بسبب دوران الأرض.. العلماء قد يضطرون إلى إزالة ثانية واحدة من الساعة (تفاصيل)

تدور الأرض بشكل أسرع مما كانت عليه قبل نصف قرن، وإذا استمرت في التسريع، يقول العلماء إنهم قد يضطرون إلى إزالة ثانية واحدة من الساعة الذرية.

وتباينت سرعة دوران كوكبنا حول محوره عبر التاريخ. وفي الواقع، كانت الأرض تدور 420 مرة في السنة منذ ملايين السنين، لكنها الآن تفعل ذلك 365 مرة.

ومع ذلك، في بعض الأحيان تختلف سرعة الدوران بشكل طفيف، ما يؤثر على ضابط الوقت العالمي – الساعة الذرية – التي تتطلب إضافة الثواني الكبيسة عندما يتحرك العالم بشكل أسرع قليلا.

والآن، حذر عالم المختبر الفيزيائي الوطني البريطاني، بيتر ويبرلي، من أنه إذا زاد معدل الدوران أكثر، فقد تكون هناك حاجة إلى ثانية كبيسة سلبية.

ويحتوي كل يوم على الأرض على 86,400 ثانية، لكن الدوران ليس منتظما، ما يعني أنه على مدار عام، كل يوم يحتوي على جزء من الثانية أكثر أو أقل.

ويحدث هذا بسبب حركة قلب الأرض ومحيطاتها وغلافها الجوي، فضلا عن سحب القمر. والساعة الذرية دقيقة للغاية، وتقيس الوقت بحركة الإلكترونات في الذرات التي بُرّدت إلى الصفر المطلق. لذلك، للحفاظ على توافق الساعة الذرية مع عدد الثواني في دوران الأرض، تمت إضافة الثواني الكبيسة كل 18 شهرا أو نحو ذلك منذ عام 1972.

ولم تكن هناك ثانية كبيسة سلبية – إزالة ثانية واحدة من الساعة الذرية – ولم يتم اختبار النظام المصمم للقيام بهذا العمل.

وظهرت الفكرة في العام الماضي، عندما بدأ التناوب في التسارع، لكن هذا تباطأ مرة أخرى منذ ذلك الحين، حيث كان متوسط ​​اليوم في عام 2021 أقل بمقدار 0.39 مللي ثانية عن عام 2020.

وقال جودا ليفين، من المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا لمجلة “ديسكوفر” Discover: “مع مرور الوقت، هناك اختلاف تدريجي بين وقت الساعات الذرية والوقت الذي يقاس بعلم الفلك. ومن أجل منع هذا الاختلاف من أن يصبح كبيرا جدا، في عام 1972، تم اتخاذ قرار بإضافة الثواني الكبيسة بشكل دوري إلى الساعات الذرية”.

وتعد خدمة النظم المرجعية ودوران الأرض الدولية، المسؤولة عن تتبع سرعة دوران الأرض، وتقوم بذلك عن طريق إرسال أشعة الليزر إلى الأقمار الصناعية واستخدامها لقياس حركتها.

وعندما لا يتماشى ذلك مع الساعات الذرية، ينسق العلماء لإيقاف ساعاتهم لمدة ثانية واحدة لإعادتها إلى الخط.

كما أن معدل دوران الأرض عمل معقد. وأوضح ليفين أن الأمر يتعلق بتبادل الزخم الزاوي بين الأرض والغلاف الجوي وتأثيرات المحيط وتأثير القمر.

ولم تُضف ثانية كبيسة إلى الساعة الذرية منذ عام 2016، وبينما كانت الأرض تتسارع مرة أخرى، بدأت في التباطؤ مرة أخرى في عام 2021.

وقال ليفين: “لم يكن هذا النقص في الحاجة إلى الثواني الكبيسة متوقعا”. وأضاف أنه كان من المفترض أن تستمر الأرض في التباطؤ، “لذا فإن هذا التأثير مفاجئ للغاية”.

وقد تتطلب المدة التي تستغرقها السرعة والتباطؤ من العلماء اتخاذ مزيد من الإجراءات، ولكن ما زال من غير الواضح ما قد يكون.

وقال ويبرلي: “هناك قلق في الوقت الحالي من أنه إذا زاد معدل دوران الأرض أكثر، فقد نحتاج إلى ما يسمى بالثانية الكبيسة السلبية”.

وبعبارة أخرى، بدلا من إدخال ثانية إضافية للسماح للأرض باللحاق بالركب، علينا أن نأخذ ثانية من المقياس الزمني الذري لإعادتها إلى حالتها مع الأرض.

وفي حين أنهم يعرفون كيف يمكنهم إنجاحها، إلا أن العلماء ليسوا واضحين ما إذا كانت أنظمتهم ستعمل في الواقع، أو ما هو التأثير الذي سيكون لديهم.

ويعتمد الإنترنت على التدفق المستمر للوقت، والذي يتم قياسه من خلال الساعات الذرية، وتستخدم شركات الويب المختلفة عمليات مختلفة لتحديد الثواني الكبيسة.

وعلى سبيل المثال، تستخدم “غوغل” نظاما يوزع الوقت الإضافي على مدار العام، إلى كل ثانية أخرى في السنة.

وأوضح ليفين أن “العمود الفقري الأساسي للإنترنت هو أن الوقت مستمر”. وأضاف أنه عندما لا يكون هناك وقت ثابت، فإن التغذية المستمرة للمعلومات تنهار.

ويقول ليفين إن الثواني الكبيسة – المضافة أو التي أُزيلت – قد لا تستحق العناء، حيث إنها في المجمل ستضيف ما يصل إلى حوالي دقيقة واحدة فقط على مدى 100 عام.