來源:齊魯晚報
一條關于“地球自轉加速”的消息,沖上了新浪微博熱搜榜的第一。
據英國《每日電訊報》1月5日報道,目前,地球自轉的速度正在逐漸加快,平均一天的時間将會比以往快0.5毫秒,2021年有望成為“史上最快一年”。
報道稱,如果地球自轉速度繼續加快,為了與地球自轉的時間保持同步,世界各地的時鐘可能都需要重新調整,或将首次出現全球時鐘中删除一秒的場景。
你可能會覺得奇怪,一年365天,一天24小時,一小時60分鐘,時間單位都是固定不變的,一年怎麼就能變快?這删除一秒又是什麼鬼?
各國之前采用的時間計量系統是以地球自轉為基準的天文時。
天文時是借助天文觀測到地球自轉的平均周期(也就是1日),然後将其等分為86400份,即一天有24小時,一小時有60分鐘,一分鐘有60秒。長期以來科學界一直認為地球的自轉速率很均勻,是一台相當靠譜的時鐘,因此天文時就被作為當時通用的時間标準。
但20世紀中葉之後,人們發現地球其實并不靠譜,其自轉的速率是不斷變化的,因此一天的長度并非恒定不變。
由于地核熔化、海洋和大氣的複雜運動,以及月球等天體的影響,地球自轉的速度處于不斷變化之中。
潮汐的摩擦力和地球與月球之間距離的變化,也造成了每日地球自轉速度的不同。
此外,全球變暖對高海拔地區的冰雪融化産生的影響,也會導緻地球自轉速度加快,盡管影響的幅度有限。
随着量子理論的發展,科學家引入了原子時作為時間計量标準。
相對于以地球自轉為基礎的天文時來說,原子時是均勻的計量系統,原子時用來衡量時間,本質是尋找一個穩定的周期現象。
但是涉及到人類日常生活的周期性變化,則取決于依地球自轉速度而變化的天文時。
為兼顧人類對天文時和原子時的需要,科學家們規定了協調世界時(UTC),也就是我們現在所使用的的世界标準時間。它不與任何地區位置相關,也不代表此刻某地的時間。
而這增加或删除一秒的說法就由此而來。
你可能納悶了,我每天看着時間,還是一分鐘60秒,這增加一秒或删除一秒又是如何發生的?
當當當,
敲黑闆時間到!
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閏秒就是在世界标準時間的基礎上增加或減少一秒,它是天文時和原子時相協調的産物。
以原子時為标準,一天就是86400秒。由于地球自轉的速度不斷變化,從1820年至2015年,天文時的一天如果用原子時來衡量,平均有86400.002秒。這千分之二秒的誤差看似微不足道,但日積月累差異會越來越大。為了讓二者的時間盡量保持一緻,科學家在1972年,引入了閏秒系統。
閏秒一般被安插在23時59分59秒,以我們所用的時間标準來說,下一秒應為0時0分0秒,但加入閏秒之後,時鐘則顯示為23時59分60秒,之後再進入0時0分0秒。
而閏秒的安插日期一般為6月30日或12月31日,或者是3月31日或9月30日,這個并沒有固定的規律,具體日期由國際地球自轉服務局(IERS)通過監測地球的自轉速度,統一規定和發布。一般是提前6個月通知各國何時需要增加或減少閏秒。
從20世紀70年代以來,全球已經進行了27次閏秒調整,而這27次都是在等待趕不上趟的地球自轉,也就是說我們的時間一共增加了27秒。
1972年至今 已添加過閏秒的年份
但是近幾年來,由于地球自轉速度正在加快。報道指出,發現過去50年裡,地球完成一次旋轉所需的時間慢于86400秒(24個小時)。然而在2020年中,這一長期趨勢被逆轉,現在一天的時長常短于86400秒。2020年7月19日,這一天的時長比24小時縮短了1.4602毫秒——這是有記錄以來最短的一天,因此2021年或将出現全球時鐘中第一次删除一秒的情形。
那看到這兒,你或許又要問了:“閏秒對普通人有什麼影響?”
簡單來說,幾乎沒有任何影響。
閏秒的設置與時區無關,全世界都在同一時刻發生。大部分民用設備本身就容易産生秒級的時間誤差,閏秒的作用完全可以忽略不計。而我們的手機電腦,現在基本都可以與互聯網同步時間,閏秒發生後系統會自動同步。
但從另一個層面來講,閏秒或多或少會對時間精度要求較高的設備和應用,如現代衛星通信和導航系統,造成影響。主要原因是由于它的不可預測性,因為誰都不知道在未來幾個月裡會不會出現一次新的閏秒,所以系統的設置無法完美規避閏秒帶來的影響。這些通信系統需要與太陽、月亮和恒星的常規位置絕對一緻的時間,如果這些系統時間出錯帶來的影響不可想象。
有些國家機構曾經提出取消閏秒的議案并在國際大會上進行表決,但這些議案目前都處于駁回或延期決定的狀态。學界至今提出的新方案也都還存在各種問題,不能完美替代閏秒。
誰來守護時間?英法兩國延續200多年的“相愛相殺”
取消閏秒的建議,曾一度得到了意大利、德國、日本等十幾個國家的支持,其中法國最為堅定。法國和英國關于“誰來守護時間”的梁子早在1884年就結下了。在當年的華盛頓本初子午線會議上,法國力推“巴黎标準時間”,結果被英國的“格林尼治時間”打敗。
而現今主要由法國人組成的國際計量局表示,世界标準時間應該完全基于原子鐘的時間即原子時。“繼續使用格林尼治時間即天文時,就等于允許世界上同時存在兩個時間。”
作為格林尼治時間的發祥地,英國人可不這麼看。包括英國在内的一些國家認為,依靠閏秒調節天文時和原子時的方法已經沿用了近50年,這一方法能夠很好地繼續發揮作用。
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