閏秒來了:上半年最後一分鐘會有61秒

2020-12-17 快科技

閏秒來了!全世界將在2015年6月30日實施一次正閏秒。地處東八區的中國(北京)時間將在7月1日早上8時增加1秒,屆時我國的鐘表都會調慢一秒鐘

時間為什麼會「多」出一秒?閏秒對我們的生活會產生哪些影響?閏秒的實施為什麼會有爭議?我們還會經歷幾次閏秒?帶著這些問題,記者採訪了時間頻率專家。

為什麼會出現閏秒

時間是人們最早認知的自然現象之一。目前世界上有兩種時間計量方式——天文時和原子時。「藉助天文觀測得到地球自轉的平均周期,然後把它分為86400份,得到前者的秒長;把鹼金屬銫133原子兩個超精細能級間躍遷輻射9192631770個周期定義為後者的秒長。」中國計量科學研究院時間頻率所張愛敏研究員告訴記者。

隨著時間的推移,科學家發現天文時和原子時逐漸出現偏差,且漸行漸遠。為了保持天文時和原子時的一致,國際電信聯盟於1971年決定把協調世界時作為全世界通用的標準時間。

當天文時和原子時相差0.9秒時,設在法國巴黎的國際地球自轉服務組織就向世界發布公告,將在下一個6月或12月最後一天的最後一分鐘,把協調世界時撥慢或撥快1秒,也就是正負閏秒

自1972年協調世界時正式使用以來,全球已經進行了25次正閏秒調整。「閏秒是世界的統一行動。北京處於東八時區,我國將在7月1日7:59:59後面增加1秒屆時會出現7:59:60的特殊現象。而英國是零時區,將在當地時間6月30日最後1秒實施閏秒。」張愛敏說。

實施閏秒為什麼有爭議

由於秒是日常生活中最小的計時單位。閏秒對我們來說幾乎無法察覺,也不會給普通的日常生活帶來什麼影響

近年來,關於實施還是取消閏秒的爭議越來越大。國際上在涉及時間頻率的兩個政府間組織——國際計量局於2007年多數通過了取消閏秒的建議;國家質檢總局代表中國支持取消閏秒。國際電信聯盟將在2015年下半年第三次表決取消閏秒的建議,代表中國的工信部已經就取消閏秒取得共識,將投票支持取消閏秒

張愛敏告訴記者,這主要是閏秒的弊端造成的。「地球的自轉速率變化不可預測,使得閏秒沒有規律,只能依靠人工幹預,實施起來不但耗費人力物力,還存在誤操作的風險,因此閏秒的負面作用在現代科技中越來越明顯。」

原本期待閏秒對天文界影響最大。當國際計量局工作人員詢問天文學家時出現了一個有趣的現象:許多人的第一反應都是閏秒有用,但是要求他們在書面問卷中舉出如果不閏秒的實際影響時,竟然沒有人給出具體實例。

為了保證準確導航、定位、授時,美國GPS、中國北鬥系統、歐洲伽利略都採用了不間斷(不閏秒)的時標

原子時究竟有多準


中國銫原子鐘

如果取消閏秒,在原子時和天文時之間「折中」的協調世界時將回歸原子時,促成全世界使用統一的時間計量體系

相對於天文時的不穩定性,原子時如何定義時間?究竟有多準?

1967年,國際計量大會決定用原子秒取代天文秒。「科學家以天文秒作為尺子,在1個天文秒裡,數出銫原子的133同位素振動了9192631770次,也就是1原子秒。」中國計量院首席研究員李天初院士告訴記者。

自此,人們測量時間不再依靠觀星星測太陽了,實驗室型銫原子基準鍾成為復現秒的手段。「原子秒長穩定度可以比天文秒要好上數億倍。目前全世界最好的銫噴泉基準鐘的相對準確度相當於6000到8000萬年不差1秒。」李天初說。

由國際計量局主導的世界協調時,全世界70餘家守時實驗室參與合作。我國有4個守時實驗室,位於北京的中國計量院國家時間頻率計量中心、北京無線電計量測試研究所、位於陝西臨潼的中科院國家授時中心和北京衛星導航中心。除了後者, 其餘3家都參加國際原子時合作。2014年中國計量院研製的NIM5銫噴泉鍾通過了國際頻率基準工作組的審查,與法、德、美、英、俄、意一起,正式參與校準國際原子時。

我們還會經歷幾個閏秒

儘管原子時相對於天文時來說,有著不可比擬的優越性,全世界在取消閏秒問題上並未達成一致。有觀點認為,取消閏秒會造成白天和黑夜顛倒。對此,李天初告訴記者:「從天文時間的尺度來說, 這件事一定會發生。但是,我們現在日常生活所依據的原子時與天文時差到12小時(白天黑夜顛倒), 需要65500年!幾萬年之後的事情,最好還是留給我們的後輩去考慮吧,他們一定比我們更聰明。」

除了科學上的考慮,是否支持取消閏秒還摻入了諸如歷史傳統,甚至地區、國家集團的考量等其他因素。李天初說:「如果今年下半年,國際電信聯盟第三次表決會議能就取消閏秒取得共識, 可能會有一個5年的緩衝期。屆時,我們最多可能再經歷5次閏秒了。」

但不管怎麼說,取消閏秒是大勢所趨。「可以預見,無論此次會議能否通過取消決議,世界各國終將達成共識,閏秒也終將成為歷史。」李天初告訴記者。

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