Làm thế nào chúng ta có thể tránh cần một năm nhuận / giây?

Với tốc độ hiện tại của Trái đất quanh mặt trời và tốc độ hiện tại & trục quay, cách tốt nhất để giữ thời gian để tránh một năm nhuận là gì? Chúng ta nên có bao nhiêu giờ trong ngày và các ngày trong một năm sẽ giữ cho mọi thứ cân bằng để không cần thêm hoặc xóa ngày trong năm? Hơn nữa, chúng ta phải có bao nhiêu phút mỗi giờ và giây mỗi phút để tránh một bước nhảy vọt ?

Năm nhuận tồn tại vì hai lý do:

• Không có số nguyên ngày trong một năm.
• Mọi người nhận thấy cần phải giữ các mùa trong lịch.

Với những điều trên, không có cách nào để tránh những năm nhuận, hoặc một cái gì đó tương tự. Xác định năm dương lịch là một số ngày cố định (ví dụ: 365 ngày) sẽ dẫn đến các mùa thay đổi một ngày trong bốn năm.

Leap giây tồn tại vì hai lý do:

• Độ dài của một ngày được đo bằng đồng hồ nguyên tử không phải là hằng số.
• Mọi người nhận thấy cần phải giữ nửa đêm vào nửa đêm, trưa vào buổi trưa.

Với những điều trên, không có cách nào để tránh những giây nhuận, hoặc một cái gì đó tương tự. Xác định ngày là một số giây đồng hồ nguyên tử cố định (ví dụ: 86400) sẽ dẫn đến đồng hồ của bạn và Mặt trời không đồng ý vào buổi trưa địa phương, nhưng với một lượng rất nhỏ.

Điều đó nói rằng, có những đề xuất nghiêm túc để loại bỏ giây nhuận. Một số người như những người sử dụng UTC để đánh dấu thời gian các giao dịch tài chính không thích họ. Cho đến nay, những đề xuất đã bị từ chối. Phản hồi tiêu chuẩn là không phải UTC bị hỏng; nó đang sử dụng UTC trong bối cảnh không nên sử dụng nó bị hỏng. Nếu bạn cần thang thời gian tăng đơn điệu, thay vào đó hãy sử dụng thời gian TAI hoặc GPS.

Điều này không thực sự hoạt động theo cách bạn đang nghĩ, ít nhất là không theo cách thực tế cho xã hội. Vấn đề của họ là chúng ta xác định một ngày dựa trên các vòng quay của Trái đất so với mặt trời và một năm là một quỹ đạo đầy đủ quanh mặt trời và nếu bạn tìm thấy số vòng quay của trái đất trong một quỹ đạo, thì đó không phải là một số nguyên (~ 365,24 vòng quay (ngày) trong một năm). Để tránh một năm nhuận, bạn cần xác định ngày sao cho có số nguyên ngày trong một năm (tức là chính xác là 365 ngày). Vấn đề với điều này là ngày và đêm sẽ trôi tương đối so với đồng hồ của chúng tôi và sau 2 năm, ngày và đêm sẽ được chuyển đổi. Độ dài của năm cũng thay đổi và không cơ bản, vì vậy để giữ mối quan hệ chính xác này, bạn phải liên tục xác định lại độ dài của ngày,

Bước nhảy vọt thứ hai có cùng loại vấn đề. Chúng tôi muốn xác định số giây trong một ngày là 86400 giây / ngày, nhưng vòng quay của Trái đất không phải là hằng số. Vì vậy, để giữ cho đồng hồ không bị trôi, bạn phải thêm giây nhuận.

Chúng tôi không chỉ có thể tránh được những giây nhuận, đó là cách nó được sử dụng trên thực tế. Và có một hệ thống mới hơn phổ biến cũng tránh được những giây nhuận.

Trước năm 1960, giây được xác định là 1/86400 của một ngày mặt trời trung bình. Sau đó, khi các biến thể trong vòng quay của trái đất khiến nó không đồng bộ, một ngày mặt trời trung bình mới có thể được tính và chia cho 86400 - thay đổi độ dài của giây theo cách tuyệt đối, kéo dài hoặc co lại rất nhẹ.

Đó là một mớ hỗn độn, như bạn có thể tưởng tượng. Vì vậy, cái thứ hai được định nghĩa theo một số dao động nguyên tử cụ thể có thể được thực hiện cực kỳ chính xác. Thay vì thu nhỏ và kéo dài số thứ hai để giữ số lượng chính xác của chúng trong một ngày, chúng tôi giữ số thứ hai cố định và cộng hoặc trừ một số từ số (số nguyên) khi chúng tôi cần điều chỉnh.

