ثانية

ثانية
إفلات الساعة المتحكم به البندول ، والذي يصدر صوتًا في كل ثانية
معلومات عامة
نظام الوحدة	سي
وحدة من	وقت
رمز	س

الثانية (الرمز: s ) هي وحدة زمنية ، عرفت تاريخيا بأنها 1 ⁄ 86400 من اليوم - هذا العامل مشتق من تقسيم اليوم أولاً إلى 24 ساعة ، ثم إلى 60 دقيقة وأخيراً إلى 60 ثانية لكل منهما (24 × 60 × 60 = 86400).

التعريف الحالي والرسمي في النظام الدولي للوحدات (SI) هو أكثر دقة:

يتم تعريف [...] الثاني من خلال أخذ القيمة العددية الثابتة لتردد السيزيوم، Δ ν _Cs ، تردد الانتقال فائق الدقة غير المضطرب للحالة الأرضية لذرة السيزيوم 133 ، ليكون 9 192 631 770 عندما يتم التعبير عنه بوحدة هرتز ، والتي تساوي s ⁻¹ . ^[1]

تم اعتماد هذا التعريف الحالي في عام 1967 عندما أصبح من الممكن تعريف الثانية بناءً على الخصائص الأساسية للطبيعة باستخدام ساعات السيزيوم . ^[2] نظرًا لأن سرعة دوران الأرض تتغير وتتباطأ قليلاً ، تتم إضافة ثانية كبيسة على فترات غير منتظمة إلى الوقت المدني ^{[nb 1]} للحفاظ على مزامنة الساعات مع دوران الأرض.

تأتي كلمة "دقيقة" من الكلمة اللاتينية pars minuta prima ، والتي تعني "الجزء الصغير الأول" أي التقسيم الأول للساعة - والذي ينقسم إلى ستين، وتأتي كلمة "ثانية" من pars minuta secunda ، "الجزء الصغير الثاني"، والذي ينقسم مرة أخرى إلى ستين. ^[3]

غالبًا ما تحتوي الساعات التناظرية على ستين علامة توقيت على وجوهها، تمثل الثواني (والدقائق)، و"عقرب الثواني" لتحديد مرور الوقت بالثواني. غالبًا ما تحتوي الساعات الرقمية على عداد ثوانٍ مكون من رقمين.

غالبًا ما يتم دمج بادئات النظام الدولي للوحدات مع كلمة الثانية للإشارة إلى أقسام الثانية: ملي ثانية (ألف جزء من الثانية)، وميكروثانية (مليون جزء من الثانية)، ونانو ثانية (مليار جزء من الثانية)، وأحيانًا وحدات أصغر من الثانية. عادةً ما يتم حساب مضاعفات الثواني بالساعات والدقائق. على الرغم من أنه يمكن أيضًا استخدام بادئات النظام الدولي للوحدات لتشكيل مضاعفات الثانية مثل كيلو ثانية (آلاف الثواني)، إلا أن هذه الوحدات نادرًا ما تُستخدم في الممارسة العملية. إحدى التجارب اليومية مع كسور صغيرة من الثانية هي معالج دقيق بسرعة 1 جيجا هرتز له وقت دورة يبلغ 1 نانو ثانية. غالبًا ما يتم التعبير عن سرعات مصراع الكاميرا بأجزاء من الثانية، مثل 1 ⁄ 30 ثانية أو 1 ⁄ 1000 ثانية.

كانت التقسيمات الستينية لليوم من التقويم القائم على الملاحظة الفلكية موجودة منذ الألفية الثالثة قبل الميلاد، على الرغم من أنها لم تكن ثوانٍ كما نعرفها اليوم. ^[4] لم يكن من الممكن قياس التقسيمات الصغيرة للوقت في ذلك الوقت، لذلك تم اشتقاق هذه التقسيمات رياضيًا. كانت أولى أدوات ضبط الوقت التي يمكنها حساب الثواني بدقة هي ساعات البندول التي اخترعت في القرن السابع عشر. بدءًا من الخمسينيات من القرن العشرين، أصبحت الساعات الذرية أدوات ضبط وقت أفضل من دوران الأرض، وتستمر في تحديد المعيار اليوم.

