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chơi tài xỉu uy tín(www.84vng.com):为什么要废除闰秒?

admin2022-11-273环球视讯

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本文来自微信公众号:原理(ID:principia1687),作者:小雨,头图来自:视觉中国


11月18日,在巴黎召开的度量衡大会上,各国代表通过投票后做出一个决定:从2035年开始,将暂停在UTC上执行闰秒;并提议至少在一个世纪内,不再执行闰秒。


要理解这项决定的重要性,或许我们先要了解闰秒是什么,它为何会出现在我们的计时系统中,而为什么现在又要被废除。


闰秒的由来  


闰秒在概念上与闰年类似,也是一种不定期的出现在我们的计时系统中的时间度量单位。它的存在与两个重要的计时系统——协调世界时(UTC)和世界时(UT1)——之间的差异有关。


协调世界时,也就是UTC,是一种基于原子钟的振荡周期的计时系统。它是通过将大约400个原子钟的信号平均计算得出的,这种原子时非常精确,是国际时区的参考标准。


世界时,即UT1,则是一种天文时,它由地球自转决定。但地球自转实际上并不稳定,这就导致一天的长度可能并非精准地由86400标准单位秒构成。


由于以原子钟为基础的UTC没有考虑地球自转的变化,因此它与UT1之间会出现差异。虽然这种差异只有几毫秒,但它却可以不断积累,如果不加以修正,那么每隔大约100年的时间,太阳在一天中处于天空最高点的时间会偏移约1分钟


为了让这两个计时系统保持一致,1972年,计量学家们商议决定,每当UTC和UT1这两个时间系统的偏差超过0.9秒时,就在UTC上执行一次“闰秒”,作为修正。在过去50年里,UTC已经经历过27次闰秒修正。


闰秒。(图/ NIST)


闰秒危机  


在最初被提出时,闰秒的确是处理这种偏差的一个有效解决方案。然而,随着数字世界的崛起,闰秒造成的问题变得越来越严重。


由于闰秒取决于地球的自转,因此它很难提前很久预测。这样一种突然的变化会使计算网络无法有序、有规律地为执行闰秒提前做好准备,从而导致那些以精确计时为基础的系统遭到破坏,在数字时代产生严重影响。


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更糟糕的是,不同的网络开发了各自的、不协调的方法来“消化”额外的时间。这使得让无数台网络计算机在同一时间执行一闰秒的修正,变得极其困难。


通过数据分析,研究人员发现在2016年最后一次执行闰秒的过程中,出现了各种各样对网络系统造成影响的情况。比如时间服务器计算机可能出了错,但依赖于它们的客户端计算机却并不知情;再比如时间服务器是对的,但客户端计算机软件却不相信它们;又或者是客户端计算机和服务器都执行了闰秒,但执行时间却略有不同,结果导致系统混乱;还有可能出现计算机从来没有收到执行闰秒的信息,因此什么也没做,最后导致比世界上其他的计算机都快了一秒……


可以说,现代世界的一些基础设施,包括电网、电信系统、金融系统、航空运输等,都需要依赖超精确的计时,这个精度可能是毫秒级甚至纳秒级,一秒钟的误差所能造成的风险和危害可能是大到无法估量的。


赞成与反对  


在意识到这些问题的严重性后,许多国家(比如美国、加拿大、法国)和一些科技公司(如谷歌和Meta等科技巨头)便开始呼吁要在2035年之前废除闰秒。


不过,也有像俄罗斯这样的国家提议应该将暂停日期至少推迟到2040年之后。这是因为俄罗斯的GLONASS是唯一一个包含闰秒的全球卫星导航系统,他们需要时间来处理废除闰秒后将面临的技术难题。


另外,如果废除闰秒,那么依靠UT1来校准天文望远镜的天文学家也将受到影响:这会使他们运行的软件将要处理UTC(定义了恒星和星系在天空中出现的时间)与UT1之间超过1秒的偏差。


不过,作出这样的决议并不表示计量学家们要放弃让UTC与UT1保持一致,而是因为他们更多地意识到当前的闰秒系统缺点太多,造成的问题越来越严重,因此必须在造成更重大的破坏之前采取行动。


废除闰秒后……  


那么,在闰秒被废除后,我们要如何应对这两个时间系统之间的差异呢?或许我们对此无需过于担心,已经有科学家提出了一些新的替代方案,比如一种极端的方法是完全采用抽象的时间定义,放弃长期以来认为的时间和地球运动之间的联系;再比如有人提出可以以更低的频率做出比一秒更大的调整……


未来,计量学家或许会找到比闰秒更好的方法来协调UTC和UT1之间的偏差。而在确定新方法前,我们将继续沿用闰秒系统。


参考来源:

https://theconversation.com/its-time-out-for-leap-seconds-an-expert-explains-why-the-tiny-clock-adjustments-will-be-paused-from-2035-194922 

https://www.nature.com/articles/d41586-022-03783-5


本文来自微信公众号:原理(ID:principia1687),作者:小雨

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