這道天文地理題,衝上熱搜第一!一天還是24小時嗎?

一條關於“地球自轉加速”的訊息,衝上了新浪微博熱搜榜的第一。

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據英國《每日電訊報》1月5日報道,目前,

地球自轉的速度正在逐漸加快,平均一天的時間將會比以往快0.5毫秒,2021年有望成為“史上最快一年”。

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報道稱,如果地球自轉速度繼續加快,為了與地球自轉的時間保持同步,世界各地的時鐘可能都需要重新調整,或將首次出現全球時鐘中刪除一秒的場景。

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你可能會覺得奇怪,一年365天,一天24小時,一小時60分鐘,時間單位都是固定不變的,一年怎麼就能變快?這刪除一秒又是什麼鬼?

各國之前採用的時間計量系統是以地球自轉為基準的天文時。

天文時是藉助天文觀測到地球自轉的平均週期(也就是1日),然後將其等分為86400份,即一天有24小時,一小時有60分鐘,一分鐘有60秒。長期以來科學界一直認為地球的自轉速率很均勻,是一臺相當靠譜的時鐘,因此天文時就被作為當時通用的時間標準。

但20世紀中葉之後,人們發現地球其實並不靠譜,其自轉的速率是不斷變化的,因此一天的長度並非恆定不變。

由於地核熔化、海洋和大氣的複雜運動,以及月球等天體的影響,地球自轉的速度處於不斷變化之中。

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速度的不同。

此外,全球變暖對高海拔地區的冰雪融化產生的影響,也會導致地球自轉速度加快,儘管影響的幅度有限。

隨著量子理論的發展,科學家引入了原子時作為時間計量標準。

相對於以地球自轉為基礎的天文時來說,原子時是均勻的計量系統,原子時用來衡量時間,本質是尋找一個穩定的週期現象。

但是涉及到人類日常生活的週期性變化,則取決於依地球自轉速度而變化的天文時。

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為兼顧人類對天文時和原子時的需要,科學家們規定了協調世界時(UTC),也就是我們現在所使用的的世界標準時間。它不與任何地區位置相關,也不代表此刻某地的時間。

而這增加或刪除一秒的說法就由此而來。

你可能納悶了,我每天看著時間,還是一分鐘60秒,這增加一秒或刪除一秒又是如何發生的?

噹噹噹,

敲黑板時間到!

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閏秒就是在世界標準時間的基礎上增加或減少一秒,它是天文時和原子時相協調的產物。

以原子時為標準,一天就是86400秒。

由於地球自轉的速度不斷變化,從1820年至2015年,天文時的一天如果用原子時來衡量,平均有86400。002秒。這千分之二秒的誤差看似微不足道,但日積月累差異會越來越大。為了讓二者的時間儘量保持一致,科學家在1972年,引入了閏秒系統。

閏秒一般被安插在23時59分59秒,以我們所用的時間標準來說,下一秒應為0時0分0秒,但加入閏秒之後,時鐘則顯示為23時59分60秒,之後再進入0時0分0秒。

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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,這個並沒有固定的規律,具體日期由國際地球自轉服務局(IERS)透過監測地球的自轉速度,統一規定和釋出。一般是提前6個月通知各國何時需要增加或減少閏秒。

從20世紀70年代以來,全球已經進行了27次閏秒調整,而這27次都是在等待趕不上趟的地球自轉,也就是說我們的時間一共增加了27秒。

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1972年至今 已新增過閏秒的年份

但是近幾年來,由於地球自轉速度正在加快。報道指出,發現過去50年裡,地球完成一次旋轉所需的時間慢於86400秒(24個小時)。然而在2020年中,這一長期趨勢被逆轉,

現在一天的時長常短於86400秒。2020年7月19日,這一天的時長比24小時縮短了1.4602毫秒

——這是有記錄以來最短的一天,因此2021年或將出現全球時鐘中第一次刪除一秒的情形。

那看到這兒,你或許又要問了:“閏秒對普通人有什麼影響?”

簡單來說,幾乎沒有任何影響。

閏秒的設定與時區無關,全世界都在同一時刻發生。大部分民用裝置本身就容易產生秒級的時間誤差,閏秒的作用完全可以忽略不計。而我們的手機電腦,現在基本都可以與網際網路同步時間,閏秒發生後系統會自動同步。

但從另一個層面來講,

閏秒或多或少會對時間精度要求較高的裝置和應用,如現代衛星通訊和導航系統,造成影響。

主要原因是由於它的不可預測性,因為誰都不知道在未來幾個月裡會不會出現一次新的閏秒,所以系統的設定無法完美規避閏秒帶來的影響。這些通訊系統需要與太陽、月亮和恆星的常規位置絕對一致的時間,如果這些系統時間出錯帶來的影響不可想象。

有些國家機構曾經提出取消閏秒的議案並在國際大會上進行表決,但這些議案目前都處於駁回或延期決定的狀態。學界至今提出的新方案也都還存在各種問題,不能完美替代閏秒。

誰來守護時間?英法兩國延續200多年的“相愛相殺”

取消閏秒的建議,曾一度得到了義大利、德國、日本等十幾個國家的支援,其中法國最為堅定。法國和英國關於“誰來守護時間”的樑子早在1884年就結下了。在當年的華盛頓本初子午線會議上,法國力推“巴黎標準時間”,結果被英國的“格林尼治時間”打敗。

而現今主要由法國人組成的國際計量局表示,世界標準時間應該完全基於原子鐘的時間即原子時。“繼續使用格林尼治時間即天文時,就等於允許世界上同時存在兩個時間。”

作為格林尼治時間的發祥地,英國人可不這麼看。包括英國在內的一些國家認為,依靠閏秒調節天文時和原子時的方法已經沿用了近50年,這一方法能夠很好地繼續發揮作用。

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責任編輯:翟曉晨

稽核:張雷

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