Skip to content

Posedlost přesností: Dnešní čas pro nás měří atomové hodiny!

Konec roku 2016 bude o píď delší než jindy. Bude delší přesně o jednu šedesátinu minuty! Těsně před půlnocí 31. prosince se totiž přidá jedna přestupná sekunda, takže po čase 23:59:59 bude následovat 23:59:60. Teprve potom skočí leden 0:00:00.

Když se na začátku 19. století začíná rodit železniční doprava, nastává potřeba synchronizace času. Do té doby ne úplně neobvyklý způsob měření času ve smyslu „každý pes, jiná ves“ způsoboval v dopravních řádech a hlavách cestujících pořádný zmatek. Právě tehdy začne příběh přestupné sekundy. Tato potřeba a zvláštnost je způsobená odchylkou zcela přesných atomových hodin (tento čas značíme UTC) od rotace Země, která se vlivem slapové síly Měsíce zpomaluje. Stejný fyzikální jev má za následek například i příliv a odliv. 

sekunda.1
Dnešní čas pro nás měří atomové hodiny.

Hlavní je přesnost

Od doby, kdy se v 19. století začalo se synchronizací času i kvůli času jízdních řádů železnice, se neustále opakují snahy o dosažení co nejpřesnějšího vyjádření hodin. V současnosti se náš čas řídí podle atomových hodin, které k měření využívají kmitání atomů Cesia. Jedna sekunda je tak vyjádřena jako 9 192 631 770 kmitů. Právě jejich přesnost je ale problém. Již v roce 1935 němečtí fyzici Adolf Scheibe (1895–1958) a Udo Adelsberger (1904–1992) prokáží, že Země se vlivem síly Měsíce zpomaluje, a v podstatě tím i dokázali, že používaný sluneční čas není zcela přesný. Od roku 1967 se náš čas řídí podle atomových hodin a zpomalování rotace planety tak vytváří odchylky mezi atomovým a slunečním časem. Aby se tento rozdíl vyrovnal, zavedou se v roce 1972 přestupné sekundy. Ta nastane vždy, když je odchylka mezi atomovým a slunečním časem větší než 0,6 sekundy. Od roku 1972 k tomu došlo celkem 26krát a k dorovnání času se přistupuje jednou za 18 měsíců (31. prosince, nebo 30. června o půlnoci UTC; v Česku 1. ledna v 1:00, nebo 1. července ve 2:00). 

sekunda.2
Na zcela přesný čas jsou odkázány také navigační systémy NASA.

Potíž se sekundou navíc

Od roku 1972 k tomu došlo celkem 26krát a k dorovnání času se přistupuje jednou za 18 měsíců (31. prosince, nebo 30. června o půlnoci UTC; v Česku 1. ledna v 1:00, nebo 1. července ve 2:00). Paradoxně se ale ve světě, kde je přesná synchronizace pro všechny systémy životně důležitá, ukazuje přestupná sekunda jako problém. Počítače operující s nulami a jedničkami jsou nastavené tak, že den má přesně 86 400 sekund (sluneční čas). Odchylky, které se nedají nijak predikovat, jim způsobují značné problémy. Pokud počítač na přidání sekundy není připraven programátorem, přijímá ze svého pohledu informace z budoucnosti, což ho mate. Na přesný čas jsou odkázány také navigační počítače NASA, i jedna přestupná sekunda navíc by mohla způsobit navigační chybu s fatálními důsledky. Přestupná sekunda je nejenom technickým, ale i obchodním problémem pro burzy, proto v časech přestupných sekund zastavují svůj provoz na 61 minut. Také starší GPS systémy se s tímto problémem potýkaly. 

sekunda.3
Přestupná sekunda dělá problémy i burzám. Na 61 minut musí přerušit provoz.

Zrušíme přestupnou sekundu?

V současnosti tak GPS zkrátka přestupné sekundy ignoruje a pomocí vnitřních systémů kompenzuje rozdíl při zobrazení v přijímačích. Takže otázka zní: proč přestupnou sekundu nezrušit? Její původní účel, který dříve pomáhal především námořníkům a astronomům, pominul. Odchylka vznikající mezi atomovým a slunečním časem je tak malá, že pokud by se nekorigovala, lidé by jednou přišli i o celou hodinu – avšak za zhruba 5 000–6000 let!

sekunda.4
GPS s přestupnými sekundami nepracuje, rozdíl dorovná až na přijímači.

 

Foto: pixabay, wikimedia
Právě v prodeji
Sdílej!
Komentáře
Další články z rubriky Věda a technika Zobrazit více …