【计量知识】7:59:60≠8:00:00 这是为什么呢?

 

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  各位量友元旦假期过的怎么样,抢红包发红包,三五好友小聚,与家人盘算一下2017年……有一件关于时间的事你关注没有,您今年的元旦假期延长了一秒!

小编向来用事实说话!严肃地告诉你:今年的元旦假延长了1!秒!钟!

      没错,又双叒(ruò)叕(zhuó)闰秒了!
格林尼治时间,2016年12月31日,出现了罕见的23时59分60秒↓↓↓
北京时间,元旦当天早上出现↓↓↓
可是,问题来了,为啥会闰秒呢?
  闰秒是指为保持协调世界时接近于世界时时刻,由国际计量局统一规定,在年底或年中(也可能在季末)对协调世界时增加或减少1秒的调整。

由于地球自转的不均匀性和长期变慢性(主要由潮汐摩擦引起的),会使世界时和原子时之间相差超过到±0.9秒时,调整时将世界时向前拨1秒或向后拨1秒,闰秒调整一般在公历年末或公历六月末。

“协调世界时”、“世界时”、“原子时”……一堆概念听起来是不是云里雾里?听小编为你细细道来!

我们知道,历法是在天文观测中产生的。寒来暑往,日升日落,经过对自然节律漫长的观察,古人逐渐认识到年、月、日等时间概念。

1年,即1个寒暑周期,也就是约等于地球绕太阳一周的时间。

“月”的概念则来自月亮的运行,月亮的圆缺周期就是“月”,或者叫“朔望月”。

“日”的概念最为自然,因为日夜的周期性最明显。我们取太阳两次到达某个点的时间差为一日,定义为“太阳日”。

至于比年月日更小的时间单位,则是在“日”的基础上平分得到的。

有了年、月、日的概念,就可以构建历法系统。历史上曾出现过N种历法系统,但都是在天体运行基础上建立起来的,所以被统称为“天文历”。

天文历是最自然的计时系统,但它所确定的天文时标(即“世界时”)有一个巨大缺陷,那就是时间长度的不均匀性。比如,如果地球自转速度发生了变化,那么由此得出的时间长度也会发生变化。

对于秋收冬藏、顺时而作的农业社会,这点儿时间长短变化可以忽略不计,但随着科学技术的发展,在电子、通信、航空等行业领域中,对时间的精度要求越来越高,失之“毫秒”,谬以千里。世界时的精度已远远不能满足现代社会的需要,于是,原子时便横空出世了。

科学家发现,原子内部的某些运动是非常稳定的,而且不受外界条件的影响,这给时间标准的再现和统一提供了方便。20世纪60年代,国际计量大会决定用“原子秒”取代原来的“天文秒”。

如何确定“原子秒”的长度呢?大自然中的固有周期当然是最重要的参照。比如,在较长一段时间内,利用原子时所得到的1天要尽量接近用太阳时得到的1天。否则就会给生活带来很多不便。

考虑到这一点,在1967年召开的第13届国际度量大会上,人们确定了原子秒的长度:以铯-133原子基态的两个超精细能级之间跃迁所对应辐射的9192631770个周期的持续时间为1秒。这个时间单位已经成为国际单位制中的基本单位之一。

既然秒长确定下来了,1天的时间也就确定了。无论地球自转如何变化,每天都是86400秒。在这个意义上我们可以认为,原子时是以秒长为出发点的。

有了如此精准的原子时,是不是就皆大欢喜了?非也!这一次,是地球出来砸的场子!

经过长期观测,人们发现,地球不按常规出牌,它的转速越来越慢也就罢了,有时候还忽快忽慢,大约是35年慢了4毫秒。按照现在的速度计算,5000年就要差出1小时!30000年以后,原子时的24小时对应世界时的30小时,你问这意味着什么?

呵呵,在某个时候,午夜零点时分,太阳就揉着睡眼起来上班了!

不用惊恐!在1972年的时候,“协调世界时”挺身而出,“拯救”了世界!这是一位怎样的全(和)能(稀)型(泥)选手呢?

严格来讲,协调世界时不是一种单独的时标,而是原子时和世界时相调和的产物。这个充当中介的“调解人”就是闰秒。

1972年,国际计量大会对世界时做了调整,方法是:当世界时与原子时之差将要超过0.9秒时,就在世界时的时序上加上1秒,这1秒称为“(正)闰秒”。因此,闰秒就是让原子停下脚步,等候太阳1秒钟。也可以说是原子向太阳“看齐”——精确的时间向不精确的时间“看齐”!

具体什么时候出现闰秒,由国际地球自转和参考座标系统决定。一般规则是,如果本年度有闰秒出现,那么它会出现于6月或12月最后一天的最后一分钟(这里说的是中时区的时刻,北京时间要在这个基础上进行换算)。正常的时序是“……23:59:59,00:00:00……”,有正闰秒时,要在两者之间加一个“23:59:60”,而有负闰秒时,只需在正常时序中去掉23:59:59即可。

协调世界时,在宏观上是世界时,在微观上是原子时。我们钟表里的秒针以原子时的频率跳动,却必须时刻不离世界时左右。这样协调的意义在于,两种时标的差距始终不会超过1秒,避免了时刻与自然节律的明显不一致。

看看吧,为了让你的元旦假期能延长1秒,科学家们真是操碎了心!

叮咚,元旦多出的这异常珍贵1秒,不知你是如何度过的?
来源:科普北京


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