Czy wiesz, że od 1972 roku zostaliśmy pozbawieni już 27 sekund? Może Cię to zaskoczyć, ale tak, sekundy czasami znikają w wyniku decyzji tajemniczej instytucji. Żeby zrozumieć, dlaczego tak się dzieje i czy kiedyś odjęte sekundy zostaną niejako oddane, musimy dowiedzieć się najpierw, ile sekund ma doba, skąd to wiemy oraz czym jest sekunda przestępna.
Ile sekund ma doba i jak mierzymy czas?
Ile sekund ma doba? Na co dzień przyjmujemy, że doba ma dokładnie 24 godziny, czyli 86 400 sekund. Tak definiuje to system czasu, którego używamy w kalendarzach i zegarkach. Jednak rzeczywistość astronomiczna jest nieco bardziej skomplikowana.
Czas na Ziemi można mierzyć na dwa sposoby:
- czas słoneczny (astronomiczny) – oparty na obrocie Ziemi względem Słońca; to on decyduje o wschodach i zachodach, ale jest nierówny, bo ruch obrotowy Ziemi nie jest idealnie stały,
- czas atomowy (TAI – International Atomic Time) – oparty na niezwykle stabilnym rytmie drgań atomów cezu-133, które wyznaczają jednostkę sekundy z ogromną precyzją.
Gdybyśmy korzystali tylko z jednego z tych sposobów, nasze zegary szybko przestałyby być zsynchronizowane z naturą. Dlatego trzeba znaleźć złoty środek. Wyobraź sobie, że zegarki odmierzają czas perfekcyjnie zgodnie z atomami cezu, a Ziemia tymczasem zaczyna obracać się nieco wolniej. Na początku różnica byłaby ledwie zauważalna – ułamki sekund. Jednak z biegiem lat te odchylenia zaczęłyby się kumulować.
W pewnym momencie mogłoby dojść do paradoksalnej sytuacji: zegarek wskazywałby godzinę 12:00 w południe, ale Słońce zamiast górować nad horyzontem, zbliżałoby się już do zachodu. Innymi słowy, „środek dnia” wcale nie przypadałby w połowie cyklu dobowego, tylko np. pod jego koniec. Gdyby proces trwał wystarczająco długo, nasz rytm dnia i nocy całkowicie rozjechałby się z czasem zegarowym.
Właśnie dlatego konieczne są korekty – by nasze zegarki nadążały za Ziemią, a południe wciąż oznaczało moment, w którym Słońce znajduje się najwyżej na niebie.
Czas atomowy a czas astronomiczny – dwie miary, jeden problem
Zegary atomowe są niezwykle dokładne – odchylenie to zaledwie około 1 sekunda na miliony lat. Tymczasem Ziemia obraca się nierówno: czasem minimalnie zwalnia, a czasem przyspiesza, m.in. przez wpływ grawitacji Księżyca i Słońca, procesy we wnętrzu planety czy zmiany klimatyczne.
To powoduje, że czas atomowy i astronomiczny zaczynają się rozjeżdżać. Jeśli różnica przekroczyłaby 0,9 sekundy, wschód Słońca po kilkudziesięciu latach mógłby wypadać według zegarka o całe minuty później niż „w rzeczywistości”. Aby tego uniknąć, stworzono czas koordynowany UTC, który łączy oba systemy – stabilność zegarów atomowych z dostosowaniem do obrotu Ziemi.
Sekunda przestępna – czym jest i po co ją dodajemy?
Tu pojawia się nasz bohater – sekunda przestępna. Jest to dodatkowa sekunda (lub w przyszłości odjęta sekunda), którą wstawia się do kalendarza w celu skorygowania różnicy między czasem atomowym a astronomicznym.
Decyzję o dodaniu lub – teoretycznie – odjęciu sekundy podejmuje Międzynarodowa Służba Ruchu Obrotowego Ziemi i Systemów Odniesienia (IERS). Sekundy wprowadza się zawsze 30 czerwca lub 31 grudnia, aby zachować zgodność z ruchem Ziemi.
Lista dodanych sekund przestępnych (1972–2016)
Od 1972 roku do dziś dodano w sumie 27 sekund przestępnych. Ostatnia miała miejsce 31 grudnia 2016 roku. Oto wszystkie:
- 30 czerwca 1972
- 31 grudnia 1972
- 31 grudnia 1973
- 31 grudnia 1974
- 31 grudnia 1975
- 31 grudnia 1976
- 31 grudnia 1977
- 31 grudnia 1978
- 31 grudnia 1979
- 30 czerwca 1981
- 30 czerwca 1982
- 30 czerwca 1983
- 30 czerwca 1985
- 31 grudnia 1987
- 31 grudnia 1989
- 31 grudnia 1990
- 30 czerwca 1992
- 30 czerwca 1993
- 30 czerwca 1994
- 31 grudnia 1995
- 30 czerwca 1997
- 31 grudnia 1998
- 31 grudnia 2005
- 31 grudnia 2008
- 30 czerwca 2012
- 30 czerwca 2015
- 31 grudnia 2016
Łącznie więc „straciliśmy” już 27 sekund – nasze zegarki musiały się zatrzymać na chwilę, aby zsynchronizować się z obrotem Ziemi.
