Секунды координации помогали синхронизировать часы с вращением Земли, но их время может закончиться
Секунды координации: почему время, которое мы знаем, может измениться навсегда
Вы, вероятно, привыкли, что февраль получает дополнительный день каждые четыре года — в високосный год. Хранители времени добавили этот дополнительный день, потому что Земля совершает один оборот вокруг Солнца примерно за 365 с четвертью дней. Если бы мы не добавляли високосные дни, равноденствия и солнцестояния, знаменующие начало сезонов, наступали бы позже, медленно сдвигая дни начала каждого сезона.
На протяжении тысячелетий день определялся как один полный оборот Земли. Но вращение Земли не полностью равномерно, и для большей точности современные системы хранения времени перестали использовать вращение Земли в качестве основы. Этот переход создал расхождение между тем, как определялась одна секунда раньше, и тем, как она определяется сегодня.
За несколько лет современные системы времени могут рассинхронизироваться с движением Земли на несколько секунд. Чтобы решить эту проблему, хранители времени используют так называемую секунду координации (leap second). Подобно тому как високосные годы сохраняют наши календари в соответствии с орбитой Земли вокруг Солнца, секунды координации сохраняли наше время в соответствии с ежедневным вращением Земли. Но в октябре 2026 года международная организация, управляющая хранением времени, может изменить свою стратегию добавления секунд координации.
История секунды
Системы, которые люди используют для измерения времени, развивались на протяжении нескольких столетий. Происхождение 24-часового дня можно проследить до второго тысячелетия до н.э., когда древние египтяне разделили день и ночь на 12 частей каждую. Поскольку продолжительность дня и ночи меняется в течение года, длина каждого часа дневного света и каждого часа ночи также менялась. Греческий астроном Гиппарх, живший во II веке до н.э., позже принял систему из 24 равных часов для астрономических расчётов.
Деление часа на 60 минут по 60 секунд также имеет корни в астрономии. Деление на 60, или шестидесятеричная система, восходит к шумерской и вавилонской цивилизациям Месопотамии. Число 60 особенно удобно, потому что его можно равномерно разделить на меньшие части. Греческий астроном Клавдий Птолемей принял шестидесятеричную систему при измерении движений планет около 150 года н.э. Он разделил каждый угловой градус на 60 частей, а каждую из них — на 60 меньших частей. На латыни они позже назывались partes minutae primae, или «первые малые части», и partes minutae secundae: «вторые малые части». Эта система в конечном итоге привела к словам «минута» и «секунда».
Спустя столетия, по мере того как механические часы становились всё более точными, эти астрономические подразделения были приняты и для хранения времени. Основываясь на системах, разработанных Птолемеем и его преемниками, средний солнечный день был разделён на 24 часа, умноженных на 60 минут в час, умноженных на 60 секунд в минуту: 86 400 секунд. Однако фактическое измерение времени с точностью до секунды стало возможным только после того, как Христиан Гюйгенс изобрёл маятниковые часы в 1657 году.
Високосный день и секунда координации
В духе маятниковых часов учёные потратили ещё три столетия на разработку систем, которые измеряли бы время точно и стандартизированно, чтобы все часы по всему миру показывали одинаковое время. В процессе определение секунды менялось несколько раз. Окончательное решение нашли в атоме цезия. В 1967 году Генеральная конференция по мерам и весам — межправительственная организация, устанавливающая стандарты измерений и насчитывающая сегодня более 100 стран-членов, — приняла новое определение на основе атома цезия-133.
Атомы цезия-133 ведут себя как чрезвычайно точные часы. Когда атом переключается между двумя определёнными энергетическими состояниями, он производит излучение, которое колеблется, как маятник, с удивительно стабильной частотой. Учёные определили 1 секунду как ровно 9 192 631 770 таких колебаний. Всемирное координированное время (UTC) основано на атомных часах, использующих цезий-133. В результате UT1 — шкала времени, основанная на вращении Земли, — может дрейфовать относительно UTC.