الساعة الميكانيكية، التي لا تعتمد على قياس الموضع النسبي للدوران الأرضي، تحافظ على وقت موحد يسمى الوقت المتوسط ، ضمن أي دقة متأصلة فيها. وهذا يعني أن كل ثانية ودقيقة وكل قسم آخر من الوقت تحسبه الساعة لها نفس مدة أي قسم آخر متطابق من الوقت. لكن المزولة ، التي تقيس الموضع النسبي للشمس في السماء يسمى الوقت الظاهري ، لا تحافظ على وقت موحد. يختلف الوقت الذي تحتفظ به المزولة حسب وقت السنة، مما يعني أن الثواني والدقائق وكل قسم آخر من الوقت له مدة مختلفة في أوقات مختلفة من السنة. قد يختلف وقت اليوم المقاس بالوقت المتوسط ​​مقابل الوقت الظاهري بما يصل إلى 15 دقيقة، لكن يختلف اليوم الواحد عن اليوم التالي بمقدار صغير فقط؛ 15 دقيقة هي فرق تراكمي على جزء من السنة. يرجع التأثير بشكل أساسي إلى انحراف محور الأرض بالنسبة لمدارها حول الشمس.

لقد تم التعرف على الفرق بين الوقت الشمسي الظاهري والوقت المتوسط ​​من قبل علماء الفلك منذ العصور القديمة، ولكن قبل اختراع الساعات الميكانيكية الدقيقة في منتصف القرن السابع عشر، كانت الساعات الشمسية هي الساعات الموثوقة الوحيدة، وكان الوقت الشمسي الظاهري هو المعيار الوحيد المقبول بشكل عام.

عادةً ما يتم الإشارة إلى كسور الثانية بالترميز العشري، على سبيل المثال 2.01 ثانية، أو 2.01 ثانية وواحد من المائة. عادةً ما يتم التعبير عن مضاعفات الثواني بالدقائق والثواني، أو الساعات والدقائق والثواني من وقت الساعة، مفصولة بفواصل، مثل 11:23:24، أو 45:23 (قد يؤدي الترميز الأخير إلى الغموض، لأن نفس الترميز يستخدم للإشارة إلى الساعات والدقائق). نادرًا ما يكون من المنطقي التعبير عن فترات زمنية أطول مثل الساعات أو الأيام بالثواني، لأنها أرقام كبيرة بشكل محرج. بالنسبة لوحدة الثانية المترية، توجد بادئات عشرية تمثل 10 ⁻³⁰ إلى 10 ³⁰ ثانية.

بعض وحدات الزمن الشائعة بالثواني هي: الدقيقة تساوي 60 ثانية؛ والساعة تساوي 3600 ثانية؛ واليوم تساوي 86400 ثانية؛ والأسبوع تساوي 604800 ثانية؛ والسنة (باستثناء السنوات الكبيسة ) تساوي 31536000 ثانية؛ ويبلغ متوسط ​​القرن ( الغريغوري ) 3155695200 ثانية؛ مع استبعاد كل ما سبق أي ثانية كبيسة محتملة . وفي علم الفلك، تساوي السنة اليوليانية 31557600 ثانية على وجه التحديد.

بعض الأحداث الشائعة في الثواني هي: سقوط حجر على بعد حوالي 4.9 متر من السكون في ثانية واحدة؛ البندول الذي يبلغ طوله حوالي متر واحد لديه تأرجح لمدة ثانية واحدة، وبالتالي فإن ساعات البندول لها بندولات بطول متر واحد تقريبًا؛ أسرع عداء بشري يركض 10 أمتار في الثانية؛ تسافر موجة المحيط في المياه العميقة حوالي 23 مترًا في ثانية واحدة؛ يسافر الصوت حوالي 343 مترًا في ثانية واحدة في الهواء؛ يستغرق الضوء 1.3 ثانية للوصول إلى الأرض من سطح القمر، وهي مسافة 384400 كيلومتر.

