Τρίτη 23 Απριλίου 2024 -

Ενα δευτερόλεπτο μεγαλύτερο το 2016... δια χειρός ενός Ελληνα



Παράταση κατά ένα δευτερόλεπτο θα πάρει το 2016, αφού το βράδυ της Πρωτοχρονιάς, λίγο πριν εκπνεύσει ο χρόνος, τα ρολόγια θα δείξουν "23:59:60" αντί "00:00:00". Δηλαδή, το τελευταίο λεπτό της 31ης Δεκεμβρίου θα μετρήσει 61 δευτερόλεπτα αντί για 60.

Όχι δεν πρόκειται για κάτι καινούργιο, αλλά για μια υπόθεση ρουτίνας, αφού σύμφωνα με τους επιστήμονες, θα πρέπει να προστεθεί ακόμη ένα εμβόλιμο (διορθωτικό) δευτερόλεπτο, ένα «άλμα δευτερολέπτου» (leap second), στο ρολόι της συντονισμένης παγκόσμιας ώρας (Coordinated Universal Time, UTC) προκειμένου να αντισταθμίσει διακυμάνσεις στη ταχύτητα περιστροφής της Γης γύρω από τον άξονά της.

«Δεν είναι η πρώτη φορά που ένα επιπλέον δευτερόλεπτο προστίθεται στο ρολόι UTC. Συγκεκριμένα, πρόκειται για το 27ο «άλμα» 1 sec. Tο 26ο είχε προστεθεί τον Ιούνιο του 2015, ενώ νωρίτερα είχε επαναληφθεί τα έτη 2012, 2008, 2005 και 1998», εξηγεί ο δρ. Δημήτρης Ματσάκης, που από το 1997 είναι επικεφαλής του Τμήματος Παρατήρησης του Χρόνου στο Παρατηρητήριο του Ναυτικού στις ΗΠΑ (U.S Naval Observatory).

Ενα δευτερόλεπτο μεγαλύτερο το 2016... δια χειρός ενός Ελληνα

Ο ίδιος συμπληρώνει πως πριν από 470 εκατομμύρια χρόνια η μέρα είχε διάρκεια μόνο 21 ώρες, όπως δείχνουν μελέτες απολιθωμένων ναυτίλων και κοραλλιών, ενώ σύμφωνα με τα Κινεζικά αρχεία ηλιακών εκλείψεων, η Γη από το 1815 π. Χ. έχει χάσει 14 ώρες(!) και από το 136 π. Χ. 3.25 ώρες. Εύλογο λοιπόν, είναι το ερώτημα πόσο χρόνο θα έχει χάσει η Γη μέχρι το 2100; «Οι έρευνες δείχνουν λιγότερο από ένα λεπτό, με το επόμενο «άλμα δευτερολέπτου» να προγραμματίζεται για το 2020. Αν σκεφτεί κάποιος ότι κάθε τρία χρόνια χάνεται ένα δευτερόλεπτο, σε διάστημα 80 ετών θα έχουν χαθεί 30. Αν σε αυτά προστεθούν και 10 δευτερόλεπτα από την ανεπαίσθητη, αλλά υπαρκτή επιβράδυνση της Γης, λόγω βαρυτικών επιδράσεων από τη Σελήνη, τον Ήλιο και άλλους πλανήτες, με ρυθμό 0.25 δευτερόλεπτα/έτος, τότε φτάνουμε στα 40 δευτερόλεπτα», λέει χαρακτηριστικά ο διακεκριμένος ομογενής επιστήμονας.

Παγκόσμια ώρα

Η παγκόσμια ώρα είναι ένα πρότυπο του χρόνου που βασίζεται στην περιστροφή της Γης και μια σύγχρονη συνέχεια της ώρας Γκρίνουιτς δηλ. της μέσης ηλιακής ώρας για τον πρώτο μεσημβρινό του Γκρίνουιτς. Θεωρητικά, η Γη χρειάζεται 86.400 δευτερόλεπτα για να πραγματοποιήσει  μία πλήρη περιστροφή 360 μοιρών, μέσα σε ένα 24ωρο. Όμως με τη μεταβλητή ταχύτητα περιστροφής δημιουργείται απόκλιση ανάμεσα στο φυσικό (ηλιακό) χρόνο και στον ατομικό χρόνο (Temps Atomique InternationaI,TAI) . Ο τελευταίος προκύπτει από ένα πλήθος ατομικών ρολογιών (πάνω από 200) καισίου και υδρογόνου διαφόρων σταθμών ελέγχου, και ορίζεται από το Τμήμα Χρόνου του Διεθνούς Γραφείου Μέτρων και Σταθμών, καλούμενο με το γαλλικό αρκτικόλεξο BIPM (Bureau international des poids et mesures). Σε 100 τέτοια ατομικά ρολόγια καισίου στηρίζεται και η λειτουργία του κύριου χρονομέτρη της Αμερικής του επονομαζόμενου “Master Clock” που βρίσκεται μέσα στο Τμήμα Παρατήρησης του Χρόνου στο Παρατηρητήριο του Ναυτικού στις ΗΠΑ, το οποίο αποτελεί έναν τέτοιο σταθμό ελέγχου.

