Artık Saniye için Zaman Tükeniyor mu?

Beykozlu

New member
Kabaca her dört yılda bir, artık yıl olarak bilinen bir zaman tutma kuralı olan Şubat ayının sonuna fazladan bir gün eklenir. Takvimi fazladan bir günle ayarlama uygulaması, 2.000 yıldan daha uzun bir süre önce Julius Caesar tarafından kuruldu ve 16. yüzyılda Papa XIII.

Bu fazladan gün, 365 günlük takvim yılını, Dünya’nın güneşin etrafında bir günün yaklaşık dörtte biri daha uzun olan bir yolculuk yapmasının gerçekte ne kadar sürdüğü ile hizalamanın bir yoludur. Eklenen gün, uyumsuzluk uzadıkça yıl boyunca değişmek yerine mevsimlerin sabit kalmasını sağlar.

İnsanlık, zaman ölçeğinin küçük ucunda da düzen empoze etmek için mücadele ediyor. Son zamanlarda ikincisi belaya giriyor. Geleneksel olarak birim, astronomik terimlerle, ortalama güneş gününün 86.400’de biri (Dünya’nın kendi ekseni etrafında dönmesi için geçen süre) olarak tanımlandı. 1967’de dünyanın metrologları bunun yerine atom saatleriyle zamanı sıfırdan ölçmeye başladılar. Temel birim olan saniyenin resmi uzunluğu, bir sezyum 133 atomunun 9.192.631.770 titreşimiyle sabitlendi. Bu tür seksen altı bin dört yüz saniye bir günü oluşturur.

Ancak Dünya’nın dönüşü yıldan yıla çok az yavaşlıyor ve astronomik saniye (astronomik gün gibi) atomik saniyeden giderek daha uzun uzadı. Bunu telafi etmek için, 1972’den başlayarak, metrologlar ara sıra bir atom gününün sonuna fazladan bir saniye – artık saniye – eklemeye başladılar. Gerçekte, atom zamanı ne zaman tam bir saniye ileride olsa, Dünya’nın ona yetişmesi için bir saniyeliğine durur. 1972’de atomik zaman ölçeğine deri sıçrama saniyeleri eklendi ve o zamandan beri 27 tane daha eklendi.


Bu fazladan saniyeyi eklemek küçük bir iş değildir. Dahası, Dünya’nın dönüşü biraz düzensizdir, dolayısıyla artık saniye hem düzensiz hem de öngörülemezdir. Elli yıl önce, bu nitelikler artık saniyeyi eklemeyi zorlaştırıyordu. Bugün bu girişim teknik bir kabusa dönüşüyor çünkü kesin zamanlama, toplumun yüksek oranda bilgisayarlı altyapısının ayrılmaz bir parçası haline geldi.

Uluslararası Ağırlıklar ve Ölçüler Bürosu’nun zaman departmanı eski direktörü Felicitas Arias, “Daha önce sadece zamanın akışını ölçmenin bir yolu olan şey, bugün ulaşım, konum, savunma, finans, uzay rekabeti için çok önemlidir” dedi. BIPM, Fransızca adından gelir ve merkezi Paris dışındadır. “Zaman dünyaya hükmediyor.”

Bu iki zaman ölçeğini kareleme süreci o kadar asi hale geldi ki, dünyanın zaman uzmanları cesur bir teklifte bulunuyorlar: 2035’e kadar artık saniyeyi terk etmek. Uygarlık, atomik zamanı tamamen kucaklayacaktı; ve atomik zaman ile Dünya zamanı arasındaki fark veya tolerans, zaman tutucular ikisini uzlaştırmak için daha iyi bir plan yapana kadar belirsiz kalacaktı. 18 Kasım’da Büro’ya üye ülkelerin Versailles’daki toplantısında Karar D şeklinde bir oylama bekleniyor.

