Naples gần Simferopol giới thiệu cho chúng ta về một giai đoạn lịch sử sau này. Ở đây những phát hiện khảo cổ học cho thấy sự tồn tại của nền văn hóa đô thị Scythia. Tuổi của các gò đất Scythia thường được xác định bởi loại đồ vật chôn cất và tang lễ của công trình địa phương, nhưng đôi khi những đồ vật nhập khẩu cũng được tìm thấy trong các gò đất: bình đất sét của công trình Hy Lạp, vải Trung Quốc, gương của công trình Trung Quốc... Những thứ này tạo nên có thể xác định chính xác hơn thời gian sống của người Scythia bị chôn vùi trong gò đất.

Từ những phát hiện khảo cổ ở các vùng thuộc vùng Dnieper, chúng ta có thể tìm hiểu về cái gọi là văn hóa Trypillian - về những người sống cách đây khoảng 5.000 năm. Các bức tượng nhỏ về động vật nuôi được các nhà khảo cổ tìm thấy, cuốc làm từ nhung hươu, dao và liềm làm từ đá lửa, đầu mũi tên bằng đá lửa, phần còn lại của lớp phủ của những ngôi nhà bằng gạch nung, máy nghiền hạt đá và nhiều bức tượng nhỏ đã giúp chúng ta có thể tìm ra loại hoang dã nào. những loài động vật mà người cổ đại săn bắt, loại vật nuôi mà ông sở hữu, loại hình kinh tế và niềm tin của ông phát triển như thế nào.

Cách đây không lâu ở Uzbekistan, các nhà khảo cổ đã tìm thấy một thành phố bị chôn vùi trong cát. Các cuộc khai quật ở đó giúp người ta có thể tìm hiểu rất nhiều về nền văn hóa cao cấp của Khorezm cổ đại. Nhiều thế kỷ sau, tàn tích bị cháy của pháo đài và những ngôi nhà khiến người ta có thể đọc được câu chuyện về cái chết của nó và tìm ra cách thức và thời điểm cuộc xâm lược của những người du mục chấm dứt sự thịnh vượng và quyền lực của Khorezm cổ đại.

Xa hơn nữa là những sự kiện diễn ra ở Ai Cập cổ đại. Chúng cách chúng ta hàng chục thế kỷ, nhưng các nhà khảo cổ học không mệt mỏi đang tìm cách trả lời các câu hỏi trong trường hợp này: cái gì, như thế nào và khi nào?

Ở Ai Cập cổ đại, người ta đặc biệt chú ý đến việc chôn cất. Theo tín ngưỡng của người Ai Cập, việc ướp xác người đã khuất và trang trí phong phú cho lăng mộ (với nhiều đồ vật hoặc hình ảnh của họ), theo tín ngưỡng của người Ai Cập, là cần thiết cho sự tồn tại thoải mái và dễ chịu của cái bóng của người đó. Suy cho cùng, người Ai Cập cổ đại tin rằng con người gồm có ba phần: cơ thể, tia sáng của Chúa và cái bóng nối cơ thể với tia sáng của Chúa. Các linh mục Ai Cập dạy rằng sau khi một người chết, cái bóng của người đó sẽ lang thang trên trái đất hàng nghìn năm. Giống hệt con người, nhưng chỉ như được dệt từ sương mù, cái bóng có thể đi, nói và phải ăn trong vài trăm năm đầu, sau đó chỉ cần hình ảnh đồ ăn là đủ cho nó. Điều chính của cái bóng là cơ thể mà nó sống trước đó. Nếu nó không được bảo tồn thì cái bóng sẽ khao khát và lang thang không ngừng nghỉ trên trái đất.

Những quan điểm này đã buộc người Ai Cập cổ đại phải tạo ra những thành phố hùng vĩ của người chết, chiếm toàn bộ rìa sa mạc phía tây và xây dựng những kim tự tháp khổng lồ, bên trong có lăng mộ của các pharaoh. Ngày nay, những thành phố của người chết này đã giúp chúng ta có thể học được nhiều điều về cuộc sống xa xưa. So sánh các ghi chép rời rạc về các sự kiện khác nhau và nghiên cứu kiên nhẫn về chúng cho phép các nhà khoa học tái tạo lại lịch sử của cuộc sống cổ xưa. Tuy nhiên, chỉ khi có thể tự tin xác định niên đại của ít nhất một số sự kiện quan trọng nhất, toàn bộ bức tranh về quá khứ xa xôi mới có đủ tính nhất quán và độ tin cậy.

Các di tích lịch sử và biên niên sử cổ xưa chứa đựng các ghi chép về nhiều sự kiện khác nhau giúp các nhà khảo cổ xác định niên đại: chiến tranh và thiên tai, sự thay đổi của các vị vua và triều đại hoàng gia, v.v. Nó đặc biệt thành công khi cùng một sự kiện được ghi nhận bởi nhiều nguồn độc lập hoặc bản thân sự kiện đó là như vậy để chúng ta có thể xác định chính xác thời điểm nó xảy ra. Ví dụ, từ biên niên sử cổ đại của Trung Quốc, chúng ta biết về hai nhà thiên văn học kém may mắn tên là Hi và Ho, những người vào năm 2200 trước Công nguyên đã không dự đoán kịp thời nhật thực và bị mất đầu vì hành vi phạm tội này. So sánh biên niên sử với phép tính hiện đại về nhật thực này cung cấp dấu thời gian chính xác và cho phép chúng ta kiểm tra xem các nhà biên niên sử Trung Quốc cổ đại đã tính toán thời gian chính xác như thế nào.

Tuy nhiên, các nhà khảo cổ học không phải lúc nào cũng dễ dàng xác định được thời gian của các sự kiện đang nghiên cứu. Ngược lại, hầu hết mọi việc lại không hề dễ dàng chút nào. Trong khi đó, việc xác định tuổi của các phát hiện khảo cổ học là điều kiện hết sức cần thiết để có được kết luận chắc chắn về lịch sử các dân tộc cổ đại. Có thể tìm ra phương pháp xác định trực tiếp tuổi của các phát hiện khảo cổ học không? Có đồng hồ đếm được ngàn năm không? Đúng, những chiếc đồng hồ như vậy tồn tại và có nhiều loại khác nhau. Tuy nhiên, chúng ta sẽ nói sâu hơn một chút về chúng là gì, nguyên tắc hoạt động của chúng là gì và chúng hoạt động trong giới hạn nào.

Bây giờ chúng ta hãy nhìn xa hơn nữa. Nếu chúng ta có thể quay ngược lại 10.000 năm trước, chúng ta sẽ thấy rằng không có thành phố hay làng mạc nào trên trái đất; những nhóm nhỏ tụ tập trong hang động, nguy hiểm rình rập tứ phía. Những thế lực khủng khiếp, khó hiểu của thiên nhiên thống trị họ. Được trang bị vũ khí kém, họ săn bắt một số loài động vật và gặp khó khăn trong việc tự vệ trước những con khác. Những người này không có chữ viết và hầu như không để lại di tích nào.

Thậm chí đi sâu hơn vào độ sâu của nhiều thế kỷ! Thật khó biết bao để nhận ra một người trong sinh vật này có vầng trán thấp, rậm rạp, mặc đồ da động vật. Cong người đến mức đôi khi tay chạm vào đầu gối, nắm chặt dùi cui hoặc rìu đá, người tiền sử sợ hãi bò lên - tiền thân của con người hiện đại thẳng thắn đầy kiêu hãnh, kẻ thống trị thiên nhiên.

Để hiểu được trình tự và sự kế thừa của các dạng sống lâu đời này, cần phải xác định tuổi của chúng. Làm thế nào để làm điều này?

Làm cho mọi thứ và thậm chí cả đá lên tiếng.

Gần đây, một hang động đã được phát hiện ở Tây Ban Nha, nơi đã từng là môi trường sống cho cả con người và động vật trong hàng nghìn năm. Họ sống trong đó, chết đi, và trái đất, từng lớp một, bao phủ phần còn lại của họ. Rất nhiều tàn tích đủ loại tạo thành một ngọn đồi cao 13,5 mét trong hang động này, nhô lên từ đáy gần như đến tận vòm. Đầu tiên, những con dao găm hình tam giác làm bằng đồng được phát hiện ở độ sâu nông. Những người rời bỏ họ đã sống cách đây 2000 năm. Sâu hơn một chút, nhiều thứ và bộ xương đã được tìm thấy. Sâu hơn nữa là xương của tuần lộc và răng cửa được làm từ xương. Sau đó, nhiều bộ xương hơn. Hai mét nữa bên dưới, người ta tìm thấy nhiều con dao đá và mũi khoan do những người sống cách đây 10 nghìn năm để lại. Sâu hơn một mét là xương của một con tê giác và một con gấu hang động. Và ở dưới cùng của hang động, người ta đã tìm thấy những chiếc rìu và dụng cụ nạo bằng đá được đẽo thô sơ cách đây khoảng 50 nghìn năm.

Quá trình hình thành lớp đất diễn ra chậm. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng trong hang động này, phải mất cả thế kỷ để tăng lớp đất lên 1/4 decimet.

Những phát hiện khảo cổ học được phát hiện ở nhiều nơi trên thế giới đã giúp dần dần làm rõ những cột mốc quan trọng trong sự phát triển của con người và nền văn hóa của họ. Có thể xác định rằng cách đây 30-40 nghìn năm đã tồn tại những người được gọi là Cro-Magnon, những người có hộp sọ thon dài, đồ sộ, khuôn mặt rộng và cơ nhai có sức mạnh phi thường. Các nhà khảo cổ đã tìm thấy bộ xương của những người này, cũng như nhiều công cụ khác nhau mà họ chế tạo và hình vẽ các loài động vật trên tường hang động.

Người Neanderthal, sống cách đây 50-70 nghìn năm, chiếm vị trí trung gian giữa vượn người và con người. Đầu gối của họ luôn hơi cong. Trán của họ bị lệch về phía sau, gần như không có cằm. Bộ xương của những người này cho chúng tôi biết họ trông như thế nào; Những công cụ bằng đá mà họ sở hữu - rìu, dao, đá cắt hình cầu, máy khoan, v.v. - cho phép chúng tôi tìm hiểu xem chúng đang ở giai đoạn phát triển nào. Pithecanthropus, tồn tại cách đây vài trăm nghìn năm, đi thẳng như chúng ta, nhưng đầu của chúng giống đầu khỉ hơn là đầu người. Họ có những đường lông mày nhô ra rõ rệt và vầng trán dốc về phía sau đến mức hộp sọ dốc chứa một nửa không gian não của người hiện đại.

Năm 1960, tại Hẻm núi Olduvai ở Tanganyika (Châu Phi), vợ chồng nhà khảo cổ học Mary và Louis Leakey đã tìm thấy hài cốt của một người thậm chí còn nguyên thủy hơn, người được gọi là Homo habilis (“người đàn ông khéo léo”). Người đàn ông này đã sử dụng những viên sỏi có cạnh bị sứt mẻ làm công cụ. Việc xác định niên đại của những tảng đá lấy từ lớp nơi ông được tìm thấy cho thấy ông sống cách đây khoảng 2 triệu năm.

Lịch sử Trái đất thường được chia thành các giai đoạn lớn riêng biệt. Thời kỳ cuối cùng trong số đó được gọi là thời đại Kainozoi, hay thời đại “cuộc sống mới”. Nó đã diễn ra được khoảng 55 triệu năm. Vào cuối thời đại Kainozoi, con người xuất hiện và chúng ta sống ở đây.

Đại Tân sinh có trước thời đại Trung sinh, hay thời đại “tuổi trung niên”, kéo dài khoảng 135 triệu năm. Đó là thời điểm có mùa hè vĩnh cửu trên Trái đất. Khí hậu lúc đó rất ấm áp và thậm chí không thể phân biệt được những vòng tròn đó ở những cây hóa đá từ thời đó mà ngày nay được tìm thấy, vì cây phát triển đều quanh năm.

Trong kỷ nguyên Mesozoi, những kẻ thống trị Trái đất trên đất liền, dưới nước và trên không là loài bò sát. Thằn lằn khổng lồ đạt kích thước khổng lồ, ví dụ, loài Brontosaurus nặng khoảng 30 tấn, gấp 5 lần loài voi châu Phi hiện đại. Brontosaurus dài 20 mét, vì vậy một người trưởng thành sẽ cần phải đi 30 bước để đi từ mõm đến đuôi. Càng về cuối kỷ Mesozoi, thời tiết trở nên lạnh hơn. Trong thời kỳ băng hà, tất cả những người khổng lồ này đều chết.

Thời đại Paleozoi hay thời đại của “cuộc sống cổ xưa” bắt đầu cách đây khoảng 600 triệu năm và kết thúc cách đây 340 triệu năm. Nhìn chung đó là khoảng thời gian êm đềm, ấm áp, thỉnh thoảng chỉ bị gián đoạn bởi những đợt rét đậm.

