Изменение вращения Земли угрожает беспрецедентным образом сыграть с нашим чувством времени, часами и компьютеризированным обществом — но только на секунду.
Впервые в истории мировым хронометристам, возможно, придется через несколько лет вычесть секунду из наших часов, потому что планета вращается немного быстрее, чем раньше. Часам, возможно, придется пропустить секунду — так называемую «отрицательную дополнительную секунду» — примерно в 2029 году, говорится в исследовании, опубликованном в журнале Nature.
«Это беспрецедентная ситуация и большое событие», — сказал ведущий автор исследования Дункан Агнью, геофизик из Океанографического института Скриппса при Калифорнийском университете в Сан-Диего. «Это не огромное изменение во вращении Земли, которое приведет к какой-то катастрофе или чему-то еще, но это нечто примечательное. Это еще один признак того, что мы живем в очень необычное время».
Таяние льда на обоих полюсах Земли противодействует резкому увеличению скорости планеты и, вероятно, задержит эту глобальную секунду расплаты примерно на три года, сказал Агнью.
«Мы движемся к отрицательной дополнительной секунде», — сказал Деннис Маккарти, отставной директор по времени Военно-морской обсерватории США, который не участвовал в исследовании. «Это вопрос времени».
Это сложная ситуация, которая включает в себя физику, глобальную силовую политику, изменение климата, технологии и два типа времени.
Земля вращается примерно за 24 часа, но ключевое слово — «около».
На протяжении тысячелетий Земля в целом замедлялась, причем скорость время от времени менялась, говорят Агнью и Джуда Левин, физик отдела времени и частоты Национального института стандартов и технологий. .
Замедление в основном вызвано эффектом приливов, вызванных притяжением Луны, сказал Маккарти.
Это не имело значения до тех пор, пока более 55 лет назад атомные часы не были приняты в качестве официального стандарта времени. Они не замедлили ход.
Это установило две версии времени — астрономическую и атомную — и они не совпадали. Астрономическое время каждый день отставало от атомного времени на 2,5 миллисекунды. Это означало, что атомные часы покажут полночь, а на Земле полночь наступила на долю секунды позже, сказал Агнью.
Эти ежедневные доли секунды каждые несколько лет складывались в целые секунды. Начиная с 1972 года международные хронометристы решили добавить «дополнительную секунду» в июне или декабре для астрономического времени, чтобы догнать атомное время, называемое Всемирным координированным временем или UTC. Вместо 11:59 и 59 секунд, переходящих в полночь, будет еще одна секунда в 11:59 и 60 секунд. Отрицательная дополнительная секунда будет идти от 11:59 и 58 секунд непосредственно до полуночи, пропуская 11:59:59.
В период с 1972 по 2016 год по мере замедления Земли было добавлено 27 отдельных дополнительных секунд. Но темпы замедления замедлялись.
«В 2016, 2017 или, может быть, 2018 году темп замедления замедлился до такой степени, что Земля фактически ускорилась», — сказал Левин.
Земля ускоряется, потому что ее горячее жидкое ядро — «большой шар расплавленной жидкости» — действует непредсказуемо, создавая различные вихри и потоки, сказал Агнью.
Агню сказал, что ядро вызывало ускорение в течение примерно 50 лет, но быстрое таяние льда на полюсах с 1990 года замаскировало этот эффект. Тающий лед смещает массу Земли от полюсов к выпуклому центру, что замедляет вращение так же, как замедляется вращающийся фигурист, вытягивая руки в стороны, сказал он.
По подсчетам Агнью, без эффекта таяния льда Земле потребовалась бы эта отрицательная дополнительная секунда в 2026 году, а не в 2029 году.
На протяжении десятилетий астрономы фиксировали вселенское и астрономическое время вместе с этими удобными маленькими дополнительными секундами. Но операторы компьютерных систем говорят, что эти дополнения непросты для всех точных технологий, от которых сейчас зависит мир. По словам экспертов, в 2012 году некоторые компьютерные системы неправильно обработали дополнительную секунду, что вызвало проблемы у Reddit, Linux, Qantas Airlines и других.
«Какая необходимость в этой корректировке во времени, когда она вызывает столько проблем?» Маккарти сказал.
Но российская спутниковая система опирается на астрономическое время, поэтому исключение дополнительных секунд может вызвать проблемы, говорят Агнью и Маккарти. Астрономы и другие ученые хотели сохранить систему, которая добавляла бы дополнительную секунду всякий раз, когда разница между атомным и астрономическим временем приближалась к секунде.
В 2022 году мировые хронометристы решили, что начиная с 2030-х годов они изменят стандарты вставки или удаления дополнительной секунды, что сделает ее гораздо менее вероятной.
Технологические компании, такие как Google и Amazon, в одностороннем порядке разработали собственные решения проблемы секунды координации, постепенно добавляя доли секунды в течение полного дня, сказал Левин.
«Бои настолько серьезны, потому что ставки настолько малы», - сказал Левин.
Затем добавьте «странный» эффект вычитания, а не добавления дополнительной секунды, сказал Агнью. По словам Маккарти, вероятно, будет сложнее пропустить секунду, потому что программы созданы для того, чтобы добавлять, а не вычитать время.
Маккарти сказал, что тенденция к необходимости отрицательной дополнительной секунды очевидна, но он считает, что это больше связано с тем, что Земля стала более круглой в результате геологических сдвигов, произошедших в конце последнего ледникового периода.
Трое других сторонних ученых заявили, что исследование Агнью имеет смысл, назвав его доказательства убедительными.
Но Левин не считает, что отрицательная дополнительная секунда действительно будет необходима. Он сказал, что общая тенденция замедления из-за приливов существует уже много веков и продолжается, но более короткие тенденции в ядре Земли приходят и уходят.
«Это не тот процесс, в котором прошлое является хорошим предсказанием будущего», — сказал Левин. «Любой, кто делает долгосрочные прогнозы на будущее, находится на очень, очень шаткой почве».
