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每天快0.5毫秒!2021年将成史上最快一年
  • 2021/1/11 15:34:05
  • 类型:原创
  • 来源:电脑报
  • 报纸编辑:电脑报
  • 作者:电脑报
【电脑报在线】2020年过去了,大家都在感慨这一年过的好快,从科学角度来说还真的是如此,去年一年的秒数真的少了,所以2021年全球时钟要删除1秒钟,导致它成为史上最快一年。这是怎么回事?央视日前科普了2021年史上最快一年的来历,这跟地球自转时间变化有关。



01


每天快0.5毫秒的2021年


大家都知道,1小时60分钟,1分钟60秒,一天就是86400秒,这是现在各国都在使用的原子时,而早前还有个天文时,是根据地球自转时间来定义1天时间的,通常这个自转时间很稳定,一天也是86400秒。


然而,20世纪中期之后,科学家发现地球的自转时间并不是一成不变的,所以一天的时间并不定,86400秒一天的时间就不标准了。




为兼顾人类对天文时和原子时的需要,科学家们规定了协调世界时(UTC),也就是我们现在所使用的的世界标准时间。它不与任何地区位置相关,也不代表此刻某地的时间。


在这两种时间标准中,一天的时间是在变化中的,以原子时为标准,一天就是86400秒。由于地球自转的速度不断变化,从1820年至2015年,天文时的一天如果用原子时来衡量,平均有86400.002秒。


这千分之二秒的误差看似微不足道,但日积月累差异会越来越大。为了让二者的时间尽量保持一致,科学家在1972年,引入了闰秒系统。


闰秒一般被安插在23时59分59秒,以我们所用的时间标准来说,下一秒应为0时0分0秒,但加入闰秒之后,时钟则显示为23时59分60秒,之后再进入0时0分0秒。


而闰秒的安插日期一般为6月30日或12月31日,或者是3月31日或9月30日,这个并没有固定的规律,具体日期由国际地球自转服务局(IERS)通过监测地球的自转速度,统一规定和发布。一般是提前6个月通知各国何时需要增加或减少闰秒。


从20世纪70年代以来,全球已经进行了27次闰秒调整,而这27次都是在等待赶不上趟的地球自转,也就是说我们的时间一共增加了27秒。


然后再回到现在,过去50年里,地球完成一次旋转所需的时间慢于86400秒(24个小时)。然而在2020年中,这一长期趋势被逆转,现在一天的时长常短于86400秒。


2020年7月19日,这一天的时长比24小时缩短了1.4602毫秒——这是有记录以来最短的一天,因此2021年或将出现全球时钟中第一次删除一秒的情形。


今年-1秒会不会影响日常生活?央视也提到了不用担心,这个变化是全球同时发生的,日常的民用设备精度本身就没这么高,闰秒影响可以忽略,而电脑手机等产品会自动同比时间,也不用担心。


02


研究发现宇宙的基本时钟


除了地球时间外,科学家们新研究发现宇宙的基本时钟,有助于揭晓宇宙谜团。


据国外媒体报道,科学家最新研究表明,宇宙最小时钟单位可能比我们想象的更大一些,宇宙存在一种类似时钟的基本特性,其时钟运行与我们最好的原子时钟产生交互作用。




像这样的观点有助于科学家更近一步做实验,解释宇宙万物,形成一个整体框架,使20世纪物理学两大支柱理论——量子力学和爱因斯坦相对论,协调一致,量子力学能够观测宇宙最小物体,爱因斯坦相对论则描述宇宙较大质量天体的引力作用。


我们大多数人都能感到时间流逝,但时间究竟是什么?


美国宾夕法尼亚州立大学物理学家马丁·波约瓦德说:“我们无法描述时间的流逝,我们只知道随着时间事物在变化,我们用时间来描述事物的变化过程。”


他强调称,物理学对时间概念存在两种相互冲突的观点,一种理论起源于量子力这,它将时间燃烧哟一个永不停止、以稳定速度流动的参数;另一种理论则来自相对论,它揭示当两个观察者以不同速度运动时,时间可能会收缩或者膨胀。这两种理论对事件的时间跨度变化存在不同的看法。


在多数情况下,这种差异并不是特别重要,量子力学和爱因斯坦相对论所描绘的独立领域几乎没有重叠,但是某些天体,例如:黑洞,它将巨大的质量凝聚成一个不可思议的小空间,如果没有量子引力理论,就无法完全描述黑洞。


小伙伴们,对于时间,你是怎么理解的呢?