Это расхождение отражает как краткосрочные нерегулярности скорости вращения Земли, так и очень постепенное, долгосрочное замедление вращения Земли, вызванное главным образом гравитационным притяжением Луны к океанам Земли. Разница между 86 400 атомными секундами и днём, измеренным по вращению Земли, составляет менее 4 миллисекунд. Это расхождение может показаться небольшим, но оно может накапливаться до значительной доли секунды в течение года. С 1972 года хранители времени добавили 27 положительных секунд координации к UTC через очень нерегулярные интервалы. Их цель — удерживать расхождение между UTC и UT1 менее 0,9 секунды. Последнюю секунду координации добавили в конце 2016 года.
Конец секунды координации
Добавление секунды к часам время от времени может нарушить высокоточные компьютерные системы. Многие компьютерные операционные системы предполагают, что день длится 86 400 секунд и что время идёт в предсказуемой, монотонно возрастающей последовательности. Добавление секунды координации нарушает оба этих предположения. В дни, когда добавляется секунда координации, часы прыгают на одну секунду. Этот день становится длиной 86 401 секунда.
В 2012 году, например, Reddit испытал сбой после добавления секунды координации 30 июня того года. Другие системы, включая ядро Linux и некоторые Java-приложения, также пострадали. Из-за подобных инцидентов многие известные технологические компании, включая Google и Meta, используют «размазывание» (smearing), при котором они распределяют дополнительную секунду постепенными шагами на длительный период, а не вставляют её как одномоментный скачок. Это непросто, и эти компании активно выступают за отмену секунды координации.
В 2022 году Генеральная конференция по мерам и весам постановила, что максимальная разница между UTC и UT1 должна быть увеличена в 2035 году или до него. Они планировали согласовать новое максимальное значение на своей встрече в 2026 году. Одним из факторов, ускоряющих их решение, является то, что Земля переживает период необычно быстрого вращения примерно с 2015 года. В течение 2020 календарного года хранители времени зафиксировали 28 дней, когда Земля совершала полный оборот до того, как часы достигали 86 400 атомных секунд. Самый короткий день, измеренный в современную эпоху атомных часов, произошёл 29 июня 2022 года, когда Земля завершила своё вращение на 1,59 миллисекунды быстрее, чем 86 400 атомных секунд.
Если Земля сохранит это более быстрое вращение, хранителям времени в конечном итоге может понадобиться ввести первую в истории отрицательную секунду координации. Не существует крупномасштабного прецедента того, как компьютерные системы справятся с ней, поэтому вопрос приобрёл новую срочность. Генеральная конференция по мерам и весам встретится 13–15 октября 2026 года. Она рассматривает проект резолюции, которая сделает UTC непрерывной шкалой времени, без резкого добавления секунд координации, начиная с 20 мая 2027 года.
Резолюция позволит разнице между UTC и UT1 вырасти до 3 600 секунд, или одного часа. Это похоже на замену секунды координации «часовой координацией». Резолюция не устанавливает график вставки дискретных часовых коррекций. Часовая координация не понадобится в течение столетий.
Замечу ли я изменение?
Часы на ваших смартфонах, ноутбуках и других электронных устройствах редко, если вообще когда-либо, показывают секунды. Из-за этого добавление секунд координации обычно оставалось незамеченным всеми, кроме метрологов, ответственных за различные системы хранения времени. Поскольку UTC и UT1 будут расходиться, астрономам, учёным о Земле и другим пользователям данных о ориентации Земли нужно будет учитывать растущее смещение при соотнесении своих наблюдений и измерений с гражданским временем.
Навигация с использованием положений Солнца, Луны и звёзд требует знания точного времени, когда производятся наблюдения. Небесные навигаторы, делающие это, должны будут учитывать растущую разницу между UTC и UT1 при определении своего точного положения на Земле. Когда вы используете компас для навигации, вы должны учитывать разницу между расположением магнитных и географических полюсов Земли. Вы можете сделать это, приняв во внимание магнитное склонение вашего местоположения, или угол между направлением, куда указывает компас, и истинным севером. Программное обеспечение на смартфонах может делать это автоматически.
Подобный подход уже существует для преобразования между UTC, UT1 и другими шкалами времени, используемыми сегодня. Если проект резолюции будет принят в октябре, отслеживание различий между этими шкалами времени, особенно дрейфа между UTC и UT1, станет более важной частью высокоточного хранения времени. К середине октября секунда координации может стать делом прошлого. Учитывая важность, которую люди придают регулярной смене сезонов, високосный год никуда не денется.
