[陇文化]闰秒,会不会变成闰分闰时
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闰秒,会不会变成闰秒
经常听说闰月闰年,闰秒却很少听说。什么是闰秒?科学上的时间测量系统有两种:基于地球自转天文测量的世界时间和由原子振荡周期决定的原子时间。
由于地球自转的不稳定性,世界时间会带来时差,而原子时间相对恒定。一般来说,这两个时间尺度的速率差在一到两年内会有一秒左右。
1971年,国际计量会议通过了一项决议:使用协调世界时来测量时间。当协调世界时与世界时之差超过0.9秒时,国际地球自转服务组织负责将协调世界时向前或向后移动1秒,称为闰秒。
闰秒是怎么来的
潮汐摩擦减缓了地球的自转
有人认为只有一秒钟,谁在乎呢?事实上,仅仅一秒钟对人类来说意义重大。如果全球大罢工不在国际上调整闰秒,根据以往记录的偏差结果,预计人类使用的时间在几千年后将与自然时间相差一小时。那时,人们几千年来习惯的烈日,已经不是中午12点,而是下午1点。如果让这个误差累积,从量变到质变,某一天,所有的日子都可能变成昨天。
很多人不明白闰秒是怎么多得了这一秒的。中科院国家授时中心副主任窦忠告诉闰秒要从人们对时间的判断开始。
自古以来,地球上的人类每天都以太阳东升西落来计算时间。也就是说,以太阳为参考点的地球自转周期作为人们生产生活的时间判断标准。这是世界时,是19世纪以前没有的。然而,随着科学技术的进步和人们对时间精度要求的提高,通用时间测量系统逐渐不能完全满足需要。
20世纪20年代,天文学家发现地球自转是周期性变化的,这是由于地球上季节性的气流和洋流,导致地球自转春季变慢,秋季变快。此外,发现地球自转长期变慢,是由于太阳和月球的潮汐力效应产生的摩擦力,产生的热量被耗散掉,消耗了地球自转的动能,使其自转变慢。
因为世界时是以地球自转为基础的,所以一秒的长度取决于一天的长度,也就是地球自转周期。如果地球自转周期是稳定的,并且严格的每天自转一周,那么测量时间的世界时单位1秒(即1/86400天)是固定的。但是由于自转周期的不稳定性,世界时并不准确,就像拿尺子测量长度一样。如果尺子稳定,
地球自转变慢,导致白天越来越长。目前的天文观测和古生物化石研究证实了这一点。天文学家发现,大约100年后,地球每天会增加1.8毫秒,而这1.8毫秒仍然是一个加速度,随着时间的推移会相当可观。
随着时代的发展,传统的基于地球自转周期的授时方法越来越难以满足人们的需求,特别是在航空空航天、无线通信等对时间精度要求较高的领域。
在这种背景下,1948年,英国制造了世界上第一台原子钟,随后美国、加拿大等国也相继研制出了原子钟。1秒定义为取微观世界铯原子两个超精细能级之间的跃迁频率9192631770。因为原子的内部振荡不受外界环境影响,所以非常稳定准确。在这样一个固定的秒中测量的时间的精确度不超过每天十分之一秒。
1967年,第十三届国际度量衡大会定义并引入了原子时系统,原子时起点为1958年1月1日0: 00: 00,与世界时重合。由于上述原因,确切的原子时与基于地球自转周期的标准世界时逐渐不同步,且差异逐渐增大。从1958年开始,两者之间就有了36秒的时钟差。
原子时的精度是每天千分之一秒,而世界时的精度是每天千分之几秒。在这种情况下,1972年引入了一种折衷的时标,称为协调世界时。协调世界时以原子时的频率标准为基础,尽可能接近世界时,代表国际原子时和世界时的结合。
为了保证协调世界时和世界时的差值不超过0.9秒,必要时会给协调世界时加上正负一整秒。这个技术措施叫闰秒,从1972年开始每隔一到两年调整一次。闰秒是否加入由国际地球自转服务组织决定,在公历每年的6月或12月最后一天的最后一分钟跳或不跳。也就是说,每年这两分钟不等于60秒,而是在60秒内上下变化。如果是闰秒,则在第二天00: 00: 00之前加上这一秒。当决定加入正闰秒时,23: 59: 59的下一秒被记录为23: 59: 60,然后是第二天00: 00。如果是负闰秒,那么23: 59: 58的下一秒就是第二天00: 00: 00。
目前所有闰秒都采用正闰秒法。这是因为地球自转越来越慢,导致世界第二时间越来越长。只能给协调世界时加一秒。至于为什么地球自转越来越慢,科学家们分析说,最大的力可能来自潮汐的摩擦。
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