الثانية هي جزء مباشر من وحدات أخرى، مثل التردد المقاس بالهرتز ( الثواني العكسية أو s ^-1 )، والسرعة بالمتر في الثانية، والتسارع بالمتر في الثانية المربعة. وحدة النظام المتري بيكريل ، وهي مقياس للتحلل الإشعاعي، تقاس بالثواني العكسية وتشارك قوى أعلى من الثانية في مشتقات التسارع مثل الهزة . على الرغم من أن العديد من وحدات المشتقات للأشياء اليومية يتم الإبلاغ عنها من حيث وحدات أكبر من الوقت، وليس الثواني، إلا أنها تُعرف في النهاية من حيث ثانية النظام الدولي للوحدات؛ وهذا يشمل الوقت المعبر عنه بالساعات والدقائق، وسرعة السيارة بالكيلومترات في الساعة أو الأميال في الساعة، وكيلووات في الساعة من استخدام الكهرباء، وسرعة القرص الدوار بالدوران في الدقيقة.

علاوة على ذلك، يتم تعريف معظم وحدات النظام الدولي للوحدات الأساسية الأخرى من خلال علاقتها بالثانية: يتم تعريف المتر من خلال ضبط سرعة الضوء (في الفراغ) لتكون 299792458 م/ث، بالضبط؛ تعتمد تعريفات وحدات النظام الدولي للوحدات الأساسية الكيلوجرام والأمبير والكلفن والشمعة أيضًا على الثانية . الوحدة الأساسية الوحيدة التي لا يعتمد تعريفها على الثانية هي المول ، واثنتان فقط من الوحدات المشتقة المسماة البالغ عددها 22 وحدة، الراديان والستراديان ، لا تعتمدان على الثانية أيضًا.

تضبط مجموعة من الساعات الذرية في مختلف أنحاء العالم الوقت بالإجماع: حيث "تصوت" الساعات على الوقت الصحيح، ويتم توجيه جميع الساعات التي تصوت للموافقة على الإجماع، والذي يسمى التوقيت الذري الدولي (TAI). ويسجل التوقيت الذري الدولي "دقات" الثواني الذرية. ^{[5] : 207–218}

يتم تعريف الوقت المدني بحيث يتفق مع دوران الأرض. المعيار الدولي لضبط الوقت هو التوقيت العالمي المنسق (UTC). هذا المقياس الزمني "يدق" نفس الثواني الذرية مثل TAI، لكنه يضيف أو يحذف الثواني الكبيسة حسب الضرورة لتصحيح الاختلافات في معدل دوران الأرض. ^{[5] : 16–17، 207}

مقياس الوقت الذي لا تساوي فيه الثواني بالضبط الثواني الذرية هو UT1، وهو شكل من أشكال التوقيت العالمي . يتم تعريف UT1 من خلال دوران الأرض بالنسبة للشمس، ولا يحتوي على أي ثوانٍ كبيسة. ^{[5] : 68، 232} يختلف UT1 دائمًا عن UTC بأقل من ثانية.

على الرغم من أنها ليست جزءًا من أي معيار لقياس الوقت حتى الآن، إلا أن الساعات الشبكية الضوئية ذات الترددات في طيف الضوء المرئي موجودة الآن وهي أكثر أجهزة قياس الوقت دقة على الإطلاق. سجلت ساعة سترونشيوم بتردد 430  تيراهرتز ، في النطاق الأحمر للضوء المرئي، خلال العقد الأول من القرن الحادي والعشرين الرقم القياسي للدقة: حيث تكتسب أو تفقد أقل من ثانية في 15 مليار سنة، وهو أطول من العمر المقدر للكون. يمكن لمثل هذه الساعة قياس التغير في ارتفاعها بما لا يقل عن 2 سم عن طريق التغير في معدلها بسبب تمدد الوقت الجاذبي . ^[6]

لم تكن هناك سوى ثلاثة تعريفات للثانية: باعتبارها جزءًا من اليوم، أو جزءًا من سنة محددة، أو تردد الميكروويف لساعة السيزيوم الذرية، وقد أدرك كل منها تقسيمًا ستينيًا لليوم من التقويمات الفلكية القديمة.

لقد أنشأت الحضارات في الفترة الكلاسيكية وما قبلها تقسيمات للتقويم وكذلك الأقواس باستخدام نظام العد الستيني، لذلك في ذلك الوقت كان اليوم الثاني عبارة عن تقسيم ستيني لليوم (الثاني القديم  = ⁠ يوم/60×60⁠ )، ليس من الساعة مثل الثانية الحديثة (= ⁠ ساعة/60×60كانت الساعات الشمسية والساعات المائية من بين أقدم أجهزة قياس الوقت، وكانت وحدات الوقت تُقاس بدرجات القوس. كما استُخدمت وحدات زمنية مفاهيمية أصغر من تلك التي يمكن تحقيقها على الساعات الشمسية.

