Время летит быстро, не так ли? Иногда так кажется, но знаете ли вы, что в 2035 году время буквально перестанет прыгать вперед? Это потому, что практика добавления «високосной секунды», которая является теоретической секундой времени, которой никогда не было на самом деле, прекратится, по крайней мере, через 100 лет.
В ноябре 2022 года Генеральная конференция по мерам и весам (CGPM), которая является международным органом по хронометрии, определяющим глобальные стандарты измерения времени, приняла резолюцию, позволяющую часам в будущем идти без добавления или вычитания времени.
Это решение является шагом в сторону атомного хронометража, практики, в которой время измеряется чрезвычайно точным коллективным выходом около 400 атомных часов, приводимых в действие облаками атомов, подбрасываемыми лазерами вверх в гравитационное поле Земли. Это отход от связи хронометража с универсальным временем, также известным как астрономическое время, которое отслеживает время, используя скорость вращения Земли вокруг своей оси и движение солнца по Земле.
Почему в отслеживание времени были добавлены високосные секунды?
Почему в наш хронометраж вообще были добавлены дополнительные секунды? Добавление дополнительной секунды здесь и там должно было устранить разницу между измерениями атомного и астрономического времени. Правда в том, что Земля на самом деле не вращается вокруг своей оси с одинаковой скоростью каждые 24 часа, однако наши устройства для измерения времени отслеживают одни и те же точные 24 часа в сутки, вплоть до того же измерения в 86 400 секунд. Проблема между нашей мерой измерения времени и реальностью течения времени возникает из-за того, что вращение Земли редко завершается с той же скоростью, что и наши 24-часовые часы.
Существуют суточные и даже сезонные циклы, из-за которых Земля имеет больше или меньше времени в каждом дне. Например, с 2000 года диаграмма, отслеживающая изменения скорости вращения Земли, показывает, что в последние несколько лет она вращалась быстрее после почти двух десятилетий замедления. 29 июня 2022 года Земля даже установила рекорд самого короткого известного дня, совершив один оборот за 1,59 миллисекунды меньше времени.
Кроме того, стихийные бедствия могут вызвать ускорение вращения Земли. Еще одним фактором может быть сейсмическая активность. После землетрясения 2004 года в Индонезии и соседних странах вдоль побережья Индийского океана ученые Лаборатории реактивного движения НАСА зафиксировали увеличение скорости вращения Земли на три микросекунды. В 2011 году, после землетрясения Тохоку магнитудой 8,9, потрясшего Японию, вращение Земли ускорилось на 1,8 микросекунды.
Как ни странно, несмотря на увеличение скорости вращения Земли за последние несколько десятилетий и после ряда стихийных бедствий, вращение Земли на самом деле замедляется. Причина этого незначительного, но впечатляющего замедления в течение миллионов лет в значительной степени связана с гравитационным притяжением Земли, которое создает небольшую выпуклую «выпуклость» на Земле прямо под Луной. Эта разница между самой высокой точкой выступа нашей планеты и притяжением Луны создает крутящий момент - силу, которая притягивает два объекта ближе - как на Земле, так и на Луне, замедляя вращение Земли.
Другие факторы, которые могут повлиять на вращение Земли и замедлить его, включают выплескивание наших океанов и порывы наших ветров. В те годы, когда наблюдаются ветры Эль-Ниньо, Земля вращается немного медленнее из-за сдвига ветров.
Високосные секунды были добавлены с нерегулярными интервалами
Можно подумать, что, учитывая регулярность измерения времени, високосные секунды будут добавляться через заранее определенные и регулярные промежутки времени. На самом деле это не так.
После того, как первая дополнительная секунда была использована для дополнения нашего глобального измерения атомного времени в 1972 году, с тех пор было добавлено только 27 секунд, и при этом они добавлялись только через неравные промежутки времени. Последняя дополнительная секунда была введена в 2016 году.
Хотя Генеральная конференция по мерам и весам будет продолжать добавлять дополнительные секунды по мере необходимости до 2035 года, эти добавления не полностью устранят разрыв между вращением Земли и нашими измерениями. Физики не совсем уверены, насколько значительной будет разница, но они уверены, что она не совпадет.
Может пройти от 50 до 100 лет, прежде чем разница между вращением Земли и атомным временем сравняется с расхождением в одну минуту, и в этот момент может быть лучше просто допустить последнюю минуту последнего дня год растянуть до двух минут - вместо добавления високосной минуты.
Интересно
Поскольку високосные секунды - и потребность в них - непредсказуемы, их добавление разрушает цифровые системы, которые полагаются на точный хронометраж. Високосные секунды, о которых обычно объявляют примерно за шесть месяцев до их развертывания, не могут быть предварительно запрограммированы в программном обеспечении и могут вызывать сбои, которые создают уязвимости для кибератак.