22 ноября 2022, 20:07
Время истекло. Ученые отменили високосную секунду — почему это важно и как Россия противилась этому решению больше 20 лет
Всем из нас знакома концепция високосного года, когда вместо 365 суток появляется еще один, 366-й день — 29 февраля. Таким образом человечество «выравнивает» календарный год с тем, сколько времени на самом деле требуется Земле, чтобы совершить целый круг вокруг Солнца. Дополнительный день позволяет нам «оставлять на месте» времена года, которые в противном случае постепенно сдвигались бы таким образом, что спустя несколько сотен лет лето было бы зимой — и наоборот.
Похожим образом человечество управляет хаосом и на другом конце временной шкалы в попытках навести порядок с секундами.
В 1967 метрологи начали измерять время с помощью атомных часов — оно определяется по состоянию атомов, когда по ним бьют светом. Так, официальная длина секунды составляет 9 192 631 770 колебаний атома цезия-133. 86 400 таких колебаний составляют сутки на Земле.
Однако скорость вращения Земли вокруг своей оси не является константой. Вращение нашей планеты нестабильно и постоянно меняется, просто это происходит не так резко, чтобы мы могли это заметить. Со временем астрономическая секунда постепенно становилась длиннее атомной, что может приводить к проблемам в работе многих систем вроде спутниковой навигации, программного обеспечения, телекоммуникаций, торговли и даже космических путешествий.
Подпишитесь, чтобы прочитать целиком
Нам необходима ваша поддержка, чтобы заниматься качественной журналистикой
Чтобы компенсировать эту разницу, в 1972 году было принято решение иногда добавлять високосную секунду в конце атомных суток. Фактически, каждый раз, когда несоответствие между астрономическими и атомными сутками равняется одной секунде, атомные часы «останавливаются» на секунду, чтобы время Земли могло их «догнать». Таким образом за 50 лет у нас было 37 дополнительных секунд, а последняя из них появилась 31 декабря 2016 года.
У дополнительной секунды нет определенной периодичности, поскольку скорость вращения Земли нестабильно: долгое время она снижалась, однако в последние годы наша планета наоборот ускорилась. Согласно подсчетам, примерно к 2030 году нам могла бы понадобится дополнительная отрицательная секунда. Реализовать технически это не так просто, а метрологи всерьез начали говорить о цифровой катастрофе. Именно поэтому исследователи все активнее высказывались за отмену високосной секунды.
В конце концов процесс стал настолько сложным, что 18 ноября было принято решение отказаться от дополнительной секунды, начиная с 2035 года. Человечество полностью перестроится на атомное время, а разница между ним и «земным» временем пока что будет неопределенной, пока ученые не найдут другой способ для их примирения.
Предварительно, високосные секунды пропадут как минимум на 100 лет, что позволит атомному и земному времени рассинхронизироваться примерно на одну минуту. Генеральная конференция по мерам и весам планирует проконсультироваться с другими международными организациями и в 2026 году установить верхний предел расхождения.
Этот шаг является большим «скачком вперед» для исследователей, которые работают со временем и частотой, говорит Джорджетт Макдональд, генеральный директор Исследовательского центра метрологии в канадском Галифаксе. Для нас с вами не изменится практически ничего, ведь потребуются тысячелетия, чтобы атомное время и земное разошлись всего на час.
По словам Макдональда, из-за своей нестабильности високосные секунды могут нарушать работу систем, которые зависят от точного хронометража. К примеру, компании Google и Meta ранее также призывали отказаться от практики високосных секунд. Так уж повелось, что работа технологий чрезвычайно зависит от точного времени, а каждая дополнительная секунда приводит к проблеме синхронизации миллионов разных систем и устройств.
Потенциальная необходимость отматывать секунду назад пугала ученых, ведь никто не мог гарантировать, что процесс пройдет гладко. А это, в свою очередь, могло бы вылиться во многочисленные проблемы работы высокотехнологических систем и многомиллиардным убыткам.
Большинство стран уже давно выступали за отказ от дополнительной секунды. Однако результат исторического голосования не был предрешен: потребовалось два десятилетия переговоров, исследования и поиска компромиссов, чтобы сдвинуть это дело с мертвой точки.
К примеру, РФ постоянно (и сейчас тоже) выступала против отмены високосной секунды. Дело в том, что их спутниковая навигационная система ГЛОНАСС учитывает дополнительные секунды, в то время как GPS и другие системы игнорируют их. Теперь россияне столкнутся с различными техническими проблемами, которые им придется решать, из-за чего они хотят оттянуть дату вступления резолюции в силу на пять лет — на 2040-й год.
Дополнительная секунда создавала немало проблем для различных измерений, требующих микроскопической точности. Современный мир подчиняется идее, зародившейся на Метрической конвенции 1875 года, согласно которой каждая единица измерения должна быть идентична повсюду в мире: одна секунда в Украине равна одной секунде в Бразилии.
Однако дополнительная секунда усложняет работу этого принципа. Различные вычислительные системы по-разному добавляют лишнюю секунду, что иногда приводит к сбоям работы систем и, конечно же, финансовым потерям. Например, Google «размазывает» дополнительную секунду на протяжении дня, в то время как Meta, Alibaba и Microsoft применяют другие подходы для решения этой проблемы. Со временем количество ошибок из-за этого салата из различных решений проблемы стабильно увеличивалось.
Макдональд уверен, что отмена дополнительной секунды облегчит жизнь человечества и избавит нас от гипотетической причины цифрового коллапса. Он уверен, что со временем, когда такая необходимость появится, люди найдут способ синхронизировать атомное и космическое время — возможно, введя високосную минуту или високосный час. Когда эта разница станет действительно важной, «наша способность примирить ее будет лучше, чем наша способность сейчас», — говорит ученый.