Vào đầu kỷ nguyên Cổ sinh, sự sống chỉ tồn tại ở các đại dương, trong đó các sinh vật giáp xác sinh sống - bọ ba thùy và vi khuẩn cổ - những sinh vật trung gian giữa bọt biển và san hô. Archaeocyaths có bộ xương bằng đá vôi và các sợi dài giống như rễ cây mà chúng gắn vào đá dưới nước. Sau đó, cá xuất hiện ở biển, thực vật và sau đó là một số động vật di chuyển lên đất liền. Đến cuối thời đại Cổ Sinh, các sinh vật sống cuối cùng đã chinh phục được các lục địa, sinh sôi nảy nở và định cư trên đất liền. Những khu rừng ẩm ướt, rậm rạp với những cây dương xỉ và đuôi ngựa khổng lồ bao phủ Trái đất. Ở các vùng biển, vào thời điểm này, bọ ba thùy và vi khuẩn cổ đã tuyệt chủng, nhưng cá lại sinh sôi nảy nở rất nhiều và tạo ra nhiều loài đa dạng.

Ngay cả những giai đoạn đầu của sự sống trên Trái đất cũng được gọi là kỷ nguyên Eozoic, hay kỷ nguyên “bình minh của sự sống”. Các lục địa và đại dương đầu tiên xuất hiện trên Trái đất khoảng 1,5 tỷ năm trước. Trong các tầng được hình thành khoảng 700 triệu năm trước, vẫn còn tồn tại những dạng sinh vật khá phức tạp. Vì vậy, có khả năng là khoảng 1 tỷ năm trước hoặc thậm chí sớm hơn một chút, sự sống đã xuất hiện trên Trái đất và những cụm sinh vật sống đầu tiên - những khối nguyên sinh chất giống như thạch - đã xuất hiện ở vùng nước ấm của đại dương.

Việc tìm kiếm cẩn thận và nghiên cứu tỉ mỉ đã cho phép các nhà cổ sinh vật học dần dần hiểu được con đường phát triển của nó từ những tàn tích của cuộc sống cổ xưa, và đôi khi chỉ từ những dấu vết mơ hồ của nó - những dấu vết trên đá. Nhiều so sánh đã giúp làm rõ trình tự phát triển của các dạng sống khác nhau và, mặc dù khá gần đúng, để thiết lập niên đại của chúng.

Những thành công đạt được của các nhà cổ sinh vật học đã được ứng dụng thực tế trong ngành khai thác mỏ. Biết tuổi của đá là một trong những phương tiện để hiểu bản chất của sự hình thành đá và vị trí của quặng trong đó, điều này rất quan trọng khi tìm kiếm và khai thác khoáng sản.

Phương pháp tuổi trong địa chất đã trở nên phổ biến và thường có ý nghĩa quyết định trong công tác khảo sát và biên soạn bản đồ địa chất.

Có rất nhiều ví dụ có thể được đưa ra để chứng minh điều này; chúng ta hãy chỉ xem xét một ví dụ. Năm 1929, người ta khai thác dầu ở vùng Urals gần làng Verkhne-Chusovskie Gorodki. D. V. Blokhin, người đã thực hiện một nghiên cứu địa chất ở khu vực cách đó khoảng 500 km về phía nam, đã phát hiện ở khu vực này những loại đá cùng loại và cùng độ tuổi với vùng đất chứa dầu của Yerkhne-Chusovsky Gorodki. Sau đó ông đề xuất khoan dầu. Năm 1932, dầu được phát hiện ở độ sâu 800 m. Như vậy, nhờ xác định được tuổi của đá mà vùng dầu Ishimbayevsky đã được phát hiện.

Các nhà địa chất hàng đầu từ lâu đã ghi nhận tầm quan trọng của việc xác định tuổi của đá đối với cả địa chất lý thuyết và thực tiễn. Viện sĩ V.A. Vernadsky trong các công trình của mình đã nhấn mạnh tầm quan trọng của việc xác định thời gian của các quá trình địa chất và tuổi của các thành tạo địa chất. Viện sĩ V. A. Obruchev đã viết rằng “... vai trò hàng đầu trong việc tìm kiếm các mỏ khoáng sản mới là nhờ sự hiểu biết về các quá trình địa chất mà trong các giai đoạn trước đây của sự sống Trái đất đã tạo ra các mỏ này và tất nhiên, đang tạo ra chúng ở thời điểm hiện tại ...”. “Chúng ta có thể giả định loại tài nguyên khoáng sản nào ở một quốc gia miền núi?.. Câu trả lời sẽ phụ thuộc vào độ tuổi của đất nước này” (V. A. Obruchev, Nguyên tắc cơ bản của Địa chất, 1947, trang 287, 293-294).

Khi các nhà khoa học nghiên cứu các thời đại trong quá khứ, sử dụng các lớp vỏ trái đất làm bước dẫn về quá khứ, thì tàn tích của các sinh vật sống đóng vai trò là dấu hiệu để chúng xác định tuổi, chúng giống như một niên đại hóa thạch. Tuy nhiên, than ôi, phương pháp cổ sinh vật học cơ bản này dành cho các nhà địa chất để xác định tuổi của đá do sự di cư hàng loạt của các sinh vật sống diễn ra vào thời cổ đại không phải lúc nào cũng đáng tin cậy và bản thân nó cần được hỗ trợ bằng các phương pháp khác chính xác hơn.

Đồng hồ cacbon phóng xạ

Không có chiếc đồng hồ nào mà chúng tôi mô tả trước đây phù hợp để đo những khoảng thời gian lớn như vậy và xác định niên đại của những sự kiện đã qua lâu rồi. Xét cho cùng, đồng hồ nhân tạo xuất hiện tương đối gần đây trên thang thời gian địa chất, một số cách đây vài nghìn năm, số khác chỉ cách đây vài thập kỷ. Việc sử dụng đồng hồ nhân tạo để đo thời gian liên tục không có từ vài trăm năm trước.

Đồng hồ - Trái đất quay quanh trục của nó và đồng hồ - Trái đất quay quanh Mặt trời - đã hoạt động được hàng tỷ năm, nhưng việc đếm chúng chỉ bắt đầu từ vài nghìn năm trước và, như chúng ta biết chắc chắn, đã được thực hiện ra ngoài thất thường, thất bại và thất bại.

Các nhà khoa học đã phát triển một phương pháp đo thời gian bằng cách sử dụng vòng cây, nhưng thang thời gian này không kéo dài quá xa (lên đến vài nghìn năm) và có ứng dụng hạn chế. Sự lắng đọng của đất sét, cát và muối cũng giúp cho việc đếm thời gian trở nên khả thi. Tất cả các phương pháp này đều đã được các nhà khoa học nghiên cứu và sử dụng. Tuy nhiên, đồng hồ dựa trên các quy trình này đã được chứng minh là rất không chính xác.

Có một số phương pháp khác để đo những khoảng thời gian lớn. Toàn bộ nhóm các phương pháp như vậy đều dựa trên việc nghiên cứu những thay đổi trong các dạng sống khác nhau. Trong suốt nhiều thế kỷ và thiên niên kỷ, một số loài thực vật và động vật đã thay thế những loài khác. Mỗi loài này tồn tại trong một thời gian ít nhiều. Nhiều loài tồn tại đồng thời. Tuy nhiên, hầu hết trong số họ, trải qua thời kỳ thịnh vượng và phân bố rộng rãi, sau đó chết vì nhiều lý do khác nhau và nhường chỗ cho người khác.

Bằng cách nghiên cứu trình tự trong đó một loài được thay thế bằng một loài khác và ít nhất là xác định gần đúng thời gian tồn tại của từng loài, do đó có thể tạo ra thang thời gian. Những chiếc đồng hồ như vậy dựa trên sự so sánh các sự kiện khác nhau với nhau và do đó hiển thị thời gian tương đối. Chúng giúp bạn có thể tự tin xác định trình tự của các hiện tượng khác nhau. Tuy nhiên, những chiếc đồng hồ này tỏ ra rất không chính xác trong việc xác định niên đại của các sự kiện riêng lẻ, hoặc như người ta thường nói, trong việc xác định tuổi của những sự kiện này. Tuy nhiên, ngay cả ngày nay những phương pháp này vẫn hữu ích trong nhiều trường hợp và được sử dụng rộng rãi.

Vào đầu thế kỷ này, “đồng hồ phóng xạ” đã được phát triển để đo thời gian dài. Chính họ là người đã giúp xác định tuổi của nhiều đối tượng nghiên cứu khác nhau với độ chính xác chấp nhận được, thu được niên đại của các sự kiện đã qua từ lâu và cuối cùng, hiểu rõ hơn về lịch sử sự sống trên Trái đất, sự hình thành của chính Trái đất và thậm chí cả sự hình thành của Trái đất. sự phát triển của Mặt trời và các ngôi sao. Một tính năng rất quan trọng của đồng hồ phóng xạ là với sự trợ giúp của chúng, nó được xác định cho các phát hiện khảo cổ, đá và các đối tượng nghiên cứu khác. tuổi tuyệt đối; tuyệt đối theo nghĩa là nó được xác định bởi các tính chất nhất định (độ phóng xạ) của một mẫu nhất định và trực tiếp đối với một mẫu nhất định, trong khi theo phương pháp niên đại tương đối, tuổi của một mẫu nhất định được xác định bằng cách so sánh nó với các vật thể khác, ví dụ như tàn tích. bào tử và phấn hoa của thực vật, vỏ các loại, v.v.

“Đồng hồ phóng xạ” là một phương pháp, hay đúng hơn là một nhóm các phương pháp rất mạnh, trong đó hiện tượng phân rã phóng xạ của hạt nhân của các đồng vị khác nhau được sử dụng để xác định những khoảng thời gian lớn. Các nghiên cứu về chất phóng xạ đã chỉ ra rằng tốc độ phân rã của chúng không phụ thuộc vào sự thay đổi nhiệt độ và áp suất xung quanh, ít nhất là trong giới hạn có thể đạt được trong các phòng thí nghiệm trên trái đất. Do đó, quá trình phân rã phóng xạ có thể được sử dụng thành công để đo các khoảng thời gian.

Khoảng thời gian mà lượng chất phóng xạ giảm đi một nửa gọi là nửa đời. Các đồng vị phóng xạ khác nhau phân rã với tốc độ khác nhau đáng kể, ví dụ: chu kỳ bán rã của bismuth-212 là 60,5 phút, uranium-238-4,5 tỷ năm và carbon-14-5568 năm. Do đó, để đo các vật thể khác nhau và các khoảng thời gian khác nhau, có khá nhiều lựa chọn về đồng vị phù hợp. Tuy nhiên, khi sử dụng đồng hồ phóng xạ để đếm những khoảng thời gian lớn đã phát hiện ra những khó khăn cụ thể và nghiêm trọng. Phải mất rất nhiều công sức và phát minh khoa học để đạt được mức độ hiểu biết về các quy trình được sử dụng để có thể vượt qua những khó khăn này.

Trong khi đó, nguyên lý đo những khoảng thời gian lớn bằng đồng hồ phóng xạ lại rất đơn giản. Ở một mức độ nào đó, nó tương tự như nguyên lý hoạt động của đồng hồ lửa, trong đó một cây gậy được chuẩn bị đúng cách sẽ cháy với tốc độ không đổi và định trước. Biết được chiều dài ban đầu của cây gậy, tốc độ đốt cháy của nó và đo chiều dài của phần chưa cháy của nó, bạn có thể dễ dàng xác định được bao nhiêu thời gian đã trôi qua kể từ thời điểm cây gậy được thắp sáng. Đây chính xác là những gì họ đã làm vào thời cổ đại.

Hãy xem xét hoạt động của đồng hồ phóng xạ dựa trên việc sử dụng carbon phóng xạ C 14. Khi xác định các khoảng thời gian bằng đồng hồ cacbon phóng xạ, hàm lượng ban đầu của C14 trong mẫu và tốc độ phân rã của nó được coi là đã biết trước và lượng cacbon-14 còn lại trong mẫu tại thời điểm đo được đo.

Các nhà khoa học đã xác định tốc độ phân rã của cacbon phóng xạ bằng cách sử dụng các nghiên cứu thích hợp trong phòng thí nghiệm về các chế phẩm C 14 được điều chế đặc biệt. Vì tốc độ này không phụ thuộc vào điều kiện bảo quản của thuốc (nhiệt độ, áp suất, v.v.), nên chắc chắn rằng giá trị tìm được của nó có thể được sử dụng khi nghiên cứu bất kỳ mẫu nào.

Tuy nhiên, sự tương đồng giữa carbon phóng xạ và đồng hồ lửa chưa hoàn chỉnh theo nghĩa là ở những khoảng thời gian bằng nhau, chiều dài của que cháy của đồng hồ lửa sẽ giảm đi một số đoạn nhất định, tức là theo quy luật cấp số cộng và lượng phóng xạ. chất ở những khoảng thời gian bằng nhau sẽ giảm đi một lượng thời gian nhất định, tức là theo quy luật cấp số nhân. Nếu tại thời điểm ban đầu chiều dài của thanh đồng hồ lửa bằng A và tốc độ cháy của nó là B thì sau 1, 2, 3 giờ chiều dài của nó sẽ bằng A - 1B, A - 2B, A - 3B, v.v. Nếu lượng chất phóng xạ ở thời điểm ban đầu bằng A thì sau những khoảng thời gian bằng nhau đặc trưng của mỗi đồng vị phóng xạ sẽ bằng l / 2 A, 1/4 A, 1/8 A, v.v. . Đường cong mô tả sự thay đổi giá trị như vậy được gọi là số mũ. Việc lượng chất phóng xạ có mặt lúc đầu giảm theo cấp số nhân theo thời gian không gây thêm khó khăn gì trong việc đếm thời gian.

