Почему 30 июня получит дополнительную секунду

«Вращение земли постепенно замедляется немного, таким образом, секунды прыжка – способ составлять это», сказал Дэниел Макмиллан из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, Мэриленд.Строго говоря день длится 86 400 секунд. Это имеет место, согласно стандарту времени, который люди используют в их повседневных жизнях – Скоординированное Среднее гринвичское время или UTC, UTC – «атомное время» – продолжительность одной секунды основана на чрезвычайно предсказуемых электромагнитных переходах в атомах цезия.

Эти переходы так надежны, что цезиевые часы точны к одной секунде за 1 400 000 лет.Однако средний солнечный день – средняя продолжительность дня, на основе того, сколько времени это берет Землю, чтобы вращаться – приблизительно 86,400 002 секунд длиной. Поэтому вращение Земли постепенно замедляется немного, из-за своего рода тормозного усилия, вызванного гравитационным перетягиванием каната между Землей, луной и солнцем. Ученые оценивают, что средний солнечный день не составил 86 400 секунд давно 1820 год или около этого.

Это различие 2 миллисекунд, или двух тысячных частей секунды – намного меньше, чем мерцание глаза – едва кажется примечательным сначала. Но если бы это маленькое несоответствие повторялось каждый день в течение всего года, оно составило бы в целом почти секунду. В действительности это не совсем, что происходит. Хотя вращение Земли замедляется в среднем, продолжительность каждого отдельного дня варьируется непредсказуемым способом.

Продолжительность дня под влиянием многих факторов, главным образом атмосфера за периоды меньше чем год. Наши сезонные и ежедневные погодные изменения могут затронуть продолжительность дня несколькими миллисекундами более чем год. Другие факторы этого изменения включают динамику внутреннего ядра Земли (за долговременные периоды), изменения в атмосфере и океанах, грунтовой воде и ледяном хранении (со временем периоды месяцев к десятилетиям), и океанские и атмосферные потоки. Атмосферные изменения из-за Эль-Ниньо могут заставить вращение Земли замедляться, увеличив продолжительность дня целой 1 миллисекундой, или одна тысячная секунды.

Ученые контролируют, сколько времени это берет Землю, чтобы закончить полное вращение, используя чрезвычайно точную технику под названием Very Long Baseline Interferometry (VLBI). Эти измерения проводятся международной сетью станций с Годдаром, обеспечивающим существенную координацию VLBI, а также анализирующим и архивирующим собранные данные.

Стандарт времени под названием Среднее гринвичское время 1, или UT1, основан на измерениях VLBI вращения Земли. UT1 не так однороден как цезиевые часы, таким образом, UT1 и UTC имеют тенденцию расходиться. Секунды прыжка добавлены, при необходимости, чтобы держать в два раза стандарты в течение 0,9 секунд друг после друга. Решение добавить секунды прыжка принято единицей в Международном Земном Обслуживании Вращения и Ссылки Систем.

Как правило, второй прыжок вставлен или 30 июня или 31 декабря. Обычно, часы переместились бы с 23:59:59 до 0:00:00 на следующий день. Но с прыжком, вторым 30 июня, UTC переместится с 23:59:59 до 23:59:60, и затем к 0:00:00 1 июля. На практике много систем вместо этого выключены в течение одной секунды.

Предыдущие секунды прыжка создали проблемы для некоторых компьютерных систем и произвели некоторые требования оставить их в целом. Одна причина состоит в том, что потребность добавить второй прыжок не может ожидаться далеко заранее.«В ближайшей перспективе секунды прыжка не так предсказуемы, как все хотели бы», сказал Чопо Ма, геофизик в Годдаре и члене совета направления Международной Земной Службы Вращения и Ссылки Систем. «Моделирование Земли предсказывает, что все больше секунд прыжка будет требоваться в долгосрочной перспективе, но мы не можем сказать, что каждый будет необходим каждый год».

С 1972, когда секунды прыжка были сначала осуществлены, до 1999, секунды прыжка были добавлены при усреднении уровня близко к одному в год. С тех пор секунды прыжка стали менее частыми.

Второй прыжок в этом июне будет только четвертым, чтобы быть добавленным с 2000. (До 1972 корректировки были внесены по-другому.)Ученые не знают точно, почему меньше секунд прыжка было необходимо в последнее время.

Иногда, внезапные геологические события, такие как землетрясения и извержения вулканов, могут затронуть вращение Земли в ближайшей перспективе, но большая картина более сложна.VLBI отслеживает их короткие – и долгосрочные изменения при помощи глобальных сетей станций, чтобы наблюдать астрономические объекты, названные квазарами. Квазары служат ориентирами, которые чрезвычайно неподвижны, потому что они – расположенные миллиарды световых годов от Земли.

Поскольку станции наблюдения распространены по всему миру, сигнал от квазара займет больше времени, чтобы достигнуть некоторых станций, чем другие. Ученые могут использовать небольшие различия во время прибытия, чтобы определить подробную информацию о точных положениях станций наблюдения, темпа вращения Земли и ориентации нашей планеты в космосе.Текущие измерения VLBI точны по крайней мере к 3 микросекундам или 3 миллионным частям секунды. Новая система разрабатывается Космическим Проектом Геодезии НАСА при взаимодействии с международными партнерами.

Посредством достижений в аппаратных средствах, участия большего количества станций и различного распределения станций во всем мире, у будущих измерений VLBI UT1, как ожидают, будет точность лучше, чем 0,5 микросекунды или 0,5 миллионных части секунды.«Система следующего поколения разработана, чтобы удовлетворить потребности самого требовательного научного применения теперь и в ближайшем будущем», говорит Стивен Мерковиц Годдара, Космический Менеджер проектов Геодезии.НАСА справляется со многой деятельностью Международной Службы VLBI для Геодезии и Астрометрии включая ежедневные и долгосрочные операции, координацию и исполнение глобальной сети антенн VLBI и координацию анализа данных. НАСА также непосредственно поддерживает операцию шести глобальных станций VLBI.

Предложения были внесены, чтобы отменить второй прыжок. Никакое решение об этом не ожидается до конца 2015 года самое раннее, Международным союзом электросвязи, специализированным учреждением Организации Объединенных Наций, которая решает проблемы в информационно-коммуникационных технологиях.


6 комментариев к “Почему 30 июня получит дополнительную секунду”

Оставьте комментарий