2029年全球時鐘或將刪去1秒,計算機系統和精密技術受影響

2029年左右,地球上的所有人可能會失去一秒鐘。這不僅影響我們的時間觀,也將爲計算機行業和精確計時相關領域帶來重大影響。

2024年3月27日,《自然》雜誌發表的一篇新研究稱,主要受地核因素影響,地球自轉速度正在違背變緩的長期趨勢,事實上正在加快,這導致我們現在用的校正兩個時間系統偏差的方式出現變化,需要在2029年左右人爲將時鐘刪除一秒,屆時,或將首次出現“負閏秒”。但是出現的確切時間一定程度上受全球變暖效應影響。

由於地球旋轉速度略有波動,我們的現行曆法,每四年,就會出現二月增加一天的情況,這稱爲閏年。不過,大部分人感覺不到的是,出於類似原理,每隔幾年,國際時鐘也會人爲增加一秒,這叫做“正閏秒”。

這種現象是由於我們採用兩種時間系統——天文時間和原子鐘時間——帶來的。天文時間是基於地球自轉得來。但是1955年以後,全球開始採用原子鐘時間這一精度更高、更穩定的計時方式。這是基於原子的物理軌跡的一種計時方式,且能基本與天文時間保持一致。但是地球自轉速度存在波動,導致兩個時間尺度慢慢不一致,這意味着必須時不時地通過添加或刪除“閏秒”的方式,使它們重新對齊。

幾十年來,這種運作方式一直持續良好。自1972年以來,已經增加了27個閏秒,最新一次是在2016年。然而,科學家發現,自2020年左右以來,地球的自轉正在加速,這與其放緩的長期趨勢不一致。這對計量學家來說,將面臨前所未有的“負閏秒”前景。

問題是,幾十年以來,我們高度計算機化的社會是基於“正閏秒”的方式運轉的,未來幾年要出現“負閏秒”的情況,將給目前的計算機相關係統造成混亂。

互聯網、定位系統和移動電話網絡等技術都依賴於極其精確的原子鐘時間,爲股票交易等活動設置的計算系統更是精確到千分之一秒。許多計算機系統都有增加一秒的程序,可以應對“正閏秒”現象。據美聯社,谷歌和亞馬遜等科技巨頭則單方面制定了自己的解決方案,他們通過在一天中逐漸增加幾分之一秒來解決閏秒問題。

但是“負閏秒”的出現,意味着全球都需要對計算機重新編程,但是這並不容易。2012年,一些計算機系統就連“正閏秒”也處理不當,當時導致了Reddit、Linux、澳洲航空等網站出現問題。

“鑑於人類從未應對或測試過負閏秒,它可能造成的問題是史無前例的。” 法國國際計量局時間部成員帕特里齊亞·塔維拉(Patrizia Tavella)在一篇文章中寫道。

新研究的主要作者、加州大學聖地亞哥分校的地球物理學家鄧肯·阿格紐(Duncan Agnew )則進一步指出,“這可能會給智能手機和電腦帶來前所未有的問題。”他說,雖然這不會導致災難,但確實是一種前所未有的情況,也是一件大事。另外,這再次表明,我們的地球正處於一個非常不尋常的時期。

新研究的另一個重要發現是估算了全球變暖的潛在影響,意外發現它間接將“負閏秒”出現的時間推遲了約三年。研究計算出,如果沒有全球變暖,我們可能在2026年遭遇“負閏秒”。

“全球變暖導致地球兩極冰川融化,兩極的水流不斷匯入赤道附近海洋,這進一步減慢了地球自轉的速度,進而影響了我們基於地球自轉的計時方式。”新研究寫到。

“這就類似於花滑運動員在加速旋轉時會將手臂舉過頭頂,當他們降低旋轉速度時,會把手臂放低至身體兩側。”科羅拉多大學博爾德分校的冰川學家泰德·斯坎博斯(Ted Scambos)對CNN類比稱。

研究的主要作者鄧肯·阿格紐表示,極地冰川融化已經足夠大,正以前所未有的方式顯著影響地球自轉。人類活動導致地球自轉發生變化這一事實令他“驚奇”。

由於不同的計時方式,以及地球自轉正在發生的變化,這一系列因素導致我們的計算機社會面臨混亂風險。2022年,全世界的計時學家已經投票決定,2035年開始,將取消閏秒修正。但在取消之前,我們或許得經歷第一次也可能是最後一次“負閏秒”。

“這對於某些計算機應用程序來說,將是一個‘令人驚訝’的時刻,”前述科羅拉多大學博爾德分校冰川學家泰德·斯坎博斯說,“但對於大多數人來說,生活將照舊。”