Мы можем вернуться в будущее с первой в мире отрицательной дополнительной секундой

Секунда не очень длинна; это примерно длина щелчка ваших пальцев. Но сколько именно времени? Это равная часть дня, 1/86 400 времени, которое требуется Земле на оборот вокруг своей оси? Или это самостоятельная единица времени, независимая от движения планет? Это «Одна Миссисипи» на обратном отсчете?

Хотя этот вопрос может показаться простым, в нем таятся скрытые сложности. Это тот тип вопроса, который требует ответа, являетесь ли вы Марти МакФлаем, путешествующим по дорогам времени в «Назад в будущее», или обычным человеком, едущим на работу. Проблема заключается в том, что секунду можно измерить с достаточной точностью различными методами. Однако в течение длительного периода времени эти измерения могут расходиться, в результате чего вы не уверены в истинном времени.

Международный союз электросвязи (ITU) отвечает за решение проблем глобальной координации времени путем управления универсальным координированным временем (UTC). Каждые часы по всему миру синхронизируются с UTC, добавляя или вычитая часы и минуты в зависимости от конкретного часового пояса. ITU поддерживает высокоточные эталонные часы, которые представляют собой среднее значение данных от множества точных часов. Иногда для обеспечения надежности UTC необходимы корректировки, включая добавление или вычитание секунды через определенные промежутки времени для учета расхождений в хронометраже. В уникальном случае ITU может даже вычесть секунду, отметив первую отрицательную дополнительную секунду в истории.

Изучение времени: информация о високосных годах — когда в феврале появляется дополнительный день, и дебаты по поводу исключения високосных секунд, а также предложение НАСА о лунном времени с более короткими секундами

Как Международный союз электросвязи измеряет течение времени?

Время можно измерить двумя основными способами, каждый из которых имеет свои преимущества. Первый подход — астрономическое время, полученное на основе вращения Земли и вращения вокруг Солнца. Год определяется как время, за которое Земля совершает оборот вокруг Солнца, а день — это период одного полного оборота вокруг своей оси. Этот метод использовался на протяжении тысячелетий и хорошо служит нам в повседневной жизни. Однако его точность снижается в течение длительных периодов времени из-за сложностей с корректировкой наших календарей, требующих добавления дополнительного дня почти каждые четыре года.

У нас есть другой метод определения времени, наблюдая за вибрациями объектов, а не за движениями небесных тел. Кварцевые кристаллы в обычных часах вибрируют, чтобы отсчитывать время с погрешностью около половины секунды в день, что приводит к отклонению приблизительно на 15 секунд в течение месяца. С 1960-х годов стали доступны атомные часы, которые для большей точности используют колебания атомов.

Проще говоря, современные атомные часы полагаются на регулярные вибрации атомов цезия, чтобы определять секунды и сохранять точное время. Самое точное определение секунды эквивалентно 9 192 631 770 колебаниям атома цезия. Используя цезий в качестве временного ориентира, мы можем точно измерить прошедшее время с ошибкой примерно в одну секунду на протяжении 3 миллионов лет.

Если атомные часы настолько точны, зачем нам нужны високосные секунды?

В любой момент времени два метода отслеживания времени совпадают, но в долгосрочной перспективе из-за этого фактора существует небольшое расхождение: астрономическое время определяется естественными движениями Земли, которые постоянно слегка смещаются. Мы установили секунду как основную единицу времени, разделив сутки на 24 часа, затем разделив эти часы на 60 минут и, наконец, разделив эти минуты на 60 секунд посредством процесса деления. Однако этот метод не учитывает, что продолжительность дня может меняться.

Примерно 70 миллионов лет назад сутки длились около 23,5 часов, а в году было примерно 372 дня. Если бы динозавры разработали устройства для измерения времени, их секунды были бы намного короче. Перенесемся на 180 миллионов лет вперед с современными наручными часами, и вы обнаружите, что день теперь длится 25 часов, а луна на небе кажется меньше. Эти два явления связаны.

Во время своего орбитального путешествия вокруг Земли Луна незаметно забирает часть энергии вращения Земли посредством приливных сил. Этот обмен энергией заставляет Луну подниматься на немного более высокую орбиту, в то время как Земля вращается медленнее. Следовательно, будущая жизнь на Земле будет иметь более длинные дни, но не будет полных солнечных затмений в течение длительного периода. Однако НАСА прогнозирует, что Луна будет оставаться достаточно близко, чтобы блокировать солнечные лучи во время затмения еще примерно полмиллиарда лет.