BIPM’nin zaman departmanının şu anki direktörü olan Patrizia Tavella, “Teknik açıdan bakıldığında, dünyanın her yerindeki tüm meslektaşlar bir şeyler yapmamız gerektiği konusunda hemfikir” dedi.

Elveda gökler


Soldan, Jülyen takvimine göre ayarlanmış, güneşin zodyakın her bir burcuna girdiği tarihleri gösteren bir takvime sahip 16. yüzyıl Fransız güneş saati; 16. yüzyıldan kalma bir bronz madalya üzerinde Papa XIII. Apollo astronotları tarafından fotoğraflanan Dünya. Kredi… MET/BOT, Alamy aracılığıyla; Alamy aracılığıyla Artokoloro; NASA

Karar kabul edilirse, muhtemelen gelecek nesiller için, atomların zaman işleyişini göklerin zaman işleyişinden ayıracaktır. Değişim, pratik açıdan çoğumuz için ayırt edilemez olacaktır. (Atomik zamanın Dünya zamanından bir saat kadar uzaklaşması birkaç bin yıl alacaktır.)

Ancak ikincisi, internet teknolojisinde çok büyük bir süredir. Cep telefonu iletimleri, elektrik şebekeleri ve bilgisayar ağları saniyenin çok küçük kesirleri kadar senkronize edilir. Finans piyasalarındaki yüksek frekanslı tüccarlar, emirleri saniyenin binde biri ve hatta milyarda biri kadar sürede yerine getirir. Uluslararası hukuka göre, bu mali işlemlerle ilgili veri paketleri, o ince hassasiyet düzeyinde zaman damgalı olmalı, kaydedilmeli ve BIPM’deki zaman tutucular tarafından yönetilen evrensel olarak üzerinde anlaşmaya varılmış bir standart olan Eşgüdümlü Evrensel Zaman’a kadar izlenebilir hale getirilmelidir.

Her ek artık saniye, kafa karışıklığı riskini ortaya çıkarır: bazı dijital ağlar değişikliği doğru şekilde uygulamaz, diğer sistemlere göre saatin tam olarak kaç olduğunu bilemez ve düzgün bir şekilde senkronize olmaz. Artık saniye, hassasiyet gerektiren bir suflede potansiyel bir kaos yığınıdır.

Bu nedenle, artık saniyenin atılması, Amerika Birleşik Devletleri de dahil olmak üzere dünyanın dört bir yanındaki ülkelerden geniş destek görüyor. Ancak oylamanın sonucu kaçınılmaz bir sonuç değil. Artık saniyenin kaderi, uzun süredir, BIPM’de gündemdeki dört “sıcak konudan” biri olarak belirlenen yüksek diplomatik drama konusu olmuştur. .

Boulder, Colo’daki Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü’nde (NIST) fizikçi olan Judah Levine, “20 yıl önce olması gerekiyordu ve siyasi manevralar olmasaydı muhtemelen 20 yıl önce olacaktı” dedi. sıcak konuları tartışan BIPM komitesinden Dr. Tavella ile eşbaşkandır ve karar taslağının hazırlanmasına yardımcı olmuştur.

Örneğin Rusya, artık saniyeden uzaklaşmayı geciktirmeye çalıştı çünkü bunu yapmak ekstra saniyeyi içeren GLONASS uydu sisteminde kapsamlı değişiklikler gerektirecektir. Sonuç olarak, karar herhangi bir değişikliği 2035’e kadar ertelemek için ifade edildi. Tarihsel ve duygusal olarak astronomik standarda bağlı olan ve Greenwich Mean Time’da kutsanmış olan Birleşik Krallık, alenen taahhütte bulunma konusunda isteksizdi.