Tình hình khó khăn hơn khi xác định hàm lượng cacbon phóng xạ ban đầu trong các mẫu. Làm thế nào người ta có thể tìm ra hàm lượng ban đầu của carbon phóng xạ trong một loại vật liệu mà không ai chuẩn bị đặc biệt và nằm trong lòng đất hàng nghìn hoặc hàng chục nghìn năm trước khi một nhà khoa học loại bỏ nó khỏi đó và gọi nó là mẫu?

Để trả lời câu hỏi này cần phải có kiến thức đa dạng và chuỗi kết luận đa liên kết dí dỏm, sâu sắc. Hãy chuyển sang xem xét chúng.

Phương pháp cacbon phóng xạ để xác định tuổi tuyệt đối của vật liệu có nguồn gốc hữu cơ là; được đề xuất vào năm 1946 bởi W. F. Libby. Ông cũng đã phát triển nền tảng vật lý của phương pháp này. Được biết, trong bầu khí quyển và đại dương của trái đất, trong thực vật và động vật trên cạn, trong sinh vật biển nói chung, trong toàn bộ sinh quyển của Trái đất đều có chất phóng xạ carbon C 14. Đúng là có tương đối ít. Nếu carbon thu được từ một số vật liệu hữu cơ, chẳng hạn như một mảnh gỗ, bằng cách đốt cháy, thì đặc tính bức xạ β của C 14 sẽ được phát hiện trong đó. Là một đặc tính định lượng thuận tiện của bức xạ này, khái niệm hoạt độ riêng được đưa ra, nghĩa là số lượng phân rã xảy ra trong 1 phút trong 1 g hỗn hợp tự nhiên của các đồng vị cacbon. Đối với cacbon thu được từ 1 cây mới đốn, hoạt độ riêng chỉ là 14 lần phân hủy/g/phút. Trong khi đó, 1 g cacbon chứa khoảng 5*1022 nguyên tử.

Carbon tự nhiên là hỗn hợp của một số đồng vị, trong đó có hai đồng vị ổn định: C 12 (98,9%) và C 13 (1,1%), cũng như một lượng rất nhỏ, chỉ bằng 1,07 * 10 -10%, carbon phóng xạ C 14. Tuy nhiên, giả định rằng carbon phóng xạ này là tàn dư của carbon phóng xạ có trên Trái đất trong thời kỳ hình thành của nó, tức là 4,5 tỷ năm trước, là hoàn toàn khó tin. Suy cho cùng, chu kỳ bán rã của C 14 chỉ là 5568 năm. Nếu 4,5 tỷ năm trước toàn bộ Trái đất bao gồm toàn bộ carbon phóng xạ, thì ngay cả trong trường hợp này vào thời đại chúng ta, số lượng carbon phóng xạ còn lại sẽ ít hơn hàng tỷ tỷ lần so với hiện nay.

Tại sao carbon phóng xạ không biến mất trên Trái đất, tuyệt chủng và vẫn được phát hiện cho đến ngày nay? Rõ ràng là chỉ vì có một cơ chế nào đó luôn tạo ra nó.

Cơ chế này hiện đã được biết đến và như sau. Các tia vũ trụ đến Trái đất theo một dòng liên tục. Chúng chứa các hạt nặng không tích điện: neutron. Khi đi qua bầu khí quyển trái đất, neutron tia vũ trụ tương tác với hạt nhân nitơ trong khí quyển. Trong trường hợp này, phản ứng hạt nhân sau xảy ra (Hình 49): một neutron, va chạm với hạt nhân nitơ, tạo thành một hệ không ổn định trung gian với nó, hệ này sau một thời gian rất ngắn sẽ giải phóng một proton và biến thành hạt nhân carbon-14 phóng xạ .

Sau sự sắp xếp lại của hạt nhân, sự sắp xếp lại lớp vỏ electron xảy ra khá nhanh và thu được một nguyên tử carbon giống hệt về mặt hóa học với bất kỳ nguyên tử carbon nào khác. Kết hợp với các nguyên tử oxy, nó bị oxy hóa thành carbon dioxide. Cùng với carbon dioxide thông thường từ không khí, nó được thực vật hấp thụ, là một phần của muối carbon dioxide hòa tan trong các đại dương, v.v. Như vậy, carbon-14 được tạo ra bởi neutron từ các tia vũ trụ được đưa vào chu trình sinh hóa của sự sống trên Trái đất .

Là chất phóng xạ, hạt nhân của nguyên tử carbon-14 phân rã sau một thời gian. Trong trường hợp này, một hạt beta (electron) và một phản neutrino được phát ra, và hạt nhân carbon-14 được chuyển thành hạt nhân nitơ-14 ổn định.

Trong khi đó, mọi sinh vật sống đều ở trạng thái trao đổi liên tục với môi trường, hấp thụ một số chất và giải phóng một số chất khác. Do đó, có vẻ tự nhiên khi cho rằng trong cơ thể sống, hoạt động cụ thể của carbon sẽ giống như trong môi trường. Kết luận này hợp lý nhưng không thể chối cãi. Hơn nữa, nó chỉ đại diện cho một mắt xích trong một chuỗi suy luận khá dài cần thiết để tìm ra hàm lượng cacbon phóng xạ ban đầu trong các mẫu.

Chúng ta hãy xem xét từng mối liên hệ này: các tia vũ trụ gần bề mặt Trái đất có chứa neutron. Những neutron này, tương tác với nitơ trong bầu khí quyển trái đất, tạo ra carbon phóng xạ. Carbon phóng xạ thu được bị oxy hóa thành carbon dioxide, trộn với carbon dioxide trong khí quyển thông thường và do đó được đưa vào chu trình sinh hóa của Trái đất. Tất cả các sinh vật đều hấp thụ carbon dioxide trong quá trình trao đổi chất và do đó thu được carbon phóng xạ.

Nếu trong hàng chục nghìn năm cường độ bức xạ vũ trụ rơi xuống Trái đất và theo đó mật độ dòng neutron gần Trái đất không thay đổi;

nếu carbon phóng xạ được tạo ra trong bầu khí quyển trái đất bởi neutron từ các tia vũ trụ luôn bị pha loãng trong đó với carbon ổn định ở mức độ tương tự;

nếu có và không có nguồn carbon ổn định và phóng xạ bất thường nào khác trong bầu khí quyển trái đất;

nếu hoạt động cụ thể của carbon trong khí quyển không phụ thuộc vào vĩ độ, kinh độ của khu vực và độ cao của nó so với mực nước biển;

nếu thực sự hàm lượng tương đối của cacbon phóng xạ trong sinh vật sống giống như trong khí quyển;

Nếu tất cả những điều này là đúng, thì để xác định hàm lượng carbon phóng xạ ban đầu trong một mẫu có nguồn gốc hữu cơ nhất định, chỉ cần đo hàm lượng của nó trong bất kỳ mẫu nào có độ tuổi bằng 0 và nguồn gốc hữu cơ, chẳng hạn như trong một cây mới đốn là đủ.

Số lượng này được đo lường và biết rõ. Nó tạo ra 14 phân rã phóng xạ mỗi phút trên 1 g hỗn hợp tự nhiên của tất cả các đồng vị carbon.

Sau khi sinh vật chết đi, quá trình trao đổi carbon của nó với môi trường bên ngoài dừng lại. Như vậy, thời điểm đồng hồ cacbon phóng xạ bắt đầu là thời điểm sinh vật chết. Hàng chục nghìn năm trước, một số cây đã bị đốn ngã do tuyết lở hoặc sông băng, một số động vật chết trong trận chiến hoặc do động đất, và kể từ thời điểm đó, hàm lượng carbon ổn định trong chúng không thay đổi và lượng carbon phóng xạ liên tục giảm với một tốc độ rất nhất định, đến nỗi sau 5568 năm chỉ còn lại 1/2 ban đầu, sau 11.136 năm chỉ còn 1/4, v.v.

Tất cả những giả định này có giá trị như thế nào? Rốt cuộc, nếu ít nhất một trong số chúng không chính xác, thì toàn bộ chuỗi kết luận sẽ sụp đổ và tuổi carbon phóng xạ được xác định hóa ra chỉ là ảo tưởng.

Để đánh giá tính đúng đắn của tất cả các giả định này, Libby và các tác giả khác đã tiến hành thử nghiệm rộng rãi phương pháp này trên nhiều mẫu khác nhau ở độ tuổi đã biết. Hóa ra, trong giới hạn sai số đo, kết quả xác định tuổi tuyệt đối của mẫu không phụ thuộc vào vĩ độ địa từ của các điểm lấy mẫu và độ cao của các điểm này so với mực nước biển. Điều này cho thấy hiện tượng lấy trung bình xảy ra khá nhanh do sự trộn lẫn khí quyển.

Ngoài ra, hóa ra là nếu chúng ta tính đến một số khác biệt về hoạt động cụ thể ban đầu của carbon ở các sinh vật trên cạn và dưới biển, thì kết quả xác định niên đại bằng carbon phóng xạ cũng không phụ thuộc vào loại mẫu.

Tuy nhiên, bài kiểm tra mang tính quyết định về tính chính xác của đồng hồ cacbon phóng xạ là so sánh số đọc của chúng với độ tuổi của các mẫu đủ cổ, được xác định một cách đáng tin cậy bằng một phương pháp khác. Rõ ràng là việc thực hiện việc kiểm tra như vậy không hề dễ dàng chút nào, vì để làm được điều này cần phải có những đồ vật có nguồn gốc hữu cơ, tuổi của chúng sẽ được biết trước khá chính xác và có thể là nhiều thiên niên kỷ.

Để đo kiểm soát, chúng tôi đã tìm được bảy mẫu gỗ khác nhau:

1) Một mảnh cây vân sam, tuổi của nó được xác định bằng các vòng sinh trưởng trên thân cây và do đó có niên đại vào năm 580 sau Công Nguyên.

2) Một mảnh gỗ từ quan tài hóa thạch (Ai Cập), theo dữ liệu lịch sử, có niên đại 200±150 trước Công nguyên. Vì vậy, vào năm 1949, tức là. tại thời điểm thực hiện những nghiên cứu này, tuổi của mẫu này là 2149 ± 150 năm (dấu ± và con số 150 cho thấy độ chính xác của việc xác định tuổi và chỉ ra rằng trong trường hợp này nó được biết là khoảng 2000 đến 2300 năm).

3) Một mảnh gỗ từ sàn của một cung điện ở phía tây bắc Syria, theo dữ liệu lịch sử, có niên đại 675 ± 50 trước Công nguyên.

4) Bên trong cây sequoia, các vòng sinh trưởng tương ứng với khoảng thời gian từ năm 1031 đến năm 928 trước Công nguyên. Năm 1949, con số này tương ứng với độ tuổi trung bình là 2928 ± 52 tuổi.

5) Một mảnh ván từ con tàu tang lễ của vua Ai Cập Sesostris. Mẫu này có lịch sử từ năm 1800 trước Công nguyên.

6) Một mảnh ván keo từ lăng mộ của Djoser ở Saqqara, theo dữ liệu lịch sử, có niên đại 2700 ± 75 trước Công nguyên. đ. Như vậy, tuổi của mẫu này là khoảng 4650 năm,

7) Một mảnh ván cây bách từ lăng mộ Snefru ở Meidum, theo dữ liệu lịch sử, có niên đại 2625 ± 75 trước Công nguyên. đ. Như vậy, tuổi của mẫu vật này là khoảng 4600 năm.

Các phép đo cacbon phóng xạ về tuổi của các mẫu này, như có thể thấy trong Hình 2. 50, đã đưa ra sự thống nhất khá tốt giữa tính toán và thí nghiệm, qua đó khẳng định khả năng phỏng đoán, tính toán của bộ óc tò mò của các nhà khoa học.

Dựa trên các kết quả trên, V. F. Libby kết luận rằng các tiền đề sau là đúng, dựa trên phương pháp cacbon phóng xạ:

1. Cường độ bức xạ vũ trụ gần Trái đất, cường độ dòng neutron và theo đó, hoạt động riêng của carbon trong bầu khí quyển Trái đất không đổi ít nhất trong vài chục nghìn năm qua.

Chúng ta hãy nhớ lại rằng hoạt độ riêng của cacbon là số lần phân rã phóng xạ của cacbon phóng xạ xảy ra trong 1 g mẫu cacbon trong 1 phút.

2. Hoạt tính riêng của cacbon trong một sinh vật sống thuộc một loại nhất định là như nhau và không đổi, do đó, là hằng số “thế giới” của một chất sinh học.

3. Sau khi một sinh vật chết đi, sự thay đổi hoạt động cụ thể của carbon trong nó xảy ra theo quy luật hàm mũ, tức là tuân theo quy luật cấp số nhân.

Vì vậy, rõ ràng là phương pháp này mở ra khả năng xác định rõ ràng tuổi tuyệt đối của các mẫu có nguồn gốc hữu cơ. Sau đó, nhiều nhà nghiên cứu bắt đầu sử dụng rộng rãi và thành công đồng hồ cacbon phóng xạ để xác định tuổi tuyệt đối của nhiều loại mẫu.

