„Ujemna sekunda przestępna” jest wymagana ze względu na zmianę obrotu Ziemi • Earth.com

W miarę jak świat zmaga się z dalekosiężnymi konsekwencjami zmian klimatycznych, od globalnego kryzysu uchodźczego po pogarszające się sezony alergiczne, pojawił się nowy rozwój: potencjalna potrzeba „ujemnej sekundy przestępnej”, aby zsynchronizować nasze zegary ze zmieniającą się planetą . obrót.

Naukowcy odkryli złożony związek pomiędzy topnieniem polarnych czap lodowych Ziemi a zmieniającą się rotacją jej jądra, ujawniając zaskakujący wpływ na samą strukturę czasu.

Jacqueline McCleary, adiunkt fizyki na Uniwersytecie im Uniwersytet Północnowschodnirzuca światło na to wspaniałe zjawisko.

„Odkąd istniało zorganizowane społeczeństwo, staraliśmy się śledzić czas, a przynajmniej dni lub pory roku” – wyjaśnia McCleary.

„Jądro, skorupa, oceany, zmiana klimatu, adaptacja izostatyczna lodowców – wszystkie te czynniki [are] Kontynuowała: „Przyczynianie się do zmiany tempa rotacji Ziemi w mierzalnym tempie, które będzie akumulować jedną sekundę rocznie lub coś w tym rodzaju”.

Skoordynowany czas uniwersalny a międzynarodowy czas atomowy

Aby zrozumieć wagę tego odkrycia, należy zagłębić się w dwie podstawowe metody pomiaru czasu: uniwersalny czas koordynowany (UTC) i międzynarodowy czas atomowy (TAI).

Uniwersalny czas koordynowany (UTC), znany również jako czas gwiazdowy, od dawna jest światowym standardem zegarów i pomiaru czasu, opartym na obrocie Ziemi i położeniu wśród gwiazd.

Jednakże, jak wskazuje McCleary, obrót Ziemi nie jest ciągłym biciem bębna i stale wpływają na niego siły grawitacyjne Słońca, Księżyca i samej Ziemi, a także pływy i obrót jej jądra.

Wprowadź czas atomowy, czyli TAI, który jest bardziej rygorystycznym standardem, który różni się bardzo nieznacznie i może nawet zostać ustalony. W 1958 roku Międzynarodowe Towarzystwo Pomiarów Czasu zgodziło się zsynchronizować zarówno UTC, jak i TAI.

Jednak w 1972 roku naukowcy zauważyli, że obrót Ziemi zaczął nieznacznie zwalniać, co spowodowało rozbieżność obu metod pomiaru czasu. Aby zapewnić ich synchronizację, narodziła się „sekunda przestępna”.

Topniejące lodowce i topniejący lód polarny

McCleary identyfikuje kilka czynników odpowiedzialnych za zmniejszoną częstotliwość obrotu Ziemi, w tym blokowanie pływów.

„Księżyc przyciąga Ziemię, a Ziemia przyciąga Księżyc, a z biegiem czasu powoduje to, że Ziemia zwalnia w niewielkim stopniu – jak jedna część na 10 miliardów – ale w znaczący sposób” – mówi. powiedział.

Pewną rolę odegrało również topnienie lodowców od epoki lodowcowej, a ostatnio topnienie lodu polarnego spowodowane zmianami klimatycznymi wywołanymi przez człowieka.

W miarę rozprzestrzeniania się wody roztopowej, tworząc masę wody wokół równika, ląd wcześniej uwięziony pod lodem na biegunach wypływa na powierzchnię, utrudniając obrót Ziemi i wydłużając dzień w czasie UTC.

„W miarę topnienia lodowców i powolnego cofania się Ziemi oraz przemieszczania się masy znajdującej się na biegunach na równik – ponieważ płyn łatwiej się rozprzestrzenia, płyn reaguje na obrót – tempo obrotu Ziemi maleje” – McCleary wyjaśnia. .

Earth Core to gra polegająca na mierzeniu czasu przez ukrytego gracza

Jednak ostatnie wyniki ujawniły zaskakujący rozwój sytuacji: Ziemia już nie zwalnia. Faktycznie, zaczęło lekko przyspieszać.

