Forsink disse nytårsplaner.Verdens tidtagere tilføjer et spring sekund lige før midnat den 31. december 2016.
Det sidste sprangsekund blev tilføjet den 30. juni 2015 lige før midnat UTC.
U.S. Naval Observatory annoncerede i juli sidste år, at der sprang et andet sekund vilje føjes til officiel tidtagning den 31. december 2016. Det betyder, at din dag og år - og alles dag og år - officielt vil være et sekund længere.
Der er tilføjet sprangsekunder 26 gange siden 1972. De indsættes i slutningen af den sidste dag i enten juni eller december. Springsekundet føjes til verdens ure på 23 timer, 59 minutter og 59 sekunder Koordineret Universal Time (UTC) den 31. december. Dette svarer til 6:59:59 kl. Eastern Standard Time, hvor det ekstra sekund indsættes på U.S. Naval Observatory's Master Clock Facility i Washington, DC.
Det ekstra sekund føjes til vores officielle tidskontrol hovedsageligt for at synkronisere vores stadig mere elektroniske verden. Det seneste sådanne sprangsekund blev tilføjet den 30. juni 2015, og det der før var 30. juni 2012.
Billede via NASA
Hvorfor har vi brug for et spring sekund? Er ikke vores dags længde bestemt af Jordens rotation? Ligesom de gamle, der insisterede på, at al bevægelse i himlen skal være perfekt, ensartet og uoverensstemmende, antager mange af os i dag, at Jordens rotation - dens drejning på sin akse - er helt stabil. Vi lærte rigtigt, at solen, månen, stjerner og planeter paraderer over vores himmel, fordi Jorden vender sig. Så det er let at forstå, hvorfor vi antager, at Jordens rotation er præcis og urokkelig. Alligevel er Jordens rotation ikke perfekt stabil.
I stedet for sammenlignet med moderne tidmålsmetoder, såsom atomur, er Jorden et notorisk dårlig ur. Ikke kun er Jordens omdrejning aftager, men det er også udsat for effekter, der ikke engang kan forudsiges godt.
Havvande er det, der får Jorden til at aftage i dens rotation
Hvis du nogensinde har været på stranden, vil du være bekendt med den vigtigste grund til, at vores planet er ved at aftage. Denne grund er tidevand fra havet. Når vores planet roterer, pløjer den forbi de store vandige bule (hævet hovedsageligt af gravitationsinteraktionen mellem Jorden og månen), der tjener til at bremse den meget som en bremse på et roterende hjul. Denne effekt er lille, faktisk meget lille. I henhold til beregninger, der er baseret på tidspunktet for antikke astronomiske begivenheder (formørkelser), er Jordens rotation nedsat med ca. 0,0015 til 0,002 sekunder pr. Dag pr. Århundrede.
Det i sig selv er ikke meget, og det er ikke nok til at retfærdiggøre at tilføje et "spring-sekund" hvert par år, som det er blevet gjort siden 1972. Længden af en dag i dag er næsten umærkeligt længere end længden som den samme dag sidste år. I 1800-tallet blev en dag defineret som 86.400 sekunder. I dag er det cirka 86.400.002 sekunder.
Uoverensstemmelsen kommer ved at sammenligne jordens daglige rotation i forhold til astronomiske objekter (som viser planeten aftappe), med et ekstremt højt præcision atomur (som er nøjagtigt til ca. en milliarddel sekund om dagen).
Denne amerikanske flådeobservationsgrafik viser små ændringer i den hastighed, hvormed Jorden spinder.
Tidlige chipskala atomur fra U.S. National Institute of Standards and Technology (NIST) via Wikimedia Commons. Tid måles nu ved hjælp af stabile atomur som disse. I mellemtiden er Jordens rotation meget mere variabel.
Jorden aftager meget langsomt. Det tager omkring 100 år for Jordens rotation at tilføje kun 0,002 sekunder til den tid det tager Jorden at rotere en gang på sin akse. Hvad der dog sker, er, at den daglige 0,002 sekunders forskel mellem den oprindelige definition af en dag som 86.400 sekunder bygger sig op.
Efter en dag er det 0,002 sekunder. Efter to dage er det 0,004 sekunder. Efter tre dage er det 0,006 sekunder og så videre. Efter cirka halvandet år beløber forskellen sig til ca. 1 sekund. Det er denne forskel, der kræver tilføjelse af et sprangsekund.
Situationen er imidlertid ikke så klar. Tallet på 0,002 sekunder pr. Dag pr. Århundrede er et gennemsnit, og det kan og ændres. For eksempel kan du huske, at Fukushima-jordskælvet i 2011 skyldtes forskydninger af dele af jordskorpen, der faktisk fremskyndede Jordens rotation, idet den forkortede dagen med 1,6 millioner sekund! Selvom det ikke er meget, skal du huske, at sådanne ændringer også er kumulative.
