وداع با ثانیه اضافی؛ پژوهشگران رویکردی نوین برای همزمانی زمان جهانی تایید کردند

در روز پنجشنبه ۱۵ اکتبر، نشستی از سوی یک گروه بین‌المللی متشکل از محققان، دیپلمات‌ها و کار‌شناسان حوزه زمان‌سنجی برگزار شد که طی آن تصمیم به حذف ثانیه کبیسه گرفته شد. این سازوکار که همچنان زمان هماهنگ جهانی (UTC) را با زمان بی‌قید و شرط زمین (UT1) همسو می‌ساخت، اختلاف آن‌ها را در محدوده یک ثانیه حفظ می‌کرد.

طول یک شبانه‌روز بر اساس مقیاس UTC تقریباً برابر با آن چیزی است که برای UT1 محاسبه می‌شود؛ اما با توجه به عدم یکنواختی در چرخش زمین، این دو مقیاس زمانی به طور دقیق یکسان نیستند. از این رو، هر چند سال یک‌بار برای جلوگیری از افزایش بیش از حد اختلاف بین UTC و UT1، یک ثانیه کبیسه به زمان جهانی افزوده می‌شود.

اما به زودی ثانیه کبیسه جای خود را به ساعت کبیسه خواهد داد؛ این تغییر به‌گونه‌ای است که به‌ندرت اعمال خواهد شد و سقف اختلاف مجاز میان زمان مبتنی بر چرخش زمین و زمان هماهنگ جهانی را به یک ساعت (معادل با ۳۶۰۰ ثانیه) افزایش می‌دهد.

نوئل دیمارک، دانشمند ارشد در مرکز ملی پژوهش‌های علمی فرانسه (CNRS) و رئیس کمیته مشورتی زمان و بسامد در دفتر بین‌المللی اوزان و مقیاس‌ها (BIPM)، پیش از رأی‌گیری اخیر بیان کرد که پس از سه دهه بحث و گفتگو، سرانجام آماده‌ایم تا درباره ادامه یا قطع ثانیه کبیسه رأی‌گیری کنیم. این صحنه رأی‌گیری در کنفرانس عمومی اوزان و مقیاس‌ها (CGPM) در ورسای فرانسه برگزار گردید.

زمان هماهنگ جهانی به عنوان مقیاس استاندارد زمانی جهانی شناخته می‌شود. این مقیاس به‌عنوان مرجع تعیین زمان برای ابزارهای مختلفی همچون کامپیوترها، گوشی‌های موبایل، کشتی‌ها، هواپیماها، ماهواره‌ها و تقریباً تمامی دستگاه‌های دیگر به شمار می‌رود. همچنین، سامانه‌های ناوبری همانند سامانه موقعیت یاب جهانی (GPS) نیز بر پایه آن فعالیت می‌کنند. UTC از میانگین وزنی زمان‌های ثبت شده توسط ساعت‌های اتمی در سطح جهانی محاسبه می‌شود و دفتر بین‌المللی اوزان و مقیاس‌ها آن را اعلام می‌کند.

هنگامی که برای نخستین بار UTC در سال ۱۹۶۰ ایجاد شد، دانشمندان متوجه شدند که چرخش زمین به تدریج در حال کاهش سرعت است؛ این معضل باعث شد که چرخش زمین با شمارش ثانیه‌ها بر مبنای ساعت‌های اتمی هماهنگ نماند. به دعوت اخترشناسان و دیگر متخصصان، اولین ثانیه کبیسه در سال ۱۹۷۲ به UTC افزوده شد تا این استاندارد زمانی دوباره با زمان چرخش زمین هم‌راستا شود. از آن زمان، ۲۷ ثانیه کبیسه به این مقیاس زمانی اضافه شده است.

با این حال، در اواسط دهه ۲۰۱۰، چرخش زمین به طور غیرمنتظره‌ای تسريع شد. دانشمندان پیش‌بینی می‌کنند که به زودی نیاز به یک ثانیه کبیسه منفی خواهیم داشت؛ این تأثیر ممکن است از سال ۲۰۲۹ آغاز شود. کارشناسان اعلام کرده‌اند که ثانیه کبیسه منفی می‌تواند به یک «مشکل کوچک مشابه با باگ سال ۲۰۰۰» تبدیل شود؛ زیرا به طور ناگهانی زمان را در سطح جهانی یک ثانیه به عقب می‌برد و ممکن است زیرساخت‌های دیجیتال ما را دچار مشکلاتی کند.

از سال ۲۰۲۲، محققان، مقامات دولتی، متخصصان حوزه مخابرات و کارشناسان دیگر به روشی جدی در پی یافتن راه‌حلی مؤثر برای مسئله ثانیه کبیسه بوده‌اند.

دفتر بین‌المللی اوزان و مقیاس‌ها، که مسئولیت رسمی UTC را دارد، هر چهار سال یک بار با برگزاری کنفرانس عمومی اوزان و مقیاس‌ها، به بررسی مسائل مختلف با حضور کشورهای عضو می‌پردازد. در عصر پنجشنبه، مقامات حاضر در کنفرانس امسال، رأی‌گیری درباره حذف ثانیه کبیسه و تغییر UTC به یک مقیاس زمانی پیوسته را انجام دادند. این قطعنامه با اکثریت آرا تصویب و مقرر شد که از تاریخ ۲۰ مه ۲۰۲۷، هم‌زمان با روز جهانی اندازه‌شناسی، به اجرا درآید.

طبق توافق جدید، به جای استفاده از ثانیه‌های کبیسه، تمامی شرکت‌کنندگان توافق نمودند که اجازه دهند اختلاف بین UTC و UT1 بیشتر از قبل گسترش یابد. اگر این تفاوت به حد کافی زیاد شود، در نهایت یک ساعت کبیسه به زمان اضافه خواهد شد. با وجود اینکه در گذشته هر چند سال یکبار ثانیه کبیسه به زمان جهانی افزوده می‌شد، دانشمندان پیش‌بینی می‌کنند که در آینده نزدیک، به ویژه تا بیش از ۱۰۰۰ سال دیگر، دیگر نیازی به ساعت کبیسه نخواهد بود. این تصمیم به‌طور قابل توجهی پایان تلاش‌ها برای همسو نگه‌داشتن زمان هماهنگ جهانی با چرخش زمین را نشان می‌دهد.

بیشتر افراد تغییرات ناشی از حذف ثانیه کبیسه را متوجه نخواهند شد و انتقال به زمان پیوسته، کار را برای زیرساخت‌های دیجیتال آسان‌تر خواهد کرد؛ چرا که خطر خطاهای نرم‌افزاری یا اختلالات در خدمات به دلیل ناپیوستگی ناشی از ثانیه کبیسه به طرز قابل ملاحظه‌ای کاهش می‌یابد. اگرچه این تحولی به معنی فاصله گرفتن بیشتر بشر از قدیمی‌ترین روش‌های سنجش زمان، یعنی مشاهده آسمان است.