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每天快0.5毫秒的2021年


大家都知道,1小时60分钟,1分钟60秒,一天就是86400秒,这是现在各国都在使用的原子时,而早前还有个天文时,是根据地球自转时间来定义1天时间的,通常这个自转时间很稳定,一天也是86400秒。


然而,20世纪中期之后,科学家发现地球的自转时间并不是一成不变的,所以一天的时间并不定,86400秒一天的时间就不标准了。


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为兼顾人类对天文时和原子时的需要,科学家们规定了协调世界时(UTC),也就是我们现在所使用的的世界标准时间。它不与任何地区位置相关,也不代表此刻某地的时间。


在这两种时间标准中,一天的时间是在变化中的,以原子时为标准,一天就是86400秒。由于地球自转的速度不断变化,从1820年至2015年,天文时的一天如果用原子时来衡量,平均有86400.002秒。


这千分之二秒的误差看似微不足道,但日积月累差异会越来越大。为了让二者的时间尽量保持一致,科学家在1972年,引入了闰秒系统。


闰秒一般被安插在23时59分59秒,以我们所用的时间标准来说,下一秒应为0时0分0秒,但加入闰秒之后,时钟则显示为23时59分60秒,之后再进入0时0分0秒。


而闰秒的安插日期一般为6月30日或12月31日,或者是3月31日或9月30日,这个并没有固定的规律,具体日期由国际地球自转服务局(IERS)通过监测地球的自转速度,统一规定和发布。一般是提前6个月通知各国何时需要增加或减少闰秒。


从20世纪70年代以来,全球已经进行了27次闰秒调整,而这27次都是在等待赶不上趟的地球自转,也就是说我们的时间一共增加了27秒。


然后再回到现在,过去50年里,地球完成一次旋转所需的时间慢于86400秒(24个小时)。然而在2020年中,这一长期趋势被逆转,现在一天的时长常短于86400秒。


2020年7月19日,这一天的时长比24小时缩短了1.4602毫秒——这是有记录以来最短的一天,因此2021年或将出现全球时钟中第一次删除一秒的情形。


今年-1秒会不会影响日常生活?央视也提到了不用担心,这个变化是全球同时发生的,日常的民用设备精度本身就没这么高,闰秒影响可以忽略,而电脑手机等产品会自动同比时间,也不用担心。


02


研究发现宇宙的基本时钟


除了地球时间外,科学家们新研究发现宇宙的基本时钟,有助于揭晓宇宙谜团。


据国外媒体报道,科学家最新研究表明,宇宙最小时钟单位可能比我们想象的更大一些,宇宙存在一种类似时钟的基本特性,其时钟运行与我们最好的原子时钟产生交互作用。


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像这样的观点有助于科学家更近一步做实验,解释宇宙万物,形成一个整体框架,使20世纪物理学两大支柱理论——量子力学和爱因斯坦相对论,协调一致,量子力学能够观测宇宙最小物体,爱因斯坦相对论则描述宇宙较大质量天体的引力作用。


我们大多数人都能感到时间流逝,但时间究竟是什么?


美国宾夕法尼亚州立大学物理学家马丁·波约瓦德说:“我们无法描述时间的流逝,我们只知道随着时间事物在变化,我们用时间来描述事物的变化过程。”


他强调称,物理学对时间概念存在两种相互冲突的观点,一种理论起源于量子力这,它将时间燃烧哟一个永不停止、以稳定速度流动的参数;另一种理论则来自相对论,它揭示当两个观察者以不同速度运动时,时间可能会收缩或者膨胀。这两种理论对事件的时间跨度变化存在不同的看法。


在多数情况下,这种差异并不是特别重要,量子力学和爱因斯坦相对论所描绘的独立领域几乎没有重叠,但是某些天体,例如:黑洞,它将巨大的质量凝聚成一个不可思议的小空间,如果没有量子引力理论,就无法完全描述黑洞。


小伙伴们,对于时间,你是怎么理解的呢?

本文出自2021-01-11出版的《电脑报》2021年第2期 A.新闻周刊
(网站编辑:xiaohuang)


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