Andre kortvarige og uforudsigelige ændringer kan være forårsaget af en række hændelser, der spænder fra små ændringer i massefordelingen i jordens smeltede ydre kerne, til bevægelse af store ismasser i nærheden af polerne, og endda densitet og vinkelmomentvariationer Jordens atmosfære.
I bund og grund er den faktiske variation dag til dag ikke altid plus 2 millisekunder. Ifølge et US Naval Observatory-dokument har det mellem 1973 og 2008 varieret fra plus 4 millisekunder til minus 1 millisekund. Over tid kan det kræve et negativt spring sekund, hvilket betyder en stigning i Jordens rotationshastighed, men siden konceptet blev introduceret i 1973, er dette aldrig blevet gjort.
Moderne telekommunikation er afhængig af præcis timing, og tilføjelsen af et sprangsekund tvinger mange systemer til at blive slukket i et sekund hvert år eller to. Derfor er der undertiden diskussioner om at afskaffe sprang sekunder. Billede via aie195.com.
Alt dette kan virke temmelig esoterisk og uvigtigt, men ikke for telekommunikationsindustrien.
Vi siger her, at alle synes, at et sprangsekund er en god ide. Den Internationale Telekommunikationsunion (ITU), et FN-organ, der styrer nogle globale spørgsmål relateret til tid, har overvejet skridt sekunder i nogen tid. De overvejede at afskaffe praksis, men i november 2015 - med delegerede fra mere end 150 nationer mødt i Genève - meddelte ITU, at den havde besluttet ikke at dumpe spranget i det mindste ikke lige nu. ITU sagde:
Beslutningen… kræver yderligere undersøgelser vedrørende aktuelle og potentielle fremtidige referencetidsskalaer, herunder deres indvirkning og anvendelser. En rapport vil blive behandlet af World Radiocommunication Conference i 2023.
Så de tænker stadig på det!
Overvej ITU's situation. Telekommunikation er afhængig af præcis timing, og tilføjelsen af et sprangsekund tvinger mange systemer til at blive slukket i et sekund hvert år af to. Det kan være en stor hovedpine at få alle sådanne systemer i en global industri, der cykles og slukkes synkroniseret. Overvej også, at det globale positioneringssystem (GPS) ikke bruger springet andet system, hvilket medfører yderligere forvirring. Mange i branchen mener, at den periodiske tilføjelse af et "spring-sekund" for at holde målingerne i trin er besværlig og spildt.
Selvom det ville være en bekvemmelighed for telekommunikation og andre brancher at droppe ideen om et springsekund, ville det på lang (meget lang) sigt føre til, at urer kommer ud af synk med solen og til sidst forårsager 12 p.m. (middag) skal forekomme midt på natten. Ved den nuværende ændringshastighed i Jordens rotationsfrekvens vil det tage ca. 5.000 år at samle en times times forskel mellem Jordens faktiske rotationshastighed og atomuret.
Hvordan må du måske spørge, måler vi endda så små ændringer i jordens rotation? Historisk set har astronomer (som dem ved Storbritanniens berømte Royal Greenwich Observatory i nærheden af London) brugt et teleskop til at se en stjerne passere gennem deres okular og krydse en imaginær linje kaldet meridianen. Så tager de tid, hvor lang tid det tager for Jorden at bringe den omkring stjerne tilbage for at krydse meridianen igen. Dette er yderst nøjagtigt til dagligdags formål, men til videnskabelig brug er det begrænset i nøjagtighed på grund af de anvendte bølgelængder og den uklarhed i atmosfæren.
En meget mere nøjagtig metode er at bruge to eller flere radioteleskoper adskilt med tusinder af miles i en teknik kaldet Very Long Baseline Interferometry. Ved omhyggeligt at kombinere dataene fra hvert af teleskoperne har astronomer effektivt et teleskop tusinder af miles i størrelse, hvilket giver meget større opløsning (påvisning af fine detaljer) og måling af position. Dette giver dem mulighed for at bestemme planetens rotationshastighed til en nøjagtighed på mindre end en tusindedels sekund. De observerer imidlertid ikke stjerner, men meget fjerne genstande kaldet kvasarer. NASA-videoen nedenfor fortæller dig mere ...
Nederste linje: Et spring sekund tilføjes uret den 31. december 2016. Der er tilføjet sprang sekunder så tit siden 1972. Den sidste var 30. juni 2015. Den internationale telekommunikationsunion (ITU), et FN-organ, der styrer nogle globale spørgsmål relateret til tid, har overvejet at afskaffe praksis med at indsætte et spring sekund i officiel tidsopbevaring. Men ITU besluttede i 2015 at udsætte et forslag om at dumpe spranget andet indtil 2023. Hold dig tunet, tidtagerne!