هناك إشارات إلى "الثاني" كجزء من الشهر القمري في كتابات الفلاسفة الطبيعيين في العصور الوسطى، والتي كانت عبارة عن أقسام فرعية رياضية لا يمكن قياسها ميكانيكيًا. ^{[nb 2] [nb 3]}

كانت أقدم الساعات الميكانيكية، والتي ظهرت بدءًا من القرن الرابع عشر، تحتوي على شاشات تقسم الساعة إلى نصفين، وثلثين، وأرباع، وأحيانًا حتى 12 جزءًا، ولكنها لم تكن أبدًا مقسمة إلى 60 دقيقة. في الواقع، لم تكن الساعة مقسمة بشكل شائع إلى 60 دقيقة لأنها لم تكن موحدة في مدتها. لم يكن من العملي بالنسبة لحراس الوقت مراعاة الدقائق حتى ظهرت أول ساعات ميكانيكية تعرض الدقائق قرب نهاية القرن السادس عشر. حافظت الساعات الميكانيكية على الوقت المتوسط ، على عكس الوقت الظاهري الذي تعرضه الساعات الشمسية . بحلول ذلك الوقت، كانت تقسيمات الوقت الستينية راسخة في أوروبا. ^{[nb 4]}

ظهرت أقدم الساعات التي تعرض الثواني خلال النصف الأخير من القرن السادس عشر. أصبحت الثانية قابلة للقياس بدقة مع تطور الساعات الميكانيكية. أقدم ساعة تعمل بنابض مع عقرب ثوانٍ يشير إلى الثواني هي ساعة غير موقعة تصور أورفيوس في مجموعة فريمرسدورف، يرجع تاريخها إلى ما بين 1560 و 1570. ^{[9] : 417–418  [10]} خلال الربع الثالث من القرن السادس عشر، بنى تقي الدين ساعة بها علامات كل 1/5 دقيقة. ^[11] في عام 1579، بنى جوست بورجي ساعة لوليام هيسه تشير إلى الثواني. ^{[9] : 105} في عام 1581، أعاد تايكو براهي تصميم الساعات التي كانت تعرض الدقائق فقط في مرصده بحيث تعرض أيضًا الثواني، على الرغم من أن تلك الثواني لم تكن دقيقة. في عام 1587، اشتكى تايكو من أن ساعاته الأربع لا تتفق مع بعضها البعض بمقدار أربع ثوانٍ زائد أو ناقص. ^{[9] : 104}

في عام 1656، اخترع العالم الهولندي كريستيان هويجنز أول ساعة بندولية. كان طول بندولها أقل من متر بقليل، مما يمنحها تأرجحًا لمدة ثانية واحدة، وكان بها ميزان يدق كل ثانية. كانت أول ساعة يمكنها قياس الوقت بدقة بالثواني. بحلول ثلاثينيات القرن الثامن عشر، بعد 80 عامًا، تمكنت كرونومتر جون هاريسون البحرية من قياس الوقت بدقة تصل إلى ثانية واحدة في 100 يوم.

في عام 1832، اقترح جاوس استخدام الثانية كوحدة أساسية للزمن في نظامه للوحدات المليمترية - الملليغرامية - الثانية . صرحت الجمعية البريطانية لتقدم العلوم (BAAS) في عام 1862 بأن "جميع رجال العلم متفقون على استخدام ثانية متوسط ​​الوقت الشمسي كوحدة للزمن". ^[12] اقترحت الجمعية البريطانية لتقدم العلوم رسميًا نظام CGS في عام 1874، على الرغم من استبدال هذا النظام تدريجيًا على مدار السبعين عامًا التالية بوحدات MKS . استخدم كل من نظامي CGS و MKS نفس الثانية كوحدة أساسية للزمن. تم اعتماد MKS دوليًا خلال الأربعينيات من القرن العشرين، حيث تم تعريف الثانية على أنها 1 ⁄ 86400 من متوسط ​​اليوم الشمسي.

