半個世紀以來,地球自轉正在加快

2021-01-13 TechWeb

北京時間1月11日消息,據國外媒體報導,2020年,就連時間也沒逃過劫難。

自1960年有記錄以來,最「快」的28天,全都發生在2020年,也就是地球繞軸自轉一周所用的時間,比平均用時快了幾毫秒。雖然這並沒有什麼值得大驚小怪之處——在大氣壓、風、洋流以及地核運動等變化的影響下,地球的自轉時間一直都略有波動。只不過,這種波動對國際計時員來說,是個大麻煩。國際計時員使用超級精確的原子鐘來校調協調世界時(UTC),而其他人則根據協調世界時來校準自己的當地時間。地球自轉一周所需的時間,叫做天文時間。當天文時間與協調世界時的偏差超過0.4秒時,人們就會對協調世界時進行調整。

到目前為止,這些調整包括在6月或12月底給這一年加入「閏秒」,來抵消天文時間和原子時間之間的偏差。自二十世紀六十年代末和七十年代初,精確的衛星測量得到應用以來,地球自轉的總體趨勢一直在放緩,因此我們才引入了閏秒機制。根據美國國家標準技術研究院(NIST)的數據,自1972年開始,科學家平均每隔一年半的時間會加入一個閏秒。上一次加入閏秒的時間是在2016年。2016年12月31日12時59分59秒的時候,額外的一個「閏秒」悄無聲息地加到了2016年的尾巴上。

但是,根據「Time and Date」網站,最近地球自轉開始加快,讓科學家們第一次開始討論負閏秒的可能性。和增加一個閏秒恰好相反,科學家們可能會在年尾或什麼時候減去一秒時間。這是因為一天的平均時長為86400秒,但是2021年的天文日將比每日的平均時間少0.05毫秒。一年下來,2021年一整年的時間與原子時間相比,總共會延遲19毫秒。

英國國家物理實驗室的物理學家彼得·韋伯利說:「如果地球自轉速度進一步提高,我們很可能會需要引入負閏秒的機制。不過現在還不能確定,是否會發生這種情況。國際上也討論過閏秒機制的未來。很有可能,對負閏秒的需求會促使人們決定,永久地取消閏秒機制。」

從天文學角度來看,2020年已經比平時結束地更早。(你可能曾希望,糟糕的2020年趕緊結束。如今看來,確實如此。)「Time and Date」網站寫道,2020年,地球一共打破先前的最短天文日記錄,共計28次。先前最短的天文日記錄由2005年7月5日保持。那一天,地球自轉一周的時間比平均的86400秒快了1.0516毫秒。而2020年最短的一天為7月19日那天。這一天,地球提前了1.4602毫米完成自轉。

根據NIST的說法,閏秒機制有優點,也有缺點。在確保天文觀測時間與時鐘時間保持一致這方面,閏秒機制的確為我們帶來了幫助;但對於某些數據記錄應用程式和電信基礎設施而言,閏秒機制可能會帶來麻煩。國際電信聯盟(ITU)的一些科學家建議,不妨就讓天文時間和原子時間之間的差距不斷擴大,然後直接加入一個「閏時」,這可以最大限度地減少對電信的幹擾。(與此同時,天文學家將必須自己調整時間。)

位於法國巴黎的國際地球自轉服務(IERS)負責確定是否需要增加或減去一個閏秒。眼下,根據該組織的地球定向中心的說法,該組織尚無計劃增加新的閏秒。

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