Високосная секунда: почему эти сутки были длиннее остальных
Все дело в так называемой “високосной секунде”, которая используется для корректировки универсального и астрономического времени. Исследователь Маркус Кун собрал несколько причин, почему же этот день можно считать самым длинным в году.
Скорость вращения Земли падает
До 1950-х годов время определяли по позиции солнца при помощи инструментов для измерения темпов вращения планеты. Но ученые установили, что эта скорость не является постоянной. Она замедляется из-за силы притяжения луны.
За столетие день становится длиннее на 1,7 миллисекунд.
Об изменении протяженности дня знали всегда. Но поиск практического решения этой проблемы начался только с изобретением атомных часов в 50-х годах.
Это дало возможность для более стабильной и простой идентификации времени на основании определенной микроволновой частоты, поглощенной атомами цезия.
Корректировка астрономического и универсального времени
Международный союз электросвязи в Женеве дал стандартное определение времени. Всемирное координированное время (с фр. Temps Universel Coordonné; UTC) – это время по атомным часам, которое на дробное количество секунд отличается от Всемирного универсального времени UT1.
Вопрос синхронизации астрономического и универсального времени пытались решить по-разному: урегулировать частоту передачи, что привело бы к изменению длительности универсального времени, или добавить миллисекунды к заранее оговоренному времени. Все это могло создать лишние проблемы и помешать работе приборов измерения времени.
В конце 60-х годов определение было изменено. Универсальное время должно быть постоянным, а разницу компенсирует високосная секунда. Впервые ее использовали в июне 1972 года. По данным Международной службы вращения Земли, таким образом время регулировали еще 24 раза.
Компьютеры не любят изменений
Система работала хорошо, но в 90-х появились некоторые сомнения. На пороге был конец тысячелетия, что заставило инженеров задуматься о возможных проблемах, связанных со временем, в работе компьютерных систем. Точная передача времени с GPS-навигаторов дала толчок развитию критически важных аэронавигации и контроля, где любая смена времени приводит к изменению траектории движения. В порядке вещей стала синхронизация времени часов на компьютерах в интернете пр помощи протокола Network Time Protocol (NTP). Это привело к вопросу о том, каким образом компьютеры должны учитывать эти високосные секунды.
Предлагали сделать переход следующим образом: часы должны были показать 61 секунду. После 23:59:59 монитор показывал бы не 00:00:00, а 23:59:60. Но это было непрактично, ведь в программном обеспечении редко используется разбивка на часы, минуты и секунды.
К сожалению, способ добавления секунд в операционных системах Unix и Linux только добавил проблем. Протокол возвращался к последней секунде и повторял ее. Это приводило к ошибкам в работе компьютерных систем. Например, в 2012 году, когда последний раз добавляли високосную секунду, произошел сбой в одной из крупных систем бронирования авиабилетов. На сегодняшний день часы на компьютере просто замедляются для того, чтоб догнать эту секунду и убрать различия.
Так много стандартов
Существует также понятие международного атомного времени (TAI). Сегодня всемирное координированное время отстает от него на 35 секунд. А с 1 июля это будет 36 секунд. Системы, где високосные секунды могли привести к ошибкам, например GPS или космические станции, долгое время пользовались именно TAI. Но этот стандарт не так распространен и популярен.
За 15 лет споров предлагали отменить использование таких секунд и сделать разницу между астрономическим и универсальным временем фиксированной. Это бы решило проблему с компьютерами, но привело к изменениям в системах отслеживания спутников, астрономических приборах и любых системах, работа которых базируется на предположении, что разница всемирного координированного и универсального времени не превышает 1 секунды.
Также возникают более философские вопросы, связанные с отменой определения времени по позиции солнца.
Астрономические приборы, как например, солнечные часы или секстант, будут бесполезными без регулярной калибровки. Сейчас среднее солнечное время определяется по Гринвичу. Но такие изменения приведут к движению меридиана на восток. Через несколько сотен лет он достигнет Парижа и обойдет весь земной шар много раз. Возможно, это и стало причиной протестов британского правительства против подобных трансформаций.
