你可能沒有意識到, 在剛剛過去的2020年裡, 我們經歷的每一天都要比其他年份要更短一些。
不斷變化的自轉
我們總是說, 一天有24個小時,
從更大的時間尺度上看, 地球的自轉速度是在不斷變慢的, 這是從月球不斷遠離地球的現狀以及角動量守恆的理論所得來的。 地質考古證據也證明瞭這一點。 通過一種叫做Torreites sanchezi的貝殼上的年輪, 科學家發現, 在恐龍時代地球的自轉週期只有23.5個小時, 那時候的一年有372天。
除了在這種數千萬甚至數億年的時間尺度上的變化之外, 地球的自轉還會受到大氣壓力、風向、地核運動以及洋流等多重因素的影響。 這些因素產生的效果並不明顯, 但也或多或少地會給地球自轉帶來一點改變, 有時候會導致地球的自轉週期加快或者減緩幾毫秒。
對於我們來說, 這樣的改變的確是根本感受不到的, 但對於國際計量局的計時員來說, 幾毫秒的偏差也是不容忽視的。 他們手中握有極其精確的原子鐘, 用來測算精準的世界協調時間(UTC)。 我們平時雖然說是用的北京時間,
自從上個世紀60-70年代人類開始利用衛星精準測算世界時間開始, 這些計時員們就開始了新的世界時間計量方式。
根據美國國家標準與技術研究院(NIST)的統計資料, 自1972年開始, 技術人員平均每1.5年就會增加一次閏秒, 至今一共27次將世界協調時間向後撥1秒。 距離我們最近的一次調整, 是在世界協調時間2016年12月31日23小時59分59秒(北京時間2017年1月1日7時59分59秒)的時候, 技術人員為世界協調時間增加了1閏秒。
這也是可以理解的, 就像我們開篇所說的, 地球的自轉速度在不斷減慢, 因此每隔一段時間, 我們就需要增加一次閏秒。
不過, 到了剛剛過去的2020年年底, 情況不一樣了。 根據《時間與日期》的報導, 往常習慣於給世界協調時間加閏秒的技術人員, 竟然開始討論是否要在歷史上首次減去1閏秒, 也就是把世界協調時間向前撥1秒。
導致這個情況的原因, 是因為從天文學的角度來講, 2020年成為了最近50年以來地球自轉速度最快的一年, 而這就是我們前面提到的各種因素影響的結果。 平均來說,我們的每一天都有86400秒,而這些因素會導致地球的一天變長或者變短。
在2005年7月5日的時候,地球曾經創造過一次最快自轉週期的紀錄,當時地球完成自轉的時間比86400秒快了1.0516毫秒。這個紀錄一直保持到2020年,最終被打破,並且僅僅一年時間裡就被打破了28次。據《時間與日期》報導,其中最短的一天出現在2020年7月19日,地球完成一圈自轉所耗費的時間比86400秒短了1.4602毫秒。
正因如此,在整個2020年過去之後,原子時間加在一起滯後了大約19毫秒,也導致了技術人員開始討論是否減去1閏秒。當然,這也不是說減就減的,一般來說,只有世界時和原子時之間相差了±0.9秒的情況下,才會做出實際調整。
在今年要不要減掉1閏秒的問題上,專家們也在討論。位於法國巴黎的國際地球自轉及參照系服務機構(IERS),就負責確定每一年是否要增加或減少1閏秒。不過根據該組織的說法,他們目前並沒有相關的計畫。世界協調時間是否有變化,就看地球在2021年自轉是否賣力了……
平均來說,我們的每一天都有86400秒,而這些因素會導致地球的一天變長或者變短。在2005年7月5日的時候,地球曾經創造過一次最快自轉週期的紀錄,當時地球完成自轉的時間比86400秒快了1.0516毫秒。這個紀錄一直保持到2020年,最終被打破,並且僅僅一年時間裡就被打破了28次。據《時間與日期》報導,其中最短的一天出現在2020年7月19日,地球完成一圈自轉所耗費的時間比86400秒短了1.4602毫秒。
正因如此,在整個2020年過去之後,原子時間加在一起滯後了大約19毫秒,也導致了技術人員開始討論是否減去1閏秒。當然,這也不是說減就減的,一般來說,只有世界時和原子時之間相差了±0.9秒的情況下,才會做出實際調整。
在今年要不要減掉1閏秒的問題上,專家們也在討論。位於法國巴黎的國際地球自轉及參照系服務機構(IERS),就負責確定每一年是否要增加或減少1閏秒。不過根據該組織的說法,他們目前並沒有相關的計畫。世界協調時間是否有變化,就看地球在2021年自轉是否賣力了……