في وقت ما في أواخر الأربعينيات من القرن العشرين، تقدمت ساعات مذبذبة من بلورات الكوارتز بتردد تشغيل يبلغ حوالي 100 كيلوهرتز لضبط الوقت بدقة أفضل من جزء واحد في 10 ⁸ على مدار فترة تشغيل تبلغ يومًا واحدًا. وأصبح من الواضح أن إجماع هذه الساعات يحافظ على الوقت بشكل أفضل من دوران الأرض. كما عرف علماء القياس أن مدار الأرض حول الشمس (عام) كان أكثر استقرارًا من دوران الأرض. وقد أدى هذا إلى اقتراحات في وقت مبكر يعود إلى عام 1950 لتعريف الثانية على أنها جزء من العام.

وُصفت حركة الأرض في جداول نيوكومب للشمس (1895)، والتي قدمت صيغة لتقدير حركة الشمس بالنسبة لعصر 1900 بناءً على الملاحظات الفلكية التي أجريت بين عامي 1750 و1892. ^[13] وقد أدى هذا إلى اعتماد مقياس زمني للتقويم الفلكي معبرًا عنه بوحدات السنة النجمية في ذلك العصر من قبل الاتحاد الفلكي الدولي في عام 1952. ^[14] يجعل هذا المقياس الزمني المستقرئ المواضع المرصودة للأجرام السماوية متوافقة مع النظريات الديناميكية النيوتونية لحركتها. ^[13] في عام 1955، اختار الاتحاد الفلكي الدولي السنة المدارية ، التي تعتبر أكثر أهمية من السنة النجمية، كوحدة للزمن. لم يتم قياس السنة المدارية في التعريف ولكن تم حسابها من صيغة تصف سنة استوائية متوسطة تتناقص خطيًا بمرور الوقت.

في عام 1956، أعيد تعريف الثانية من حيث سنة نسبة إلى تلك الحقبة . وبالتالي تم تعريف الثانية على أنها "الكسر 1 ⁄ 31,556,925.9747 من السنة الاستوائية لـ 1900 يناير 0 عند 12 ساعة من وقت التقويم الفلكي". ^[13] تم اعتماد هذا التعريف كجزء من النظام الدولي للوحدات في عام 1960. ^[15]

حتى أفضل الساعات الميكانيكية والكهربائية والكهربائية والقائمة على بلورات الكوارتز تتطور فيها تناقضات بسبب الظروف البيئية؛ والأفضل بكثير لقياس الوقت هو "الاهتزاز" الطبيعي والدقيق في الذرة النشطة. إن تردد الاهتزاز (أي الإشعاع) محدد للغاية اعتمادًا على نوع الذرة وكيفية إثارتها. ^[16] منذ عام 1967، تم تعريف الثانية على أنها بالضبط "مدة 9192631770 فترة من الإشعاع المقابلة للانتقال بين المستويين فائقي الدقة للحالة الأساسية لذرة السيزيوم 133 ". تم اختيار طول الثانية هذا ليتوافق تمامًا مع طول الثانية التقويمية المحددة مسبقًا. تستخدم الساعات الذرية مثل هذا التردد لقياس الثواني من خلال عد الدورات في الثانية عند هذا التردد. الإشعاع من هذا النوع هو أحد أكثر الظواهر الطبيعية استقرارًا وقابلية للتكرار. الجيل الحالي من الساعات الذرية دقيق في غضون ثانية واحدة في بضع مئات من ملايين السنين. منذ عام 1967، تم تطوير الساعات الذرية القائمة على ذرات غير السيزيوم 133 بدقة متزايدة بعامل 100. لذلك، تم التخطيط لتعريف جديد للثانية. ^[17]

