今年冬天,新年的到來將稍晚一些。原因是:為了使日曆與地球自轉重新同步,需要增加一秒。閏秒並不新鮮:自 1972 年以來,已在 6 月 30 日或 12 月 31 日增加了 22 秒。但是,根據將在國際電信聯盟無線電通訊部門 11 月會議上討論的提案——該機構是負責廣播官方時間的聯合國機構——這個閏秒可能是最後一個。天文學家、歷史學家和其他人對失去閏秒的前景感到不安,並已發起一場激烈的辯論,以保持時間與地球自轉的聯絡。
人們可以在爭論一秒鐘上花費多長時間? “已經持續大約五年了,”科羅拉多州博爾德市國家標準與技術研究院 (NIST) 時間和頻率部門的物理學家猶大·萊文說。由於丹尼爾·甘比斯(Daniel Gambis)向計時官員傳送了一封電子郵件提示,擬議廢除閏秒的訊息於 7 月公開,甘比斯是德國法蘭克福國際地球自轉和參考系統服務(IERS)地球定向中心的負責人,該中心決定何時新增閏秒。
需要閏秒是因為地球自轉正在減慢,逐漸且不均勻地減慢。自轉變化是由於月球施加的潮汐力以及與液體外核晃動以及蒸發週期相關的慣性效應引起的,在蒸發週期中,赤道的水作為冰沉積在兩極,冰會季節性融化。
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目前的系統是在利用最精確的計時器(即原子鐘)和尊重透過太陽位置進行的傳統計時之間的一種折衷方案。對於想要結束閏秒的人,萊文解釋說,“真正基本的量不是時間而是頻率——頻率來自量子力學;它是原子的特性。而這些人真正想要的是讓時間以平滑、連續的方式表示頻率。” 萊文並非代表 NIST 正式發言,但他是在 12 月 1 日正式通知當局在本月底新增閏秒的人。
頻率標準的主要倡導者是現代電信系統背後的人員。例如,GPS 不會針對閏秒進行調整——這個問題在 2003 年變得明顯,當時自上次閏秒以來經過的時間長度導致某些 GPS 接收器中的時鐘發生故障,以至於它們將時間顯示為 62:28:15。
為了說明閏秒造成的問題,萊文指出了導航。“每次有閏秒時,移動的東西繼續移動,但時鐘停止了,”他解釋說。“因此,處理物理過程的人不希望有閏秒。” NIST 時間和頻率部門主管湯姆·奧布萊恩補充說,閏秒的發生是不可預測的。 IERS 直到 2005 年 7 月才決定今年的閏秒,這是七年來的第一個閏秒。為了防止時鐘偏離晝夜迴圈太遠,廢除主義者大概需要每幾百年增加幾個閏分。
萊文指出,現有的折衷系統也會造成混亂。首先,閏秒發生在亞洲和澳大利亞的白天,導致股票交易期間出現時間中斷。其次,時間尺度越多,程式設計師在計算中就越容易出錯。
天文學家對這一前景深感失望,這將使時間與地球自轉脫鉤,就像放棄金本位制對貨幣的影響一樣。“我們需要知道地球指向哪裡,這樣我們才能為航天器通訊指向無線電,”英國皇家天文學會地球物理秘書邁克·哈普古德說。他認為,修改裝置可能會變得昂貴。
並非每位天文學家都認為調整會很困難。康奈爾大學前阿雷西博射電望遠鏡中心主任唐納德·坎貝爾表示,重寫軟體以調整原子時間和世界時之間的差異沒什麼大不了的。[中斷]
即使成本最終微不足道,歷史感和傳統感也可能並非如此。畢竟,數千年來,人類一直透過太陽的位置而不是原子的振盪來跟蹤時間。