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中国计量院专家:“多”出的1秒或被取消

科普小知识2022-10-21 16:51:57
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中国计量院专家:“多”出的1秒或被取消

图为中国计量科学研究院首席研究员李院士在准时实验室(新华网)

新华社北京6月26日电(记者凌继伟)国际地球自转局(IERS)2015年1月5日宣布,世界将于2015年6月30日实现正闰秒。位于第八东区的中国(北京)时间将在7月1日上午8点增加一秒,届时全国各地的钟表将慢一秒。

闰秒的起源:两种时间测量系统的差异

时间是人类最早认识到的自然现象之一。基于地球自转的时间尺度属于天文时间。在20世纪中叶,科学家提出用量子现象来测量时间,即原子时间或原子秒。1967年,国际计量会议决定用原子秒取代天文秒。

由于国际原子时间是根据铯原子的振荡周期来确定的,所以它是相对恒定的,而天文时间则取决于地球的自转速率,并随着地球自转速率的变化而变化。随着时间的推移,科学家发现这两者逐渐出现偏差,并逐渐消失。

为了解决两者之间的矛盾,“协调世界时”应运而生。1971年,国际电信联盟通过了一项决议,将协调世界时(UTC)定为世界标准时间。

中国计量科学研究院首席研究员李院士说,世界协调时是原子时和天文时之间的一种“折衷”时标,可以说是一种“折衷”的结果。

据了解,当原子时间和天文时间之差达到0.9秒时,设在法国巴黎的国际地球自转服务机构将向世界发布公告。它将在下一个6月或12月最后一天的最后一分钟,即“闰秒”,将世界协调时设置快一秒或慢一秒。

北京位于东八时区,中国将在7月1日7: 59: 59后增加一秒,因此将会出现7: 59: 60的特殊现象。英国是一个零小时区,将在6月30日的最后一秒实施闰秒。

据李院士介绍,自1972年世界协调时正式使用以来,世界已进行了25次正闰秒调整,使世界协调时总共增加了35秒。上一次闰秒发生在2012年,第26次闰秒将在今年6月30日举行,也是在闰秒。

闰秒的负面影响逐渐被科学共识抵消

尽管闰秒是根据国际地球自转局宣布的全球统一行动而行动的,但近年来,关于闰秒是否有任何价值以及闰秒是否可以废除的争议引起了很多关注。

李院士指出,地球的自转速度是不可预测的。在过去的几十年里,地球的旋转速度呈现出减缓的趋势。然而,未来仍不确定。因此,闰秒没有规则可循,不能自动执行,只能依靠人工干预。

真正的问题是,闰秒不仅消耗人力和物力,而且还有误操作的风险。在许多领域,尤其是在许多新兴的现代科技领域,闰秒反而显示出负面影响。例如,宇宙飞船将在一秒钟内飞行近8公里。如果它被不规则地延迟一秒钟,它可能导致航天器偏离其原始轨道,其安全将受到威胁。

"闰秒的负面影响被忽略了."李、院士说,目前还没有实例证明取消闰秒的不利影响。此外,物理学家和天文学家普遍认为闰秒毫无价值,科学界普遍同意废除闰秒。

事实上,对于普通人来说,日出和日落之间几分钟甚至几个小时的差异几乎不会带来任何明显的不便。例如,乌鲁木齐的日落时间比大陆晚2小时。此外,以全球定位系统和北斗为代表的高精度时间和频率应用不需要闰秒。

涉及时间和频率的两个国际组织:国际计量局(BIPM)和国际电信联盟(国际电联)也研究了取消闰秒的可行性。2007年,大多数国际计量组织批准了取消闰秒的提议,国家质检总局代表中国支持取消闰秒。国际电信联盟将在2015年下半年投票取消闰秒。代表中国的工业和信息化部已经就取消闰秒达成共识,并将投票支持取消闰秒。

尽管中国坚决主张取消闰秒,但一些国家仍对取消闰秒持保留态度。但李院士认为,取消闰秒是大势所趋。可以预见,无论取消决议能否在今年下半年的国际电信联盟会议上获得通过,世界各国最终都会达成共识,闰秒最终将成为历史。

中国的原子钟上升到世界第一的时间会更准确

协调世界时是国际计量局(BIPM)领导的世界各国原子时合作的产物。其中一个重要的步骤是使用由包括中国计量科学研究院在内的八个国家计量机构保存的“世界上最精确的”铯原子喷泉参考钟来校准和生成国际原子时。

中国国家第二长度参考装置是由中国计量科学研究院研制的NIM5铯原子钟。它与国际标准时间(NIM)一起作为中国的时间和频率参考,是中国时间和频率测量系统的来源。其基本功能是保持时间的连续运行,并产生和保持一个高度准确和稳定的标准时间——北京时间,该时间由国家统一使用。

可以说,中国计量科学研究院的NIM5铯原子喷泉国家第二长基准和国家时标基准不仅为协调世界时贡献数据,而且有发言权,还有投票权,可以参与校准!

据了解,正在研制中的NIM6预计将于2017年完成,届时精度将达到6000万年,一秒钟都没有差别。

更准确地测量时间和频率是时间和频率研究的永恒主题。据报道,当前秒被定义在微波频带中,并且光频率比微波高10,000倍。工作在光学频率的光学时钟比微波铯原子钟具有更好的稳定性和准确度。世界主要发达国家正在开发基于不同原理的各种光学时钟,并准备在2019年讨论秒钟的修订。

据李院士介绍,中国计量科学研究院自2005年以来一直在研制锶原子光学点阵钟,以应对2019年国际上关于秒定义修改的讨论。这个锶光学晶格钟将获得今年的第一组实验数据。将于今年9月举行的国际时间和频率咨询委员会将展示中国计量科学研究院光学时钟研究的进展。今后,中国一定会为国际上对秒的定义的修改做出自己应有的贡献。(原标题:中国计量科学研究院专家打乱闰秒的“额外”一秒或取消)

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专家表示,2015年的总时长为“365天+1秒”