تحدد الساعات الذرية الآن طول الثانية ومعيار الوقت للعالم. ^{[5] : 231–232}

تطور الثاني
قرارات اللجنة الدولية للمقاييس والموازين	قرار الهيئة العامة للموانئ	معلومة
أنه وفقًا لقرارات الجمعية العامة الثامنة للاتحاد الفلكي الدولي (روما، 1952)، فإن الثانية من زمن التقويم الفلكي (ET) هي الكسر ${\displaystyle {\frac {12960276813}{408986496}}\times 10^{-9}}$السنة الاستوائية لعام 1900 0 يناير عند الساعة 12 بالتوقيت الشرقي.	الثاني هو جزء السنة الاستوائية لـ 1900 يناير 0 عند 12 ساعة من التوقيت الفلكي. ${\displaystyle {\frac {1}{31556925.9747}}}$	1956 CIPM القرار رقم 9 من المؤتمر العام الحادي عشر للحزب الشيوعي الصيني لعام 1960
المعيار الذي يجب استخدامه هو الانتقال بين مستويات الدقة الفائقة F=4، M=0 وF=3، M=0 للحالة الأساسية لذرة السيزيوم 133، غير المضطربة بالحقول الخارجية، وأن تردد هذا الانتقال يتم تعيينه بالقيمة 9192631770 هرتز. ${\displaystyle ^{2}S_{1/2}}$	الثانية هي مدة 9 192 631 770 فترة من الإشعاع المقابلة للانتقال بين المستويين فائقي الدقة للحالة الأساسية لذرة السيزيوم 133	القرار رقم 13 للمؤتمر العام للصناعة والتجارة اللجنة الدولية للمقاييس والموازين 1967
يشير هذا التعريف إلى أن ذرة السيزيوم ساكنة وغير مضطربة. وبالتالي، في تحقيقها العملي، يجب تصحيح القياسات لسرعة الذرات بالنسبة لإطار مرجع الساعة، وللمجالات المغناطيسية والكهربائية بما في ذلك إشعاع الجسم الأسود المحيط، وتأثيرات تبادل الدوران والاضطرابات المحتملة الأخرى.	في اجتماعها لعام 1997، أكدت اللجنة الدولية للمقاييس الدقيقة أن: هذا التعريف يشير إلى ذرة سيزيوم ساكنة عند درجة حرارة 0 كلفن. وكان القصد من هذه المذكرة توضيح أن تعريف الثانية في النظام الدولي للوحدات يستند إلى ذرة سيزيوم غير مضطربة بإشعاع الجسم الأسود، أي في بيئة تبلغ درجة حرارتها 0 كلفن، وأن ترددات معايير التردد الأولية يجب تصحيحها بسبب التحول بسبب الإشعاع المحيط، كما ورد في اجتماع اللجنة الدولية للمقاييس الدقيقة في عام 1999.	حاشية أضيفت في الاجتماع الرابع عشر للجنة الاستشارية للوقت والتردد في عام 1999 تمت إضافة الحاشية السفلية في الاجتماع السادس والثمانين (1997) للجنة الدولية للمقاييس والجودة، كتيب CIPM GCPM 1998، الطبعة السابعة
يشير تعريف الوحدة إلى موقف مثالي يمكن الوصول إليه في التنفيذ العملي مع قدر من عدم اليقين فقط. وبهذه الروح، يجب فهم تعريف الثانية على أنه يشير إلى الذرات الخالية من أي اضطراب، في حالة سكون وفي غياب المجالات الكهربائية والمغناطيسية. إن إعادة تعريف الثاني في المستقبل قد يكون مبررا إذا كان من الممكن تحقيق هذه الظروف المثالية بسهولة أكبر من التعريف الحالي. ينبغي فهم تعريف الثانية على أنه تعريف وحدة الزمن الحقيقي: فهو ينطبق على مجال مكاني صغير يشترك في حركة ذرة السيزيوم المستخدمة لتحقيق التعريف. في مختبر صغير بما يكفي لإهمال تأثيرات عدم تجانس المجال الجاذبي عند مقارنته بعدم اليقين في تحقيق الثانية، يتم الحصول على الثانية الحقيقية بعد تطبيق التصحيح النسبي الخاص لسرعة الذرة في المختبر. من الخطأ تصحيح المجال الجاذبي المحلي.	الرمز الثاني، s، هو وحدة الزمن في النظام الدولي للوحدات. يتم تعريفه من خلال أخذ القيمة العددية الثابتة لتردد السيزيوم، Δ ν Cs ، تردد الانتقال الفائق الدقة للحالة الأرضية غير المضطربة لذرة السيزيوم 133، ليكون 9 192 631 770 عند التعبير عنه بوحدة هرتز، والتي تساوي s −1 . إن الإشارة إلى الذرة غير المضطربة تهدف إلى توضيح أن تعريف الثانية في النظام الدولي للوحدات يعتمد على ذرة سيزيوم معزولة غير مضطربة بواسطة أي مجال خارجي، مثل إشعاع الجسم الأسود المحيط. أما الوحدة الثانية، كما تم تعريفها، فهي وحدة الزمن الحقيقي بالمعنى المقصود في النظرية النسبية العامة. وللسماح بتوفير مقياس زمني منسق، يتم دمج إشارات الساعات الأولية المختلفة في مواقع مختلفة، والتي يتعين تصحيحها لتتناسب مع تحولات تردد السيزيوم النسبية (انظر القسم 2.3.6). اعتمدت اللجنة الدولية للمقاييس والفيزياء (CIPM) العديد من التمثيلات الثانوية للثانية، استنادًا إلى عدد محدد من الخطوط الطيفية للذرات أو الأيونات أو الجزيئات. يمكن تحديد الترددات غير المضطربة لهذه الخطوط بدرجة عدم يقين نسبية لا تقل عن درجة عدم اليقين في تحقيق الثانية استنادًا إلى تردد الانتقال فائق الدقة 133 Cs، ولكن يمكن إعادة إنتاج بعضها بثبات فائق.	التعريف الحالي تم إقراره في عام 2018 وأصبح ساري المفعول بعد موافقة الدورة السادسة والعشرين للمجلس الحكومي الدولي للصناعات على إعادة التعريف في 20 مايو 2019. كتيب SI 9

