October 14th, 2015

Сколько длятся сутки? Вы наверное думаете что ровно 24 часа? Зависит от обстоятельств. Сутки — это период времени, за который Земля совершает один поворот вокруг своей оси.

Так сколько же длятся сутки?

На самом деле один поворот Земли вокруг своей оси никогда не бывает ровно двадцать четыре часа.

В сутках 23 часа 56 минут и 4 секунды. Всю свою жизнь я жил во лжи!

Поразительно, но данный показатель может колебаться в ту или другую сторону на целых пятьдесят секунд! Это потому, что скорость вращения Земли все время меняется — из-за трения, вызываемого синоптическими ситуациями, приливами/отливами и геологическими событиями.

В среднем за год сутки на долю секунды короче, чем двадцать четыре часа.

Когда эти расхождения выявили с помощью атомных часов, было принято решение переопределить секунду как фиксированную долю «солнечных» суток, — точнее, миллионшестьсот-сорокатысячную.

Новая секунда вошла в обиход в 1967 году и определена как «интервал времени, равный 9 192 631 770 периодам излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133 при отсутствии возмущения внешними полями». Точнее не скажешь — только уж больно муторно выговаривать все это в конце долгого дня.

Новое определение секунды означает, что солнечные сутки постепенно сдвигаются по отношению к атомным. В результате ученым пришлось вводить в атомный год так называемую «високосную секунду» (или «секунду координации»), с тем чтобы согласовать атомный год с солнечным.

С 1972 года високосную секунду добавляли уже 23 раза. Представляете, иначе наши сутки увеличились бы уже почти на полминуты. А Земля продолжает замедлять свое вращение. И, по оценкам ученых, в XXIII веке в наших сутках будет 25 часов.

Последний раз «високосная секунда» была добавлена 31 декабря 2005 года по указанию Международной службы оценки параметров вращения и координат Земли, базирующейся в Парижской обсерватории.

Хорошая новость для астрономов и тех из нас, кто любит, когда часы идут в ногу с движением Земли вокруг Солнца, но головная боль для компьютерных программ и всей той аппаратуры, что стоит на космических спутниках.

Идея ввода «високосной секунды» встретила решительный отпор со стороны Международного союза телекоммуникаций, который даже внес официальное предложение полностью отменить ее еще в декабре 2007 года.

Можно конечно дождаться, пока разница между Универсальным координированным временем (UTC) и Средним временем по Гринвичу (GMT) достигнет ровно часа (где-то через 400 лет) и уже тогда привести все в порядок. Ну а пока дебаты вокруг того, что считать «реальным» временем, продолжаются.

Земные сутки - это время, за которое Земля поворачивается вокруг своей оси, и происходит смена цикла “день-ночь”. Наша жизнь подчинена этому циклу. Утром мы идем на работу, вечером ложимся спать. Соответствующие циклические физиологические процессы в живых организмах получили название биологических ритмов (биоритмов) . Например, минимальная температура тела у людей бывает рано утром, а максимальная — вечером. При тяжелых гнойных инфекциях различие температуры утром и вечером достигает 3-4 градусов по Цельсию.

Мне кажется, что для большинства городских людей 24-часовой биоритм является навязанным и насильственным , доказательством чему служит регулярное использование будильника. Тем не менее, можно приучить себя ложиться и вставать в одно и то же время суток. Если наш день удлиняется (например, осенний перевод стрелок часов), это переносится легче, чем при его укорочении весной, когда приходится вставать на час раньше.

Сколько часов будут длиться сутки у человека, который живет “вне времени”, то есть не имея никакой возможности определять время суток по внешним признакам? Эти многомесячные эксперименты, в том числе на самом себе, описывает французский спелеолог (от греч. spelaion - пещера) Мишель Сифр в своей книге “В БЕЗДНАХ ЗЕМЛИ “, опубликованной в Москве в 1982 году . Разумеется, приведенный ниже материал нельзя считать исчерпывающим обзором накопленного мирового опыта по биоритмологии, это лишь любопытная информация к размышлению.