Tinh chỉnh phương pháp carbon phóng xạ

Ý tưởng của phương pháp carbon phóng xạ rất đơn giản nhưng không gây tranh cãi. Trong khi đó, trong những năm tiếp theo, cùng với những thành công hơn nữa của phương pháp, thỉnh thoảng, những khác biệt rõ rệt về niên đại của carbon phóng xạ so với những gì các nhà khảo cổ và địa chất mong đợi theo ý tưởng của họ về vấn đề này hay vấn đề kia bắt đầu được phát hiện. Hơn nữa, trong một số trường hợp, niên đại bằng carbon phóng xạ cuối cùng đã được xác nhận, và các nhà khảo cổ và địa chất đã phải thay đổi quan điểm của họ. Tuy nhiên, trong những trường hợp khác, ngày tháng bằng carbon phóng xạ hóa ra lại không chính xác.

Đồng thời, kỹ thuật đo carbon phóng xạ và theo đó, độ chính xác của chúng đã được cải thiện đáng kể và các nhà khoa học đã tận dụng lợi thế này để hiểu được sự phức tạp của phương pháp carbon phóng xạ. Đồng thời, hóa ra không có điều khoản chính nào do Libby đưa ra được đáp ứng chính xác và tất cả chúng đều cần được phân tích bổ sung. Đồng thời, hóa ra có thể đảm bảo rằng số liệu của đồng hồ carbon phóng xạ đủ chính xác và đáng tin cậy.

Để hiểu điều này (và điều này thật thú vị và thậm chí mang tính hướng dẫn), tốt nhất là, theo lịch sử phát triển của phương pháp này, hãy đặt câu hỏi về mọi điểm trong đó. Liệu nồng độ carbon phóng xạ trong bầu khí quyển của trái đất có thực sự giống như hàng ngàn, hàng chục ngàn năm trước như bây giờ? Rốt cuộc, nếu không phải như vậy thì việc đếm ngược thời gian sẽ trở nên không chắc chắn. Không chắc chắn đến mức độ như thể chiều dài ban đầu của thanh đồng hồ lửa không được biết.

Những nghi ngờ này không phải là vô ích. Năm 1958, de Vries, và sau đó là Stiver, Suess và những người khác đã chứng minh rằng hoạt độ riêng của cacbon trong khí quyển trái đất giảm khi hoạt động của mặt trời tăng lên. Hiệu ứng này được giải thích là do từ trường của mặt trời điều chỉnh dòng tia vũ trụ tới Trái đất. Những nghiên cứu như vậy đã được thực hiện cách đây vài nghìn năm và hóa ra sự thay đổi trong hoạt động riêng của carbon không vượt quá 1-2% (Hình 51, đường cong 1), tương ứng với độ biến dạng của độ tuổi tuyệt đối đo được sử dụng đồng hồ cacbon phóng xạ tới 80-160 năm.

Tuy nhiên, có thể trong quá khứ xa hơn, những thay đổi về hoạt động cụ thể của carbon trong bầu khí quyển Trái đất là đáng kể hơn, chẳng hạn như do những thay đổi lớn về khí hậu Trái đất. Việc nghiên cứu vấn đề này rất được quan tâm.

Một nguồn carbon phóng xạ bổ sung trong sinh quyển Trái đất là việc thử nghiệm vũ khí hạt nhân và đặc biệt là nhiệt hạch. Sự ô nhiễm của khí quyển với carbon phóng xạ, xảy ra do các vụ thử hạt nhân trên bề mặt Trái đất, có tính chất toàn cầu. Mức độ của hiệu ứng này đạt đến một giá trị đáng kể so với hoạt độ riêng trung bình của carbon trong khoảng thời gian trước đó. Tuy nhiên, hiện nay do lệnh cấm thử hạt nhân trên không nên mức độ ảnh hưởng hạt nhân có xu hướng giảm dần. Do tác động của các vụ thử hạt nhân chỉ bắt đầu có tác dụng khoảng 30 năm trước nên việc xác định niên đại của các mẫu lớn hơn độ tuổi này là không đáng kể (Hình 51, đường cong 2).

Một lý do khác dẫn đến sự vi phạm tính ổn định của nồng độ carbon phóng xạ trong sinh quyển Trái đất là sự pha loãng hỗn hợp carbon tự nhiên với các đồng vị ổn định. Sự pha loãng này là do lượng khí thải carbon dioxide công nghiệp vào khí quyển. Do sự pha trộn của khí quyển, hiệu ứng nói chung là toàn cầu. Bằng cách kiểm tra các vòng tuổi của cây đã biết, Suess cho thấy hiệu ứng này bắt đầu hoạt động khoảng 140 năm trước (Hình 51, đường cong 3).

Do đó, những thay đổi trong hoạt động cụ thể của carbon đã xảy ra trong quá khứ. Mức độ của những thay đổi này trong một khoảng thời gian nhất định đã được biết đến. Do đó, khi điều này là có thể và cần thiết, một hiệu chỉnh thích hợp sẽ được đưa vào kết quả đo và thu được giá trị cập nhật về tuổi tuyệt đối của các mẫu đã chọn.

Bây giờ chúng ta hãy thảo luận về điểm chính thứ hai của Libby. Hoạt động cụ thể của carbon có thực sự giống nhau ở các sinh vật sống thuộc một loại nhất định không? Nói đúng ra thì điều này không đúng. Keeling đã chỉ ra rằng điều kiện sống của một sinh vật nhất định ở một mức độ nào đó, mặc dù ở mức độ nhỏ, ảnh hưởng đến nồng độ carbon phóng xạ trong đó. Sự sai lệch dẫn đến việc xác định độ tuổi tuyệt đối có thể lên tới vài trăm năm.

Tuy nhiên, một lối thoát khỏi khó khăn này đã sớm được tìm ra. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng khi hai cây cùng tuổi có nồng độ carbon phóng xạ khác nhau (được đo bằng tỷ lệ C14/C12) thì tỷ lệ đồng vị ổn định C13/C12 cũng thay đổi. Hơn nữa, độ lệch trong tỷ lệ C 14/C 12 luôn lớn gấp đôi độ lệch trong tỷ lệ C 13/C 12. Do đó, phép đo độc lập tỷ lệ đồng vị ổn định của một mẫu nhất định cho phép chúng ta xác định liệu có sự dịch chuyển đồng vị hay không và độ lớn của nó là bao nhiêu. Thông thường nó nhỏ và có thể bỏ qua. Tuy nhiên, khi cần thiết, việc hiệu chỉnh thích hợp sẽ được thực hiện và thu được giá trị tinh tế của tuổi tuyệt đối.

Vì vậy, có thể vượt qua một số khó khăn, chủ yếu là khi hẹn hò với các mẫu trẻ. Trong khi đó, khi xác định niên đại những mẫu vật rất cổ xưa lại nảy sinh những khó khăn rất đặc biệt. Việc phân tích những khó khăn này, giúp có thể phác thảo ranh giới của phương pháp carbon phóng xạ, hoặc, nếu bạn muốn, tìm ra “mặt số” của đồng hồ carbon phóng xạ kết thúc thiên niên kỷ nào, được mô tả dưới đây.

Giới hạn của phương pháp cacbon phóng xạ

Câu hỏi về ranh giới trong đó việc sử dụng phương pháp này hay phương pháp khác là có thể và hợp pháp luôn thú vị và quan trọng, bởi vì những điều mới và quan trọng nhất thường nằm gần chúng hoặc thậm chí vượt ra ngoài chúng. Đương nhiên, các nhà khoa học có mong muốn vượt qua những ranh giới này. Ví dụ, các nhà địa chất sử dụng phương pháp carbon phóng xạ thực sự cần có khả năng xác định niên đại của các mẫu ngày càng cổ xưa, vì điều này mang lại cho họ cơ hội quan trọng để thâm nhập sâu hơn vào quá khứ của Trái đất.

Đối với các nhà vật lý đang phát triển hơn nữa phương pháp carbon phóng xạ, câu hỏi về ranh giới của nó cũng không kém phần quan trọng. Họ cần biết: những ranh giới này đã đạt được hay chưa? Việc tăng giới hạn tuổi trên của phương pháp cacbon phóng xạ chỉ là vấn đề kỹ thuật, công cụ hay giới hạn tuổi trên của đồng hồ cacbon phóng xạ bị giới hạn bởi các tính năng của chính phương pháp đó?

Câu hỏi về giới hạn độ tuổi thấp hơn của phương pháp cacbon phóng xạ, ít nhất về nguyên tắc, được giải quyết một cách đơn giản và rõ ràng. Giới hạn dưới là độ tuổi bằng 0. Với trình độ kỹ thuật hiện đại về đo đạc cacbon phóng xạ, có thể xác định niên đại của các mẫu có tuổi đời nhỏ với độ chính xác 50-30 năm. Do đó, “mặt số” của đồng hồ carbon phóng xạ bắt đầu từ số 0 hơi mờ.

Việc số 0 của đồng hồ cacbon phóng xạ bị mờ phần nào được giải thích là do có sai số đo. Bất kỳ kết quả nào thu được bằng thực nghiệm đều có một số sai sót, và niên đại cacbon phóng xạ cũng không phải là ngoại lệ trong vấn đề này. Do đó, bản ghi đồng hồ carbon phóng xạ điển hình chứa ngày này hoặc ngày khác và sai số trong việc xác định nó, ví dụ: T = 10.000 ± 70 năm. Kỷ lục này có nghĩa là tuổi thật của mẫu có xác suất khá cao nằm trong khoảng từ 9030 đến 1070 năm.

Có thể giảm sai số của phép đo cacbon phóng xạ không? Có, nhưng bạn cần lưu ý những điều sau: khi thực hiện xác định niên đại bằng carbon phóng xạ, bạn phải kiểm tra các mẫu có rất ít hoạt tính phóng xạ. Trong khi đó, thiết bị đo còn nhạy cảm với các bức xạ khác như tia vũ trụ và bức xạ phóng xạ từ các vật thể xung quanh. Độ lớn của bức xạ nền ngoại lai này xấp xỉ bằng độ lớn của bức xạ nền được đo. Trong khi đó, mức độ nền phụ thuộc vào một số lý do và có thể thay đổi đôi chút. Do đó, để giảm sai số đo, cần phải tăng độ nhạy của thiết bị với bức xạ đo được càng nhiều càng tốt và ngược lại, càng nhiều càng tốt, giảm độ nhạy của thiết bị với bức xạ nền bên ngoài.

Để giảm giá trị nền, bộ thu bức xạ (tức là bộ đếm) được bao quanh bởi một tấm chắn lớn làm từ vài tấn chì và 80-100 kg thủy ngân. Ngoài ra, điều này còn làm giảm phông nền đi 6-8 lần. bằng cách sử dụng một mạch điện tử đặc biệt, các tín hiệu được thiết bị cảm nhận sẽ được sắp xếp, chọn và chỉ đếm những tín hiệu có đặc tính năng lượng nhất định của carbon phóng xạ. Cuối cùng, việc lựa chọn tín hiệu tạm thời được thực hiện gần mẫu được đo, không phải một mà là một. hai bộ đếm được đặt để nhận biết bức xạ. Sau đó, bằng cách sử dụng một mạch điện tử đặc biệt, họ chỉ đếm những tín hiệu xuất hiện ở cả hai bộ đếm cùng một lúc. và các tín hiệu từ mẫu được đo kích thích đồng thời cả hai máy thu. Do đó, sơ đồ này cho phép đếm các tín hiệu cần thiết và lọc chúng ra gần như không bị suy hao. Tất cả các biện pháp này có thể làm giảm nền khoảng 20 lần. .

Việc tăng lượng chất thử và tăng thời gian đo cũng dẫn đến giảm sai số của kết quả đo. Đồng thời, chi phí nhân công và thời gian cho việc chuẩn bị mẫu và đo lường chúng cũng tăng theo. Tuy nhiên, nếu điều này được quyết định bởi bản chất của vấn đề đang được giải quyết thì điều này phải được thực hiện, vì bằng cách này có thể giảm sai số niên đại của các mẫu trẻ xuống còn 20-10 năm.

Điều gì quyết định giới hạn độ tuổi trên của phương pháp carbon phóng xạ? Mặt đồng hồ carbon phóng xạ kết thúc ở thiên niên kỷ nào? Hóa ra câu trả lời cho những câu hỏi này không hề tầm thường chút nào; Hơn nữa, về cơ bản có hai giới hạn độ tuổi trên.

Hãy xem tại sao điều này xảy ra. Nếu sau khi chết, một cái cây nằm trong lòng đất khoảng 50.000 năm thì hàm lượng carbon phóng xạ trong đó sẽ giảm đi hàng trăm lần. Trong mẫu như vậy, hoạt độ cacbon phóng xạ còn sót lại thấp hơn nhiều so với nền. Hơn nữa, ngay cả khi tăng thời gian đo lên vài ngày thì sai số trong kết quả vẫn là vài nghìn năm. Đối với các mẫu cũ, sai số thậm chí còn lớn hơn và do độ chính xác thấp nên các phép đo trở nên vô nghĩa. Điều này xác định giới hạn tuổi kỹ thuật cao hơn của phương pháp cacbon phóng xạ.