Когда Земле требуется больше времени, чтобы совершить полный оборот вокруг своей оси, что приводит к удлинению дней, традиционная единица времени – секунда – должна соответствующим образом скорректироваться. Введите дополнительные секунды, которые добавляются к всемирному координированному времени (UTC), чтобы обеспечить его синхронизацию с вращением Земли. Однако такие факторы, как движение жидкого ядра Земли, землетрясения и человеческие конструкции, также могут влиять на скорость вращения планеты, что делает внедрение дополнительных секунд сложным процессом.

Иногда между астрономическим временем и атомным временем возникает значительное расхождение, которое требует корректировки. Чтобы сохранить согласованность, мы добавляем дополнительную секунду — это так называемые дополнительные секунды. Широкое распространение они получили еще в 1972 году, когда были впервые реализованы.

Почему нам может понадобиться первая отрицательная дополнительная секунда

За первые восемь лет в глобальную систему хронометража было внесено в общей сложности девять дополнительных секунд. Однако за последнее десятилетие потребность в этих дополнительных секундах значительно снизилась, и добавились только две – последняя из них была в 2016 году. Международный орган, ответственный за хронометраж, Международное бюро мер и весов (IBWM), рассматривает возможность поэтапного внедрения. полностью отказаться от дополнительных секунд к 2035 году и заменить их менее частыми дополнительными минутами. Важно отметить, что ни одна дополнительная секунда никогда не удалялась после ее реализации.

Новое исследование, опубликованное в журнале Nature, предполагает, что вскоре мы можем пережить необычное событие: первую и, возможно, последнюю отрицательную дополнительную секунду. Эту идею выдвинул Дункан Карр Агнью из Института геофизики и планетарной физики Калифорнийского университета в Сан-Диего. Проще говоря, он смоделировал вращение Земли с учетом различных факторов на планете и за ее пределами.

Карр Агнью обнаружил, что естественное вращение Земли немного ускоряется, в результате чего дни становятся короче и потенциально требуется отрицательная дополнительная секунда. Однако антропогенное изменение климата замедлило этот процесс, отложив необходимость такой корректировки примерно на три года. Учитывая тающий лед, возможное введение отрицательной дополнительной секунды отложено до 2029 года.

Когда лед тает на полюсах и стекает в мировой океан, планета слегка расширяется вокруг экватора. Это расширение влияет на вращение Земли. Представьте, что вы вращаетесь быстрее, когда вы приближаете руки к телу, или медленнее, когда они вытянуты — планеты испытывают аналогичное явление из-за изменений в распределении их масс.

Изменение климата не следует праздновать, но нам может потребоваться еще три года. Исторически сложилось так, что включение дополнительных секунд приводило к различным техническим проблемам, когда разные системы измерения времени не согласовывались. Введение дополнительной секунды в 2012 году привело к перебоям в работе таких крупных платформ, как Reddit, LinkedIn и Yelp, что побудило некоторые технологические компании выступить за их отмену.

Инженеры-программисты получили ценную информацию от дополнительных дополнительных секунд, реализованных в 2012, 2015 и 2016 годах, но они по-прежнему недовольны этой концепцией. Отрицательная дополнительная секунда никогда не использовалась, что оставляет неопределенность относительно того, как отреагируют глобальные компьютерные системы, которые в значительной степени зависят от точного хронометража. Существует вероятность того, что эту проблему можно будет предотвратить, если мировые организации, занимающиеся хронометрированием, решат отказаться от дополнительной секунды раньше, чем предполагалось, примерно в 2035 году. Если это произойдет, потребуется альтернативный метод поддержания синхронизации, чтобы вообще не потерять счет времени.

Смотрите также

• CHR ПРОГНОЗ. CHR криптовалюта
• BONE ПРОГНОЗ. BONE криптовалюта
• ORDI ПРОГНОЗ. ORDI криптовалюта
• БИТКОИН ПРОГНОЗ. BTC криптовалюта
• PDA ПРОГНОЗ. PDA криптовалюта
• ЭФИРИУМ ПРОГНОЗ. ETH криптовалюта
• BONK ПРОГНОЗ. BONK криптовалюта
• BABYGROK ПРОГНОЗ. BABYGROK криптовалюта
• CRU ПРОГНОЗ. CRU криптовалюта
• ПРОГНОЗ ДОЛЛАРА

2024-04-10 00:29