Но разберёмся для начала, откуда взялась эта неприкаянная секунда.
Вплоть до 1964 года человечество жило по астрономическому времени и не знало проблем: естественную единицу времени обеспечивало равномерное вращение Земли вокруг своей оси.
Специалисты службы точного времени Главной астрономической обсерватории РАН объясняют, как люди научились определять точное астрономическое время: «Если представить, что стрелка часов – это оптическая ось телескопа, вертикально направленного в небо, то циферблат – это звёзды, одна за другой попадающие в поле зрения этого телескопа. Регистрация моментов прохождения звёзд через визир телескопа – таков общий принцип классического определения астрономического времени. Судя по дошедшим до нас мегалитическим памятникам, самым известным из которых является Стоунхендж в Англии, этот метод визирных засечек с успехом использовался ещё в бронзовом веке». В качестве единицы измерения использовалась средняя солнечная секунда (1/86400 доля средних солнечных суток).
С 1 января 1925 года Астрономическое время было заменено на Всемирное время (UT – Universal Time). Астрономический способ определения точного времени остался, но теперь он был связан с измерением угла поворота меридиана Земли относительно сферы неподвижных звёзд. Нулевым меридианом был принят Гринвичский, но не везде: в России, например, долгое время за нулевой принимался Пулковский меридиан.
Всё изменилось 1 января 1964 года – когда было введено Атомное время (АТ – Atomic Time). Теперь за единицу времени была принята атомная секунда – время, в основу измерения которого положены электромагнитные излучения, излучаемые атомами при переходе из одного энергетического состояния в другое. В качестве эталона был выбран атом цезия-133.
Сегодня официальное время на Земле определяют примерно 450 атомных часов. Они сличаются между собой через систему спутников GPS/ГЛОНАСС, с помощью чего и выводится международная шкала атомного времени (TAI). И вот тут-то и вылезла эта плавающая секунда.
Дело в том, что Атомные часы стабильны на протяжении миллионов лет, а скорость вращения Земли меняется, поэтому шкалы АТ и UT могут расходиться на значительную величину.
Физики NIST Стив Джеффертс и Том Хивнер с атомными часами. Фото: National Institute of Standards and TechnologyДля того чтобы этого не произошло, 1 января 1972 года было принято Всемирное координированное время (UTC) и появилась високосная секунда. Она добавляется (или отнимается) по астрономическим наблюдениям раз в несколько лет так, чтобы время атомное не отличалось от астрономического более чем на ±0,9 секунды. В такие дни – но только 30 июня или 31 декабря – после 23:59:59 идёт 23:59:60.
Поскольку вращение Земли постепенно замедляется, считалось, что дополнительные секунды придётся вводить с ускорением примерно 64 секунды за столетие.
Но новые исследования дали надежду, что лишние секунды будут накапливаться значительно медленнее. Происходит это из-за негативных причин – изменений климата и таяния льда. Но если бы в результате можно было избавиться от этой дополнительной секунды, мир вздохнул бы с облегчением.
Большинство из нас вообще никак не замечали эти секунды и даже не знали, что некоторые годы мы живём на секунду больше (теоретически, можем и меньше, но такого давно не случалось). Но на самом деле эта секунда с каждым годом вызывает всё больше проблем: современные глобальные вычислительные системы тесно взаимосвязаны и зависят от сверхточной синхронизации – иногда до миллиардных долей секунды. Игры со временем рано или поздно могут привести к тому, что системы, отвечающие за телекоммуникационные сети, передачу энергии, финансовые транзакции и другие важные процессы, выйдут из строя.
В 2022 году было проведено международное голосование, и на очередной Генеральной конференции по мерам и весам, которая состоялась в Париже, было принято решение постепенно отказаться от практики введения дополнительных секунд.
Члены генеральной конференции по мерам и весам в Версале. Фото: ФГБУ ВНИИМСРезолюция призывает отказаться от использования дополнительных секунд с 2035 года по крайней мере в течение 100 лет, а учёных просит в конечном итоге выяснить, как согласовать атомные и астрономические шкалы времени с меньшими проблемами для всего мира.
Интересно, что Россия проголосовала против резолюции: отечественная навигационная спутниковая система ГЛОНАСС как раз разработана с учётом дополнительной секунды, в отличие от других глобальных систем – например, GPS. Учитывая это, отмену дополнительной секунды отложили на 13 лет. А теперь выяснилось, что и глобальное потепление оказалось на нашей стороне.
Анализ, опубликованный в журнале Nature в марте этого года, предсказал, что тающие ледяные шапки замедляют вращение Земли до такой степени, что введение следующей дополнительной секунды будет отсрочено.
«Растаяло достаточно льда, чтобы сдвинуть уровень моря настолько, что это повлияло на скорость вращения Земли», – говорит автор исследования Дункан Агнью, геофизик из Океанографического института Скриппса в Ла-Хойе, Калифорния.
Данные спутников, отображающих гравитацию Земли, показывают, что с начала 1990-х годов планета стала менее сферической и более сплюснутой, поскольку лёд из Гренландии и Антарктиды растаял и переместил массу от полюсов к экватору. «Как вращающийся фигурист замедляется, вытягивая руки, и ускоряется, прижимая их к телу, так и этот отток воды от оси вращения Земли замедляет вращение планеты», – объясняет учёный. Согласно Агнью, глобальное потепление отодвигает необходимость ещё одной дополнительной секунды с 2026-го на 2029 год.
Другие учёные говорят, что статья Агнью полезна для прогнозирования, но это не окончательный вывод: по-прежнему существует высокая неопределённость относительно того, когда потребуется отрицательная дополнительная секунда. Расчёты основаны на том, что ускорение Земли продолжается с нынешними темпами, но активность во внутреннем ядре практически невозможно предсказать, предупреждает Кристиан Бизуар, астрогеофизик из Международной службы вращения Земли и систем отсчёта в Париже, которая отвечает за принятие решения о дополнительной секунде.
В любом случае все учёные согласны с тем, что наблюдение за влиянием изменения климата на хронометраж должно вызвать беспокойство и побудить людей к действиям. Или по крайней мере к размышлению: если учёным так важна каждая секунда времени, на что тратим мы своё?
