Наукпоп

22 листопада 2022, 20:07

Ексклюзив NV

Час сплив. Вчені скасували високосну секунду — чому це важливо і як Росія чинила опір цьому рішенню більше 20 років

У п’ятницю у французькому Версалі пройшло голосування, в межах якого вчені та чиновники проголосували за відмову від високосної секунди до 2035 року. Що це означає для нас?

Усім із нас знайома концепція високосного року, коли замість 365 діб з'являється ще один, 366-й день — 29 лютого. Таким чином людство «вирівнює» календарний рік з тим, скільки часу насправді потрібно Землі, щоб здійснити ціле коло навколо Сонця. Додатковий день дозволяє нам «залишати на місці» пори року, які інакше поступово зрушувалися б таким чином, що через кілька сотень років літо було б узимку — і навпаки.

Подібним чином людство керує хаосом і на іншому кінці часової шкали у спробах навести лад із секундами.

У 1967 метрологи почали вимірювати час за допомогою атомного годинника — він визначається за станом атомів, коли по них б'ють світлом. Так, офіційна довжина секунди становить 9192631770 коливань атома цезію-133. 86400 таких коливань становлять добу на Землі.

Однак швидкість обертання Землі навколо своєї осі не є константою. Обертання нашої планети нестабільне і постійно змінюється, просто це відбувається не так різко, щоб ми могли це помітити. Згодом астрономічна секунда поступово ставала довшою за атомну, що може призводити до проблем у роботі багатьох систем на кшталт супутникової навігації, програмного забезпечення, телекомунікацій, торгівлі і навіть космічних подорожей.

Передплатіть, щоб прочитати повністю

Нам необхідна ваша підтримка, щоб займатися якісною журналістикою

Передплатити
Перший місяць 1 ₴. Відмовитися від передплати можна у будь-який момент

Щоб компенсувати цю різницю, у 1972 році було прийнято рішення іноді додавати високосні секунди наприкінці атомної доби. Фактично, щоразу, коли невідповідність між астрономічною та атомною добою дорівнює одній секунді, атомний годинник «зупиняється» на секунду, щоб час Землі міг його «наздогнати». Таким чином, за 50 років у нас було 37 додаткових секунд, а остання з них з'явилася 31 грудня 2016 року.

Додаткова секунда не має певної періодичності, оскільки швидкість обертання Землі нестабільна: довгий час вона знижувалася, проте в останні роки наша планета навпаки прискорилася. За підрахунками, приблизно до 2030 року нам могла б знадобитися додаткова негативна секунда. Реалізувати технічно це не так просто, а метрологи всерйоз почали говорити про цифрову катастрофу. Саме тому дослідники все активніше висловлювалися за відміну високосної секунди.

Зрештою, процес став настільки складним, що 18 листопада було прийнято рішення відмовитися від додаткової секунди, починаючи з 2035 року. Людство повністю перебудується на атомний час, а різниця між ним і «земним» часом поки що буде невизначеною, поки вчені не знайдуть іншого способу їх примирення.

Попередньо, високосні секунди пропадуть щонайменше на 100 років, що дозволить атомному та земному часу розсинхронізуватися приблизно на одну хвилину. Генеральна конференція щодо мір та ваг планує проконсультуватися з іншими міжнародними організаціями та у 2026 році встановити верхню межу розбіжності.

Цей крок є великим «стрибком вперед» для дослідників, які працюють з часом і частотою, каже Джорджетт Макдональд, генеральний директор Дослідницького центру метрології в канадському Галіфаксі. Для нас з вами не зміниться практично нічого, адже знадобляться тисячоліття, щоб атомний час і земний розійшлися лише на годину.

За словами Макдональда, через свою нестабільність високосні секунди можуть порушувати роботу систем, які залежать від точного хронометражу. Наприклад, компанії Google та Meta раніше також закликали відмовитися від практики високосних секунд. Так уже повелося, що робота технологій дуже залежить від точного часу, а кожна додаткова секунда призводить до проблеми синхронізації мільйонів різних систем і пристроїв.

Потенційна необхідність відмотувати секунду назад лякала вчених, адже ніхто не міг гарантувати, що процес пройде гладко. А це, у свою чергу, могло б вилитися у численні проблеми роботи високотехнологічних систем та багатомільярдних збитків.

Більшість країн уже давно виступали за відмову від додаткової секунди. Однак результат історичного голосування не був вирішений наперед: знадобилося два десятиліття переговорів, дослідження та пошуку компромісів, щоб зрушити цю справу з мертвої точки.

Наприклад, РФ завжди (і зараз теж) виступала проти скасування високосної секунди. Справа в тому, що їхня супутникова навігаційна система ГЛОНАСС враховує додаткові секунди, тоді як GPS та інші системи ігнорують їх. Тепер росіяни зіткнуться з різними технічними проблемами, які їм доведеться вирішувати, через що вони хочуть відтягнути дату набрання чинності резолюцією на п'ять років — на 2040-й рік.

Додаткова секунда створювала чимало проблем для різних вимірів, що потребують мікроскопічної точності. Сучасний світ підпорядковується ідеї, що зародилася на Метричній конвенції 1875 року, згідно з якою кожна одиниця виміру має бути ідентична всюди у світі: одна секунда в Україні дорівнює одній секунді в Бразилії.

Однак, додаткова секунда ускладнює роботу цього принципу. Різні обчислювальні системи по-різному додають зайву секунду, що іноді призводить до збоїв роботи систем і, звичайно, фінансових втрат. Наприклад, Google «розмазує» додаткову секунду протягом дня, тоді як Meta, Alibaba та Microsoft застосовують інші підходи для вирішення цієї проблеми. Згодом кількість помилок через цей салат з різних рішень проблеми стабільно збільшувалася.

Макдональд упевнений, що скасування додаткової секунди полегшить життя людства і позбавить нас гіпотетичної причини цифрового колапсу. Він упевнений, що з часом, коли така потреба з'явиться, люди знайдуть спосіб синхронізувати атомний та космічний час — можливо, запровадивши високосну хвилину чи високосну годину. Коли ця різниця стане дійсно важливою, «наша здатність примирити її буде кращою, ніж наша здатність зараз», — каже вчений.

Другие новости

Всі новини