Описанные в книге эксперименты проводились с 1964 по 1972 год в глубоких пещерах на границе Италии и Франции, а также в США. Пещеры удобны своими постоянными климатическими условиями : тишина, полное отсутствие ветра и солнечного света, постоянная температура и влажность. В эспериментах участвовали опытные спелеологи-добровольцы. Пещера - это более естественная природная среда, полная опасностей (пропасти, холод, сырость, мрак, редкие насекомые и даже мыши) по сравнению со специально построенным бункером.

Зачем это было нужно? Не только ради “голой” науки. В 1960-х годах активно осваивался космос, планировались многолетние экспедиции к другим планетам, и NASA было заинтересовано в длительных экспериментах по влиянию изоляции людей на их жизнедеятельность. Результатами опытов даже заинтересовалось французское военное ведомство. Почему заинтересовалось - узнаете ниже.

Легко ли жить в пещере месяцами? Нет. Если вы способны ни с кем не общаться по 2-3 дня, не страдая при этом от дефицита общения, то у вас, возможно, получилось бы. В свободное время спелеологи читали книги (у всех имелось искусственное освещение), занимались хобби (рисование, фотосъемка), исследовали свою пещеру. Но каждый день у них был целый список скучных обязательных дел: звонки “наверх” по поводу каждого события (пробуждение, прием пищи, физиологические отправления, отход ко сну), ряд надоедающих психофизиологических тестов на собранность, работоспобность, быстроту реакции и т.д. Кроме того, в ряде экспериментов пришлось постоянно носить на себе датчики , которые в те времена не всегда были портативными, поэтому добровольцы находились в пещере, как собаки на привязи в несколько метров. А электроды датчиков раздражали кожу. Каждый день приходилось собирать и отправлять наверх анализы мочи и кала . Анализировался даже состав сбритой с лица щетины. Спелеологи вели в пещерах дневник , где записывали субъективную дату и свои ощущения. Реальную дату знали только наверху в команде сопровождения. На эти длительные эксперименты не всегда хватало денег, но все участники держались очень стойко, несмотря на трудности. От недостатка денег на еду во время эксперимента в США группа сопровождения даже ловила и ела гремучих змей.

Краткие результаты экспериментов “вне времени”

1) в 1964-1965 гг. состоялись параллельные индивидуальные эксперименты Антуана Сенни (4 месяца, мужчина 35 лет) и Жози Лорес (3 месяца, женщина 25 лет). В те времена подобная длительность одиночного пребывания в пещере была недостижимым рекордом, особенно среди женщин.

Антуан Сенни (Тони) :

• когда Тони считал вслух до 120 с целью субъективно отмерить интервал в 2 минуты, реально проходило от 3 до 4 минут.

С первого же месяца эксперимента обнаружилось нарушение ритма бодрствования и сна у Антуана Сенни. Его день длился иногда 30 часов подряд, а продолжительность сна несколько раз превышала 20 часов. Это давало повод для беспокойства.

Особенно он поразил нас, когда в течение 22 дней длительность его суток варьировала от 42 до 50 часов (в среднем 48 часов) , с фантастически продолжительными периодами непрерывной активности - от 25 до 45 часов (в среднем 34 часа) и с длительностью сна от 7 до 20 часов. Мы открыли явление, названное нами в 1966 году двухсуточным ритмом , то есть продолжительностью около 48 часов.

На 61-е сутки этого исключительного эксперимента Тони заставил нас всерьез переволноваться: он проспал 33 часа. Я уже опасался за его жизнь и готовился спуститься к нему, как вдруг раздался телефонный звонок: Тони сообщал мне, что провел ночь хорошо!

Итак, средняя продолжительность сна Тони при 48-часовом ритме равнялась 12 часам . Его суточный цикл состоял из 36 часов бодрствования и 12 часов сна, однако эта закономерность несколько раз нарушалась: Сенни мог проспать 30 часов, и тогда на активный период оставалось только 18 часов. Поэтому в 1965 году военное министерство Франции решило подробнее изучить характер этого сна, который так значительно увеличивает работоспособность человека и дает организму огромные возможности для восстановления сил. Такие эксперименты были проведены в 1968-1969 годах (далее на этой странице см. опыт № 3).

