地球自轉加速可能導致計時人員從世界時鐘減去一秒

(SeaPRwire) –   地球自轉的變化正威脅著我們對時間的認知、時鐘和計算機化社會以前所未有的方式——但只是一秒鐘。

首次在歷史上,世界時間監測人員可能需要考慮在幾年後從我們的時鐘中減去一秒,因為地球轉動的速度比過去快了一點點。時鐘可能需要跳過一秒——稱為「負跳秒」——大約在2029年,《自然》雜誌周三的一項研究說。

「這是前所未有的情況,也是一件大事,」研究首席作者、加州大學聖地亞哥分校斯克里普斯海洋研究所地球物理學家鄧肯·阿格紐(Duncan Agnew)說。「地球自轉速度的變化不會導致一些災難或任何事情,但這確實是一件值得注意的事情。這再次表明,我們處在一個非常不尋常的時期。」

地球兩極地區冰川的融化一直在抵消行星速度的增長,很可能已經推遲了這次全球性的一秒調整大約三年。

「我們正朝著負跳秒的方向前進,」美國海軍天文台退休時間主任丹尼斯·麥卡錫(Dennis McCarthy)表示。「問題在於什麼時候。」

這是一個複雜的情況,涉及物理學、全球權力政治、氣候變化、技術以及兩種時間類型。

地球大約需要24小時來完成一個自轉,但關鍵詞是「大約」。

過去幾千年來,地球一般在放緩,速度在不同時期有所變化,阿格紐和美國國家標準技術研究所時間和頻率部門物理學家朱迪·萊文(Judah Levine)表示。

放緩主要是由於潮汐效應造成的,潮汐是月球的引力造成的。

在原子鐘於55年前被採用為官方時間標準之前,這並不重要。原子鐘不會放緩。

這就建立了兩種版本的時間——天文時間和原子時間——它們不匹配。天文時間比原子時間慢2.5毫秒每天。這意味著原子鐘會說午夜,而地球實際上是在一小段後的午夜。阿格紐說。

每天的幾分之一秒的累積導致幾年後整秒的增加。從1972年開始,國際時間監測人員決定在六月或十二月增加「閏秒」,讓天文時間趕上原子時間,稱為協調世界時或UTC。11點59分59秒轉為午夜時,會有另一秒的11點59分60秒。負閏秒會從11點59分58秒直接轉到午夜,跳過11點59分59秒。

在1972年至2016年期間,地球放緩需要增加27個單獨的閏秒。但放緩的速度正在減緩。

「在2016年、2017年或可能2018年,放緩的速度已經放緩到地球實際上正在加速,」萊文表示。

地球加速是因為其熱流體性液體核心——「一個大型流動流體球」——以不可預測的方式起作用,其漩渦和流動在不同時期變化。

阿格紐表示,核心已經在過去約50年中觸發加速趨勢,但自1990年以來極地冰川快速融化掩蓋了這種效應。冰川融化使地球質量從極地轉移到膨脹的中心,這就像旋轉冰舞者伸展雙臂一樣放慢了自轉速度。

沒有冰川融化的影響,地球需要在2026年而不是2029年實施負閏秒,阿格紐計算得出。

幾十年來,天文學家一直通過方便的閏秒來保持普遍時間和天文時間的一致性。但計算機系統運營商說,這些增加對現在世界依賴的所有精密技術來說都不是容易的。2012年,一些計算機系統處理閏秒時出現問題,給Reddit、Linux、澳大利亞航空公司等造成困擾。

「為什麼需要調整時間,而它會造成這麼多問題?」麥卡錫說。

但是,俄羅斯的衛星系統依賴天文時間,所以消除閏秒會給它們帶來問題,阿格紐和麥卡錫表示。天文學家和其他人希望保留當原子和天文時間差距接近一秒時增加閏秒的系統。

在2022年,世界時間監測人員決定從2030年代開始改變插入或刪除閏秒的標準,使得這種情況變得更不可能。

Google和Amazon等科技公司單方面制定了自己的解決閏秒問題的解決方案,通過整天逐步增加幾分之一秒。萊文表示。

「爭論如此嚴重,因為利益如此之小,」萊文說。

然後,加上減去而不是增加閏秒這種「奇怪」的效應,阿格紐說。很可能更難跳過一秒,因為軟件程式設計用於增加而不是減少時間,麥卡錫說。

麥卡錫表示,需要負閏秒的趨勢是清晰的,但他認為這更多地與冰河時代結束後地質變化使地球變得更圓有關。

其他三名外部科學家表示,阿格紐的研究是合理的,他提供的證據很有說服力。

但是,萊文不認為真的需要負閏秒。他說,潮汐造成的整體放緩趨勢已經持續了幾個世紀,並繼續,但地球核心的短期趨勢來去無常。

「這不是一個過去可以很好預測未來的過程,」萊文說。「任何長期預測地球未來的人都站在非常不穩定的地方。」