Ortak bir zamanı korumak


Mühendisler, 2011’de Sibirya’nın Zheleznogorsk, Rusya kasabasında bir GLONASS navigasyon uydusu üzerinde çalışıyor. Kredi… Ilya Naymuşin/Reuters
Londra’daki Greenwich’teki Kraliyet Gözlemevi’nin dışında, Greenwich Ortalama Saatini gösteren Shepherd Gate Saati. Kredi… Getty Resimleri

Artık saniyenin kaderi artık saniyenin kaderinden daha fazlasıdır. Söz konusu olan, artık saniyenin devam eden varlığının yavaş yavaş baltaladığı uluslararası zaman işleyişi standardı olan Koordineli Evrensel Zaman’dır.

Eşgüdümlü Evrensel Zaman veya UTC, dünyanın dört bir yanındaki ulusal laboratuvarlarda tutulan atomik saatler tarafından yapılan okumalardan şefkatle oluşturulur. Bu saatler en iyi saniyelerini işaretler veya “fark eder” ve ölçümleri BIPM’ye gönderir. Orada, zaman tutucular okumaları – ortalama alma, ağırlıklandırma, tutarsızlıkları ayarlama – herkesin her yerde üzerinde anlaşmaya varması ve ara sıra kullanması için titizlikle okumaları bir ülkü saniyeye toplar. gerektiği kadar artık saniye ekleyerek. Bu montaj işlemi zaman alır. Ve böylece Büro, her bir ulusal saatin uluslararası standarttan ne kadar saptığını söyleyen ve bir sonraki ay hedefini geliştirmesine yardımcı olan Circular T adlı bir haber bülteni biçiminde mükemmel zamanı her ay yayınlar.

Eşgüdümlü Evrensel Zaman, dünyanın resmi zaman ölçeğidir ve artık saniyeleri içerse de içermese de öyle olmaya devam edecektir. Küresel zaman dilimleri buna referansla açıklanmıştır. (New York saati şu anda UTC eksi beş saattir.) Ve atan kalp, yani saniye, metre (uzunluk), kilogram (ağırlık), kelvin (sıcaklık) ile birlikte BIPM tarafından denetlenen standart ölçümler kümesinde en önemlisidir. ), kandela (ışığın şiddeti), amper (elektrik akımı) ve mol (madde miktarı).

Metre Sözleşmesi adı verilen uluslararası bir anlaşmaya imza atan ulusal ülkeler tarafından bir buçuk asır önce resmileştirilen fikir, her bir ölçü biriminin dünyanın her yerinde aynı olması gerektiğidir; İspanya’da bir metre, Singapur’da tam olarak bir metredir. Yedi standart birim, adil ticaret, tekrarlanabilir bilim ve güvenilir teknolojinin ayrılmaz bir parçasıdır. İkincisi, köstebek hariç diğer tüm birimlerin temelini oluşturduğu için ekstra özeldir. Örneğin metre, ışığın vakumda saniyenin 299.792.458’de biri sırasında kat ettiği mesafe olarak tanımlanır ve kilogram yakın zamanda saniye cinsinden yeniden tanımlanmıştır.

Ek olarak, saniye bir zaman ölçeğine veya saniye akışına bağlıdır. Çağdaş yaşamın temel ilkelerinden biri, nerede ölçülürse ölçülsün zaman biriminin aynı olması gerektiği değil, bir parçası olduğu saniye akışının da aynı olması gerektiğidir.

Ancak artık saniye, bu ilkeyi riske atıyor. Metrologia dergisinde yakın zamanda yayınlanan bir makaleye göre, çamur dijital teknoloji için teknik olarak o kadar zor ki, diğer ersatz zaman tutma yöntemleri – resmi olmayan, ancak artık saniye içermeyen ve uygulaması daha kolay – UTC’nin yerini almaya başladı. Karar D’nin destekçileri için artık saniyeyi UTC’den kaldırmak, en azından 2035’i takip eden yüzyılda, standart zaman ölçeğini çağdaş dijital teknolojiye daha yakın hale getirecektir. Eşgüdümlü Evrensel Zaman yine de evrensel olacaktır, ancak Dünya saati ile eşgüdümlü olmayacaktır.