Chúng tôi gọi đó là giới hạn kỹ thuật vì xét cho cùng, giá trị của nó được xác định bởi trình độ công nghệ đo lường. Hiện nay, ở hầu hết các phòng thí nghiệm carbon phóng xạ là 40-50 nghìn năm. Giới hạn tuổi cao hơn về mặt kỹ thuật có thể được đẩy lùi bằng cách tăng lượng mẫu đo được, trì hoãn thời gian đo hoặc làm giàu đồng vị (ví dụ: bằng cách khuếch tán nhiệt). Tất cả những cách này đều đã được các nhà khoa học thử nghiệm và tỏ ra phù hợp nhưng rất tốn công sức. Sử dụng chúng, người ta có thể xác định niên đại của từng mẫu cổ xưa cách đây tới 70.000 năm.

Khi giải quyết một số vấn đề khoa học quan trọng, những khó khăn và thời gian làm việc lùi dần và chỉ có khả năng giải quyết vấn đề cơ bản mới được coi là đáng kể. Vì vậy, điều quan trọng là phải trả lời câu hỏi về giới hạn nào có thể nâng cao giới hạn tuổi trên của phương pháp cacbon phóng xạ.

Thông thường, khi xác định tuổi tuyệt đối bằng phương pháp carbon phóng xạ, chỉ tính đến C14 đi vào cơ thể từ môi trường bên ngoài, và theo Libby, người ta tin rằng sau khi sinh vật chết, chỉ có sự phân hủy của carbon phóng xạ này. diễn ra trong đó. F. S. Zavelsky đã tính đến rằng bản thân các sinh vật (thực vật, động vật) đều chứa nitơ và trong môi trường sống của chúng, tức là trên bề mặt Trái đất, có neutron. Theo đó, carbon phóng xạ cũng được hình thành bên trong các sinh vật trong suốt cuộc đời và sau khi chúng chết.

Chúng ta hãy gọi C14 được sinh vật hấp thụ từ khí quyển trong suốt cuộc đời của nó là carbon phóng xạ bên ngoài và C14, được hình thành trong chính sinh vật đó cả trong suốt cuộc đời và sau khi chết - carbon phóng xạ của chính nó.

Giả sử rằng sự giảm lượng cacbon phóng xạ bên ngoài trong một mẫu xảy ra theo quy luật hàm mũ (Hình 52, đường cong chấm J ext) và cùng với đó, có sự tích tụ cacbon phóng xạ của chính nó trong đó (Hình 62, J ext), chúng ta chắc chắn sẽ đi đến kết luận rằng lượng của chúng thay đổi theo thời gian theo một quy luật khác với quy luật hàm mũ (Hình 52, J exp). Từ đây, rõ ràng quan điểm thứ ba do Libby đưa ra là trong các mẫu, sự giảm hoạt tính riêng của carbon xảy ra theo định luật hàm mũ, tức là. trong tiến trình hình học, không thể được coi là chính xác.

riêng" hoạt động, J exp - thử nghiệm, tức là hoạt động carbon được đo bằng thực nghiệm">
Cơm. 62. Sự thay đổi hoạt độ cacbon trong mẫu theo thời gian. J in - hoạt động của carbon thu được từ môi trường bên ngoài, J in - hoạt động “riêng”, J exp - thử nghiệm, tức là. hoạt tính cacbon đo được bằng thực nghiệm

Trong khi đó, khi xác định tuổi tuyệt đối, đây chính xác là những gì được đo - tổng giá trị hoặc giá trị thực nghiệm của hoạt độ riêng của cacbon trong mẫu. Dễ hiểu là nếu không tính đến sự tích lũy cacbon phóng xạ của chính mình thì giá trị tìm được của tuổi tuyệt đối hóa ra là hư cấu.

Đây là một sai lầm lớn đến mức nào? Nó lớn đến mức phải luôn tính đến hiệu ứng này, hay nhỏ đến mức có thể bỏ qua trong mọi trường hợp? Sau khi thực hiện các tính toán thích hợp, F. S. Zavelsky đã chỉ ra rằng tuổi tuyệt đối của các mẫu, được xác định bằng phương pháp carbon phóng xạ mà không tính đến sự hình thành carbon phóng xạ của chính nó, thực sự khác với tuổi thật. Tuy nhiên, đối với các mẫu dưới 50.000 và thậm chí 70.000 năm tuổi, sự khác biệt này quá nhỏ nên có thể bỏ qua. Kết luận này được thể hiện rõ ràng ở Hình 1. 52, cho thấy khi tuổi của mẫu là 70.000 năm, hoạt độ tồn dư của carbon phóng xạ bên ngoài (J ext) lớn hơn 20 lần so với hoạt độ của carbon phóng xạ bên ngoài (J ext) của chính nó. Ngay cả khi tuổi của mẫu là 80.000 năm, J int vẫn lớn hơn J int 5-6 lần. Theo đó, đối với các mẫu có tuổi khoảng 80.000 năm, hiệu chỉnh đối với carbon phóng xạ nội tại là khoảng 1500 năm, hay 2%. Đối với các mẫu có tuổi đời hơn 90.000 năm, giá trị hiệu chỉnh đối với carbon phóng xạ của chúng tăng mạnh và đạt hàng chục, sau đó là hàng trăm phần trăm *.

* (Zavelsky F.S., Một cải tiến khác của phương pháp cacbon phóng xạ, Báo cáo của Viện Hàn lâm Khoa học Liên Xô, loạt địa lý, v. 180, số 5, 1968.)

Bây giờ bạn có thể trả lời các câu hỏi được đặt ra trước đó. Trong khi phát triển nền tảng vật lý của phương pháp carbon phóng xạ vào những năm 40 của thế kỷ chúng ta, Libby đã có các dụng cụ đo giúp xác định tuổi tuyệt đối của các mẫu lên tới khoảng 20-30 nghìn năm. Khi xử lý các mẫu không lớn hơn độ tuổi này, ông đã hoàn toàn đúng khi khẳng định rằng ở chúng sự giảm hoạt tính riêng của cacbon theo thời gian xảy ra theo quy luật hàm mũ.

I. Arnold vào năm 1954 đã đề cập đến khả năng hình thành carbon phóng xạ trong chính mẫu và E. Olson vào năm 1963 đánh giá ảnh hưởng của hiệu ứng này lên đồng hồ carbon phóng xạ và đưa ra kết luận rằng về mặt định lượng thì nó không đáng kể. Xét đến trình độ công nghệ đo lường của những năm đó, kết luận như vậy có thể được coi là ít nhiều đúng.

Trong khi đó, hiện tại, giới hạn tuổi kỹ thuật trên của phương pháp carbon phóng xạ đã được nâng lên 50-70 nghìn năm và câu hỏi về mức độ tăng thêm của nó đang được đặt ra. Từ những điều đã nói ở trên, có thể thấy rõ rằng khi xác định niên đại của các mẫu có tuổi trên 80-90 nghìn năm, ngoài việc cải tiến thiết bị đo lường, cần phải đưa ra phương pháp hiệu chỉnh đối với cacbon phóng xạ của chính nó.

Để tìm ra giá trị của hiệu chỉnh này, cần xác định hàm lượng nitơ trong mẫu và cường độ bức xạ neutron từ lớp đất nơi mẫu nằm trong hàng chục nghìn năm. Tuy nhiên, trong quá trình lưu trữ mẫu lâu như vậy, mức bức xạ neutron từ đất có thể thay đổi. Kết quả là rõ ràng rằng mức độ điều chỉnh được xác định rất thiếu chính xác. Do đó, khi hoạt độ còn lại của carbon phóng xạ bên ngoài trong mẫu trở nên nhỏ hơn hoạt độ của carbon phóng xạ của chính nó thì tuổi tuyệt đối được xác định bằng phương pháp carbon phóng xạ sẽ trở nên không chắc chắn. Tình huống này không đặt ra một giới hạn kỹ thuật mà là một giới hạn cơ bản về độ tuổi cao hơn trong việc tăng số lượng thiên niên kỷ bằng đồng hồ carbon phóng xạ.

Giá trị của giới hạn tuổi trên cơ bản này của phương pháp cacbon phóng xạ phụ thuộc vào hàm lượng nitơ của mẫu và mức bức xạ neutron trong đất. Vì vậy, nó có phần khác nhau đối với các mẫu khác nhau. Trung bình ranh giới này nằm cách đây khoảng 100-120 nghìn năm.

Một số ứng dụng của đồng hồ cacbon phóng xạ

Một số lượng lớn các phép xác định tuổi cacbon phóng xạ tuyệt đối đã được thực hiện đối với các mẫu lấy từ vùng đất than bùn. Tuổi của chúng được đặt theo trình tự thời gian dựa trên nghiên cứu về phấn hoa và bào tử của thực vật cổ xưa. Nhìn chung, đã đạt được sự thống nhất khá hoàn chỉnh giữa việc xác định tuổi bằng carbon phóng xạ và phương pháp phấn hoa.

Phần còn lại của than đã có thể sử dụng phương pháp carbon phóng xạ để xác định niên đại của lớp văn hóa của hang động Lascaux (Pháp), những bức tường được bao phủ bởi những bức tranh thời tiền sử. Tuổi của lớp này được xác định là 15.500 ± 900 năm. Bằng cách này, các nhà khảo cổ học đã có được những niên đại tham khảo quan trọng.

Những tàn tích của than củi được tìm thấy ở địa điểm của con người thời tiền sử, vỏ sò được người tiền sử sử dụng làm đồ trang trí, nội dung trong dạ dày của động vật cổ đại, v.v. đều được nghiên cứu bằng phương pháp carbon phóng xạ.

Việc xác định niên đại bằng carbon phóng xạ được sử dụng để nghiên cứu các mẫu được lấy trong quá trình khai quật các mảnh vụn tích tụ ở Đền Mặt trời ở Peru. Tuổi của những chất thải này (vỏ sò, dây thừng, thảm, hài cốt động vật) ở các độ sâu khác nhau hóa ra là khác nhau - từ vài trăm đến hàng chục nghìn năm. Việc xác định niên đại tương ứng hóa ra lại rất quan trọng trong nghiên cứu khảo cổ học.

Ở Palestine, gần Biển Chết, người ta đã tìm thấy những cuộn Kinh thánh (sách Ê-sai). Việc xác định niên đại bằng carbon phóng xạ của lớp bọc trên cùng của cuộn giấy cho thấy niên đại là 1917±200 năm.

Các nhà nghiên cứu Liên Xô đã tìm thấy xác của một con voi ma mút được bảo quản khá tốt trong băng ở Taimyr. Để nghiên cứu tuổi của nó, gân của con vật được lấy bằng phương pháp xác định niên đại bằng carbon phóng xạ. Kết quả đo hàm lượng tương đối của carbon phóng xạ, hóa ra voi ma mút đã nằm trong băng Taimyr khoảng 12 nghìn năm.

Hơn mười năm trước, các nhà nhân chủng học khá bối rối khi phát hiện ra hài cốt của Người đàn ông Piltdown. Hộp sọ và hàm được tìm thấy có một số đặc điểm làm bùng nổ những ý tưởng đã có về quá trình tiến hóa của loài người. Khi sử dụng phương pháp carbon phóng xạ, tuổi tuyệt đối của những phát hiện này được xác định và hóa ra chỉ khoảng 500 năm, rõ ràng là có một trò lừa bịp hoặc nếu bạn muốn, một trò đùa.

Hang Shanidar được phát hiện ở miền Bắc Iraq và là nơi sinh sống của con người trong khoảng 100.000 năm. Việc khai quật hang động này được Ralph Solecki mô tả.

Khám phá từng lớp một trong hang động này, các nhà khoa học đã phân tích các đồ vật được tìm thấy và xác định độ tuổi tuyệt đối của những đồ vật được tìm thấy. Ở tầng trên, người ta phát hiện dấu tích của lò sưởi công cộng, cối đá và hài cốt của vật nuôi. Lớp này bao gồm thời gian từ thời hiện đại đến thời kỳ đồ đá nào đó, và theo đồng hồ carbon phóng xạ, hóa ra phần dưới của nó cách chúng ta 7000 năm.

Ở lớp thứ hai, người ta tìm thấy những mũi giáo được mài giũa kỹ lưỡng, dùi xương để khâu vá, những mảnh than chì có khắc hoa văn và hàng đống vỏ ốc. Tuổi của đáy lớp này được xác định bằng phương pháp cacbon phóng xạ là 12.000 năm. Đây là thời kỳ đồ đá giữa. Những phát hiện này giúp xác định cách con người thời đó sống, săn bắn, họ ăn gì và nghệ thuật của họ như thế nào.

Lớp thứ ba, cũng được xác định niên đại bằng đồng hồ cacbon phóng xạ, chiếm khoảng thời gian từ 29 đến 34 nghìn năm. Đây là thời kỳ đồ đá cổ. Nhiều công cụ đá lửa khác nhau đã được tìm thấy trong lớp này.

Ở tầng thấp nhất, lớp thứ tư của hang động, kéo dài đến độ sâu từ 5 đến 14 m, xuống tới nền đá, các nhà khoa học tìm thấy hài cốt của người Neanderthal đã tuyệt chủng từ lâu và các công cụ nguyên thủy của họ. Tuổi của đáy lớp này không được xác định bằng phương pháp xác định niên đại bằng cacbon phóng xạ. Vì nhiều lý do, các nhà khoa học đã tính toán rằng đó là khoảng 100.000 năm.