Czy odebrane sekundy kiedyś zostaną nam oddane?
Choć przez dziesięciolecia sekundy były tylko dodawane, ostatnie lata przyniosły niespodziankę: Ziemia zaczęła obracać się szybciej niż dotychczas. Oznacza to, że po raz pierwszy w historii może zajść potrzeba odjęcia sekundy przestępnej.
Specjaliści szacują, że jeśli obecny trend się utrzyma, pierwsza taka operacja mogłaby nastąpić około roku 2029–2035. Wtedy nasze zegarki faktycznie „oddadzą” nam jedną sekundę, a część z utraconych 27 sekund zostanie odzyskana.
Zegarki osobiste, które doskonale zmierzą każdą sekundę
Choć w codziennym życiu różnica między pomyłką o 0,001 sekundy a 0,000001 sekundy na rok bywa niewyczuwalna, to właśnie takie mikroskopijne odchyły stanowią dumę i wyzwanie dla zegarmistrzowskiego kunsztu. W świecie zegarków precyzja to nie tylko funkcja — to symbol najwyższej klasy i technologicznego zaawansowania. Nic dziwnego, że najbardziej niezwykłe i dokładne czasomierze często goszczą w kolekcjach koneserów i kosztują tyle, co dobre auto.
Lista wyjątkowo dokładnych zegarków
Citizen Eco-Drive Caliber 0100
Jeden z najbardziej precyzyjnych zegarków kwarcowych na świecie — deklarowana dokładność: ± 1 sekunda na rok. Osiąga to dzięki zastosowaniu kryształu kwarcowego typu AT, drgającego w niezwykle wysokiej częstotliwości (~8,4 MHz), oraz zaawansowanej kompensacji temperaturowej. Sekunda przestępna pozostaje jednak poza zasięgiem tego zegarka.
Bathys Cesium 133
Prototypowy zegarek z wbudowanym miniaturowym zegarem atomowym (CSAC). Producent deklaruje dokładność rzędu 1 sekundy na 1000 lat. To prawdziwy przełom, choć na razie bardziej ciekawostka pokazowa niż codzienny dodatki. Również ten czasomierz musiałby być jednak zsynchronizowany, gdy wprowadzana jest sekunda przestępna.
Hoptroff (chip-scale atomic technology)
Londyńska marka, która stworzyła zegarki z miniaturowym zegarem atomowym wykorzystującym cez-133. Zaawansowana technologia miała oferować dokładność 1,5 sekundy na 1000 lat, choć działalność marki już się koncentruje bardziej na industrialnych rozwiązaniach synchronizacji czasu.
Junghans MEGA (radio-controlled watches)
Utrzymywane w niezwykłej precyzji przez codzienną synchronizację za pomocą sygnału radiowego (DCF77). Dokładność sięga 1 sekundy na milion lat — realistycznie, zegarek synchronizuje się kilka razy w nocy i niemal zawsze wskazuje dokładny czas. Synchronizacja sprawia, że nawet gdy pojawia się sekunda przestępna, nasz zegarek szybko zacznie ją uwzględniać na cyferblacie.
Inne marki i rozwiązania warte wspomnienia
- Rolex, Breitling, Omega (chronometry COSC, METAS) – choć są to zegarki mechaniczne, spełniają bardzo surowe kryteria precyzji, od ±2 sekund dziennie (Rolex) po certyfikaty METAS (Omega), które przewidują testy odporności na magnetyzm i odchyłki w granicach 5 sekund dziennie.
- TAG Heuer Mikrogirder – innowacyjny mechanizm zdolny mierzyć z dokładnością do 1/2000 sekundy, choć funkcja ta służyła bardziej jako demonstracja technologii niż codzienny pomiar czasu.
- Citizen oraz Bulova (Precisionist) – zegarki z zaawansowanymi technologiami kwarcowymi (Precisionist, Chronomaster), oferują dokładność rzędu ±10 sekund rocznie, co i tak stanowi znaczącą poprawę w stosunku do standardowych kwarców (±15 sekund/miesiąc)
Dokładność pomiaru czasu przez zegarek jest dowodem kunsztu jego twórców, ale sekunda przestępna często będzie się wymykać naszym osobistym zegarkom i nie pozostaje nic innego, jak zsynchronizować nasz osobisty czas z oficjalnym czasem koordynowanym UTC.
Podsumowanie
Sekunda przestępna to drobna, ale fascynująca korekta w naszym kalendarzu. Pokazuje, jak bardzo złożony jest ruch naszej planety i jak precyzyjnie potrafimy go mierzyć. Choć na co dzień nie odczuwamy różnicy jednej sekundy, dla systemów komputerowych, satelitów czy sieci telekomunikacyjnych ma to ogromne znaczenie.
Może więc następnym razem, gdy Twój zegar na ułamek chwili się zatrzyma, będziesz świadkiem tego, jak ludzkość „dogania” Ziemię. A kto wie – być może już za kilka lat dostaniemy pierwszą sekundy „w prezencie”.
Dodaj komentarz