Arias, “Durdurmak istediğimiz bir sorun var, sözde zaman ölçeklerinin çoğalması, çünkü bunlar metrolojik anlamda zaman ölçekleri değiller,” dedi Dr.


Soldan, 1949’da ilk Ulusal Standartlar Bürosu atom saatini ayarlayan bilim adamları; Gregoryen takvimi; ve 1967’de sezyum atomunun titreşimlerine dayanarak saniyenin tanımlanmasına yardımcı olan ve dünyanın astronomik zaman işleyişine güvenini sona erdiren atomik saat olan NBS-3. Kredi… NİST; Alamy aracılığıyla BTEU/RKMLGE; NIST

UTC yerine en yaygın olarak kullanılan zaman ölçeği, Amerikan hükümetinin küresel konumlandırma uydu sistemi veya GPS’dir. ABD Uzay Kuvvetleri tarafından işletilen ve bakımı yapılan GPS ağındaki her uydu, boylam, enlem ve yükseklik bilgilerinin yanı sıra zaman verisi sağlayan atomik saatler taşır.

Cep telefonu ve veri ağlarını içeren GPS kullanıcıları, saniyenin 100 milyarda biri içinde günün saatini belirleyebilir ve bilgi ücretsizdir ve yaygın olarak kullanılabilir. Ancak ne BIPM’den geçirilir ne de artık saniyeler için ayarlanır. Birleşmiş Milletler’in Uluslararası Telekomünikasyon Birliği kısa bir süre önce telekomünikasyon ağlarının resmi zamanlarını UTC yerine GPS olarak belirlemesini önerdi çünkü artık saniyeleri kapsamaz ve bu nedenle kesintisiz bir zaman akışıdır.

Metrologlar için sonuçlar ciddi: GPS zamanı iyi tutsa da, UTC yerine onu kullanmak, zamanın artık uluslararası anlaşmalara uyması gereken bir kuruluş tarafından denetlenmeyeceği anlamına gelir.

Dr. Levine, Dr. Tavella ve Dr. BIPM Direktörü Martin Milton

Dahası, uydulardaki saatler sistemler arasında tutarsız. Rusya’nın GLONASS’ı UTC (üç saate göre ayarlanmış) ve artık saniye ile çalışır, ancak diğer uydu navigasyon sistemleri çalışmaz ve ne zaman faaliyete geçtiklerine bağlı olarak evrensel zamandan farklı miktarlarda saparlar. GPS ve Avrupa sistemi Galileo, UTC’den 18 saniye ileride Çin sistemi BeiDou dört saniye ileride. Her biri iyi çalışır çünkü dahili olarak tutarlıdırlar ve UTC’den sapmaları takip edilebilir, ancak UTC’ye kadar izlenemezler.


Artık saniyeyi eklemeye devam eden bilgi işlem sistemleri bile bunu farklı şekillerde yapıyor. Sonuç olarak, ticari ve finansal işlemler için gerekli olan zaman damgaları, ayarlama döneminde bazen geçersizdir, bu da sistem çökmeleri ve ara sıra izlenebilirlik eksikliği riski taşır. Meta, Alibaba ve Microsoft’un her biri kendi ısmarlama yöntemleriyle fazladan saniyeyi eklerken, Google tüm gün boyunca fazladan saniyeyi lekeliyor. Ve Metrologia makalesine göre, artık saniyenin uygulanmasındaki hataların sayısı zamanla artıyor.

Tavella, “Bu anarşidir,” dedi.

Ek bir kırışıklık belirir. Artık saniye gerekli olmuştur çünkü atom zamanı Dünya zamanından daha hızlı çalışır. Ancak bu değişiyor: Dünya’nın dönüş hızı, yavaşlasa da, artık saniyenin icat edildiği sıralarda yavaşlamaya başladı. Bu ay veya gelecek, Dünya saati atom saatini yakalayacak. Yaklaşık 2030’a kadar, eğilim devam ederse, Dünya saati atom saatini yaklaşık bir saniye geride bırakacak – bu nedenle metrologların iki zaman ölçeğini senkronize tutmak için negatif bir artık saniye eklemesi gerekecek.

