Некоторые дни пролетают быстрее, чем другие, и это не плод вашего воображения. По словам ученых, следящих за временем, день 29 июня стал самым коротким с момента появления атомных часов. Если тенденция будет набирать обороты, хронометристам, возможно, придется создать первую отрицательную дополнительную секунду, чтобы синхронизировать наши часы с вращением планеты.
Время, в которое мы и наши компьютеры живем, измеряется универсальным скоординированным временем или UTC, установленным в соответствии с нашими часовыми поясами. UTC в основном основано на атомном времени, которое отсчитывает сеть из 400 сверхточных часов по всему миру, используя число колебаний атома цезия. Оно также связано с астрономическим временем – тем, сколько времени требуется Земле, чтобы совершить один оборот.
Но Земля не очень надежный хронометрист, говорит австралийский астроном по особым поручениям Фред Уотсон. Это означает, что продолжительность астрономического дня меняется на крошечную величину, которая остается незамеченной, если вы не атомные часы.
«Когда вы начинаете смотреть на настоящие мельчайшие детали, вы понимаете, что Земля – это не просто твердый вращающийся шар», говорит профессор Уотсон. «У него есть жидкость внутри, у него есть жидкость снаружи, и у него есть атмосфера, и все эти вещи немного выплескиваются».
Со временем Земля замедлялась примерно на 3 миллисекунды в день за столетие благодаря притяжению Луны.
«Если вы ничего с этим не сделаете, времена года постепенно выйдут из календаря», говорит профессор Уотсон. «Вот почему високосные секунды вводятся, чтобы держать атомные часы и астрономические часы вместе».
С момента появления атомных часов было введено около 27 високосных секунд, последний раз в 2016 году. Но в 2020 году тенденция изменилась на противоположную. Почему Земля вдруг начала вращаться быстрее, остается загадкой, говорит Мэтт Кинг из Университета Тасмании.
«Это, безусловно, странно», говорит профессор Кинг, который использует атомные часы, установленные на спутнике, для картирования изменений формы, вращения и гравитации Земли. «Очевидно, что-то изменилось, и так, как мы не видели с момента появления точной радиоастрономии в 1970-х годах».
Вращение Земли отслеживается с помощью радиотелескопов. На скорость ее вращения могут влиять движения под поверхностью, но эти изменения происходят медленно в масштабе миллисекунд за столетие. Изменения поверхности, такие как таяние льда в Гренландии и Антарктиде или изменения в циркуляции океана, могут повлиять на Землю в гораздо более короткие сроки.
«Учитывая, что таяние Гренландии вызвано антропогенным изменением климата, человечество коренным образом меняет способ вращения Земли. Это не значит, что это происходит в данном случае, но это определенно происходит».
Похожее явление, которое, по предположению некоторых ученых, может иметь место – «колебание Чендлера», периодическое смещение положения оси Земли на полюсах примерно на 9 м в течение примерно 430 дней. Ученые считают, что на колебание влияет изменение давления на морское дно, вызванные изменениями в циркуляции океана.
По словам профессора Кинга, помимо ускорения вращения, земная ось за последние пару лет делала некоторые странные вещи. По мере увеличения вращения колебание достигло исторического минимума. Профессор Кинг не уверен, играет ли колебание роль в ускорении вращения планеты.
«Учитывая, что изменения в обеих этих вещах могут быть связаны с перемещением массы по поверхности Земли, вероятно, неплохо предположить, что эти вещи каким-то образом связаны», говорит он. «Я не знаю, насколько мы продвинулись в понимании того, что происходит, но я осмелюсь сказать, что, вероятно, что-то происходит в климатической системе или в океанах».
Если текущая скорость дрейфа сохранится, нам может понадобиться удалить секунду через несколько лет.
«У нас никогда раньше не было таких случаев удаления», говорит Майкл Воутерс, отвечающий за стандарты, время и частоту в австралийском Национальном институте измерений (NMI).
Учитывая, как Земля качается сверху донизу, трудно предсказать, когда это может произойти.
«Сегодня високосные секунды объявляются только за шесть месяцев вперед, потому что пытаться предсказать еще больше очень сложно», говорит доктор Воутерс. «Но удаление дополнительной секунды, вероятно, не произойдет еще 8-10 лет с текущей скоростью дрейфа».
Добавление високосных секунд вызывало проблемы с ИТ в прошлом: сбои в работе сайта соцсети Reddit в 2012 году и облачной веб-компании Cloudflare в 2017-м.
Доктор Воутерс считает, что удаление дополнительной секунды будет менее проблематичным, чем ее добавление.
Когда вы добавляете дополнительную секунду, вы, по сути, возвращаетесь назад во времени. Это может вызвать проблемы с программированием, потому что это противоречит логике, согласно которой время движется вперед.
С другой стороны, удаление секунды заставляет перейти вперед во времени. «Вы как бы продвигаетесь вперед немного быстрее, но вы не делаете ничего, что противоречит вашим ожиданиям».
Доктор Воутерс сказал, что удаление дополнительной секунды также вряд ли повлияет на технологию, использующую приемники глобального позиционирования, если только они не очень старые.
Но инженеры-программисты Меты говорят, что удаление дополнительной секунды еще не проверено и может иметь «разрушительные» последствия.
«В любом случае, каждая дополнительная секунда является основным источником боли для людей, управляющих аппаратной инфраструктурой», написали они недавно в блоге. Они утверждают, что дополнительные секунды добавлять не следует, потому что имеющегося количества достаточно, чтобы пережить следующее тысячелетие.
Мета-блог – это последняя кампания ИТ-компаний против добавления дополнительных секунд, которые были введены в 1972 году, до появления интернета.
«Никто на самом деле не представлял себе, насколько важными могут стать синхронизированные компьютерные сети», говорит доктор Воутерс.
Такие компании, как Мета и Гугл, разработали собственные способы работы с дополнительными секундами. Вместо того, чтобы просто добавить целую секунду за один раз, они размазывают разницу по 24-часовым суткам.
«Международное хронометражное сообщество обеспокоено тем, что в настоящее время существует множество различных способов отсчета времени во время високосных секунд, которые не согласуются друг с другом», говорит доктор Воутерс.
Но високосные секунды останутся на какое-то время, хотя, возможно, в другом формате в соответствии с последним предложением перед мировым сообществом хронометража и измерения.
«В настоящее время разница во времени между астрономическим временем и UTC составляет менее секунды», говорит доктор Воутерс. «Но рекомендуют, чтобы эта разница увеличилась так, чтобы скачок не требовался в течение как минимум 100 лет». Это означает, что, возможно, будут добавлять десятки секунд за раз. «Это не для того, чтобы избавиться от них. Это просто для увеличения допуска между международным атомным временем и вращением Земли».
