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6月30日全世界钟表将拨慢一秒钟多出的1

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来源: 作者: 2019-04-05 23:03:51

6月30日全球钟表将拨慢一秒钟 多出的1秒从哪来?

作者:姚雪青 来源:人民

中科院国家授时中心预告,6月30日,全球的钟表将拨慢一秒钟

多出的1秒从哪来

图为闰秒解析图。人民视觉

要是时间能停下来那就好了,哪怕只有一秒钟。以往在动画中出现的桥段行将产生在现实中啦。1月12日,中科院国家授时中心预告,2015年6月30日(格林尼治时间)实行一个正闰秒,全球的钟表都需要拨慢一秒钟。这也就意味着,2015年的这天就比平常多出一秒来。这多出来的一秒是从哪来的?国际上通行的计时标准是怎样的?对人们的日常生活有何影响?

世界时以地球自转为基准,但由于自转周期的不稳定,世界时其实不精确

历算专家、中科院南京紫金山天文台副研究员成灼告诉,这要从人们对时间的判断根据说起。从远古时期起,地球上的人类就以每天太阳东升西落来计算时间。也就是说,这是将以太阳为参考点的地球自转周期作为人们生产生活的时间判断标准。成灼介绍,这在19世纪之前都没有发现甚么问题;但是随着科技的进步和人们对时间精度准确性的要求提高,这一被称作世界时的时间计量系统渐渐不能完全满足需要。

这是为何呢?南京大学天文学系教授萧耐园解释说,一秒有多长,取决于一天有多长,也就是地球自转周期。如果地球自转周期是稳定不变的,严格地1日旋转1周,那末计量时间的世界时单位1秒(即1/86400日)就是固定不变的。也就是说,世界时应是一种均匀的时间计量系统。可是事实不是这样,计量单位本身有变化。20世纪20年代,天文学家发现,地球自转有周期性的变化,这是由于地球上的季节性气流和洋流的运动,造成了地球自转在春季慢一些、在秋季快一些。此外,还发现了地球自转的长时间减慢,这是由于太阳和月亮的潮汐力作用引起了摩擦,产生的热量被耗散掉,消耗了地球自转的动能,使得其转动变慢。像拿一把尺子量长度,假如尺子是稳定的,那末丈量就应该是准确的。但是现在这把尺子一会儿长、一会儿短,测量就不准。萧耐园说。

地球自转变慢,带来了日子越变越长,目前的天文观测和古生物化石的研究都印证了这一点。具体延长了多少时间呢?萧耐园介绍,大约100年后,地球上每天就要增加1.8毫秒。别小看这1.8毫秒,这可是一个加速度,日积月累将会大为可观。

原子时以固定秒长计量时间,每天误差不超过千万分之一秒

于是,传统上的以地球自转周期为标准的计时法将来难以满足需要,在航空航天、无线通讯等对时间精确度要求极高的领域更是如此。在这样的背景下,1948年,英国制造出世界上第一台原子钟。随后,美国、加拿大等国也相继研制出原子钟。取微观世界的铯原子两个超精细能级间跃迁频率周来定义1秒。由于原子内部震荡不受外界环境影响,因此非常稳定和精确。以这类固定秒长计量的时间,其精确度每天快慢不超过千万分之一秒。

萧耐园介绍,1967年,第十三届国际度量衡大会定义和引进了原子时系统,将1958年1月1日零时零分零秒作为原子时的计时起点,并与世界时重合。由于上面所述的缘由,精确的原子时与以地球自转周期为基础和标准的世界时逐步不同步且差异逐步增大,从1958年以来,二者之间已存在68秒的钟差。

通过闰秒来协调世界时和原子时, 从1972年至今,每到两年调剂一次

为了在这两者之间达到平衡,协调世界时的概念被引入,并从1972年1月开始正式成为国际标准时间。

萧耐园告知,它是以原子时的频率标准为基准,在时刻上尽量接近于世界时,代表了国际原子时和世界时两种时间尺度的结合。当两者的钟差超过0.9秒时,调和世界时将停下来等待一秒,使其与世界时更接近,这是通过闰秒来实现的,从1972年至今,每到两年左右调整一次。

闰秒对民众生活不会产生影响,我国时间基准系统将通过专用软件自动调剂

或许你会说:自己的手表快慢个几分钟实在是太正常了,谁会在乎呢?但萧耐园提示,千万不要小看这滴答1秒,它对我们的生活还是有一定影响的。对普通人而言,1秒钟的差异可以影响到证券交易、汇率变动等;而对航天、电子通讯、全球定位系统等领域而言,即便几十亿分之一秒的误差也可能导致重大问题。

闰秒对我们有哪些影响?它又有什么价值呢?萧耐园告知,这将能更精准地展开计时,对科研机构来讲,闰秒的意义更大。例如火箭发射时需要了解地球在宇宙空间中的方位,这基于地球自转,因此更依赖于世界时,但一些天文观测、物理学、无线电通讯等就必须要用到原子时的计时频率标准。萧耐园说,比如北京的电子对撞机计时系统是以万分之一秒来计算的,1秒的误差可能会影响到一个计划的全盘成败。如果不进行闰秒调剂,随着年月累计和科技进步对时间精度的要求愈来愈高,与世界上其他国家的时差和由此而来的蝴蝶效应也将日趋显著。

据悉,闰秒调剂对普通民众的日常生活不会产生影响,时间快一秒慢一秒大家都感觉不出来。但是大约几千年以后,人类的使用时间将与自然时间有将近1小时的时差,届时预计将可看到太阳的东升西落将推延一个小时的景观。

据中科院国家授时中心介绍,到了闰秒这一天,由国家授时中心负责运行的我国时间基准系统将通过专用闰秒软件自动完成闰秒调剂。国家授时中心长波、短波、低频时码、互联、和时间服务等各类授时服务信号或信息的时间都将做相应闰秒调剂。因此,全国所有接收国家授时中心发播的标准时间信号、标准时码信息的精密时间用户,都自动完成调剂。普通民众的时间来自通信基站,会自动调剂;一般手表需要对比电视台、电台手调,电波钟表可自动调整。( 姚雪青)

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