Aslında, bir saniye kaybolacak. Böyle bir deney bilgisayar sistemlerinde hiç test edilmedi ve birçok metrolog dijital bir felaketten korkuyor. Arias, “UTC tarihinde ilk kez negatif bir artık saniye meydana geliyor ve kimse ne yapacağını bilmiyor,” dedi.

Kutsal ve tehlikeye atılmış

Bu yılın başlarında ABD Senatosu, yaz saatini kalıcı olarak korumak için oy kullandı, ancak yasa Temsilciler Meclisi’nde durdu. Kredi… The New York Times için Michael A. McCoy

Zaman duygu yüklüdür. Son zamanlarda gün ışığından yararlanma saatine uyup uymama konusunda patlak veren dağınık tartışmaları düşünün.

Geçen ay, Meksika Senatosu uygulamayı sona erdirmek için oy kullandı, ancak yalnızca ülkenin ABD ile sınırı paylaşmayan bölgeleri için. Mart ayında, ABD Senatosu yaz saatini kalıcı olarak korumak için oy kullandı, ancak önerge Meclis’te durdu. 2018’de Avrupa Birliği’nde Parlamento, saatleri yıl boyunca aynı tutmak için oy kullandı, ancak bunun nasıl yapılacağı veya hangi ayarın seçileceği konusunda şaşkına döndü.

Artık saniye, halk tarafından daha az görülse de güçlü görüşler ortaya çıkarıyor. Örneğin Vatikan, varoluşsal gerekçelerle artık saniyeyi korumayı savundu. Astrofizikçi ve Arizona, Tucson’daki Vatikan Gözlemevi Araştırma Grubu’nun müdür yardımcısı Rahip Pavel Gabor, 2017’de yayınlanan “Zamanın Bilimi”nde, zamanın “ölümlü olduğumuzun sürekli bir hatırlatıcısıdır” diye yazmıştı.


“Ve belki de bu nedenle, zamanımızın, yaşam süremizin bir şekilde sonsuz kozmik döngülere tekabül ettiğine inanmak istiyoruz.”

Dr. Tavella ve meslektaşları, artık saniyeyi askıya almanın sonuçları konusunda yol bulmaya çalışırken yakın zamanda Dr. Gabor’a danıştı. Onlara, zamanı tutmanın “eski ve kutsal” görevinin her zaman uzlaşmayla yüklü olduğunu hatırlamalarını öğütledi.

Jülyen takvimi, orijinal artık yıl eklemeleriyle birlikte, gerçek yıldan 11 dakika 14 saniye daha uzundu ve Papa XIII. Düzeltmesi, her 400 yılda bir üç artık günü çıkarmaktı – yalnızca birkaç bin yılda bir düzeltilmesi gereken bir formül. Yeni bilgi, yeni çözümleri davet eder.

Dr. Tavella, Karar D’nin sonucu ne olursa olsun, zamanın yıldızlarla olan kadim bağlantısını koruyacağı konusunda kararlıydı. “Dünyanın dönüşünü terk etmiyoruz” dedi. “Atomik zaman ile Dünya’nın dönüşü arasındaki ilişkiyi biliyoruz.” Farklar, aktif olarak uygulanmasa da hesaplanmaya ve kullanıma sunulmaya devam edecekti.

Elbette, D Kararı geçilse bile, gelecek nesil zaman tutucular, atomik zamanı göksel zamanla – belki de yaklaşık bir yüzyıl sonra gerekli olacak bir artık dakikayla veya sonunda artık bir saatle veya başka bir şeyle – uzlaştırmaya çalışmaya devam edecekler. henüz hayal edilemez.

Öte yandan, kararın başarısızlığı veya gecikmesi, uluslararası zaman işleyişinde tehlikeli yeni bir çağa yol açacaktır.
 
Üst