TEHNOLOGIJA I ZNANOST

O prijestupnim sekundama

Autor: Barbara Arbanas  Kovačević

Matrix World

Otprilike svakih godinu i pol dana, dodaje se po jedna sekunda Koordiniranom univerzalnom vremenu (UTC) i satovima diljem svijeta. Ova se prijestupna sekunda dodaje zbog činjenice da se Zemljina rotacija oko svoje osi , što određuje duljinu dana, usporava tijekom vremena dok otkucavaju atomski satovi koje koristimo kako bismo mjerili vrijeme. Usporavanje se odvija već milijunima godina istom brzinom.

Dakle, prijestupne su sekunde sredstvo pomoću kojeg prilagođavamo satove usporavanju Zemljine rotacije.

Od 1972. god. je dodano 24 sekunde.  To znači da je Zemlja od tada usporila za 24 sekunde. To ne znači da su dani sada duži za 24 sekunde. To samo znači da dani kojima se dodaju prijestupne sekunde sadrže 86 401 umjesto 86 400 sekundi.

Prijestupne se sekunde dodaju posljednjeg dana mjeseca lipnja ili prosinca. Kada je to slučaj, UTC otkucava s 23:59:59 do 23:59:60 prije nego što prijeđe na 00:00:00. Kada se to dogodi, posljednja minuta u mjesecu ima 61 umjesto 60 sekundi.

Međunarodni zemljin rotacijski i referentni sustav usluga (IERS) promatra Zemljinu rotaciju i uspoređuje ju s atomskim vremenom. Kada se međusobna razlika približi 0,9 sekundi, naređuje se dodavanje dodatne sekunde diljem svijeta.

Slijedeća će se prijestupna sekunda dodati 30. lipnja 2012. godine.

Ponukani pitanjima o Koordiniranom univerzalnom vremenu (UTC) koje uređuje IERS, svjetski su  znanstvenici započeli debatu o korištenju prijestupnih sekundi. Argument se vrtio oko pitanja:

Trebamo li prilagoditi naše satove zemljinom usporavanju rotacije ili bi atomski satovi isključivo trebali biti odgovorni za mjerenje vremena?

Znanstvena zajednica za sada nije uspjela postići dogovor u vezi ove teme.

UTC je vremenski standard koji se koristi kako bi se odredilo vrijeme u vremenskim zonama diljem svijeta. Primarno se temelji na kombinaciji podataka nekoliko vrlo preciznih atomskih satova, statističkoj vremenskoj skali zvanoj Međunarodno atomsko vrijeme (TAI). Iako uobičajen dan ima 86 400 sekundi, u ovoj se vremenskoj skali sekunda ne definira kao jedna 86 400-tina vremena koje je Zemlji potrebno da se rotira oko svoje osi nego vrijeme koje je potrebno atomu cezija-133 u prizemnom stanju da oscilira točno 9,192,631,770 puta.

Prednost ove definicije jest da je ona izuzetno precizna: atomski sat odstupa samo oko jedne sekunde svakih 20 milijuna godina. S druge strane, Zemljina rotacija, koja je izražena kao vremenski standard UT1, je mnogo manje pouzdana. Usporava tijekom vremena, što znači da dani postaju duži. U prosjeku je dan na Zemlji oko 0,002 sekunde duži od dnevnog zbroja od 86 400 sekundi mjerenih atomskim satom. To stvara odstupanje između TAI i UT1 oko 1 sekunde svakih godinu i pol dana.

Prijestupne se godine dodaju našim satovima (UTC) kako to odstupanje ne bi tijekom vremena postalo preveliko, a vrijeme koje koristimo je što je više moguće sinkronizirano s zemljinom rotacijom. Prije nego što razlika između UTC i UT1 prijeđe 0,9 sekundi, po jedna se sekunda dodaje UTC-u. To znači da vremenska razlika između TAI i UTC iznosi integralni broj sekundi jer su dodane cijele sekunde, dok je vremenska razlika između UTC-a i UT1 uvijek manja od 0,9 sekundi.

Brzina Zemljine rotacije se razlikuje iz dana u dan i iz godine u godinu, pa razlika između UT1 i TAI varira shodno tome. Na primjer, akumulirano odstupanje tijekom jedne godine je u 2011. god. iznosilo 0,28 sekundi, a 2001. god. samo 0,02 sekunde.

Kako možete vidjeti i čuti dodatnu sekundu?

Danas mnogi trgovci reklamiraju radio satove kao „atomske satove“. Radijski signal kojeg ti satovi zaprimaju obično pristižu s pravih atomskih satova, oni sami nisu atomski satovi. Tipičan radio „atomski sat“ zahtjeva postavljanje na mjesto s relativno neometanim atmosferskim putem do odašiljača, treba razumno dobre atmosferske uvjete za primanje vremenskog signala i obavlja sinkronizaciju jednom dnevno, tijekom noći.

Ukoliko posjedujete takav uređaj, mogli biste promatrati što vaš sat prikazuje trenutak prije 00:00 sati GMT (Greenwich mean time) 01. srpnja, što odgovara 20 h EDT (Eastern daylight time) 30. lipnja. Minuta koja počinje u 19:59 h (prema istočnom dnevnom vremenu) će sadržavati 61 sekundu.

Prijestupnu sekundu možete čuti ukoliko podesite stanicu na kratkovalni vremenski signal. Popis možete pronaći ovdje.

Ukoliko naiđete na loš prijam, pokušajte napraviti sekundar vješanjem malog utega na konac duljine oko 99,3 cm. Prilagodite duljinu konca unaprijed sve dok njihanje točno ne pogodi otkucavanje vremenskog signala. Ako zvuk koji označava početak svake minute pogodi lijevi ekstrem zamaha prije posljednje minute lipnja, nakon toga ćete ga čuti svaki puta kada će se nalaziti na desnoj strani. (Iako će amplituda njihanja pomalo usporavati, to ne utječe na slobodni oscilacijski period njihanja.)

No, bez obzira kako vi odlučili provesti tu posljednju sekundu, imajte na umu jednu nepobitnu činjenicu : Kada god primjetite vrijeme na satu, shvatite da je sada – upravo sada – kasnije nego što je to ikada bilo!

Reference:

timeanddate.com

mnn.com