آخرین دقیقه سال ۲۰۰۸ یک ثانیه طولانی تر

سال ۲۰۰۸, یک سال کبیسه بود اما طول این سال کبیسه نه ۳۶۶ روز, که ۳۶۶ روز کامل و یک ثانیه است این ثانیه اضافی را ثانیه کبیسه می نامند

سال ۲۰۰۸ یک سال کبیسه بود. در این سال طبق قوانین تقویم میلادی، ماه فوریه ۲۹ روزه شد تا اختلاف تقویم با رویدادهای نجومی متناظر کاهش یابد. اما این سال از نظر دیگری نیز کبیسه است و آن، این‌که طول این سال کبیسه نه ۳۶۶ روز؛ که ۳۶۶ روز کامل و یک ثانیه است. این ثانیه اضافی را ثانیه کبیسه می‌نامند.

ثانیه کبیسه به ثانیه‌ای گفته می‌شود که برای تنظیم و هماهنگی بهتر استانداردهای جهانی زمان و زمان خورشیدی متوسط اعمال می‌شود. استاندارد زمان بر اساس زمان جهانی هماهنگ، UTC و با استفاده از ساعت‌های اتمی بسیار دقیق تعیین می‌شود.

اما برای آن‌که این استاندارد به ثانیه تعریف شده بر اساس روز متوسط خورشیدی نزدیک باشد، گهگاه تصحیحی به اندازه یک ثانیه اعمال می‌شود. از سال ۱۹۸۸ مسوولیت بررسی و تعیین این تغییرات برعهده مرکز بین‌المللی چرخش زمین و خدمات سیستم‌های مرجع، IERS قرار گرفت.

تا اواسط قرن بیستم، واحد زمان بر اساس روز متوسط خورشیدی بیان می‌شد. یک ثانیه بر اساس نسبت ۸۶۴۰۰/۱ برابر روز متوسط خورشیدی تعریف می‌شد. روز خورشیدی، مدت زمانی است که طول می‌کشد خورشید دو بار پیاپی از راستای شمال-‌جنوب آسمان بگذرد که تقریبا معادل با فاصله زمانی دو اذان‌ ظهر شرعی متوالی است.

در گذشته این مقدار را معادل ۲۴ ساعت تعریف کرده بودند. اما زمین در مداری بیضی‌شکل به‌دور خورشید می‌گردد؛ از این رو موجودی فرضی به‌نام خورشید متوسط را در نظر گرفتند که در هر ۳۶۵ روز یک‌بار در آسمان می‌گشت و ثانیه را بر اساس حرکت این موجود خیالی تعریف کردند.

اما اندازه‌گیری‌ها نشان داد سرعت چرخش وضعی زمین به دور محور خود نیز ثابت نیست. بنابراین نمی‌شد از تعریف شبانه‌روز متغیر برای استاندارد زمان‌سنجی استفاده کرد. در سال ۱۹۵۶، ثانیه بر اساس دوره حرکت انتقالی زمین به دور خورشید، یعنی طول سال تعریف شد. اما از آن‌جایی‌که مدار زمین به‌دور خورشید، بیضوی است و دیگر سیارات منظومه شمسی نیز در حرکت زمین اختلال ایجاد می‌کنند، این تعریف نیز از دقت مناسبی برخوردار نبود.

در سال ۱۹۶۷، در تعریف واحد زمان از خواص فیزیکی ترازهای اتمی استفاده شد. یک ثانیه بر اساس تعداد نوسان‌های اتم سزیم که در ساعت‌های اتمی کاربرد دارد، تعریف و به عنوان استاندارد پذیرفته شد. با استفاده از این ساعت‌های اتمی بسیار دقیق بود که دانشمندان توانستند اثر کاهش سرعت دوران وضعی زمین را اندازه‌گیری کنند.

در آزمایش‌هایی که از سال ۱۹۶۱ تا ۱۹۷۱ ادامه یافت، زمان اندازه‌گیری شده بر اساس چرخش زمین با ساعت‌های اتمی مقایسه شد و مقداری تاخیر مشاهده شد.

● شبانه‌روز طولانی‌تر می‌شود؟

هم‌اکنون، اختلاف ثانیه تعریف شده بر اساس روز متوسط خورشیدی و روز استاندارد حدود ۰۰۲/۰ ثانیه در هر شبانه‌روز است که در هر سال، نزدیک به ۶/۰ ثانیه اختلاف را پدید می‌آورد. اما این تغییرات ثابت و یکنواخت نیست.

زمین هم‌اکنون هر ۲۳ ساعت و ۵۶ دقیقه و ۴ ثانیه یک‌بار به‌دور خود می‌گردد، اما سرعت دوران زمین به عوامل غیرقابل پیش‌بینی مانند حرکت مواد داخل زمین ارتباط دارد. زمین شبیه به تخم‌مرغ خامی است که مدت‌های مدیدی است در حال دوران است.

لغزش لایه‌های مختلف درون زمین، انرژی دورانی این سیاره را تلف می‌کند و گردش زمین به‌دور خود آرام‌آرام کندتر می‌شود. از سوی دیگر، ماه نیز با پدیدآوردن جزر و مد روی زمین، به اتلاف انرژی دورانی وضعی زمین کمک می‌کند و طول شبانه‌روز را افزایش می‌دهد.

زمان جهانی هماهنگ، UTC از ساعت‌های اتمی کمک می‌گیرد تا با زمان UT۱ که بر اساس زمان خورشیدی متوسط تنظیم می‌شود، به‌دقت هماهنگ باشد. کارشناسان به‌گونه‌ای تغییرات را اعمال می‌کنند که هیچ‌گاه، اختلاف این دو زمان از ۹/۰ ثانبه تجاوز نکند. تنها روش برای برقرارماندن این شرط، اعمال ثانیه کبیسه است.

براساس یک قرارداد پذیرفته‌شده، در زمان‌های لازم، ثانیه کبیسه در آخرین دقیقه روز ۳۰ ژوئن یا ۳۱ دسامبر اعمال می‌شود. آی‌ای‌آر‌اس با اندازه‌گیری‌های دقیق خود، اختلاف UT۱ و UTC را روزانه اندازه‌گیری می‌کند و اگر این اختلاف از ۶/۰ ثانیه بیشتر شود؛ تشکیل جلسه می‌دهد.

کارشناسان حاضر در جلسه، روند تغییرات این اختلاف را در ۳۰ ژوئن یا ۳۱ دسامبر آن سال تخمین می‌زنند و در صورت لزوم، اعمال ثانیه کبیسه را از چند ماه قبل اعلام می‌کنند.

● تاریخچه اعمال ثانیه کبیسه

از سال ۱۹۷۲ تاکنون ۲۳ بار ثانیه کبیسه اعمال شده است. آخرین مورد آن در ۳۱ دسامبر سال ۲۰۰۵ میلادی اتفاق افتاد. روند کند تغییر سرعت گردش وضعی زمین باعث شده بود که در فاصله زمانی ۱ ژانویه ۱۹۹۹ تا ۳۱ دسامبر ۲۰۰۵، فقط یک بار ثانیه کبیسه اعمال شود.

بر اساس خبرنامه ۴ ژوئیه مرکز بین‌المللی چرخش زمین و خدمات سیستم های مرجع، IERS نیز در پایان سال ۲۰۰۸، ثانیه کبیسه اعمال خواهد شد و آخرین دقیقه ۳۱ دسامبر ۶۱ ثانیه خواهد داشت. یادتان باشد فردا ساعت‌هایتان را با رادیو و تلویزیون هماهنگ کنید.

امیر حسن‌زاده