Những ví dụ này (và số lượng có thể tăng lên đáng kể) cho thấy đồng hồ carbon phóng xạ hoạt động ở đâu và như thế nào cũng như việc tăng giới hạn độ tuổi trên của chúng thú vị và quan trọng như thế nào.

Hiện nay, phương pháp cacbon phóng xạ để xác định tuổi tuyệt đối đã được sử dụng rộng rãi trong nhiều nghiên cứu khảo cổ và địa chất khác nhau và là phương pháp tham khảo để xây dựng thang thời gian tương ứng.

Đóng gói: Sách ChGK. 2000. Trăm câu hỏi đầu tiên Tour: Tour 1. Câu hỏi 1.1: Trong những thế kỷ đầu tiên của sự tồn tại của Cơ đốc giáo, cái gọi là dị giáo quân chủ, mà những người theo chủ nghĩa phủ nhận Chúa Ba Ngôi, đã trở nên phổ biến. Nhà triết học Tertullian trong các bài viết của mình đã bác bỏ những tuyên bố của những người theo chủ nghĩa quân chủ, và do hoạt động của ông, vào thế kỷ thứ 3 ở phía tây của Đế chế La Mã, ảnh hưởng của những người theo chủ nghĩa quân chủ đã giảm xuống không còn gì. Tại sao Tertullian không thể gây ảnh hưởng một cách hiệu quả đến các khu vực phía đông của đế chế? Trả lời: Ông viết bằng tiếng Latinh, nhưng trong những lĩnh vực này họ nói và viết chủ yếu bằng tiếng Hy Lạp. Câu hỏi 1.2: Đối tượng gây ra sự việc khó chịu này vào năm 1443 nằm ở nhà thờ Thánh Nicholas ở Peski ở Mátxcơva. Sau đó sự kiện này đã được lặp đi lặp lại nhiều lần. Chúng ta đang nói về sự kiện gì? Trả lời: Hỏa hoạn (Moscow bị thiêu rụi từ một ngọn nến bằng đồng xu). Câu 1.3: Đức Thượng phụ Matxcơva có tên chính thức là Đức Thượng phụ của Matxcova và Toàn Rus', còn Đức Thượng phụ của Alexandria được gọi là: Thượng phụ của Alexandria và Tất cả... Hoàn thành danh hiệu. Trả lời: Châu Phi. Câu 1.4: Trong tiếng Hy Lạp cổ, đám đông là “ochlos”. Và theo một phiên bản, người Hy Lạp cổ đại gọi cá nhân đại diện của đám đông này là gì? Trả lời: Okhlomon. Câu 1.5: Trước đây, những tác phẩm thuộc một thể loại đại chúng, thường được đăng trên báo chí, đều bị bỏ qua. Trong các tác phẩm hiện đại về chủ đề này, Ceres, Pallas, Juno và Vesta đôi khi được tính đến. Nhưng khó có khả năng tất cả mọi người sẽ được tính đến, bởi vì có hơn 2000 bài luận trong số đó nói về điều gì? Trả lời: Đây là những lá số tử vi. Một số trường phái chiêm tinh hiện đại có tính đến “ảnh hưởng” của các tiểu hành tinh lớn. Trả lời. Bươm bướm. 1.10 Ở La Mã cổ đại, cái được gọi là “tetrippa” ở Hy Lạp cổ đại là gì? Họ được cho biết tên của một người nổi tiếng sống cách đây vài thế kỷ và hỏi ông ta là ai? Câu trả lời phổ biến nhất là “Tôi không biết”; câu trả lời phổ biến thứ hai là “Cha của Irina Allegrova”. Người đàn ông này thực sự là ai và tên anh ta là gì? Trả lời. "Một con chim trong tay có giá trị bằng hai con chim trong bụi rậm". 1.35 Kể tên đồng tác giả nổi tiếng của một Ganyan nào đó, người mà vào năm 1943, ông đã cùng phát minh ra một thiết bị tự động để nghiên cứu một trong bốn nguyên tố. Phát minh của Pascal và Leibniz được đặt tên gì? Bạn đã nhìn thấy đứa con tinh thần của họ hơn một lần. Tuy nhiên, trong lịch sử thực tế, tên của họ vẫn được giữ nguyên, mặc dù theo một số giả định, cả hai cái tên này đều do cùng một người đặt ra. Đặt tên cho họ. Cha của Nikita Antufiev có tên gì nếu kể từ năm 1702 cả gia đình đều lấy họ này từ ông? 1.90 Người Anh nói: “Chỉ có người dũng cảm mới xứng đáng với vẻ đẹp.” Chúng ta đang nói gì vậy?

Thuốc hạ sốt cho trẻ em được bác sĩ nhi khoa kê toa. Nhưng có những tình huống khẩn cấp kèm theo sốt khi trẻ cần được cho uống thuốc ngay. Khi đó cha mẹ phải chịu trách nhiệm và sử dụng thuốc hạ sốt.

Những gì được phép cho trẻ sơ sinh? Làm thế nào bạn có thể hạ nhiệt độ ở trẻ lớn hơn? Thuốc nào an toàn nhất? ngày trái đất

- đây là thời gian Trái đất quay quanh trục của nó và chu kỳ ngày đêm thay đổi. Cuộc sống của chúng ta tuân theo chu kỳ này. Buổi sáng chúng ta đi làm, buổi tối chúng ta đi ngủ. Các quá trình sinh lý tuần hoàn tương ứng trong cơ thể sống được gọi là

Ví dụ, con người có nhiệt độ cơ thể tối thiểu vào sáng sớm và tối đa vào buổi tối. Trong trường hợp nhiễm trùng có mủ nặng, chênh lệch nhiệt độ vào buổi sáng và buổi tối lên tới 3-4 độ C. Một ngày sẽ kéo dài bao nhiêu giờ đối với một người sống “ngoài thời gian”, tức là không có khả năng xác định thời gian trong ngày bằng các dấu hiệu bên ngoài? Những thí nghiệm kéo dài hàng tháng này, bao gồm cả trên chính anh ta, được mô tả bởi người Pháp hang động (từ tiếng Hy Lạp spelaion - hang động) trong cuốn sách của ông “ TRONG vực thẳm của trái đất ", được xuất bản

ở Mátxcơva năm 1982

Tại sao điều này lại cần thiết? Không chỉ vì mục đích khoa học “trần trụi”. Vào những năm 1960, hoạt động khám phá không gian đang được tiến hành tích cực, các chuyến thám hiểm dài hạn tới các hành tinh khác đã được lên kế hoạch và NASA quan tâm đến các thí nghiệm dài hạn về ảnh hưởng của sự cô lập đối với sinh kế của con người. Bộ quân sự Pháp thậm chí còn quan tâm đến kết quả thí nghiệm. Tìm hiểu lý do tại sao bạn quan tâm dưới đây. KHÔNG. Nếu bạn có thể không giao tiếp với bất kỳ ai trong 2-3 ngày mà không cảm thấy thiếu giao tiếp thì bạn có thể làm được. Trong thời gian rảnh rỗi, các nhà khảo cổ học đọc sách (tất cả đều có ánh sáng nhân tạo), thực hiện các sở thích (vẽ, chụp ảnh) và khám phá hang động của họ. Nhưng mỗi ngày họ có cả một danh sách các nhiệm vụ bắt buộc nhàm chán: gọi “dậy” về từng sự kiện (thức dậy, ăn uống, chức năng sinh lý, đi ngủ), một loạt các bài kiểm tra tâm sinh lý khó chịu về sự điềm tĩnh, hiệu quả, tốc độ phản ứng, v.v. Ngoài ra, trong một số thí nghiệm tôi phải liên tục đeo cảm biến xét nghiệm nước tiểu và phân

nhật ký

1) vào năm 1964-1965 Antoine Senni(4 tháng, nam 35 tuổi) và (3 tháng, nữ 25 tuổi). Vào thời đó, thời gian ở trong hang động một mình như vậy là một kỷ lục không thể đạt được, đặc biệt là đối với phụ nữ.

Antoine Senny (Tony):

nhịp điệu hai ngày

Vào ngày thứ 61 của thí nghiệm đặc biệt này, Tony khiến chúng tôi vô cùng lo lắng: anh ấy đã ngủ suốt 33 giờ. Tôi đã lo sợ cho tính mạng của anh ấy và đang chuẩn bị đi xuống chỗ anh ấy thì đột nhiên điện thoại reo: Tony chúc tôi ngủ ngon!

Bộ Chiến tranh Pháp

Josie ăn mừng Chu kỳ 48 giờ nhưng không đều. Đôi khi cô ngủ quên vì quên gọi điện thông báo trước khiến dữ liệu được phân tích bị nhầm lẫn.
trước và sau khi rời hang kinh nguyệt bắt đầu thường xuyên cứ sau 29 ngày. Trong hang động, nhịp sinh học hóa ra lại khác. Kỳ kinh “hang động” đầu tiên chủ quan bắt đầu vào ngày thứ 27 (trên thực tế - vào ngày 33). Từ cuốn nhật ký, rõ ràng Josie đã nghĩ về tính đúng đắn của những cuộc hẹn hò của mình.

kỳ kinh nguyệt thứ hai chủ quan bắt đầu sau 12 ngày (trên thực tế - sau 25 ngày). Đối với Josie đó là một điều hoàn toàn bất ngờ. Sau một ngày suy nghĩ, cô đã thay đổi ngày trong nhật ký, nhảy tới 22 ngày. Cuộc hẹn mới của cô chỉ chậm hơn cuộc hẹn thật 4 ngày.
kỳ kinh thứ ba (cuối cùng trong hang) chủ quan bắt đầu 9 ngày sau lần thứ hai (trên thực tế - 24 ngày). Khoảng thời gian ngắn ngủi giữa các kỳ kinh như vậy khiến cô hoàn toàn choáng váng. Kết quả là cô lại thay đổi ngày trong nhật ký (+13 ngày), chỉ chậm hơn ngày thật 6 ngày. Những trích dẫn của cô ấy trong cuốn nhật ký có thể được đọc trong chương 4 “Speleonauts” (một liên kết đến trang web sẽ có sau tất cả các thí nghiệm).

2) vào năm 1966 Jean-Pierre Merete- “phòng thí nghiệm của con người” (6 tháng).
Tình nguyện viên này có lẽ đã có khoảng thời gian khó khăn nhất. Anh ấy hầu như luôn sống với các cảm biến ghi lại hoạt động điện của não, chuyển động của mắt, trương lực cơ, nhịp tim và nhịp thở, nhiệt độ cơ thể và da. Các điện cực kích thích da đến mức chảy máu, nhưng mỗi lần Merete đều được thuyết phục “hãy kiên nhẫn thêm một chút” vì mục đích khoa học, và lần nào anh cũng đồng ý.

25 giờ 48 giờ

3) vào năm 1968-1969- tự nguyện bỏ tù Philip Anh Và Jacques Chabert(mỗi lần 4,5 tháng).

với ngày 48 giờ(500 W).

Philip Anh:

Jacques Chabert:

28 giờ

Philip là một người thám hiểm hang động nhạy bén. Anh ta khám phá hang động của mình và để lại những dòng này trong nhật ký của mình: “Đào, phát quang, đẽo bậc thang, tôi thường xuyên kiệt sức, làm việc 4-5 tiếng không nghỉ." Tuy nhiên, theo tính toán bề ngoài sau này, anh ấy đã làm việc hơn 20 giờ!

4) vào năm 1972- (6 tháng).

24 giờ 31 phút

ngủ 9,5 tiếng ngủ 7,5 tiếng với 28 giờ tỉnh táo.

nhiệt độ cơ thể trực tràng tối thiểu lúc 2 giờ sáng(1,5 giờ sau khi ngủ). Trong hang động, nhiệt độ tối thiểu mỗi lần xảy ra khoảng 1 giờ sau - vào các lúc 3, 4 và 5 giờ sáng, v.v., để sau 2 tuần “hết giờ” giá trị tối thiểu xuất hiện trên đường cong ở mức 3 giờ chiều. Và điều này đã được lặp lại nhiều lần trong quá trình thí nghiệm.

ngày không hề ngắn lại

Leonardo da Vinci .

Melatonin

melatonin ngủ quên. Melatonin được sản xuất đầu xương (thân tùng)

Hầu hết melatonin được hình thành trong bóng tối; ánh sáng quá mức sẽ gây bất lợi cho nó. Vào ban đêm, 70% lượng melatonin hàng ngày được hình thành.

có chế phẩm melatonin cho đường uống. Được bán ở Belarus MELAXEN Và VITA-MELATONIN. Họ được bổ nhiệm khi mất đồng bộ(gián đoạn nhịp sinh học bình thường, chẳng hạn như khi bay giữa các múi giờ khác nhau), rối loạn giấc ngủ, trầm cảm. Thuốc không phải là rẻ nhất, nhưng về nguyên tắc, giá cả phải chăng.

