Czy to prawda, że ktoś chce zabrać nam sekundę (i dlaczego właśnie przestępną)?

Raz na jakiś czas rok jest dłuższy – i nie chodzi wcale o dodatkowy dzień w lutym. Czasami rok jest dłuższy o przestępną sekundę, którą świat dodaje na koniec czerwca, a czasem na koniec roku.

Obrót Ziemi wokół Słońca trwa niemal o ¼ dnia dłużej niż pełne 364 dni. Co 4 lata trzeba to wyrównać dodając dzień przestępny 29 lutego, bo inaczej kalendarz zacznie się spóźniać. Ale przestępna sekunda?

Tak, jak najbardziej istnieje. Choć większość z nas nie jest tego świadoma,

Czym jest w zasadzie sekunda?

Każdy pewnie odpowie, że jedną sześćdziesiątą częścią minuty, minuta jest taką samą częścią godziny, a godzina jest 1/24 doby.

Tak właśnie postanowiono oficjalnie w 1874 roku: przyjęto definicję sekundy jako 1/60 z 1/60 z 1/24 części średniej doby słonecznej (czyli obrotu Ziemi wokół osi). Wkrótce potem odkryto, że obrót ziemi jest niezbyt regularny.

Ziemia z czasem spowalnia swój obrót wokół osi (za co odpowiadają tarcie wewnętrznych warstw planety oraz oceanów o powierzchnię) mniej więcej o milisekundę na stulecie. Jednak inne zjawiska (jak ruchy izostatyczne, silne eksplozje wulkanów i trzęsienia ziemi) z kolei dzień wydłużają.

Z tego powodu 1952 roku Międzynarodowa Unia Astronomiczna przyjęła, że sekundy odmierzać będzie już nie ów nieregularny obrót Ziemi, lecz rok zwrotnikowy, czyli czas pomiędzy dwoma kolejnymi przejściami Słońca przez punkt równonocy wiosennej.

W 1956 roku sprecyzowano, że sekunda to 1/31 556 925,9747 średniego roku zwrotnikowego. Tę definicję przyjęto także w systemie SI — międzynarodowym systemie miar i wag.

Gdy czas atomowy rozjechał się z astronomicznym

W latach 60. ubiegłego wieku powstały precyzyjne zegary atomowe, które działają zliczając drgania atomów cezu. W 1967 roku uzgodniono, że sekundę odmierza 9 192 631 770 takich drgań. Zaczęto mierzyć czas atomowy, znacznie bardziej precyzyjny niż astronomiczny.

Niestety, wtedy okazało się, że doba mierzona zegarem atomowym trwa przeciętnie o 2 do 3 milisekund (czyli tysięcznych części sekundy) krócej. Oczywiście nie dlatego, że doba nagle uległa skróceniu. To stara definicja sekundy była niedoszacowana.

Międzynarodowa Unia Astronomiczna przyjęła więc zasadę dopasowywania czasu atomowego do podawanego przez nią czasu uniwersalnego (z obserwacji astronomicznych). Uzyskano w ten sposób koordynowany czas atomowy. Nazwano go uniwersalnym czasem koordynowanym (ang. Universal Time Coordinated, w skrócie UTC).

Te ustalenia, zbyt może szczegółowe dla ówczesnego Kowalskiego, były niezwykle ważne dla nawigacji morskiej oraz w prowadzeniu dokładnych obserwacji astronomicznych. Na statkach i w obserwatoriach biegł odtąd czas UTC.

Zanim wprowadzono przestępne, były „gumowe”

Od 1960 do 1971 roku, by zniwelować różnicę między mniej dokładnym czasem astronomicznym a zegarami atomowymi, wprowadzono „gumowe sekundy”. Po prostu skracano sekundy czasu uniwersalnego. Były to korekty niezwykle subtelne (rzędu kilku milionowych części na każdą sekundę).

Te „gumowe sekundy” były raczej niewygodne. W 1972 roku Międzynarodowa Unia Astronomiczna (odmierzająca UTC, czyli uniwersalny czas koordynowany) zdecydowała, że wprowadzi wygodniejsze rozwiązanie – znane do dziś sekundy przestępne. Łatwiej jest dodać coś raz na rok lub dwa, niż stale odejmować od każdej sekundy poprawkę wielkości milionowych części po przecinku.

Od 1972 roku, gdy zrobiono to po raz pierwszy, przestępną sekundę dodawano ją już 27 razy. Przypada więc przeciętnie co 21 miesięcy – niespełna raz na dwa lata. Ostatnia sekunda przestępna przypadła 31 grudnia 2016 roku. Po godzinie 23:59 i 59 sekund nastąpiła godzina 23:50 i 60 sekund – a dopiero potem godzina 00:00 i 00 sekund.

Bałagan z dodawaniem sekund

Ta sekunda bardzo denerwuje technologicznych gigantów (Amazona, Facebooka, Google’a i Microsoft). Muszą dostosowywać swoje oprogramowanie do tych nieregularnych zmian.

Niestety, nigdzie nie ma jednolitego systemu. W systemie operacyjnym Unix są dwa sposoby: albo sekunda 23:59:59 się powtarza, albo dodawana jest 23:59:60.

W internetowym protokole czasu (Network Time Protocol, SNTP) czas na sekundę po prostu staje (więc de facto sekunda 23:59:59 pewnego dnia trwa dwie sekundy). Inne systemy rozsmarowują przestępną sekundę (trochę jak dawniej, gdy stosowano „gumowe”, w latach sześćdziesiątych).

Także system GPS nie uwzględnia sekund przestępnych. Odmierza czas według własnego zegara (sekundę przestępną muszą uwzględniać odbiorniki sygnału).

Jednym słowem jest z tym spore technologiczne zamieszanie. Nie tylko gigantom bardzo byłoby na rękę, gdyby sekundę przestępną zlikwidowano. Długość roku mierzona w sekundach mogła pół wieku temu Kowalskiego nie obchodzić (chyba że był nawigatorem statku lub astronomem), dziś dotyka nas wszystkich. Czas UTC biegnie dziś w każdym elektronicznym urządzeniu…

“Minęła godzina dwudziesta trzecia sześćdziesiąt”

Na XXVII Generalnej Konferencji Miar w listopadzie 2022 roku, ustalono, że przestępnych sekund trzeba się pozbyć do 2035 roku. Ale jak to zrobić?

Najlepiej będzie zastąpić ją minutą. Różnica między czasem uniwersalnym a astronomicznym będzie narastała przez około pół wieku, po czym na koniec któregoś roku zostanie dodana cała minuta. W ten sposób któregoś 31 grudnia jeszcze w tym stuleciu po godzinie 23:59 sylwestra nastąpi godzina 23:60.

Cóż to będzie za atrakcja!

Kiedy? Nie wiadomo. Na razie uzgodniono tylko, że sekundy przestępne są niewygodne i kiedyś znikną.

Cykl „SOBOTA PRAWDĘ CI POWIE” to propozycja OKO.press na pierwszy dzień weekendu. Znajdziecie tu fact-checkingi (z OKO-wym fałszometrem) zarówno z polityki polskiej, jak i ze świata, bo nie tylko u nas politycy i polityczki kłamią, kręcą, konfabulują. Cofniemy się też w przeszłość, bo kłamstwo towarzyszyło całym dziejom. Rozbrajamy mity i popularne złudzenia krążące po sieci i ludzkich umysłach. I piszemy o błędach poznawczych, które sprawiają, że jesteśmy bezbronni wobec kłamstw. Tylko czy naprawdę jesteśmy? Nad tym też się zastanowimy.