في عام 2022، سيتم تحقيق أفضل إنجاز للثانية باستخدام ساعات السيزيوم القياسية الأولية مثل IT-CsF2، وNIST-F2، وNPL-CsF2، وPTB-CSF2، وSU–CsFO2، أو SYRTE-FO2. تعمل هذه الساعات عن طريق تبريد سحابة من ذرات السيزيوم بالليزر إلى ميكروكلفن في مصيدة مغناطيسية بصرية. ثم يتم إطلاق هذه الذرات الباردة عموديًا بواسطة ضوء الليزر. ثم تخضع الذرات لإثارة رامزي في تجويف ميكروويف. ثم يتم الكشف عن جزء الذرات المثارة بواسطة أشعة الليزر. تحتوي هذه الساعات على5 × 10 ⁻¹⁶ عدم يقين منهجي، وهو ما يعادل 50 بيكو ثانية في اليوم. يساهم نظام من عدة نوافير في جميع أنحاء العالم في التوقيت الذري الدولي. تدعم ساعات السيزيوم هذه أيضًا قياسات التردد الضوئي.

تعتمد الساعات الضوئية على التحولات الضوئية المحظورة في الأيونات أو الذرات. ولديها ترددات حول10 ¹⁵  هرتز ، مع عرض خط طبيعي يبلغ عادةً 1 هرتز، لذا فإن عامل Q يبلغ حوالي${\displaystyle \دلتا ف}$10 ¹⁵ ، أو حتى أعلى. تتمتع باستقرار أفضل من ساعات الميكروويف، مما يعني أنها يمكن أن تسهل تقييم عدم اليقين الأقل. كما تتمتع بدقة زمنية أفضل، مما يعني أن الساعة "تدق" بشكل أسرع. ^[18] تستخدم الساعات الضوئية إما أيونًا واحدًا، أو شبكة ضوئية ذات10 ⁴ –10 ⁶ ذرات.

يتضمن التعريف المبني على ثابت ريدبرج تثبيت القيمة على قيمة معينة: . يصف ثابت ريدبرج مستويات الطاقة في ذرة الهيدروجين بالتقريب غير النسبي . ${\displaystyle R_{\infty}={\frac {m_{\text{e}}e^{4}}{8\varepsilon _{0}^{2}h^{3}c}}={\ فارك {m_ {\text{e}}c\alpha ^{2}}{2h}}}$${\displaystyle E_{n}\approx -{\frac {R_{\infty }ch}{n^{2}}}}$