Đó là những cách để duy trì thời gian xoay trái đất đồng bộ với thời gian đồng hồ của chúng tôi - bạn cần một số cung cấp ở đâu đó, bằng cách thay đổi độ dài của giây và giữ số đếm cố định hoặc bạn giữ độ dài cố định và thay đổi số đếm. Đối với ai đó chỉ cần viết một chương trình đơn giản để tính toán các giây dân sự giữa hai dấu thời gian UTC, cách cũ dễ dàng hơn (số giây cố định giữa hai lần là không đáng kể). Nhưng nếu bạn đang thực hiện các tính toán hoặc thí nghiệm khoa học hoặc kỹ thuật với độ chính xác cao, tốt hơn hết là nên có độ dài cố định rất chắc chắn trong một giây, không thay đổi theo thời gian - tệ hơn nhiều so với sự bất tiện khi tính đến giây nhảy vọt.

Nhưng cách, một cách tiếp cận khác là chỉ cần bỏ qua giây nhuận và giữ cho đồng hồ của bạn chạy liên tục. Đó là cách thời gian GPS hoạt động - nó bắt đầu đồng bộ hóa với UTC, nhưng đã không được điều chỉnh trong vài giây nhảy vọt kể từ đó, vì vậy chúng không đồng bộ trong một phần tư phút hoặc lâu hơn (tôi đã không kiểm tra trong một thời gian). Điều đó thật tuyệt vời cho các tính toán quỹ đạo GPS vượt qua các ranh giới điều chỉnh thứ hai. Trong gói dữ liệu GPS có thông tin về đồng bằng hiện tại giữa thời gian UTC và GPS để bạn có thể tính thời gian dân sự từ thời gian GPS, cũng như một vài cảnh báo nâng cao khi một bước nhảy vọt mới sẽ được thêm hoặc bỏ qua.

Một câu trả lời khác đề nghị xếp hàng lên giây nhuận và thực hiện bước nhảy vọt nhiều giây mỗi thập kỷ. Điều đó không thực sự đơn giản hóa phần mềm của bạn nhiều tho - bây giờ bạn phải cho phép vài phút với, giả sử, 67 giây, mỗi thập kỷ. Dễ dàng hơn để xử lý các giây nhuận bằng cách sử dụng bảng và trong khi đó không bao giờ tắt dù chỉ 1 giây. (Tiêu chuẩn cho phép họ thêm hoặc bỏ qua bằng cách này - bạn có thể có 59 phút hoặc 61 phút khi bạn cần điều chỉnh. Nói chung là sau này tho.

Ồ, một giải pháp khác. Tổ chức thực sự theo dõi tất cả điều này được gọi là Dịch vụ Xoay Trái đất Quốc tế, sau đó được đổi tên thành Dịch vụ Hệ thống Tham chiếu và Xoay Trái đất Quốc tế (IERS) . Hãy tưởng tượng sự hỗn loạn nếu họ ngừng được tài trợ và Trái đất ngừng quay. Dù sao, tôi cho rằng bạn chỉ cần yêu cầu họ xoay nó ổn định hơn. :-)

Tôi là một kỹ sư phần mềm và tôi có thể nói về vấn đề này trong vài giây.

Họ không thể đoán trước. Bạn không biết trước liệu bạn sẽ có một cái. Mã quan tâm đến số giây chính xác sẽ cần một số loại cập nhật hoặc nguồn cấp dữ liệu để tiếp tục hoạt động chính xác.

Đó cũng là một bước làm tăng thêm sự phức tạp. Bạn phải cho phép một phút có chứa 61 giây.

Đối với vấn đề đầu tiên, một sự thỏa hiệp giữ theo dõi hợp lý giữa vòng quay của Trái đất và thời gian trong ngày sẽ cho phép sự khoan dung lỏng lẻo hơn. Thay vì trong vòng một giây, hãy sửa nó theo lịch trình cứ sau 10 năm. Phần mềm không phải lo lắng về các vấn đề hàng năm và đồng hồ giữ nguyên 7 giây (hoặc ± 4 nếu bạn nhảy về phía trước) thành đúng.

Cho rằng chúng tôi đã có các múi giờ, mặt trời sẽ không được chính xác ở vị trí nửa đêm vào lúc nửa đêm nào nhưng sẽ là một nửa giờ về phía trước hoặc phía sau. Các nhà thiên văn học đã cần một chiếc đồng hồ bù đặc biệt.