Ключевые факты
- Секунда координации: добавление 1 секунды к UTC для компенсации замедления вращения Земли
- С 1972 года: добавлено 27 положительных секунд координации
- Последняя: конец 2016 года
- Проблема: нарушает компьютерные системы, ожидающие 86 400 секунд в дне
- Инцидент 2012: сбой Reddit после добавления секунды
- Ускорение вращения Земли: с 2015 года, 28 дней короче 86 400 секунд в 2020
- Самый короткий день: 29 июня 2022, на 1,59 мс быстрее
- Возможная отрицательная секунда: беспрецедентна для компьютерных систем
- Встреча: 13–15 октября 2026
- Предлагаемое изменение: UTC как непрерывная шкала с 20 мая 2027
- Максимальная разница: до 3 600 секунд (1 час)
Сравнение: UTC и UT1
| Аспект | UTC (Всемирное координированное время) | UT1 (время по вращению Земли) |
|---|---|---|
| Основа | Атомные часы (цезий-133) | Вращение Земли |
| Стабильность | Чрезвычайно стабильно | Нерегулярно, постепенно замедляется |
| Секунды координации | Добавлялись с 1972 года | Не применяются |
| Разница | Менее 0,9 секунды (до 2026) | Может вырасти до 1 часа после 2027 |
| Использование | Гражданское время, компьютеры | Астрономия, навигация, науки о Земле |
Итог: Секунда координации — это мост между атомным временем и вращением Земли. Но этот мост ломает компьютеры и создаёт проблемы для технологических компаний. В октябре 2026 года международная организация может принять решение об отмене секунд координации и переходе к непрерывной шкале UTC. Это не значит, что время остановится. Это значит, что оно станет немного более предсказуемым. А високосный год останется — потому что сезоны никуда не денутся.
ДРУГИЕ СТАТЬИ
16.10.2026
ИИ рисует стереотипы: как модели создают «гейские», «натуральные» и «криминальные» лица
Спросите модель искусственного интеллекта, выглядит ли лицо геем или натуралом, и она откажется отвечать. Но попросите её изменить фотографию человека, чтобы он выглядел геем, натуралом — или преступником, — и она часто это сделает, используя стереотипные черты. В исследовании, принятом к представлению на конференции по эмпирическим методам в обработке естественного языка 2026 года, мои студенты и я допросили две широко используемые визуально-языковые
12.10.2026
ИИ работает в лаборатории, но ломается в реальной жизни: три барьера на пути к внедрению
Превращение исследований в области искусственного интеллекта в реальные инструменты не всегда просто, несмотря на выдающийся прогресс последних лет — от беспилотных автомобилей до больших языковых моделей. Системы, которые хорошо работают в контролируемых лабораторных условиях, часто дают сбои при развёртывании в домах, больницах или на городских улицах.
Системы на основе компьютерного зрения, например, обещают повысить безопасность, мониторить зд
08.10.2026
Спящие бактерии: почему они выживают в космосе, но теряют свою суперспособность в комфорте
Спора — это капсула выживания бактерии: высушенная почти до твёрдого состояния, завёрнутая в белковую броню, с отключёнными химическими процессами. Бактерии входят в это состояние спячки, когда условия окружающей среды неблагоприятны. То, что остаётся, близко к неуничтожимому: оно может выживать при кипячении, высыхании, радиации и в вакууме космоса. NASA однажды прикрепила споры Bacillus к внешней стороне спутника и оставила их на орбите почти на шесть ле
06.10.2026
«Контроль переменных» в исследованиях: что это значит и почему не всегда вызывает доверие
Научные исследования и новостные материалы о них часто заявляют, что исследование «контролировало» определённые переменные. Например, Washington Post сообщила об исследовании препаратов GLP-1 и гормонального расстройства. В статье отмечалось, что «женщины на GLP-1 потеряли больше веса, чем те, кто был в контрольных группах». Несколько месяцев ранее Post писала о другом исследовании GLP-1 и травм костей и сухожилий. Там говорилось, что «исследователи контролировали
ПИШИТЕ
Техническая поддержка проекта ВсеТут