本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定反映《大眾科學》的觀點。
在人類歷史的大部分時間裡,我們透過行星和恆星的運動來定義時間。 一天是地球繞其軸自轉一週的時間,一年是繞太陽公轉一週的持續時間。 但在2012年1月,我們思考時間的方式可能會發生變化。
為了使地球運動確定的時間與原子鐘測量的秒保持一致,國際地球自轉和參考系統服務會在日曆中插入“閏秒”。 但是,在聯合國國際電信聯盟(ITU)舉辦的明年世界無線電通訊大會之後,閏秒可能會失寵。 由空間標準與創新中心的David Finkleman領導的一組天文學科學家和工程師在《美國科學家》雜誌七月至八月刊上發表的一篇文章中提請人們注意這些審議。 這篇文章也可以在數學和物理科學的預印本部落格 arXiv.org 上找到。
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大多數社會都需要對時間有一個普遍的定義——德克薩斯州的一分鐘必須與紐約州的一分鐘持續時間相同。 如果有一個非常精確的時鐘,它可以定期廣播時間,以幫助所有手錶保持同步。 例如,在美國,國家標準與技術研究院 (NIST) 使用NIST-F1銫噴泉原子鐘中銫-133原子的共振頻率來保持時間,其精確度非常高,即使執行 6000 萬年,NIST-F1 也不會丟失或增加一秒。
NIST-F1 是用於定義國際民用時間(稱為協調世界時或 UTC)的幾個國際原子鐘之一,它們在這方面做得有點太好了。 事實上,原子鐘實際上比地球軌道更穩定——為了使這裡的時鐘與天體的運動同步,計時員必須新增閏秒。 閏年的使用,即每四年在二月增加一天,將季節鎖定在民用日曆中的固定位置,季節是地球繞太陽公轉和地球在公轉時的傾斜造成的。 同樣,閏秒確保地球自轉 360 度所需的時間等於人類及其原子鐘定義的一天。 最近,在 2008 年 12 月 31 日,通用時間被增加了一秒。
然而,自 1999 年以來,ITU 的無線電通訊部門一直在提議從 UTC 的測量中消除閏秒。 儘管該組織沒有參與當前閏秒系統的建立,但其監管的無線電波用於傳輸 UTC,這使其具有一定的影響力。
取消閏秒肯定會使 UTC 的計算更容易,但這項措施也會使天文時間與民用時間脫鉤:原子鐘測量的時間將逐漸偏離地球在太空中運動所計算出的時間。 最終,一年將不再是地球繞太陽公轉的長度。 相反,它將相當於銫-133 原子輻射的某個週期數(精確地說,幾乎是十億億個週期)。
如果閏秒提案獲得透過,這些差異將與天文學家息息相關,他們需要跟蹤兩個不同的時間。 此外,僅根據原子鐘的測量結果來計時將賦予時間本身不同的含義。 在數百年來讓行星和月球運動定義時間之後,我們將縮小我們的尺度,轉而讓原子來決定時間。