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你知道闰秒吗?

2018-06-01 10:24  来源: 新华网

什么是闰秒?

科学上有两种时间计量系统:基于地球自转的天文测量而得出的“世界时”和以原子振荡周期确定的“原子时”。

世界时的时间计量系统是基于地球自转时间。太阳的东升西落是长期以来人们计算时间的主要依据,太阳走到天空中最正中的位置时,就是12时。

在世界时的计量系统中,一秒有多长,取决于一天(地球自转一周的时间)有多长,如果地球的自转速度保持不变,一秒的长度就不会变。那么问题来了,地球的自转速度并不是恒定的,它有时快、有时慢,一秒的长度也会随之改变。时间实际上变得不准确了,误差可以达到千分之几秒。

1948年,英国制造出世界上第一台原子钟,随后,美国、加拿大等国也相继研制出原子钟。取微观世界的铯原子两个超精细能级间跃迁频率9192631770周来定义1秒。由于原子内部振荡不受外界环境影响,因此非常稳定和精确。

1967年,第十三届国际度量衡大会定义和引进了原子时系统,将1958年1月1日零时零分零秒作为原子时的计时起点,并与世界时重合。但是由于精确度的原因,两者之间的差异逐渐增大。所以当原子时与世界时的监测数据相差0.9秒时,“协调世界时”便会增加或减少1秒。

闰秒的重要影响

时间快一秒或慢一秒不会对普通民众的日常生活产生较大影响,但一些对时间精度要求较高的行业,例如航天、通信、金融等,一秒的差异则会产生巨大的影响。

航天飞船1秒钟的飞行距离将近8公里,如果无规律地相差1秒,飞船可能会偏离原定轨道,严重威胁其安全。电信行业也是对时间精度要求较高的行业,电信公司的系统时间一旦不准确,就会与接收器和传输器的频率不符,人们在传送电邮或通话时,会出现数据流失的现象。

另外,对于电子、金融、军事等需要精密时间的领域,这一秒的误差,也可能对整个系统造成重大损失,甚至导致系统崩溃。

闰秒的未来

目前,取消闰秒,直接使用原子时的呼声较高。因为在同一瞬间,让各种基于时间提供服务的机构增加或减少一个闰秒,绝非易事,需要投入大量的人力和财力,若稍有疏忽,电脑、手机、空中交通管制和金融交易市场等领域会因时间误差而产生混乱。闰秒还会阻碍一些高精度系统在全球范围内的衔接和普及。

如果取消闰秒,在未来,原子时意义上的正午,对应的可能是满天星斗的景象。

本作品为“科普中国-科学原理一点通”原创,转载时务请注明出处。

作者: 阚宝云   [责任编辑: 李浩]

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