Жози Лорес :

2) в 1966 году прошел рекордный эксперимент Жана-Пьера Мерете - “человека-лаборатории” (6 месяцев).

Этому добровольцу пришлось, пожалуй, труднее всего. Он практически все время жил с датчиками, которые регистрировали электрическую активность его мозга, движения глаз, тонус мышц, ритмы сердца и дыхания, температуру тела и кожи. Электроды раздражали кожу вплоть до кровоточивости, но Мерете каждый раз уговаривали “потерпеть еще немного” ради науки, и он каждый раз соглашался.

Мерете просыпался и ложился спать каждый день на два-три часа позже предыдущего дня . В этом исследовании с помощью электроэнцефалограмм, зарегистрированных во время сна, было впервые доказано наличие у испытуемого 48-часового биоритма .

В течение первых 10 дней жизни в пещере суточный ритм у Мерете был равен примерно 25 часам (15 часов бодрствования + 10 часов сна), что почти соответствовало нормальному ритму. Затем в течение следующего месяца его организм следовал ритму продолжительностью около 48 часов (34 часа бодрствования и 14 часов сна).

Следующие месяцы снова удивили: ритм у Мерете стал непостоянным и колебался от 18 до 35 часов, с периодами активности от 12 до 20 часов и сна от 7 до 15 часов. Иногда он спал даже 17 часов!

Эта нерегулярность ритма (были зафиксированы циклы без всякого отдыха длительностью около 50 часов при средней продолжительности 25 часов) по-прежнему вызывает интерес специалистов. Это, несомненно, один из наиболее важных результатов эксперимента Жана-Пьера Мерете.

3) в 1968-1969 годах - добровольное заточение Филиппа Энглендера и Жака Шабера (по 4,5 месяца).

Первый доброволец (Филипп Энглендер, 30 лет) должен был прожить 2 месяца с 48-часовыми сутками , а второй (Шабер, 28 лет) должен был жить 3 месяца при постоянно горевшем ярком электрическом свете (500 Вт).

Филипп Энглендер :

обычный 24-часовой ритм у Филиппа Энглендера через 2 недели после начала эксперимента самостоятельно сменился 48-часовым, который продолжался 12 дней. Тогда, согласно плану, составленному совместно с французскими военными экспертами, была сделана попытка закрепить этот возникший у него спонтанно 48-часовой цикл еще на 2 месяца и добиться этого с помощью яркой лампы в 500 Вт, которая должна гореть над его прозрачной палаткой по 34 часа все дни. Конечно, Филлиппу не было известно, сколько времени будет каждый раз гореть эта лампа.

Попытка удалась как нельзя лучше. Впервые человек жил в мире, где сутки удлинились вдвое : 36 часов бодрствования и только 12 часов сна, без каких бы то ни было нарушений. Филипп, как показали многочисленные электроэнцефалограммы его сна, прекрасно приспособился к этому режиму.

В конце Филиппу предоставили возможность жить по своему усмотрению, как в начальный период эксперимента. Произошло нечто удивительное для исследователей. Филипп, вместо того чтобы вернуться к 24-часовому суточному ритму, продолжал без малейших усилий сохранять 48-часовой ритм бодрствования и сна. Так что когда ему объявили, что уже 4 января, он воскликнул:

Ого! Я пропустил Новый год! Думал, что сейчас только начало ноября!

Жак Шабер :

Жак, в противоположность Филлиппу, сохранил биологический счет времени, близкий к реальным суткам: интервалы между его пробуждениями в среднем составили 28 часов . Включение яркого освещения пришлось Жаку по душе; его сон нисколько не нарушился. Только на третий месяц полного одиночества его сутки стали равны 48 часам, что сопровождалось усиленной физической активностью (в частности, в этот период он проводил интенсивные разведки в пещере).