الطريقة الوحيدة المجدية لإصلاح ثابت ريدبرج تتضمن حبس الهيدروجين وتبريده. وهذا صعب لأنه خفيف جدًا وتتحرك ذراته بسرعة كبيرة، مما يتسبب في حدوث تحولات دوبلر. الإشعاع اللازم لتبريد الهيدروجين -121.5 نانومتر - صعب أيضًا. هناك عقبة أخرى تتعلق بتحسين عدم اليقين في حسابات الديناميكا الكهربائية الكمومية، وتحديدًا تحول لامب في انتقال 1s-2s لذرة الهيدروجين. ^[19]

يجب أن يتضمن إعادة التعريف تحسين موثوقية الساعة الضوئية. يجب أن تساهم الساعات الضوئية في TAI قبل أن يؤكد BIPM على إعادة التعريف. يجب تطوير طريقة متسقة لإرسال الإشارات قبل إعادة تعريف الثانية، مثل الألياف الضوئية. ^[19]

تُستخدم بادئات النظام الدولي للوحدات عادةً للأوقات الأقصر من ثانية واحدة، ولكن نادرًا ما تُستخدم لمضاعفات الثانية. وبدلاً من ذلك، يُسمح باستخدام وحدات غير تابعة للنظام الدولي للوحدات مع النظام الدولي للوحدات : الدقائق والساعات والأيام وفي علم الفلك السنوات الجوليانية . [ ^20]

مضاعفات النظام الدولي للوحدات للثانية (ثانية)

مضاعفات جزئية				مضاعفات
قيمة	رمز النظام الدولي للوحدات	اسم		قيمة	رمز النظام الدولي للوحدات	اسم	ما يعادل
10 −1 ثانية	د س	ديسي ثانية		10 1 ثانية	داس	عشرية ثانية	10 ثواني
10 −2 ثانية	CS	سنتي ثانية		10 2 ثانية	هس	هكتو ثانية	1 دقيقة و 40 ثانية
10 −3 ثانية	آنسة	ميلي ثانية		10 3 ثانية	ك	كيلوثانية	16 دقيقة و 40 ثانية
10 −6 ثانية	ميكرو ثانية	ميكروثانية		10 6 ثانية	آنسة	ميغا ثانية	11 يوم و 13 ساعة و 46 دقيقة و 40 ثانية
10 −9 ثانية	ن س	نانوثانية		10 9 ثانية	جي اس	جيجا ثانية	31.7 سنة
10 −12 ثانية	ملاحظة:	بيكو ثانية		10 12 ثانية	ت س	تيرا ثانية	31700 سنة
10 −15 ثانية	نظام الملفات	فيمتوثانية		10 15 ثانية	ملاحظة	بيتا ثانية	31.7 مليون سنة
10 −18 ثانية	مثل	الأتوثانية		10 18 ثانية	إس	إكسا ثانية	31.7 مليار سنة
10 −21 ثانية	زس	زيبتوثانية		10 21 ثانية	زس	زيتا ثانية	31.7 تريليون سنة
10 −24 ثانية	نعم	يوكتوثانية		10 24 ثانية	نعم	يوتا ثانية	31.7 كوادريليون سنة
10 −27 ثانية	ر.س	رونتو ثانية		10 27 ثانية	روبية	روناسيكوند	31.7 كوينتيليون سنة
10 −30 ثانية	س س	كويكتو ثانية		10 30 ثانية	أسئلة	كويتا ثانية	31.7 سكستليون سنة

• معيار السيزيوم
• أوامر الحجم (الوقت)
• ثواني البندول
• معيار الوقت

• المختبر الوطني للفيزياء: معايير التردد الضوئي للأيونات المحاصرة
• ساعة بصرية عالية الدقة من أيونات السترونشيوم؛ المختبر الفيزيائي الوطني (2005)
• المجلس الوطني للبحوث في كندا: معيار التردد البصري يعتمد على أيون محاصر واحد
• NIST: تعريف الثانية؛ لاحظ أن ذرة السيزيوم يجب أن تكون في حالتها الأساسية عند 0 كلفن
• التعريف الرسمي للمكتب الدولي للأوزان والمقاييس للثاني
• الثانية الكبيسة: تاريخها ومستقبلها المحتمل
• ما هي ساعة ذرة السيزيوم؟
• SLAC: مقاييس الزمن – كوننا من 1018 إلى 10−18 ثانية