(Phần cuối của bài viết về ảnh hưởng của chu kỳ mặt trăng đối với thợ mỏ và thí nghiệm Montauk cuối cùng đã bị xóa vào ngày 30/01/2016 theo yêu cầu của độc giả vì cho là giả khoa học)

http://www.happydoctor.ru/info/977

Những gì được phép cho trẻ sơ sinh? Làm thế nào bạn có thể hạ nhiệt độ ở trẻ lớn hơn? Thuốc nào an toàn nhất?- đây là thời gian Trái đất quay quanh trục của nó và chu kỳ ngày đêm thay đổi. Cuộc sống của chúng ta tuân theo chu kỳ này. Buổi sáng chúng ta đi làm, buổi tối chúng ta đi ngủ. Các quá trình sinh lý tuần hoàn tương ứng trong cơ thể sống được gọi là nhịp sinh học (nhịp sinh học). Ví dụ, con người có nhiệt độ cơ thể tối thiểu vào sáng sớm và tối đa vào buổi tối. Trong trường hợp nhiễm trùng có mủ nặng, chênh lệch nhiệt độ vào buổi sáng và buổi tối lên tới 3-4 độ C.

Đối với tôi, có vẻ như hầu hết người dân thành thị Nhịp sinh học 24 giờ bị áp đặt và ép buộc, bằng chứng là việc sử dụng đồng hồ báo thức thường xuyên. Tuy nhiên, bạn có thể rèn luyện bản thân đi ngủ và thức dậy vào cùng một thời điểm trong ngày. Nếu ngày của chúng ta kéo dài ra (ví dụ như sự thay đổi mùa thu của kim đồng hồ), thì sẽ dễ chịu đựng hơn so với việc nó rút ngắn lại vào mùa xuân, khi chúng ta phải dậy sớm hơn một giờ.

Một ngày sẽ kéo dài bao nhiêu giờ đối với một người sống “ngoài thời gian”, tức là không có khả năng xác định thời gian trong ngày bằng các dấu hiệu bên ngoài? Những thí nghiệm kéo dài hàng tháng này, bao gồm cả trên chính anh ta, được mô tả bởi nhà nghiên cứu ngữ âm người Pháp(từ tiếng Hy Lạp spelaion - hang động) Michelle Cifr trong cuốn sách của ông “ (từ tiếng Hy Lạp spelaion - hang động) trong cuốn sách của ông ““, được xuất bản ", được xuất bản. Tất nhiên, tài liệu dưới đây không thể được coi là một tổng quan đầy đủ về kinh nghiệm tích lũy trên thế giới về nhịp sinh học; nó chỉ là thông tin thú vị để suy ngẫm.

Các thí nghiệm được mô tả trong cuốn sách được thực hiện từ 1964 đến 1972 trong hang sâuở biên giới Ý và Pháp, cũng như ở Hoa Kỳ. Các hang động rất thuận tiện cho việc điều kiện khí hậu không đổi: sự im lặng, hoàn toàn không có gió và ánh sáng mặt trời, nhiệt độ và độ ẩm không đổi. Những người tình nguyện khám phá hang động có kinh nghiệm đã tham gia vào các thí nghiệm. Hang động là một môi trường tự nhiên hơn, đầy rẫy những nguy hiểm (vách núi, lạnh giá, ẩm ướt, bóng tối, côn trùng quý hiếm và thậm chí cả chuột) so với một hầm trú ẩn được xây dựng đặc biệt.

Sống trong hang nhiều tháng có dễ không? KHÔNG. Nếu bạn có thể không giao tiếp với bất kỳ ai trong 2-3 ngày mà không cảm thấy thiếu giao tiếp thì bạn có thể làm được. Trong thời gian rảnh rỗi, các nhà khảo cổ học đọc sách (tất cả đều có ánh sáng nhân tạo), thực hiện các sở thích (vẽ, chụp ảnh) và khám phá hang động của họ. Nhưng mỗi ngày họ có cả một danh sách các nhiệm vụ bắt buộc nhàm chán: gọi “bật” về từng sự kiện (thức dậy, ăn uống, chức năng sinh lý, đi ngủ), một loạt bài kiểm tra tâm sinh lý khó chịu về sự điềm tĩnh, hiệu quả, tốc độ phản ứng, v.v. Ngoài ra, trong một số thí nghiệm tôi phải liên tục đeo KHÔNG. Nếu bạn có thể không giao tiếp với bất kỳ ai trong 2-3 ngày mà không cảm thấy thiếu giao tiếp thì bạn có thể làm được. Trong thời gian rảnh rỗi, các nhà khảo cổ học đọc sách (tất cả đều có ánh sáng nhân tạo), thực hiện các sở thích (vẽ, chụp ảnh) và khám phá hang động của họ. Nhưng mỗi ngày họ có cả một danh sách các nhiệm vụ bắt buộc nhàm chán: gọi “dậy” về từng sự kiện (thức dậy, ăn uống, chức năng sinh lý, đi ngủ), một loạt các bài kiểm tra tâm sinh lý khó chịu về sự điềm tĩnh, hiệu quả, tốc độ phản ứng, v.v. Ngoài ra, trong một số thí nghiệm tôi phải liên tục đeo, vào thời đó không phải lúc nào cũng có thể di chuyển được nên các tình nguyện viên ở trong hang, giống như những con chó bị xích cách đó vài mét. Và các điện cực cảm biến gây kích ứng da. Hàng ngày chúng tôi phải thu thập và gửi lên lầu cảm biến. Ngay cả thành phần của râu được cạo khỏi mặt cũng được phân tích. Các nhà nghiên cứu hang động dẫn vào hang động xét nghiệm nước tiểu và phân, nơi họ ghi lại ngày tháng chủ quan và cảm xúc của mình. Chỉ những người đứng đầu đội hộ tống mới biết ngày thực sự. Không phải lúc nào cũng có đủ tiền cho những thử nghiệm dài hạn này nhưng tất cả những người tham gia đều rất kiên trì, bất chấp khó khăn. Do thiếu tiền mua thức ăn trong một cuộc thí nghiệm ở Mỹ, nhóm hộ tống thậm chí còn bắt và ăn thịt rắn đuôi chuông.

Tóm tắt kết quả thí nghiệm “hết thời gian”

1) vào năm 1964-1965 các thí nghiệm riêng lẻ song song đã diễn ra Antoine Senni(4 tháng, nam 35 tuổi) và Josie Lores(3 tháng, nữ 25 tuổi). Vào thời đó, thời gian ở trong hang động một mình như vậy là một kỷ lục không thể đạt được, đặc biệt là đối với phụ nữ.

Antoine Senny (Tony):

Khi Tony đếm to đến 120 để chủ quan đo khoảng thời gian là 2 phút thì thực tế đã trôi qua từ 3 đến 4 phút.

Ngay từ tháng đầu tiên của cuộc thử nghiệm, người ta đã phát hiện ra sự xáo trộn trong nhịp thức và giấc ngủ ở Antoine Senni. Một ngày của anh ấy đôi khi kéo dài 30 tiếng liền và thời gian ngủ của anh ấy có khi vượt quá 20 tiếng. Điều này đã gây ra mối lo ngại.

Anh ấy đặc biệt làm chúng tôi ngạc nhiên khi, trong vòng 22 ngày độ dài một ngày của anh ấy dao động từ 42 đến 50 giờ (trung bình 48 giờ), với thời gian hoạt động liên tục cực kỳ dài - từ 25 đến 45 giờ (trung bình 34 giờ) và thời gian ngủ từ 7 đến 20 giờ. Chúng tôi phát hiện ra một hiện tượng mà chúng tôi đặt tên vào năm 1966 nhịp điệu hai ngày, tức là kéo dài khoảng 48 giờ.

Vào ngày thứ 61 của thí nghiệm đặc biệt này, Tony khiến chúng tôi vô cùng lo lắng: anh ấy đã ngủ suốt 33 giờ. Tôi đã lo sợ cho tính mạng của anh ấy và đang chuẩn bị đi xuống chỗ anh ấy thì đột nhiên điện thoại reo: Tony chúc tôi ngủ ngon!

Vì vậy, thời gian trung bình Giấc ngủ của Tony theo nhịp 48 giờ là 12 giờ. Chu kỳ hàng ngày của anh ấy bao gồm 36 giờ thức và 12 giờ ngủ, nhưng mô hình này đã bị vi phạm nhiều lần: Senny có thể ngủ 30 giờ và sau đó chỉ còn 18 giờ cho thời gian hoạt động. Vì vậy, năm 1965 Bộ Chiến tranh Pháp quyết định nghiên cứu chi tiết hơn về bản chất của giấc mơ này, điều này làm tăng đáng kể hiệu suất của một người và mang lại cho cơ thể những cơ hội lớn để phục hồi. Những thí nghiệm như vậy được thực hiện vào năm 1968-1969 (xem thêm ở trang này xem thí nghiệm số 3).

Josie Lores:

2) vào năm 1966 một thí nghiệm kỷ lục đã diễn ra Jean-Pierre Merete- “phòng thí nghiệm của con người” (6 tháng).

Tình nguyện viên này có lẽ đã có khoảng thời gian khó khăn nhất. Anh ấy hầu như luôn sống với các cảm biến ghi lại hoạt động điện của não, chuyển động của mắt, trương lực cơ, nhịp tim và nhịp thở, nhiệt độ cơ thể và da. Các điện cực kích thích da đến mức chảy máu, nhưng mỗi lần Merete đều được thuyết phục “hãy kiên nhẫn thêm một chút” vì mục đích khoa học, và lần nào anh cũng đồng ý.

Merete thức dậy và đi ngủ mỗi ngày muộn hơn hai đến ba giờ so với ngày hôm trước. Trong nghiên cứu này, sử dụng điện não đồ ghi lại trong khi ngủ, sự hiện diện của đối tượng có nhịp sinh học 48 giờ.

Trong 10 ngày đầu tiên sống trong hang động, nhịp sinh học của Merete xấp xỉ 25 giờ(15 tiếng thức + 10 tiếng ngủ), gần như tương ứng với nhịp điệu bình thường. Sau đó, trong tháng tiếp theo, cơ thể anh tuân theo một nhịp điệu kéo dài khoảng 48 giờ(34 giờ thức và 14 giờ ngủ).

Những tháng tiếp theo lại gây ngạc nhiên: Nhịp điệu của Merete trở nên không nhất quán và dao động từ 18 đến 35 giờ, với thời gian hoạt động từ 12 đến 20 giờ và ngủ từ 7 đến 15 giờ. Có khi anh ấy còn ngủ tới 17 tiếng!

Nhịp điệu không đều này (các chu kỳ không nghỉ đã được ghi nhận kéo dài khoảng 50 giờ với thời gian trung bình là 25 giờ) tiếp tục thu hút sự quan tâm của các chuyên gia. Đây chắc chắn là một trong những kết quả quan trọng nhất trong thí nghiệm của Jean-Pierre Méreté.

3) vào năm 1968-1969- tự nguyện bỏ tù Philip Anh Và Jacques Chabert(mỗi lần 4,5 tháng).

Tình nguyện viên đầu tiên (Philip Englander, 30 tuổi) được cho là sống được 2 tháng với ngày 48 giờ, và người thứ hai (Shaber, 28 tuổi) được cho là sống được 3 tháng với ngọn đèn điện sáng liên tục(500 W).

Philip Anh:

Nhịp điệu 24 giờ thông thường của Philip Englander, 2 tuần sau khi bắt đầu thí nghiệm, được thay thế độc lập bằng nhịp điệu 48 giờ, kéo dài 12 ngày. Sau đó, theo một kế hoạch được các chuyên gia quân sự Pháp cùng soạn thảo, một nỗ lực đã được thực hiện để củng cố chu kỳ 48 giờ tự phát này thêm 2 tháng nữa và đạt được điều này với sự trợ giúp của một ngọn đèn sáng 500 W, sẽ đốt cháy chiếc lều trong suốt của anh ta. trong 34 giờ tất cả các ngày. Tất nhiên, Phillip không biết mỗi lần ngọn đèn này sẽ cháy được bao lâu.

Nỗ lực đã thành công. Lần đầu tiên con người sống trong một thế giới nơi ngày được nhân đôi: 36 giờ thức và chỉ ngủ 12 giờ, không bị quấy rầy. Philip, như được thể hiện qua nhiều điện não đồ về giấc ngủ của anh ấy, đã thích nghi một cách hoàn hảo với chế độ này.

Cuối cùng, Philip đã có cơ hội sống theo ý mình, giống như trong giai đoạn đầu của cuộc thử nghiệm. Một điều gì đó đáng ngạc nhiên đã xảy ra với các nhà nghiên cứu. Philip, thay vì quay trở lại nhịp sinh học 24 giờ, tiếp tục duy trì nhịp điệu 48 giờ mà không cần nỗ lực chút nào sự tỉnh táo và giấc ngủ. Vì vậy, khi họ thông báo với anh rằng đã là ngày 4 tháng Giêng, anh đã kêu lên:

Ồ! Tôi đã bỏ lỡ năm mới! Tôi tưởng bây giờ mới là đầu tháng 11!

Jacques Chabert:

Jacques, trái ngược với Phillippe, giữ lại một tài khoản sinh học về thời gian gần với ngày thực: khoảng thời gian trung bình giữa các lần thức tỉnh của anh ấy 28 giờ. Bật đèn sáng lên làm Jacques hài lòng; giấc ngủ của anh ấy không hề bị quấy rầy. Chỉ trong tháng thứ ba hoàn toàn cô độc, một ngày của anh ấy mới có 48 giờ, kèm theo đó là hoạt động thể chất tăng lên (đặc biệt, trong thời gian này anh ấy đã tiến hành trinh sát chuyên sâu trong hang động).

