Ziemia obraca się szybciej – naukowcy rozważają coś bezprecedensowego

Ziemia obraca się tak szybko, że globalni chronometrażyści rozważają coś, czego nigdy wcześniej nie robiono: dodanie ujemnej sekundy przestępnej.

Do tej pory w tym roku 9 i 22 lipca 2025 roku były niezwykle krótkie — odpowiednio o około 1,3 i 1,4 milisekundy. Jednak 5 sierpnia 2025 roku ma być jeszcze krótszy, tracąc około 1,5 milisekundy (według timeanddate.com). Jest to zgodne z trendem obserwowanym od 2020 roku. „Mamy teraz nieco krótsze dni niż w ciągu ostatnich 50 lat” — powiedział wcześniej w wywiadzie dla Live Science Dirk Piester, kierownik Grupy Rozpowszechniania Czasu 4.42 w niemieckim instytucie meteorologicznym.

Dlaczego Ziemia obraca się szybciej?

Dzień na Ziemi trwa około 86.400 sekund, czyli 24 godziny — tyle czasu zajmuje planecie pełny obrót wokół własnej osi. Jednak dokładny czas potrzebny na wykonanie jednego pełnego obrotu zależy od wielu czynników, w tym położenia Słońca i Księżyca oraz pola grawitacyjnego Ziemi.

➔ PRZECZYTAJ TAKŻE: Ile właściwie trwa sekunda?

5 sierpnia 2025 roku Księżyc znajdzie się najdalej od równika, co zmieni wpływ jego grawitacji na obrót Ziemi – w tym przypadku przyspieszając go.

W ciągu ostatnich kilku miliardów lat obrót Ziemi zwalniał, co zdaniem naukowców jest w dużej mierze spowodowane stopniowym oddalaniem się Księżyca od naszej planety. Jednak od 2020 roku planeta obraca się nieznacznie szybciej.

Mówimy tu tylko o kilku milisekundach, co dla większości z nas jest całkowicie niezauważalne. Jednak dla komputerów, GPS-ów, systemów bankowych, dużych teleskopów i sieci elektroenergetycznych na całym świecie, których działanie opiera się na niezwykle precyzyjnej synchronizacji, liczy się każda milisekunda.

Pomiary te są zsynchronizowane z globalnym czasem odniesienia zwanym Uniwersalnym Czasem Skoordynowanym (UTC). Czas ten opiera się na ponad 400 zegarach atomowych na całym świecie, które obliczają czas w skali miliardowej części sekundy (nanosekund). Ze względu na nieregularności w obrocie Ziemi, UTC jest w dużej mierze niezależny od długości dnia.

Zwykle wahania w obrocie Ziemi znoszą się wzajemnie. Jednak z czasem milisekunda tu i ówdzie zaczyna się sumować. W takim przypadku globalni chronometrażyści z Międzynarodowej Służby Obrotu Ziemi i Systemów Odniesienia (IERS) – organizacji odpowiedzialnej za utrzymywanie globalnych standardów czasu i układów odniesienia – dodają „sekundę przestępną”.

Czym jest sekunda przestępna?

Podobnie jak w latach przestępnych, sekundy przestępne są dodawane do zegarów w celu zrekompensowania różnic między czasem astronomicznym, opartym na obrocie Ziemi, a czasem UTC, opartym na zegarach atomowych.

Sekunda przestępna została wprowadzona po raz pierwszy w 1972 roku i była dodawana tylko wtedy, gdy było to konieczne. Jednak od tego czasu technologia poczyniła ogromne postępy, a sekundy przestępne mogą powodować różnego rodzaju problemy związane z synchronizacją precyzyjnych urządzeń pomiarowych z komputerami.

Patrizia Tavella, dyrektor działu czasu Międzynarodowego Biura Miar i Wag (BIPM), powiedziała w wywiadzie dla Live Science, że sekundy przestępne często powodują awarie i anomalie w systemach komputerowych.

Tavella wskazała na przemysł lotniczy, który opiera się na niezwykle dokładnym pomiarze czasu w planowaniu tras lotów na całym świecie. Jednak różne sieci komputerowe w różnych krajach stosują własne metody dodawania dodatkowych sekund przestępnych. „Z powodu sekundy przestępnej linie lotnicze miały problemy z planowaniem lotów z powodu różnicy czasu” – powiedziała Tavella.

W rezultacie w 2022 roku międzynarodowa grupa naukowców i agencji rządowych przegłosowała wycofanie sekundy przestępnej do 2035 roku.

Czy potrzebujemy „ujemnej sekundy przestępnej”?

Z uwagi na szybsze obroty Ziemi, niektórzy naukowcy zastanawiają się, czy ujemna sekunda przestępna jest potrzebna.

Ujemna sekunda przestępna zasadniczo oznacza usunięcie sekundy z UTC, jeśli czas astronomiczny wyprzedza czas atomowy UTC – powiedział Judah Levine, pracownik Narodowego Instytutu Standardów i Technologii (NIST) i profesor fizyki na Uniwersytecie Kolorado, w e-mailu do Live Science.

Levine uważa, że istniejący system sekund przestępnych zawsze stanowił problem, a wprowadzenie ujemnej sekundy przestępnej stworzy jeszcze więcej problemów.

„Głównym problemem związanym z ujemną sekundą przestępną jest to, że nigdy wcześniej się to nie zdarzyło, a oprogramowanie potrzebne do jej wdrożenia nigdy nie zostało przetestowane” – powiedział. „Wprowadzanie dodatnich sekund przestępnych, nawet po 50 latach, wciąż stwarza problemy, co zwiększa obawy dotyczące błędów i problemów związanych z ujemną sekundą przestępną”.

Darryl Veitch, profesor Uniwersytetu Technologicznego, który bada sieci komputerowe, w tym synchronizację zegarów, powiedział w wywiadzie dla Live Science, że jego zdaniem ujemna sekunda przestępna również nie jest dobrym pomysłem.

„Doświadczenie pokazało, że nawet dodatnia sekunda przestępna działa zaskakująco trudno, pomimo dziesięcioleci doświadczeń, dlatego ujemna sekunda przestępna niesie ze sobą większe ryzyko, a jednocześnie potencjalny wpływ na nasze społeczeństwo sieciowe stale rośnie” – powiedział.

Czy ujemna sekunda przestępna pojawi się do 2035 roku?

Chociaż ujemna sekunda przestępna jest obecnie mało prawdopodobna w tym roku, czy może się to zdarzyć w najbliższej przyszłości?

„Według najlepszych szacunków prawdopodobieństwo ujemnej sekundy przestępnej wynosi około 30% w ciągu najbliższej dekady” – powiedział Levine.

Będzie to zależało od wielu czynników. Po pierwsze, sekunda przestępna może zostać zniesiona. Po drugie, chociaż w ostatnich latach obserwowaliśmy przyspieszenie obrotu Ziemi, zmiany klimatu mogą w rzeczywistości spowodować jego spowolnienie w wyniku topnienia lodu, zmieniającego rozkład wody na naszej planecie.

Veitch stwierdził jednak, że pomimo ostatnich pomiarów, długoterminowy trend obrotu Ziemi zmierza w kierunku jego spowolnienia. „To, czego ostatnio doświadczamy, może być krótkotrwałe, jednak bardzo trudno dokładnie określić, jak długo to „krótkie” trwa – może rozciągać się na dekady, na przykład w miarę rozwoju zmian klimatycznych” – powiedział.

źródło: Lifescience
zdjęcie wykorzystane we wpisie pochodzi z Depositphotos