Podczas gdy sekundy przestępne dodawano niemal co roku w latach 1972–1999, aby dostosować się do powolnego obrotu Ziemi, w ciągu ostatnich 23 lat dodano tylko cztery sekundy przestępne, ostatnio w 2016 r.

Naukowcy odkryli, że chociaż zmiany klimatyczne „powstrzymują Ziemię”, jak to ujął McCleary, płynna część jądra Ziemi również zwalnia, wpływając na szybkość rotacji powierzchni planety.

„Jądro Ziemi, część płynna, również się obraca i czasami ulega przypadkowym zmianom i przypadkowym fluktuacjom. Obecnie jądro Ziemi zwalniało w ciągu ostatnich kilku dekad losowo i poprzez złożoną serię interakcji pomiędzy płynną częścią jądro, płaszcz i skorupa, czyli część stała Z Ziemi skorupa obraca się szybciej, wyjaśnia McCleary.

Zaznaczyła, że ​​„ta przypadkowa zmiana rotacji jądra, a konkretnie spowolnienie prędkości rotacji, przekłada się na przyspieszenie rotacji powierzchni Ziemi, co będzie miało wpływ na skrócenie dni”.

Drugi skok ujemny: korekta w czasie

W ciągu kilku lat może to doprowadzić do wdrożenia drugiego negatywnego skoku w celu zsynchronizowania czasu atomowego i astronomicznego, chociaż skutki topnienia lodu polarnego mogą ostatecznie opóźnić potrzebę zmiany zegarów z 2026 r. na 2029 r.

Chociaż ustawienie zegarów na jedną sekundę może wydawać się nieistotne, McCleary podkreśla potencjalny wpływ na systemy globalne.

„Chociaż nasza infrastruktura komputerowa jest przystosowana do obsługi dodatnich sekund przestępnych, w zasadzie żadna z naszych sieci ani usług internetowych nie jest przystosowana do obsługi ujemnych sekund przestępnych” – ostrzega McCleary.

„Nie wiedzą, jak przejść z 12:00:03 do 12:00:02. Doszedłem do wniosku, że jest to w zasadzie porównywalne z błędem z roku 2000, w którym trzeba było wszystko przeprogramować, aby uwzględnić lata czterocyfrowe.

Bardzo podobna Błąd Y2KMcCleary uważa, że ​​jest mało prawdopodobne, aby drugi ujemny skok spowodował katastrofę. Może to jednak mieć wpływ na precyzyjny pomiar czasu i społeczność czasu atomowego.

Sugeruje, że ostatecznie alternatywą dla „kilku sekund upłynąć” jest „przeprogramowanie Internetu”, w którym to przypadku odrobina zmarnowanego czasu może wcale nie być taka zła.

Topnienie lodu, zmiana czasu i ujemne sekundy przestępne

Krótko mówiąc, poruszając się po zawiłościach zmieniającej się planety, musimy rozpoznać złożony taniec pomiędzy topnieniem ziemskich czap lodowych, przesunięciem jądra i koncepcją samego czasu.

Potencjalna potrzeba drugiego ujemnego skoku wyraźnie przypomina o dalekosiężnych skutkach zmian klimatycznych i podkreśla znaczenie zrozumienia delikatnej równowagi rządzącej naszym światem.

Chociaż ustawienie naszych zegarów o zaledwie jedną sekundę może wydawać się trywialne, stanowi to poważne wyzwanie dla społeczności zajmujących się precyzyjnym pomiarem czasu i globalnych systemów opierających się na precyzyjnym czasie.

Idąc naprzód, musimy ogarnąć chaos i znaleźć innowacyjne rozwiązania, aby dostosować się do ruchomych piasków czasu, zapewniając, że nasza infrastruktura technologiczna dotrzyma kroku zmieniającym się rytmom naszej planety.

Pełne badanie opublikowano w czasopiśmie Natura.

—–

Podoba Ci się to, co przeczytałem? Zapisz się do naszego newslettera, aby otrzymywać ciekawe artykuły, ekskluzywne treści i najnowsze aktualizacje.

Odwiedź nas w EarthSnap, bezpłatnej aplikacji udostępnionej przez Erica Rallsa i Earth.com.

—–