Về mặt chủ quan, đối với Jacques, 105 ngày trôi qua kể từ khi anh đi xuống cho đến khi nổi lên bề mặt thay vì 130 ngày thực tế. Trước cuộc thí nghiệm, Jacques đã đọc được điều gì đó về chủ đề xác định độ dài thực sự của thời gian nên anh hiểu rõ hơn về số ngày đã trôi qua so với người hàng xóm Phillippe.

Cuối cùng, cơ thể của Jacques và Philippe đã phải nhượng bộ và tuân theo nhịp điệu 48 giờ. Nó đã mang lại một lợi thế lớn: 2 giờ thắng mỗi ngày. Nếu một người bình thường ngủ 8 giờ trong số 24 giờ, thì với nhịp điệu 48 giờ, chỉ có 12 trong số 48 giờ là đủ để ngủ.

Philip là một người thám hiểm hang động nhạy bén. Ông khám phá hang động của mình và để lại trong nhật ký những dòng sau: “Đào, dọn, đẽo bậc thang, tôi thường xuyên kiệt sức, làm việc liên tục 4-5 tiếng đồng hồ không nghỉ”. Tuy nhiên, theo tính toán bề ngoài sau này, anh ấy đã làm việc hơn 20 giờ!

Các thí nghiệm của Schaber và Englander được phân tích rất lâu. Họ cho phép chọn người có thể sống theo nhịp điệu 48 giờ. Michel Siffre viết rằng các tiêu chí cho việc lựa chọn này đã được phát triển.

4) vào năm 1972 - Michelle Cifr(6 tháng).

Trong toàn bộ thí nghiệm kéo dài 2 tháng vào năm 1962, những ngày chủ quan của Sifra gần như bình thường và trung bình bằng nhau. 24 giờ 31 phút, khác với hàng thật nửa giờ.

Ngược lại, vào năm 1972, ngày chủ quan tăng lên đáng kể: trong 1,5 tháng đầu tiên, mỗi ngày dài hơn 2 giờ thực (26 giờ).

Sau đó, trong 2 tuần, nhịp thức và giấc ngủ không nhất quán: ngày 48 giờ xen kẽ với ngày 28 giờ (thời gian trung bình của họ là 37 giờ).

Vì vậy, vào năm 1962, Sifr cần ngủ 9,5 tiếng tỉnh táo trong 15 giờ; và vào năm 1972 anh ấy đã có đủ ngủ 7,5 tiếng với 28 giờ tỉnh táo.

Sau đó, trong vài tháng, chu kỳ gần bằng 28 giờ, sau đó nhịp điệu này lại trở thành 2 ngày, nhưng không đều đặn: ngày 48 giờ xen kẽ với ngày 28 giờ trong 2 tuần. Cuối cùng, cho đến khi kết thúc thí nghiệm, nó ổn định ở mức 28 giờ.

Michel Cifr cũng được trang bị các cảm biến, bao gồm cả việc đo nhiệt độ cơ thể trực tràng(ở trực tràng). Phân tích cho thấy trước khi xuống hang cô đã tối thiểu lúc 2 giờ sáng(1,5 giờ sau khi ngủ). Trong hang động, nhiệt độ tối thiểu mỗi lần xảy ra khoảng 1 giờ sau - vào các lúc 3, 4 và 5 giờ sáng, v.v., để sau 2 tuần “hết giờ” giá trị tối thiểu xuất hiện trên đường cong ở mức 3 giờ chiều. Và điều này đã được lặp lại nhiều lần trong quá trình thí nghiệm.

Đây là kết quả thu được trong hơn 10 năm của một nhóm nhà nghiên cứu do Michel Cifr dẫn đầu. Không có nhà nghiên cứu ngữ âm nào ngày không hề ngắn lại. Đối với tất cả mọi người, họ chỉ kéo dài. Có lẽ đây chính là lý do khiến học sinh mong muốn được đi ngủ vào buổi sáng và thức vào ban đêm?

Nói về nhịp sinh học tối ưu hàng ngày, người ta không thể không nhớ đến Leonardo da Vinci. Họ nói rằng anh ấy chỉ ngủ 1,5 giờ mỗi ngày. Bí mật về hiệu suất tuyệt vời của anh ấy là anh ấy ngủ thiếp đi trong 15 phút cứ sau 4 giờ.

Melatonin

Cơ thể con người sản xuất ra một loại hormone đặc biệt melatonin, chịu trách nhiệm thích ứng với nhịp sinh học và ngủ quên. Melatonin được sản xuất đầu xương (thân tùng) và cải thiện chất lượng giấc ngủ, giảm tần suất đau đầu, chóng mặt và cải thiện tâm trạng. Nó giúp bạn chìm vào giấc ngủ nhanh hơn, giảm số lần thức giấc vào ban đêm, cải thiện sức khỏe sau khi thức dậy vào buổi sáng và không gây cảm giác uể oải, suy nhược, mệt mỏi khi thức dậy. Làm cho giấc mơ trở nên sống động và giàu cảm xúc hơn. Giúp cơ thể thích nghi với những thay đổi nhanh chóng của múi giờ, giảm phản ứng căng thẳng và điều chỉnh các chức năng thần kinh nội tiết. Cho thấy đặc tính kích thích miễn dịch và chống oxy hóa.

Hầu hết melatonin được hình thành trong bóng tối; ánh sáng quá mức sẽ gây bất lợi cho nó. Vào ban đêm, 70% lượng melatonin hàng ngày được hình thành.

Thời gian là phạm trù triết học, khoa học và thực tiễn quan trọng nhất. Việc lựa chọn phương pháp đo thời gian đã được con người quan tâm từ xa xưa, khi cuộc sống thực tiễn bắt đầu gắn liền với các thời kỳ chuyển động của mặt trời và mặt trăng. Mặc dù thực tế là chiếc đồng hồ đầu tiên - đồng hồ mặt trời - xuất hiện cách đây ba thiên niên kỷ rưỡi trước Công nguyên, vấn đề này vẫn khá phức tạp. Thường trả lời câu hỏi đơn giản nhất liên quan đến nó, chẳng hạn như “có bao nhiêu giờ trong một ngày” không đơn giản như vậy.

Lịch sử tính toán thời gian

Sự xen kẽ giữa thời gian sáng và tối trong ngày, thời gian ngủ và thức, làm việc và nghỉ ngơi bắt đầu có nghĩa là thời gian trôi qua đối với con người ở thời nguyên thủy. Mỗi ngày mặt trời di chuyển trên bầu trời vào ban ngày, từ lúc mặt trời mọc đến lúc mặt trời lặn và mặt trăng di chuyển vào ban đêm. Điều hợp lý là khoảng thời gian giữa các pha chuyển động giống hệt nhau của các ngôi sao đã trở thành một đơn vị tính toán thời gian. Ngày và đêm dần hình thành nên ngày - khái niệm xác định sự thay đổi của ngày tháng. Trên cơ sở của họ, các đơn vị thời gian ngắn hơn đã xuất hiện - giờ, phút và giây.

Lần đầu tiên, họ bắt đầu xác định có bao nhiêu giờ trong một ngày ở thời cổ đại. Sự phát triển kiến thức về thiên văn học dẫn đến thực tế là ngày và đêm bắt đầu được chia thành các khoảng thời gian bằng nhau gắn liền với sự xuất hiện của một số chòm sao trên đường xích đạo thiên thể. Và người Hy Lạp đã áp dụng hệ thống số lục thập phân từ người Sumer cổ đại, những người coi nó là thiết thực nhất.

Tại sao lại là 60 phút và 24 giờ?

Để đếm một thứ gì đó, người cổ đại sử dụng thứ thường có trong tay - ngón tay. Đây là nơi bắt nguồn của hệ thống số thập phân được áp dụng ở hầu hết các quốc gia. Một phương pháp khác, dựa trên các đốt ngón tay của bốn ngón tay trong lòng bàn tay mở của bàn tay trái, đã đạt đến đỉnh cao ở Ai Cập và Babylon. Trong văn hóa và khoa học của người Sumer và các dân tộc khác ở Lưỡng Hà, con số 60 trở nên thiêng liêng trong nhiều trường hợp, sự hiện diện của nhiều ước số, một trong số đó là 12, khiến cho phép chia nó không có số dư.

Khái niệm toán học về số giờ trong một ngày bắt nguồn từ Hy Lạp cổ đại. Người Hy Lạp có thời chỉ tính đến số giờ ban ngày trong lịch và chia thời gian từ lúc mặt trời mọc đến lúc mặt trời lặn thành 12 khoảng thời gian bằng nhau. Sau đó, họ làm tương tự với thời gian ban đêm, dẫn đến sự phân chia ngày thành 24 phần. Các nhà khoa học Hy Lạp biết rằng độ dài của ngày thay đổi trong suốt cả năm, vì vậy trong một thời gian dài đã có giờ ngày và đêm giống nhau vào những ngày điểm phân.

Từ người Sumer, người Hy Lạp cũng áp dụng cách chia vòng tròn thành 360 độ, trên cơ sở đó xây dựng hệ tọa độ địa lý và cách chia giờ thành phút (minuta prima (tiếng Latinh) - “rút gọn phần đầu” (của giờ)) và giây (secunda divisio (tiếng Latinh)) đã được phát triển - "phân chia thứ hai" (của giờ)).

Ngày nắng

Ý nghĩa của một ngày liên quan đến sự tương tác của các thiên thể là khoảng thời gian mà Trái đất thực hiện một vòng quay hoàn toàn quanh trục quay của nó. Các nhà thiên văn học thường đưa ra một số giải thích rõ ràng. Họ phân biệt các ngày mặt trời - thời điểm bắt đầu và kết thúc của một cuộc cách mạng được tính bằng vị trí của Mặt trời tại cùng một điểm trên thiên cầu - và chia chúng thành đúng và trung bình.

Không thể nói chính xác đến từng giây có bao nhiêu giờ trong một ngày được gọi là giờ mặt trời thực sự mà không chỉ định ngày cụ thể. Trong năm, thời lượng của chúng thay đổi định kỳ gần một phút. Điều này là do quỹ đạo chuyển động không đồng đều và phức tạp của ngôi sao dọc theo thiên cầu - trục quay của hành tinh có độ nghiêng khoảng 23 độ so với mặt phẳng xích đạo thiên cầu.

Có thể nói ít nhiều chính xác có bao nhiêu giờ và phút trong một ngày mà các chuyên gia gọi là năng lượng mặt trời trung bình. Đây là những khoảng thời gian lịch thông thường được sử dụng trong cuộc sống hàng ngày để xác định một ngày cụ thể. Người ta tin rằng thời lượng của chúng là không đổi, chính xác là 24 giờ, hay 1440 phút, hay 86.400 giây. Nhưng tuyên bố này là có điều kiện. Được biết, tốc độ quay của Trái đất giảm dần (một ngày dài ra 0,0017 giây trong một trăm năm). Cường độ quay của hành tinh bị ảnh hưởng bởi các tương tác vũ trụ hấp dẫn phức tạp và các quá trình địa chất tự phát bên trong nó.

ngày thiên văn

Các yêu cầu hiện đại để tính toán trong đạn đạo không gian, điều hướng, v.v., đến nỗi câu hỏi kéo dài bao nhiêu giờ một ngày đòi hỏi một giải pháp có độ chính xác đến nano giây. Với mục đích này, các điểm tham chiếu ổn định hơn được chọn so với các thiên thể ở gần. Nếu bạn tính toán vòng quay hoàn chỉnh của quả địa cầu, lấy thời điểm ban đầu vị trí của nó so với điểm xuân phân, bạn có thể thu được độ dài của ngày, được gọi là thiên văn.

Khoa học hiện đại xác định chính xác có bao nhiêu giờ trong một ngày mang cái tên đẹp đẽ là giờ thiên văn - 23 giờ 56 phút 4 giây. Hơn nữa, trong một số trường hợp, thời lượng của chúng được chỉ định rõ hơn: số giây thực sự là 4,0905308333. Nhưng quy mô sàng lọc này cũng chưa đủ: tính không đổi của điểm tham chiếu bị ảnh hưởng bởi sự không đồng đều của chuyển động quỹ đạo của hành tinh. Để loại trừ yếu tố này, một nguồn gốc phù du đặc biệt liên quan đến các nguồn vô tuyến ngoài thiên hà sẽ được chọn.

Thời gian và lịch

Phiên bản cuối cùng để xác định có bao nhiêu giờ trong một ngày, gần giống với thời hiện đại, đã được áp dụng ở La Mã cổ đại, với sự ra đời của lịch Julian. Không giống như hệ thống tính toán thời gian của Hy Lạp cổ đại, ngày được chia thành 24 khoảng bằng nhau, bất kể thời gian trong ngày hay mùa.

Các nền văn hóa khác nhau sử dụng lịch riêng của họ, trong đó có các sự kiện cụ thể, thường có tính chất tôn giáo, làm điểm khởi đầu. Nhưng độ dài của ngày mặt trời trung bình trên khắp Trái đất là như nhau.