Субъективно для Жака между его спуском и выходом на поверхность прошло 105 дней вместо реальных 130 дней. Перед экспериментом Жак кое-что читал на тему определения истинной продолжительности времени, поэтому лучше ориентировался в числе прошедших дней, чем сосед Филлипп.

В конечном итоге организмы Жака и Филиппа уступили и подчинились 48-часовому ритму. Он давал большое преимущество: каждые сутки выигрывалось 2 часа . Если обычный человек спит 8 часов из 24, то при 48-часовом ритме на сон достаточно всего 12 часов из 48.

Филипп был увлеченным спелеологом. Он исследовал свою пещеру и оставил такие строки в дневнике: “Копая, расчищая, высекая ступеньки, я часто истощал свои силы, работая по 4-5 часов без перерывов“. Но, как подсчитали затем на поверхности, он трудился более чем по 20 часов!

Эксперименты Шабера и Энглендера подверглись длительному анализу. Они позволили отбирать людей, способных жить по 48-часовому ритму . Мишель Сифр пишет, что критерии этого отбора уже разработаны.

4) в 1972 году - Мишель Сифр (6 месяцев).

В течение всего 2-месячного эксперимента 1962 года субъективные сутки Сифра были близки к нормальным и равнялись в среднем 24 часам 31 минуте , отличаясь от реальных на полчаса.

В 1972 году, в противоположность этому, субъективные сутки увеличились заметно сильнее: в течение первых 1.5 месяцев каждый его день был длинее на 2 реальных часа (26 часов).

Затем в течение 2 недель ритм бодрствования и сна был непостоянным: 48-часовые сутки чередовались с 28-часовыми (средняя их продолжительность была 37 часов).

Таким образом, в 1962 году Сифру было нужно 9.5 часов сна , чтобы быть бодрым в течение 15 часов; а в 1972 году ему хватало 7.5 часов сна при 28 часах бодрствования.

Затем в течение нескольких месяцев цикл был близок к 28 часам, после чего этот ритм вторично стал 2-суточным, но без регулярности: 48-часовые сутки в течение 2 недель чередовались с 28-часовыми. Наконец до самого конца эксперимента он стабилизировался на уровне 28 часов.

Мишель Сифр также был увешан датчиками, в том числе измеряющими ректальную температуру тела (в прямой кишке). Анализ показал, что до спуска в пещеру она была минимальной в 2 часа ночи (через 1.5 часа после засыпания). В пещере минимум температуры каждый раз наступал примерно на 1 час позже - в 3, 4 и 5 часов утра и т. д., так что через 2 недели “вне времени” минимальное значение появлялось на кривой в 3 часов дня. И так повторилось в течение эксперимента несколько раз.

Вот такие результаты за 10 лет получила группа исследователей во главе с Мишелем Сифром. Ни у кого из спелеологов сутки не укорачивались . У всех они только удлинялись. Может быть, именно в этом заключается стремление студентов ложиться спать под утро, а ночью бодрствовать?

Говоря об оптимальных суточных биоритмах, нельзя не вспомнить Леонардо да Винчи . Говорят, что он спал всего 1.5 часа в сутки. Секрет его огромной работоспособности в том, что он засыпал на 15 минут каждые 4 часа .

Мелатонин

В организме человека вырабатывается специальный гормон мелатонин , который отвечает за приспособление к биоритмам и засыпание . Мелатонин вырабатывается эпифизом (шишковидным телом) и улучшает качество сна, снижает частоту приступов головных болей, головокружений, повышает настроение. Он ускоряет засыпание, снижает число ночных пробуждений, улучшает самочувствие после утреннего пробуждения, не вызывает ощущения вялости, разбитости и усталости при пробуждении. Делает сновидения более яркими и эмоционально насыщенными. Адаптирует организм к быстрой смене часовых поясов, снижает стрессовые реакции, регулирует нейроэндокринные функции. Проявляет иммуностимулирующие и антиоксидантные свойства.

Больше всего мелатонина образуется в темноте, избыток света для него губителен. Ночью образуется 70% суточного мелатонина.