Последният път, когато цифровите часовници показаха 23:59:60, беше на 31 декември 2016 г. В актуализация на Международната служба за въртенето на Земята и референтните системи (IERS) беше потвърдено, че това необичайно време няма да настъпи през юни, а следващата възможност за подобно събитие ще бъде в края на 2026 г.
Защо понякога се добавя „високосна секунда“?
Защо тогава цифровите часовници на Земята от време на време „вмъкват“ допълнителна високосна секунда в годината — приблизително веднъж на всеки 1,5 години? И защо това не се е случвало вече почти десетилетие?
Първо, един въпрос: колко време е необходимо на Земята, за да се завърти веднъж около собствената си ос? Ако отговорът ви е „точно 24 часа“, сте едновременно приблизително прави и толкова далеч от истинската точност, че ако ви поверим световните спътници, транспортните системи на Земята бързо биха изпаднали в хаос.
Защо атомните часовници са толкова важни?
В продължение на около 300 000 години човечеството е съществувало без изключително прецизната синхронизация на времето, която осигуряват атомните часовници. В днешната епоха на глобални комуникации, спътникови мрежи и космически изследвания обаче това вече не е възможно.
„Без прецизното време, осигурявано от атомните часовници, GPS нямаше да работи — и синята точка на телефона ви вече нямаше да ви показва къде се намирате“, обяснява Националният институт по стандарти и технологии (NIST).
„Навигацията е само една от областите, в които атомните часовници оказаха огромно влияние върху живота ни. Когато пътувате със самолет, GPS помага на пилотите да приземят машината безопасно. Ако купувате или продавате акции, транзакцията ви получава времеви печат, основан на атомно време. Когато изпращате имейл, времевият печат в крайна сметка също води началото си от атомните часовници. Електропреносната мрежа, на която разчитаме, се регулира и синхронизира чрез атомно време.“
Затова атомните часовници са много повече от научна екзотика: те са в основата на модерната навигация, телекомуникациите и измерването на времето. Повече за принципа им на работа можете да прочетете в материала на „Обекти“ „5 минути физика: Как работи атомният часовник?“.
От 2007 г. насам официалното време на САЩ, известно като NIST UTC, се определя от NIST. Това става чрез използване на средната стойност от 16 атомни часовника, измервана чрез „продължителността на 9 192 631 770 периода на лъчението, съответстващо на прехода между две свръхфини нива на основното състояние на атома цезий-133“.
Проблемът: Земята не се върти по идеално точен график
Системата е ефективна, но има един малък проблем: въртенето на Земята не следва толкова точен график. Като цяло, и до голяма степен заради влиянието на Луната, която се отдалечава от Земята, въртенето на нашата планета се забавя. За да остане времето синхронизирано с въртенето на Земята, приблизително веднъж на всеки 1,5 години трябва да се добавя високосна секунда. Това е общото правило, но въртенето на Земята не се влияе само от Луната. Например през 2011 г. земетресение с магнитуд 9,0 край бреговете на Япония накара Земята да ускори въртенето си с около 1,8 микросекунди.
„Японската суша беше преместена на места с до 4 метра [13 фута]“, обяснява тогава метеорологът Бетан Харис пред BBC. „Това преразпределение на масата по повърхността променя нашия инерционен момент. За да се запази ъгловият момент, промените в инерцията се компенсират чрез промени в скоростта, с която Земята се върти около оста си.“
По същество всяко събитие или начинание, при което се извършва преместване на големи маси, може да повлияе на въртенето на планетата. Класически пример е китайският язовир „Три клисури“. Съоръжението е толкова голямо и може да задържа толкова много вода, че би могло да увеличи продължителността на земното денонощие с около 0,06 микросекунди.
Подобни, на пръв поглед минимални колебания в продължителността на деня всъщност са важни за науката и технологиите. В „Обекти“ вече сме разглеждали и обратната тенденция — защо дните на Земята стават все по-дълги и учените все още нямат напълно ясно обяснение защо.
Защо почти 10 години не е добавяна високосна секунда?
В продължение на почти 10 години човечеството не е имало нужда да добавя високосна секунда. Обяснението е съвсем просто: въртенето на Земята отново се ускорява. Откакто през 60-те години на XX век започват измерванията с атомни часовници, средната тенденция е била въртенето на Земята да се забавя. Тя обаче се обръща през 2020 г., когато рекордът за най-кратък ден е подобрен 28 пъти.
Това ускоряване не е просто любопитна подробност от астрономията. То вече е било достатъчно отчетливо, за да се говори за нови рекорди в продължителността на денонощието — тема, която „Обекти“ проследи и в материала „Земята постави нов рекорд за най-кратък ден“.
Дори се обсъждаше добавянето на отрицателна високосна секунда, за да се запази съответствието с въртенето на Земята, макар че засега това не е счетено за необходимо.
Причината не е напълно ясна, но вероятно е свързана с промени в разпределението на масата на Земята. Сред основните предполагаеми фактори са топенето на ледниците и задържането на вода във водохранилища в Северното полукълбо. Въпреки това изглежда, че през юни няма да бъде необходимо добавяне на високосна секунда.
Ако бъде преценено, че не е нужно да се добавя високосна секунда, това ще означава, че са изминали 10 години от последния път, когато часовникът е показал необичайното време 23:59:60 — както се случва в дните с високосна секунда.
