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2021年有望成史上最快一年,平均一天比以往快0.5毫秒
央視新聞1月7日消息,據(jù)英國(guó)《每日電訊報(bào)》1月5日?qǐng)?bào)道,目前,地球自轉(zhuǎn)的速度正在逐漸加快,平均一天的時(shí)間將會(huì)比以往快0.5毫秒,2021年有望成為“史上最快一年”。
報(bào)道稱,如果地球自轉(zhuǎn)速度繼續(xù)加快,為了與地球自轉(zhuǎn)的時(shí)間保持同步,世界各地的時(shí)鐘可能都需要重新調(diào)整,或?qū)⑹状纬霈F(xiàn)全球時(shí)鐘中刪除一秒的場(chǎng)景。
你可能會(huì)覺(jué)得奇怪,一年365天,一天24小時(shí),一小時(shí)60分鐘,時(shí)間單位都是固定不變的,一年怎么就能變快?這刪除一秒又是什么鬼?
各國(guó)之前采用的時(shí)間計(jì)量系統(tǒng)是以地球自轉(zhuǎn)為基準(zhǔn)的天文時(shí)。
天文時(shí)是借助天文觀測(cè)到地球自轉(zhuǎn)的平均周期(也就是1日),然后將其等分為86400份,即一天有24小時(shí),一小時(shí)有60分鐘,一分鐘有60秒。長(zhǎng)期以來(lái)科學(xué)界一直認(rèn)為地球的自轉(zhuǎn)速率很均勻,是一臺(tái)相當(dāng)靠譜的時(shí)鐘,因此天文時(shí)就被作為當(dāng)時(shí)通用的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)。
但20世紀(jì)中葉之后,人們發(fā)現(xiàn)地球其實(shí)并不靠譜,其自轉(zhuǎn)的速率是不斷變化的,因此一天的長(zhǎng)度并非恒定不變。

由于地核熔化、海洋和大氣的復(fù)雜運(yùn)動(dòng),以及月球等天體的影響,地球自轉(zhuǎn)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(zhuǎn)速度的不同。

此外,全球變暖對(duì)高海拔地區(qū)的冰雪融化產(chǎn)生的影響,也會(huì)導(dǎo)致地球自轉(zhuǎn)速度加快,盡管影響的幅度有限。
隨著量子理論的發(fā)展,科學(xué)家引入了原子時(shí)作為時(shí)間計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)。
相對(duì)于以地球自轉(zhuǎn)為基礎(chǔ)的天文時(shí)來(lái)說(shuō),原子時(shí)是均勻的計(jì)量系統(tǒng),原子時(shí)用來(lái)衡量時(shí)間,本質(zhì)是尋找一個(gè)穩(wěn)定的周期現(xiàn)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(zhuǎn)速度而變化的天文時(shí)。

為兼顧人類對(duì)天文時(shí)和原子時(shí)的需要,科學(xué)家們規(guī)定了協(xié)調(diào)世界時(shí)(UTC),也就是我們現(xiàn)在所使用的的世界標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間。它不與任何地區(qū)位置相關(guān),也不代表此刻某地的時(shí)間。
而這增加或刪除一秒的說(shuō)法就由此而來(lái)。
你可能納悶了,我每天看著時(shí)間,還是一分鐘60秒,這增加一秒或刪除一秒又是如何發(fā)生的?
閏秒就是在世界標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間的基礎(chǔ)上增加或減少一秒,它是天文時(shí)和原子時(shí)相協(xié)調(diào)的產(chǎn)物。
以原子時(shí)為標(biāo)準(zhǔn),一天就是86400秒。由于地球自轉(zhuǎn)的速度不斷變化,從1820年至2015年,天文時(shí)的一天如果用原子時(shí)來(lái)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(huì)越來(lái)越大。為了讓二者的時(shí)間盡量保持一致,科學(xué)家在1972年,引入了閏秒系統(tǒng)。

閏秒一般被安插在23時(shí)59分59秒,以我們所用的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)來(lái)說(shuō),下一秒應(yīng)為0時(shí)0分0秒,但加入閏秒之后,時(shí)鐘則顯示為23時(shí)59分60秒,之后再進(jìn)入0時(shí)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(gè)并沒(méi)有固定的規(guī)律,具體日期由國(guó)際地球自轉(zhuǎn)服務(wù)局(IERS)通過(guò)監(jiān)測(cè)地球的自轉(zhuǎn)速度,統(tǒng)一規(guī)定和發(fā)布。一般是提前6個(gè)月通知各國(guó)何時(shí)需要增加或減少閏秒。

1972年至今已添加過(guò)閏秒的年份
從20世紀(jì)70年代以來(lái),全球已經(jīng)進(jìn)行了27次閏秒調(diào)整,而這27次都是在等待趕不上趟的地球自轉(zhuǎn),也就是說(shuō)我們的時(shí)間一共增加了27秒。
但是近幾年來(lái),由于地球自轉(zhuǎn)速度正在加快。報(bào)道指出,發(fā)現(xiàn)過(guò)去50年里,地球完成一次旋轉(zhuǎn)所需的時(shí)間慢于86400秒(24個(gè)小時(shí))。然而在2020年中,這一長(zhǎng)期趨勢(shì)被逆轉(zhuǎn),現(xiàn)在一天的時(shí)長(zhǎng)常短于86400秒。2020年7月19日,這一天的時(shí)長(zhǎng)比24小時(shí)縮短了1.4602毫秒——這是有記錄以來(lái)最短的一天,因此2021年或?qū)⒊霈F(xiàn)全球時(shí)鐘中第一次刪除一秒的情形。
那看到這兒,你或許又要問(wèn)了:“閏秒對(duì)普通人有什么影響?”
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),幾乎沒(méi)有任何影響。
閏秒的設(shè)置與時(shí)區(qū)無(wú)關(guān),全世界都在同一時(shí)刻發(fā)生。大部分民用設(shè)備本身就容易產(chǎn)生秒級(jí)的時(shí)間誤差,閏秒的作用完全可以忽略不計(jì)。而我們的手機(jī)電腦,現(xiàn)在基本都可以與互聯(lián)網(wǎng)同步時(shí)間,閏秒發(fā)生后系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)同步。
但從另一個(gè)層面來(lái)講,閏秒或多或少會(huì)對(duì)時(shí)間精度要求較高的設(shè)備和應(yīng)用,如現(xiàn)代衛(wèi)星通信和導(dǎo)航系統(tǒng),造成影響。主要原因是由于它的不可預(yù)測(cè)性,因?yàn)檎l(shuí)都不知道在未來(lái)幾個(gè)月里會(huì)不會(huì)出現(xiàn)一次新的閏秒,所以系統(tǒng)的設(shè)置無(wú)法完美規(guī)避閏秒帶來(lái)的影響。這些通信系統(tǒng)需要與太陽(yáng)、月亮和恒星的常規(guī)位置絕對(duì)一致的時(shí)間,如果這些系統(tǒng)時(shí)間出錯(cuò)帶來(lái)的影響不可想象。
有些國(guó)家機(jī)構(gòu)曾經(jīng)提出取消閏秒的議案并在國(guó)際大會(huì)上進(jìn)行表決,但這些議案目前都處于駁回或延期決定的狀態(tài)。學(xué)界至今提出的新方案也都還存在各種問(wèn)題,不能完美替代閏秒。
(原題為《2021年有望成為“史上最快一年”?原來(lái)你的時(shí)間被“它”動(dòng)了手腳》)





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