Τα ατομικά ρολόγια μετρούν τον χρόνο με τόση ακρίβεια ώστε να μην χάσουν ούτε ένα δευτερόλεπτο μέσα στα επόμενα 300 δισεκατομμύρια χρόνια ή αλλιώς να χάνουν μόνο ένα δευτερόλεπτο κάθε 300 δισεκατομμύρια χρόνια! Κι ενώ ο ατομικός χρόνος είναι σταθερός, η περιστροφή της Γης επιβραδύνεται και κάθε μέρα το αστρονομικό ρολόι χάνει ενάμισι έως δύο χιλιοστά του δευτερολέπτου σε σχέση με το ατομικό, πράγμα που σημαίνει ότι δημιουργείται μια απόκλιση ενός ολόκληρου δευτερολέπτου κάθε 500 έως 750 μέρες, η οποία χρήζει επιδιόρθωσης. Η περιοδική προσθήκη ενός εμβόλιμου δευτερολέπτου φαίνεται πως είναι η λύση.

Το 1972

Η πρώτη διόρθωση με «άλμα δευτερολέπτου» πραγματοποιήθηκε το 1972. Μέχρι τότε, ο χρόνος μετριόταν μόνο με βάση τον ηλιακό χρόνο (δηλαδή την αστρονομική σχέση ανάμεσα στη Γη και τον Ήλιο) και ήταν γνωστός ως «Χρόνος Γκρίνουιτς» (GMT), ο οποίος παραμένει ακόμα σε ισχύ ως χρόνος (Universal Time-UT1).

Αφού φέτος μετράμε το 27ο «άλμα δευτερολέπτου» σημαίνει ότι από το 1972 μέχρι σήμερα η περιστροφή της Γης έχει επιβραδυνθεί κατά 27 δευτερόλεπτα σε σχέση με τον ατομικό χρόνο. Η συντονισμένη παγκόσμια ώρα (Coordinated Universal Time, UTC) ορίζεται έτσι ώστε η διαφορά μεταξύ ΤΑΙ και UT1 να είναι πάντοτε μικρότερη από 0.9 sec. Όταν η απόκλιση μεγαλώσει και φτάσει σε ένα όριο, τότε προστίθεται «άλμα» 1 sec στον UTC σε κατάλληλες εποχές με ευθύνη της Διεθνούς Υπηρεσίας Περιστροφής της Γης και Συστημάτων Αναφοράς (International Earth Rotation Systems Service, IERS), η οποία εδρεύει στη Φρανκφούρτη της Γερμανίας.

Το επικείμενο «άλμα δευτερολέπτου» ανακοινώνεται αρκετούς μήνες πριν την υλοποίησή του-παραδοσιακά προτείνεται είτε το βράδυ της 31ης Δεκεμβρίου, είτε της 30ής Ιουνίου- προς αποφυγή αιφνιδιασμών της διεθνούς κοινότητας. Κι αυτό γιατί κατά την εφαρμογή του έχουν καταγραφεί προβλήματα σε συστήματα υπολογιστών, επικοινωνιών και πλοήγησης που δεν διαθέτουν το κατάλληλο πρωτόκολλο χρόνου για συγχρονισμό (Network Time protocol, NTP), καθώς και σημαντικές δυσλειτουργίες στα διεθνή χρηματιστήρια και στο διαδίκτυο.

Αντιπαραθέσεις

Οι παραπάνω δυσλειτουργίες έχουν οδηγήσει, την τελευταία δεκαετία, σε αντιπαράθεση αρκετές χώρες, κυρίως τις ΗΠΑ με τη Μ. Βρετανία. Οι ΗΠΑ διατυπώνουν την πρόταση η μέτρηση του χρόνου να βασίζεται πλέον αποκλειστικά στα ατομικά ρολόγια και να μπει τέρμα στις περιοδικές διορθώσεις, θέση την οποία αρνείται επισήμως η Μ. Βρετανία, καθώς αν εφαρμοστεί, κινδυνεύει να χαθεί η ώρα Γκρίνουιτς και παραδοσιακά μαζί με αυτή η βρετανική κυριαρχία στον παγκόσμιο χρόνο.

Γενικά, υπάρχουν δύο κυρίαρχες επιλογές: αν διατηρηθεί το «άλμα δευτερολέπτου», τότε μία ημερολογιακή ημέρα θα μετρά μια στροφή της γης γύρω από τον άξονά της σε σχέση με τον ήλιο, ενώ αν δεν διατηρηθεί, μια ημερολογιακή ημέρα θα μετρά 794 243 384 928 000 ταλαντώσεις της ακτινοβολίας από την ενεργειακή μετάπτωση του ατόμου του καισίου- 133 ( ή πιο απλά 794 243 384 928 000 παλινδρομήσεις του στοιχείου καισίου ανάμεσα σε δύο ενεργειακές καταστάσεις).

Τη θέση των ΗΠΑ υποστηρίζουν η Ιαπωνία, η Γαλλία, η Γερμανία, η Ιταλία και άλλες χώρες, ενώ στο πλευρό της Μ. Βρετανίας στέκεται η Ρωσία, αν και πολλοί Βρετανοί και Ρώσοι επιστήμονες τάσσονται ανοικτά υπέρ της πρότασης των ΗΠΑ. Πάντως, η Διεθνής Ένωση Τηλεπικοινωνιών (International Telecommunications Union, ITU) «πάγωσε» τη συζήτηση μέχρι το World Radiocommunication Conference ( που θα πραγματοποιηθεί 2-27 Νοεμβρίου 2023) στη Γενεύη, ζητώντας από τους εμπλεκόμενους φορείς να καταλήξουν σε κάποια συμφωνία, η οποία θα εγκριθεί κατά τη διάρκεια των εργασιών του συνεδρίου. Μέχρι τότε η κατάσταση θα παραμείνει ως έχει.